CA6140車床杠桿的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【鉆孔25】,鉆孔25,ca6140,車床,杠桿,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),鉆孔,25 序 言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于廂體內(nèi)部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機(jī)床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。零件主體成36o角，在主視和右視兩方向均有8mm的筋板支撐，兩件中部有的孔，端面和左視平面分別有M6和φ12.7的螺紋孔和沉頭孔.中間孔上方A視圖方向有M8螺紋孔,所有技術(shù)要求都是為了機(jī)床總體裝配. (二)零件的工藝分析： 本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。 1、零件件底面，它是毛坯鑄造出來(lái)之后等待加工的第一個(gè)面，此面將作為初基準(zhǔn)，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)間又能達(dá)到技術(shù)要求。 2、加工中間孔，它是以底面為粗基準(zhǔn)而加工的，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到題目要求我們采取鉆、擴(kuò)、半精鉸、精鉸的工序過(guò)程。最終完成。 3、以中間孔為基準(zhǔn)加工60—45的平面，此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達(dá)到要求。 4、端面加工與底面加工相同，即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達(dá)到要求。 5、鉆φ12.7孔，此孔將用鋼球檢查，我根據(jù)偏差范圍選擇粗鉆的方法加工，即能滿足要求。 6、加工M8螺紋孔，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查知底孔為φ6.7，又因?yàn)楸究资浅令^螺紋孔，考慮到工藝要求我們采取鉆、锪、攻絲三步工序。 7、加工M6螺紋孔，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查知底孔為φ5.2，又因?yàn)楸究子眉庸?20°倒角，采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當(dāng)工藝過(guò)程中我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 由以上工藝過(guò)成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因?yàn)榱慵侵信可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 （二） 基準(zhǔn)面的選擇 基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要過(guò)程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過(guò)程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報(bào)廢，使用無(wú)法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于本杠桿來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，對(duì)于一般零件而言，應(yīng)以出加工的表面為粗基準(zhǔn)，本零件正好符合要求，對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡(jiǎn)單工序集中，盡量降低成本。 工藝路線方案： 工序：1/、鑄造； 2/、時(shí)效處理； 3/、精銑、半精銑底面； 4/、鉆、擴(kuò)、半精鉸孔； 5/、檢驗(yàn)； 6/、粗銑60—45平面； 7/、粗銑、半精銑端面； 8/、鉆φ12.7孔； 9/、鉆M8底孔φ6.7、锪φ14孔、攻絲M8； 10/、鉆M6底孔φ5.2、倒角120°、攻絲M6； 11/、檢驗(yàn)。 （四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿”零件的材料為HT200，硬度HB170—200，毛坯重量約為1kg,生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級(jí)精度以下。（批量生產(chǎn)） 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對(duì)個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1、 零件底面： 此地面是粗基準(zhǔn)，是最先加工的表面，由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-92及公式（6-16）計(jì)算底面加工余量。 e=C 式中 e ——余量值； ——鑄件的最大尺寸； A ——加工表面最大尺寸； C ——系數(shù)； e=0.55× =2.5mm 滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-93的要求。 2、 端面和60—45面： 因?yàn)槎嗣婧?0—45面表面粗糙度要求不高，根據(jù)《切削用量手冊(cè)》定余量e， e=1.5 滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-93的要求。 3、中間孔 毛坯為實(shí)心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》確定尺寸和余量。 鉆孔：φ23 擴(kuò)孔：φ24.8 e=1.8mm 粗鉸：φ24.94 e=0.14mm 精鉸：φ e=0.06mm 4、M8螺紋孔 毛坯為實(shí)心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M8底孔φ6.7； 锪φ14孔； e= 7.4mm 攻絲M8； e= 1.3mm 5、M6螺紋孔 毛坯為實(shí)心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M6底孔φ5.2； 倒角120°； 攻絲M6； e=0.8mm 6、鉆φ12.7孔 毛坯為實(shí)心，不沖出孔，因?yàn)榇丝子忙?2.7的鋼球檢查，并且要求尺寸范圍為φ12.7，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》確定加工方法。 鉆φ12.7孔。 （五） 確定切削用量及基本工時(shí) 1、工序Ⅲ：銑削底面 （1）、粗銑 a/加工條件：機(jī)床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計(jì)算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==7r/s=420r/min 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切削工時(shí)： （2）半精銑： =0.7mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=100 V==13m/min =0.23m/s 按機(jī)床選取： 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切削工時(shí)： T=89.6s+89s=176.8s=0.56min 2、工序Ⅳ：鉆孔 （1）、鉆φ23孔 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-34 f=0.35mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==4.85r/s(290r/min) 按機(jī)床選?。? 切入 切出 l=30mm （2）、擴(kuò)φ24.8孔 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-41 f=1.0mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-37 v=24.3m/min=0.39m/s ==5r/s(300r/min) 按機(jī)床選取： l=30mm （3）、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔 由經(jīng)驗(yàn)可知：工時(shí)可以忽略。 3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面 a/加工條件：機(jī)床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計(jì)算切削用量：=3mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==7r/s=420r/min 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切削工時(shí)： = 4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面 （1）、粗銑 計(jì)算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=60 V==15.3m/min =0.26m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==8.28r/s=496.8r/min 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切削工時(shí)： （2）、半精銑： =0.5mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=60 V==17.1m/min =0.29m/s 按機(jī)床選取： 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切削工時(shí)： T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min 5、工序Ⅷ：鉆φ12.7孔 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-33 f=0.40mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==8.87r/s=526r/min 按機(jī)床選?。? 切入 切出 l=30mm 計(jì)算工時(shí) 6、工序Ⅸ：鉆M8孔 （1）、鉆M8底孔φ6.7 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-41 f=0.40mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表10.4-9 v=0.195m/s ==7.76r/s=465.8r/min 按機(jī)床選?。? l=28mm 計(jì)算工時(shí): （2）、锪φ14孔 锪孔時(shí)間短可忽略不記. （3）、攻絲M8 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表3-38 f=0.2mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機(jī)床選?。? l=25mm 計(jì)算工時(shí): T=12s+42s=54s=0.9min 7、工序Ⅹ：鉆M6孔 （1）、鉆M6底孔φ5.2 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-41 f=0.30mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表10.4-9 v=0.161m/s ==9.86r/s=591.6r/min 按機(jī)床選?。? 對(duì)于孔1： 對(duì)于孔2： 記算工時(shí) ： （2）、倒角120° 倒角的工時(shí)可以忽略不記。 （3）、攻絲M6 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表16.2-4 ==238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺紋: 攻不通孔螺紋: 記算工時(shí) ： T=0.28+0.1=0.38min=22.8s 式中: —— 工件的螺紋長(zhǎng)度; —— 絲錐切削錐長(zhǎng)度； —— 攻絲時(shí)的轉(zhuǎn)速； —— 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速； —— 工件的轉(zhuǎn)速；值為1mm. —— 攻螺紋時(shí)的超切量，取=（2~3）； 三、 夾 具 設(shè) 計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 (一)、問題提出： 經(jīng)過(guò)和指導(dǎo)教師的協(xié)商，我決定設(shè)計(jì)第Ⅳ道工序——孔的夾具設(shè)計(jì)，本夾具將用于Z3025立式鉆床。刀具為φ25高速鋼鉆頭，為達(dá)到零件工藝要求，對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、半精鉸三步工序加工。 （二）、 夾具設(shè)計(jì)： 1、切削力及夾緊力的計(jì)算： 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-54 工件的材料為灰鑄鐵，其切削力 （kgf） 切削力矩 （kgf） 其中：D為鉆頭直徑（mm） S為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 （mm/r） 為修正系數(shù) 由文獻(xiàn)表《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-55， ===1.124 =79.16 kgf =791.3N = =194.66kfg.mm=1946.6N.mm 2、夾緊力的計(jì)算： 為了防止工件在切削力的作用下平移所需的夾緊力： 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-21查得（kgf） 其中： 為夾緊元件與工件之間的磨擦系數(shù) 為工件與支撐面間的摩擦系數(shù) 為定位銷承受的部分切削力，對(duì)精度機(jī)床B=0 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-19可知： =0.4，=0.2 取基本安全系數(shù)=1.5 加工狀態(tài)系數(shù)=1. 刀具鈍化系數(shù)=1.10 切削特點(diǎn)系數(shù)=1.0 夾緊動(dòng)力穩(wěn)定系數(shù)=1.2 手動(dòng)夾緊時(shí)手柄位置系數(shù)=1.2 支撐面接觸情況系數(shù)=1.3 ∴=4.6 取K=4 ∴==527.7kgf=5277N 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-24選 d=16mm P=2mm L=190mm =8kgf =12mm Q=626kgf Φ=10° f=0.178 =0.2 β=120° 表由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-22 選 τ==4mm tanψ=== ∴ψ=4.55° ∴M=Q[r.tan(ψ+Φ)+ τ]=1150.7 kgf.mm=11507N.mm 而實(shí)際上的夾緊扭矩M=L=1520kgf 遠(yuǎn)大于所需的夾緊扭矩，即工作是可靠的 3、定位誤差的分析： 以杠桿底平面定位，孔的尺寸公差由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-12可得， 公差等級(jí)為8級(jí) ，故其表面的公差應(yīng)為mm 參考文獻(xiàn)： （一）：《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 主編：李益民 機(jī)械工業(yè)出版社 （二）：《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 主編：趙家齊 等 機(jī)械工業(yè)出版社 （三）：《機(jī)械加工工業(yè)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 （四）：《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 （五）：《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 主編：張耀霍 機(jī)械工業(yè)出版社 （六）：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主編》 主編：徐發(fā)仁 重慶大學(xué)出版社 （七）：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 主編：東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽(yáng)工學(xué)院 第一汽車制造廠職工大學(xué) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 （八）：《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 主編：潘承怡 哈爾濱理工大學(xué) 12