CA6140車(chē)床手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆床夾具設(shè)計(jì) (2)

1、機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：手柄座零件機(jī)加工工藝及鉆14孔夾具設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者 呂凱 班 級(jí) 機(jī) 自102 指導(dǎo)教師 葉 永 東 2013年6月30日1 設(shè)計(jì)手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程1.1. 零件工藝性分析1.1.1 手柄座的作用 題目所給的零件是CA6140車(chē)床的手柄座。它位于車(chē)床操作機(jī)構(gòu)中，可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開(kāi)、停、換向和制動(dòng)。操作過(guò)程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動(dòng)時(shí)，車(chē)床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條軸往右移動(dòng)，通過(guò)撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動(dòng)，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下

2、扳動(dòng)時(shí)，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時(shí)，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動(dòng)斷開(kāi)，此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端，制動(dòng)帶被拉緊，使主鈾制動(dòng)。1.1.2 手柄座的技術(shù)要求根據(jù)手柄座的零件圖紙將該手柄座的全部技術(shù)要求列于表中。表1-1 手柄座零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra(um)形位公差25孔25IT83.25.5孔5.5IT1312.5槽左表面IT1312.5槽上表面14IT812.5槽下表面14IT812.545圓柱45IT136.310孔10IT73.214孔14IT73.2槽內(nèi)表面14IT812.5

3、鍵槽6IT512.55錐銷(xiāo)通孔5IT133.2M10螺紋孔10IT712.51.1.3 審查手柄座的工藝性手柄座的加工共有兩組加工表面，它們相互之間有一定的要求?，F(xiàn)分述如下： （1）以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆10H7的孔，鉆14H7的孔，鉆5.5 mm的孔，銑14mm*43mm的槽，鉆5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。其中主要加工孔10H7。 （2）以25 mm的孔為中心加工表面和孔。銑上下表面，鉆10H7，鉆14H7的孔，鉆5.5 mm的孔，鉆5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。 有以上的分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于主要能夠夾具加工另一組表

4、面，并保證它們的精度。 1.1.4 確定手柄座的生產(chǎn)類(lèi)型依設(shè)計(jì)題目知：Q=2000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別為10%和1%。所以：N=2000件/年（1+10%）（1+1%）=2222件/年由參考文獻(xiàn)【1】表1-4知，手柄座為輕型零件；由參考文獻(xiàn)【1】表1-5知，該手柄座類(lèi)型為中批生產(chǎn)。1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.2.1 選擇毛坯由零件要求可知，零件的材料為ZG230-450，考慮到本零件在具體工作的受力情況，手柄座在使用過(guò)程中不經(jīng)常的變動(dòng)，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過(guò)程中的精度保證很重要，它對(duì)工件的定位有一定的保證作用

5、，我們選擇砂型機(jī)器造型及殼型鑄造，足以滿(mǎn)足要求，又因?yàn)榱慵侵信虼笈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。1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-5，確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量如下表所示：表2-1 手柄座鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量表項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm備注25孔雙側(cè)加工1.01.224±0.6表23表24上下面高度43單側(cè)加工0.71.443.7±0.7表23表24R13外圓單側(cè)加工0.21.113.2±0.55表23表2445軸雙側(cè)加工1.41.446.4

6、77;0.7表23表241.2.3 毛坯設(shè)計(jì)1.2.3.1 確定圓角半徑鑄造圓角為35mm.。1.2.3.2 確定拔模斜度拔模斜度為：5°。1.2.3.3 確定分模位置選擇在左視圖中中心平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。 。1.2.4 繪制閘板鑄造毛坯簡(jiǎn)圖由表2-1所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如下所示：圖3-1 閘板鑄造毛坯簡(jiǎn)圖1.2. 1.3 擬定手柄座工藝路線1.3.1 定位基準(zhǔn)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?；娴倪x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

7、任務(wù)。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1.3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，主要考慮的是基準(zhǔn)的中和問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。1.3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于一般的箱體零件而言，以外表面作為粗基準(zhǔn)是合理的。但對(duì)于零件來(lái)說(shuō)25 mm作為粗基準(zhǔn)，則可造成鉆孔的垂直度和軸的平行度不能保證。對(duì)箱體零件應(yīng)以相關(guān)的表面作為粗基準(zhǔn)，現(xiàn)選取零件的上下表面

8、互為基準(zhǔn)，再利用四爪卡盤(pán)卡住車(chē)25 mm。利用內(nèi)孔25 mm及鍵槽定位進(jìn)行鉆10mm，在25 mm中以長(zhǎng)心軸、鍵槽及零件的下表面進(jìn)行自由定位，達(dá)到完全定位。 1.3.2 表面加工方法的確定表3-1 閘板零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra/um加工方案?jìng)渥⒌酌鍵T136.3粗銑表1-1125孔IT83.2鉆-擴(kuò)-鉸表1-10鍵槽各面IT1112.5粗銑表1-11槽上下表面IT812.5粗銑表1-1110孔IT73.2鉆-鉸表1-105.5孔IT1312.5鉆表1-1014孔IT73.2鉆-鉸表1-105孔IT133.2鉆-鉸表1-10M10螺紋孔IT712.5攻螺紋表1-121

9、.3.3 加工階段的劃分可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個(gè)階段。，在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求； 1.3.4 工序的集中與分散選用工序集中原則，生產(chǎn)類(lèi)型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。1.3.5 工序順序的安排1.3.5.1 機(jī)械加工工序1.3.5.1.1 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則1.3.5.1.2 遵循“先粗后精”原則1.3.5.1.

10、3 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。1.3.5.1.4 遵循“先面后孔”1.3.6 確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了閘板的工藝路線。表3-2 閘板工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號(hào)工序名稱(chēng)機(jī)床裝備刀具量具1粗銑/半精銑下表面臥式銑床X62高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡尺2鉆擴(kuò)鉸25H8 mm立式鉆床Z535高速鋼錐柄麻花鉆，高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)3鉆、鉸孔10H7立式鉆床Z525高速鋼錐柄麻花鉆，高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)4插鍵槽6H9臥式銑床X63鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī)5銑槽14*43 mm立式鉆床Z525高速鋼鑲齒三面刃銑刀游標(biāo)卡

11、尺6鉆、鉸孔5.5 mm立式鉆床Z525高速鋼錐柄麻花鉆，硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)7鉆、鉸14H7立式鉆床Z525高速鋼錐柄麻花鉆，高速鋼擴(kuò)孔鉆，高速鋼錐柄鉸刀內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)8鉆、鉸5 mm立式鉆床Z525麻花鉆、錐柄機(jī)用1：50錐度銷(xiāo)子鉸刀內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)9鉆攻M10mm搖臂鉆床z37莫氏錐柄階梯麻花鉆、絲錐卡尺、螺紋賽規(guī)10去毛刺鉗工臺(tái)平銼11清洗清洗機(jī)12終檢游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)、螺紋塞規(guī)1.3. 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“手柄座”零件材料為鑄鐵，硬度為HBS6587，毛坯的重量約為1Kg，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造。相關(guān)數(shù)據(jù)參見(jiàn)零件圖。據(jù)以上原始資

12、料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序2表2-21表1-10表2-30余量精度標(biāo)準(zhǔn)公差值工序尺寸鉆孔23.0IT120.21擴(kuò)孔24.8IT100.084鉸25IT80.033251.4. 切削用量及工時(shí)定額的確定1工序的切削用量及基本工時(shí)的確定：銑、半精銑凸臺(tái)端面。銑凸臺(tái)端面：選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見(jiàn)工藝手冊(cè)表3.127） ，（切削手冊(cè)表3.7和切削表3.8）（切削手冊(cè)表3.9）按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： 基本工時(shí)：半精銑凸臺(tái)端面： 加工余量為Z=1mm 切削速度為 選用主軸轉(zhuǎn)速為 工作臺(tái)進(jìn)給量：

13、基本工時(shí)：2工序的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆擴(kuò)粗、精鉸通孔。鉆孔： 選擇高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見(jiàn)工藝手冊(cè)表3.16） （切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.216） （切削手冊(cè)表2.15）硬度200217 按機(jī)床選?。üに囀謨?cè)表4.25） 實(shí)際切削速度： 基本工時(shí)：（工藝手冊(cè)表6.25）擴(kuò)孔： 選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（工藝手冊(cè)表3.18）由切削手冊(cè)表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量，并由工藝手冊(cè)表4.216取，擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度。由切削手冊(cè)表2.15得，故：按機(jī)床選取基本工時(shí)：鉸孔： 選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（工藝手冊(cè)表3.117）， 由切削手冊(cè)表2.24得， 由工藝手冊(cè)表4.216得， 按機(jī)床選

14、取，則： 基本工時(shí)：3工序的削用量及基本工時(shí)的確定：鉆粗鉸精鉸孔。鉆孔： 選擇高速鋼錐柄麻花鉆（工藝手冊(cè)表3.16） 由切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.216查得 （切削表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：粗鉸孔： 選擇的高速鋼鉸刀（工藝手冊(cè)表2.11） 由切削手冊(cè)表2.24和工藝手冊(cè)表4.215查得 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：精鉸孔： 選擇的鉸刀 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：4工序的切削用量及基本工時(shí)的確定：銑的槽。選用高速鋼粗齒盤(pán)狀銑刀 ，Z=81)、根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1-27查的：粗銑 選定因 走刀次數(shù)N=8.6次 故走刀次數(shù)N為9次，最后一次=3mm 。根據(jù)零件形狀，確定那個(gè)走刀

15、長(zhǎng)度為37mm。2）、決定每齒進(jìn)給量，根據(jù)銑床的功率為7.5KW，中等剛度。根據(jù)表3.3（ 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版） ）： 現(xiàn)選取 3)、決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量根據(jù)表3.27中的計(jì)算公式，也可以直接查表。根據(jù)表3.9，當(dāng)，Z=8，=14mm，0.24mm/z時(shí)，=19m/min，=62r/min，=104mm/min。各修正系數(shù)為： 19×0.69×0.8m/min=10.5 m/min； =34 r/min； mm/min；根據(jù)XA6132型銑床說(shuō)明書(shū)，選擇 r /min； mm/min；因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為： m/min； mm/r ； 計(jì)算基本工時(shí)式中

16、 l =37mm，根據(jù)表3.25，入切量及超切量=27mm則= min=1.067min總時(shí)間：= ×N=1.067min×9=9.6min5工序的切削用量及基本工時(shí)的確定：加工的孔。鉆孔： 選擇的高速鋼錐柄麻花鉆按機(jī)床選取基本工時(shí)：鉸孔：選擇的鉸刀按機(jī)床選取基本工時(shí)： 6工序的切削用量及基本工時(shí)的確定。鉆孔：選擇高速鋼錐柄麻花鉆（工藝手冊(cè)表3.56） 由切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.216查得 （切削表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：粗鉸孔：選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（工藝手冊(cè)表3.117） ，按機(jī)床選?。üに囀謨?cè)表4215） （工藝手冊(cè)表4.216） 基本工時(shí)：精鉸孔：

17、選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（工藝手冊(cè)表3.117） 由切削手冊(cè)表2.24查得， （工藝手冊(cè)表4216） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：7工序的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆底孔，攻螺紋M10mm。鉆底孔： 選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝手冊(cè)表3.16） 由切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.216查得 （切削手冊(cè)表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)：攻螺紋M10mm： 選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： （二）專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)第六章 夾具體的設(shè)計(jì)1.5. 61定位方案設(shè)計(jì)611工件的定位基準(zhǔn)及定位基面在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中本夾具用于在鉆床上加工CA6140車(chē)床手柄座的14H7孔，工件以

18、25H8孔及端面、10H7孔作為定位基準(zhǔn)，在一面兩銷(xiāo)上實(shí)現(xiàn)完全定位，由氣缸推動(dòng)壓塊直接夾緊工件。工件的定位基面為25H8孔內(nèi)表面及端面、10H7孔內(nèi)表面。612定位元件的選用1）25H8孔手一個(gè)固定式短圓柱銷(xiāo)定位限制二個(gè)自由度。2）25H8孔端面用一個(gè)平面定位限制三個(gè)自由度。3）10H7孔用一個(gè)固定式削邊銷(xiāo)定位限制一個(gè)自由度。1.6. 62定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案，一般定位誤差控制在工件公差的1/31/5，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的夾具，需要保證的尺寸要求：保證盲孔14H7mm的深度距

19、端28mm，檢查長(zhǎng)度為25mm的要求。定位基準(zhǔn)是45mm圓柱小端面和25H8孔、10H7孔，由一面兩銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)完全定位。由于45mm圓柱小端面經(jīng)過(guò)半精銑，表面粗糙度達(dá)到Ra3.2µm，故可認(rèn)為45mm圓柱小端面的平面度誤差為0，即可認(rèn)為不存在基準(zhǔn)位置度誤差；而兩定位銷(xiāo)是水平放置，由于工件自重作用，工件定位孔與定位銷(xiāo)上母線接觸，在這垂直方向上的定位誤差非常小，而加工盲孔14H7mm深度尺寸要求并不嚴(yán)格，綜上所述，只要支撐面的標(biāo)準(zhǔn)尺寸得到保證，是不存在定位誤差的。對(duì)于本工序要求，基準(zhǔn)位置誤差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于兩孔公差等級(jí)達(dá)到IT8、IT7和表面精度都達(dá)到Ra1.6µm，都經(jīng)過(guò)精鉸，故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要兩銷(xiāo)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對(duì)位置關(guān)系得到保證，定位誤差也是非常小的。綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。1.7. 63導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)631鉆套的設(shè)計(jì)由于該夾具用于一個(gè)孔經(jīng)鉆、粗鉸、精鉸三個(gè)工步加工的工序，所以選擇快換鉆套，快換鉆套已標(biāo)準(zhǔn)化。632鉆套高度和排屑間隙由參考文獻(xiàn)【1】表9-13查得：鉆套高度：排屑間隙：式中，d為所加工孔徑，排屑間隙系數(shù)選取0.5。所以： 根據(jù)快換鉆套(JB/T8045.3-1999)，基本尺寸選取鉆套高度1.8. 64夾緊裝置設(shè)計(jì)針對(duì)大批大量生產(chǎn)的工藝特征，從保證產(chǎn)品的質(zhì)量和