CA6140車床撥叉[831003] 加工工藝及銑18H11槽夾具設(shè)計(jì)[版本5]
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課程設(shè)計(jì) 論文題目:銑18mm槽的銑床夾具 學(xué) 院:機(jī)械動力工程學(xué)院 班 級:機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化07-5 學(xué) 號:0701010518 姓 名:蘇健 指導(dǎo)教師:敖曉春 論文題目:銑18mm槽的銑床夾具 機(jī)械07-5班 0701010518 蘇健 指導(dǎo)教師:敖曉春 機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目:制定撥叉零件的加工工藝 設(shè)計(jì)銑尺寸18H11槽的銑床夾具 班級:機(jī)械07-5 學(xué)生:蘇健 指導(dǎo)教師:敖曉春 哈爾濱理工大學(xué) 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、 零件的分析………………………………………(3) 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………(3) (一)、確定毛坯的制造形式……………………(3) (二)、基面的選擇………………………………(3) (三)、制訂工藝路線……………………………(3) (四)、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 才的確定……………………………………………(4) (五)、確定切削用量及基本工時………………(5) 三、 夾具設(shè)計(jì)…………………………………………(11) 四、 參考文獻(xiàn)…………………………………………(13) 哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目:制定撥叉F零件的加工工藝,設(shè)計(jì) 銑尺寸18H11槽的銑床夾具 設(shè)計(jì)要求:1.中批生產(chǎn); 2.盡量選用通用設(shè)備。 設(shè)計(jì)內(nèi)容:1.填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書; 2.制訂一個中等零件的加工工藝過程,填寫工 藝過程卡和工序卡各一張; 3.設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具,繪制全套夾 具圖紙,要求用計(jì)算機(jī)繪圖; 4.編寫設(shè)計(jì)說明書一份,按照畢業(yè)論文的格式 寫,要求打印文稿。 班級:機(jī)械07-5班 學(xué)生:蘇健 指導(dǎo)教師:敖曉春 2010年9月25日 一、 零件的分析 (一)零件的工藝分析 撥叉這個零件從零件圖上可以看出,它一共有兩組加工表面,而這二組加工表面之間有一定的位置要求,現(xiàn)將這二組加工表面分述如下: 1.以?25mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括:?25H7mm的l六齒花鍵孔及倒角,尺寸為80㎜與花鍵孔垂直的兩端面,尺寸為18H11與花鍵孔垂直的通槽。 2. 與?25mm花鍵孔平行的表面。這一組加工表面包括:與花鍵孔中心軸 線相距22㎜的上表面,與上表面垂直的二個M8通孔和一個? 5錐孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是: 1. 上表面與?25mm花鍵孔中心線平行度為0.10㎜; 2. 18H11通槽兩側(cè)面與與?25mm花鍵孔中心線的垂直度為0.08㎜。 由以上分析可知,對于這二組加工表面而言,我們可以先加工其中一組表面,然后借助于專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工,并且保證它們之間的位置精度要求。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200,考慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性,零件為中批生產(chǎn),而且零件的尺寸不大,因此,毛坯可采用金屬模砂型鑄造。 (二)基面的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,加工工藝過程中會問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇:以上下表面和兩 側(cè)面作為粗基準(zhǔn),以消除,,三個自由度,用以消除,,三個自由度,達(dá)到完全定位。 對于精基準(zhǔn)而言,根據(jù)基準(zhǔn)重合原則,選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 (三) 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序Ⅰ 銑端面。 工序Ⅱ 鉆、擴(kuò)花鍵底孔?22mm。 工序Ⅲ 內(nèi)花鍵孔倒角。 工序Ⅳ 拉花鍵孔。 工序Ⅴ 銑上、下表面。 工序Ⅵ 鉆2—M8孔,?5mm錐孔。 工序Ⅶ 銑通槽18H11㎜。 工序Ⅷ 攻螺紋2—M8。 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 檢查。 2.工藝路線方案二 工序Ⅰ 銑端面。 工序Ⅱ 鉆、擴(kuò)花鍵底孔?22mm。 工序Ⅲ 內(nèi)花鍵孔倒角。 工序Ⅳ 銑上、下表面。 工序Ⅴ 鉆2—M8孔,?5mm錐孔。 工序Ⅵ 銑通槽18H11㎜。 工序Ⅶ 拉花鍵孔。 工序Ⅷ 攻螺紋2—M8。 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 檢查。 工藝方案的比較與分析: 上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一是先拉花鍵孔,再以該花鍵孔為基準(zhǔn)加工其余平面;方案二是先加工上下面,再加工花鍵孔。兩相比較可以看出,方案一可以避免加工上表面和槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)不重合的問題,而方案二不能,所以選用方案一作為零件的加工工序。 (四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “撥叉”零件材料為HT200,毛坯重量約為1.00Kg,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn), 采用金屬砂型鑄造。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. 銑端面 考慮左端面的粗糙度Ra為3.2,參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》——以下簡稱“手冊”,表1—43,確定工序尺寸為 Z=3.0mm,其中粗加工的加工余量Z=2.0mm,精加工的加工余量Z=1.0mm。右端面沒有粗糙度要求,只要求粗加工,所以余量定位3.0㎜。 2. 花鍵孔(6-?25H7×?22H12×6H11)。 要求花鍵孔為外徑定心,故采用拉削加工。 內(nèi)孔?22H12㎜: 鉆孔:?20㎜ 擴(kuò)鉆:?22㎜ 2Z=2.0㎜ 拉花鍵孔(6-?25H7×?22H12×6H11) 花鍵孔要求外徑定心,花鍵內(nèi)徑拉削時的加工余量為孔的公差0.17㎜。 3.銑表面 根據(jù)“手冊”表1—49,取上表面的機(jī)械加工余量為4.0㎜,下表面的余量為3.0㎜。 粗銑上表面 Z=3.0㎜ 精銑上表面的臺階面 Z=1.0㎜ 粗銑下表面 Z=3.0㎜ 4. 銑通槽18H11㎜ 粗銑16㎜ 2Z=4.0㎜ 半精銑18㎜ 2Z=2.0㎜ 毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見毛坯圖。 (五)確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ:銑端面。 1)粗銑左端面 α=0.25mm/Z (表3-28) ν=0.35m/s(21m/min) (表3-30) 采用高速三面刃銑刀,d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.637r/s (38.2r/min) 按機(jī)床選取n=31.5r/min=0.522r/s (表4—17) 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s 切削工時 l=75mm,l=175mm,l=3mm t== =121.2s=2.02min 2)粗銑右端面 粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。 切削工時 l=45mm,l=175mm,l=3mm t== =106.8s=1.78min 3)精銑左端面 α=0.10mm/Z (表3-28) ν=0.30m/s(18m/min) (表3-30) 采用高速三面刃銑刀,d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.546r/s (32.76r/min) 按機(jī)床選取n=31.5r/min=0.522r/s (表4—17) 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s 切削工時 l=75mm,l=175mm,l=3mm t== =302.92s=5.05min 工序Ⅱ:鉆、擴(kuò)花鍵底孔 1)鉆孔? 20㎜ f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s (表3—38) ν=0.35m/s (21m/min) (表3—42) n===5.57r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 ν==0.35m/s 切削工時 l=80mm,l= 10mm,l=2mm t== =23s (0.4min) 2)擴(kuò)孔? 22㎜ f=1.07 (表3—54) ν=0.175m/s (10.5m/min) n===2.53r/s (151.8r/min) 按機(jī)床選取 n=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 ν==0.16m/s 切削工時 l=80mm,l= 3mm,l=1.5mm t== =35s (0.6min) 工序Ⅲ:倒角1.07×15 f=0.05㎜/r (表3—17) ν=0.516m/s (參照表3—21) n===6.3r/s (378r/min) 按機(jī)床選取 n=380r/min=6.33r/s 切削工時 l=2.0mm,l= 2.5mm, t== =14s (0.23min) 工序Ⅳ:拉花鍵孔 單面齒升 0.05㎜ (表3—86) v=0.06m/s (3.6m/min) (表3—88) 切削工時 (表7—21) t= 式中: h——單面余量1.5㎜(由? 22㎜—? 25㎜); l——拉削表面長度80㎜; ——考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長度系數(shù),取1.20; K——考慮機(jī)床返回行程的系數(shù),取1.40; V——切削速度3.6m/min; S——拉刀同時工作齒數(shù) Z=L/t。 t——拉刀齒距, t=(1.25—1.5)=1.35=12㎜ Z=L/t=80/126齒 t==0.15min (9s) 工序Ⅴ:銑上、下表面 1)粗銑上表面的臺階面 α=0.15mm/Z (表3-28) ν=0.30m/s(18m/min) (表3-30) 采用高速三面刃銑刀,d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.546r/s (33r/min) 按機(jī)床選取n=30r/min=0.5r/s (表4—17) 故實(shí)際切削速度ν==0.27m/s 切削工時 l=80mm,l=175mm,l=3mm t== =215s=3.58min 2)精銑臺階面 α=0.07mm/Z (表3-28) ν=0.25m/s(18m/min) (表3-30) 采用高速三面刃銑刀,d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.455r/s (33r/min) 按機(jī)床選取n=30r/min=0.5r/s (表4—17) 故實(shí)際切削速度ν==0.27m/s 切削工時 l=80mm,l=175mm,l=3mm t== =467s=7.7min 3)粗銑下表面保證尺寸75㎜ 本工步的切削用量與工步1)的切削用量相同 切削工時 l=40mm,l=175mm,l=3mm t== =181.7s=3.03min 工序Ⅵ:鉆2-M8底孔(? 6.80㎜) f=0.36㎜/r (表3—38) ν=0.35m/s (參照表3—42) n===16.39r/s (983.4r/min) 按機(jī)床選取 n=960r/min=16r/s 故實(shí)際切削速度ν==0.34m/s 切削工時(表7—5) l=9.5mm,l= 4mm,l=3㎜ t== =2.86 (0.048min) 工序Ⅶ:銑槽18H11 1)粗銑 α=0.10㎜/s(表3-28) ν=0.30m/s(21m/min) (表3-30) 采用粗齒直柄立銑刀,d=16mm,齒數(shù)Z=3。 n===5.97/s (358.2/min) 按機(jī)床選取n=380r/min=6.33/s (表4—16) 故實(shí)際切削速度ν==0.32/s 切削工時 l=34mm,l=2mm,l=0mm t== =19s 因?yàn)橐叩秲纱?,所以切削工時為38s。 2)精銑通槽 α=0.07/s(表3-28) ν=0. 25m/s(15m/min) (表3-30) 采用細(xì)齒直柄立銑刀,d=12mm,齒數(shù)Z=5。 n===6.63s (397.8min) 按機(jī)床選取n=380r/min=6.33/s (表4—16) 故實(shí)際切削速度ν==0.24s 切削工時 l=35mm,l=2mm,l=0mm t== =16s 因?yàn)樽叩秲纱?,所以切削工時為64s。 Ⅷ:攻螺紋2—M8 v=0.35m/s (表3—42) n===13.9 (834min) 按機(jī)床選取n=850r/min=14.2s 故實(shí)際切削速度ν==0.357m/s。 夾具設(shè)計(jì) (一)問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)銑槽工序——開檔夾具。 (二)夾具設(shè)計(jì) 1.定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知,其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面(A)為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面(A)和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。 1. 切削力和夾緊力計(jì)算 (1)刀具: 高速鋼錯齒三面刃銑刀 φ160mm z=24 機(jī)床: x51W型臥式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中: 修正系數(shù) z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時,須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中:為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限: 極限應(yīng)力幅: 許用應(yīng)力幅: 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠, 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力 2.定位誤差分析 由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差,故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差,只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。 3.夾具設(shè)計(jì)及操作說明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果,本夾具總體的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對刀塊裝置,可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀(與塞尺配合使用);同時,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置,以有利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖中。 四、參考文獻(xiàn) 1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編 2.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 王紹俊 編 3.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 王啟平 編 - 16 -壓縮包目錄 | 預(yù)覽區(qū) |
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