CA6140車床套加工工藝及夾具設(shè)計(jì),ca6140,車床,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)說明書 一、零件的分析 （一） 、零件的作用 題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)、零件的工藝分析 杠桿的Φ25孔的軸線合兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下： 本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面。包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆Ф12.7的錐孔 ，由于30mm的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為Ra6.3um。其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7鋼球檢查。 二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) (一)、確定毛坯的制造形式。 零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 (二)、基面的選擇 （1） 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ45軸的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25的孔。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25的孔作為精基準(zhǔn)。 (三)、確定工藝路線 1、工藝路線方案一： 工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm 工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái) 工序3鉆Ф12.7的錐孔 工序4鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 工序6粗精銑Φ16、M6上端面 工序7 檢查 2、工藝路線方案二： 工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm 工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái) 工序3鉆Ф12.7的錐孔 工序4粗精銑Φ16、M6上端面 工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 工序6鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 工序7 檢查 3、工藝路線的比較與分析 第二條工藝路線不同于第一條是將“工序4鉆Ф14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば? 粗精銑Φ16、M6上端面”其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都沒有大同程度的幫助。 以Ф25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線而先上端面， 再“鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個(gè)問題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。 從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。 工序1 加工孔Φ25。擴(kuò)孔Φ25的毛坯到Φ20。擴(kuò)孔Φ20到Φ250＋0.023 , 保證粗糙度是1.6采立式鉆床Z518。 工序2 粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)，仍然采用立式銑床X52k 用組合夾具。 工序3 鉆Ф12.7的錐孔，采用立式鉆床Z518，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。 工序4 鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8。用回轉(zhuǎn)分度儀組合夾具，保證與垂直方向成10゜。 工序5 鉆Φ16、加工M6上端面用立式鉆床Z518，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具 工序6 粗精銑Φ16、M6上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成36゜的臺(tái)肩。用臥式銑床X63，使用組合夾具。 工序7 檢查 (四)、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，。 （1） 由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定； 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定有零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯與零件不同的尺寸有：(具體見零件圖與毛坯圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》的銑刀類型及尺寸可知選用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。 1.Φ25的端面考慮2mm，粗加工1.9m到金屬模鑄造的質(zhì)量，和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。 2.對(duì)Φ25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6 可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。。 3.鉆錐孔Φ12.7時(shí)要求加工一半，留下的裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見，仍然采用Φ12的鉆頭，切削深度是2.5mm。 4.用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求6.3，而銑削的精度可以滿足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是2.5mm。 (五)、確定切削用量和基本工時(shí) 工序2：粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái) 1、 工件材料：HT200，金屬模鑄造 加工要求：粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)，精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。 機(jī)床：X52K立式銑床 刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20) 2、計(jì)算切削用量 粗銑寬度為30mm的下平臺(tái) 根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀長度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。 切削工時(shí)：t=249/(37.5×3)=2.21min 精銑的切削速度，根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀長度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。 切削工時(shí)：t=249/(37.5×3)=2.21min. 工序3 鉆Ф12.7的錐孔 1、工件材料：HT200，金屬模鑄造， 加工要求：銑孔2－Φ20內(nèi)表面，無粗糙度要求，。機(jī)床：X52K立式銑床 刀具：高速鋼鉆頭Φ20， 2、計(jì)算切削用量 用Φ19擴(kuò)孔Φ20的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長度是36mm。 基本工時(shí)：t1=2×36/(0.64×195)=0.58 min. 用Φ20擴(kuò)孔Φ20的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長度是36mm。 基本工時(shí)：t2=2×36/(0.64×195)=0.58 min. 第四工序基本工時(shí)：t=t1+t2=1.16min. 工序5 鉆錐孔2－Φ8到2－Φ5。用Φ5的鉆頭，走刀長度38mm，切削深度2.5mm，進(jìn)給量0.2mm/z，切削速度0.51m/s， 基本工時(shí)：t=2×38/(0.2×195)=1.93min. 確定切削用量及基本工時(shí) 一、 粗銑，精銑平臺(tái) 1加工條件: 工件材料:HT200鑄鐵,σb=165MPa, 機(jī)床:XA6132萬能機(jī)床 刀具:高速鋼鑲齒套式面銑刀 計(jì)算切削用量 <1>查得此銑刀的進(jìn)給量fz=0.2mm/z由(《削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得) <2>切削速度:查得可以確定為Vc =15.27m/min 由于dw=80mm,齒數(shù)Z=10則Ns=1000Vc/3.14×80=61r/min 按機(jī)床說明書,得Ns=75r/min 實(shí)際切削速度V=Πdwn/1000=3.14×80×75/1000=19m/min 當(dāng)n=75r/min時(shí),工作臺(tái)進(jìn)給量為f=fz?Z?n=0.2×10×75=150mm/min 查機(jī)床說明書,這個(gè)進(jìn)給量合乎實(shí)際. 工時(shí):t=行程/進(jìn)給量=20+30.5+6/150=0.37min 由于半精加工時(shí)只是涉及到切削深度的改變，所以要求的數(shù)據(jù)一般不變！ 二、鉆孔 查《削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得：進(jìn)給量f’=0.53mm/r 切削速度：Vc=15m/min鉆頭直徑為22mm，得主軸轉(zhuǎn)速為Ns=1000×15/3.14×22=217r/min 所以實(shí)際速度取Nw=250r/min 得實(shí)際切削速度為V=3.14×22×250/1000=17.3m/min 查機(jī)床說明書確定進(jìn)量f=0.62mm/r 工時(shí)：切入3mm、切出1mm,t=80+3+1/0.62×250=0.54min 三、夾具設(shè)計(jì) 為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。經(jīng)我組分工現(xiàn)在對(duì)第2、3道工序設(shè)計(jì)夾具。本夾具將用在立式X52K立式銑床。刀具是高速鋼鉆頭Φ20。 (一)、問題提出。 本夾具主要用來加工Φ20的孔。這兩個(gè)孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要求保證垂直度要求。 (二)、夾具的設(shè)計(jì) 1、定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知Φ25孔的軸線所在平面和右端面有垂直度的要求是10゜，從定位和夾緊的角度來看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔Φ25的軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，需要重新計(jì)算上下端面的平行度，來保證垂直度的要求。在本工序只需要確定右端面放平。 2、切削力及夾緊力的確定 本夾具是在銑\鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)“17”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母 L－作用力的力臂(mm) d0－螺紋中徑(mm) α－螺紋升角(゜) ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜) ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜) 根據(jù)《工藝手冊(cè)》其回歸方程為 Fj＝ktTs 其中Fj－螺栓夾緊力(N)； kt－力矩系數(shù)(cm－1) Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N 3、 位誤差分析 銷與孔的配合0.05mm，銑/鉆模與銷的誤差0.02mm，銑/鉆套與襯套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H △max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06×30/32=0.05625 可見這種定位方案是可行的。 4、 具操作的簡(jiǎn)要說明 本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺母及開口墊圈手動(dòng)夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。一次加工小平面和加工Φ12.7 夾具裝配圖，夾具零件圖分別見附帶圖紙。