工藝夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)4CA6140車床套加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(lái)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 25 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 12.7。工件以 250 0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)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 12.7 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 12.7,要用 12.7 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?？紤]到零件在工作中處于潤(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)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(guò)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45 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 25 的孔。 （ 2） 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用 25 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) 25mm 工序 2 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái) 工序 3 鉆 12.7 的錐孔 工序 4 鉆 14 孔，加工螺紋孔 M8 工序 5 鉆 16 孔，加工螺紋孔 M6 工序 6 粗精銑 16、 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) 25mm 工序 2 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái) 工序 3 鉆 12.7 的錐孔 工序 4 粗精銑 16、 M6 上端面 工序 5 鉆 16 孔，加工螺紋孔 M6 工序 6 鉆 14 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 14 孔，再加工螺紋孔 M8”變?yōu)椤肮ば?6 粗精銑 16、 M6 上端面 ”其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)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(méi)有大同程度的幫助。 以 25mm 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 14 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(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)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 25。擴(kuò)孔 25 的毛坯到 20。擴(kuò)孔 20 到 250 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 12.7 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 14 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 16、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 16、 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(jiàn)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. 25 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) 25 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 12.7 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(jiàn)，仍然采用 12 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 225(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(zhǎng)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(zhǎng)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 12.7 的錐孔 1、工件材料： HT200，金屬模鑄造， 加工要求：銑孔 2 20 內(nèi)表面，無(wú)粗糙度要求，。機(jī)床： X52K 立式銑床 刀具：高速鋼鉆頭 20， 2、計(jì)算切削用量 用 19 擴(kuò)孔 20 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(zhǎng)度是 36mm。 基本工時(shí)： t1=2 36/(0.64 195)=0.58 min. 用 20 擴(kuò)孔 20 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(zhǎng)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 8 到 2 5。用 5 的鉆頭，走刀長(zhǎng)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 ,b=165MPa, 機(jī)床 :XA6132 萬(wàn)能機(jī)床 刀具 :高速鋼鑲齒套式面銑刀 計(jì)算切削用量 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 ) 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/3.1480=61r/min 按機(jī)床說(shuō)明書(shū) ,得 Ns=75r/min 實(shí)際切削速度 V=dwn/1000=3.148075/1000=19m/min 當(dāng) n=75r/min 時(shí) ,工作臺(tái)進(jìn)給量為 f=fzZn=0.21075=150mm/min 查機(jī)床說(shuō)明書(shū) ,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=100015/3.1422=217r/min 所以實(shí)際速度取 Nw=250r/min 得實(shí)際切削速度為 V=3.1422250/1000=17.3m/min 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)確定進(jìn)量 f=0.62mm/r 工時(shí)：切入 3mm、切出 1mm,t=80+3+1/0.62250=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 20。 (一 )、問(wèn)題提出。 本夾具主要用來(lái)加工 20 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 25 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(lái)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 25 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(lái)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( + 1)/2+rtg 2) 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) 螺紋升角 ( ) 1螺紋副的當(dāng)量摩擦 ( ) 2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 m