CA6140車(chē)床撥叉[831006] 加工工藝及鉆φ25孔夾具設(shè)計(jì)【版本3】【氣動(dòng)夾具】【含CAD圖紙】

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機(jī)械加工 工藝過(guò)程 卡片 產(chǎn)品名稱(chēng) 及型號(hào) 撥叉（CA6140車(chē)床） 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 材料 名稱(chēng) HT200 毛坯 種類(lèi) HT200 零件重量 （kg） 毛重 1.12kg 第 頁(yè) 牌號(hào) 尺寸 凈重 共 頁(yè) 性能 每料件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 每批件數(shù) 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工車(chē)間 設(shè)備名稱(chēng)及編號(hào) 工藝裝備名稱(chēng)及編號(hào) 技術(shù)等級(jí) 時(shí)間定額（min） 夾具 刀具 量具 單件 準(zhǔn)備—終結(jié) 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9） 10） 鑄造 粗銑，精銑圓柱右端面 鉆，擴(kuò)，鉸孔 銑斷 粗車(chē)，精車(chē)圓弧和圓弧端面 粗銑，精銑面 粗銑，精銑16mm槽 粗銑，精銑圓柱斜面 去毛刺 檢查 鑄造車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 機(jī)加車(chē)間 X52k型立銑床 立式鉆床Z535 X61k臥銑床 臥式車(chē)床CA6140 x52型立銑床 X61k臥銑床 X60立銑床 專(zhuān)用卡 具 專(zhuān)用卡 具 專(zhuān)用卡 具 專(zhuān)用卡 具 專(zhuān)用卡 具 專(zhuān)用卡 具 專(zhuān)用卡 具 YT15硬質(zhì)合金刀片 高速鋼麻花鉆頭 鋸片刀 YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀 YT15硬質(zhì)合金刀片 直齒三面銑刀 YT15硬質(zhì)合金刀片 8.32s 114.9s 5.7s 194s 60s 56.5s 11s 更改 內(nèi)容 編制 抄寫(xiě) 審核 批準(zhǔn) 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱(chēng)及型號(hào) 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 工序名稱(chēng) 工序號(hào) 第 頁(yè) 撥叉（車(chē)床CA6140） 撥叉 鉆，擴(kuò)，鉸 φ25孔 共 頁(yè) 車(chē)間 工段 材料名稱(chēng) 材料牌號(hào) 力學(xué)性能 機(jī)加工車(chē)間 同時(shí)加工 件數(shù) 每料件數(shù) 技術(shù)等級(jí) 單件時(shí)間 （min） 準(zhǔn)備—終結(jié) 時(shí)間（min） 125.4s 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備編號(hào) 夾具名稱(chēng) 夾具編號(hào) 工作液 立式鉆床Z535 專(zhuān)用卡具 更 改 內(nèi) 容 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 計(jì)算數(shù)據(jù)（mm） 走 刀 次 數(shù) 切 削 用 量 工時(shí)定額（min） 刀具、量具 及輔助工具 直 徑 或 長(zhǎng) 度 進(jìn) 給 長(zhǎng) 度 單 邊 余 量 背吃 刀量 （mm） 進(jìn)給量 （mm/r） 或 （mm/min） 切削速度 （r/min） 或雙行程數(shù) （mm/min） 切削 速度 (m/min) 基 本 時(shí) 間 輔 助 時(shí) 間 工 作 地 服 務(wù) 時(shí) 間 工 步 號(hào) 名 稱(chēng) 規(guī) 格 編 號(hào) 數(shù) 量 1 2 3 鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 φ23.5 φ24.7 φ25 57.3r/min 100.2r/min 276r/min 20.4 m/s 7.44 m/s 5.28 m/s 25.1s 49s 61.3s 編 制 王琨 抄寫(xiě) 王琨 校對(duì) 王琨 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“撥叉”零件的機(jī)械加工工藝 及工藝裝備 設(shè) 計(jì) 者 王琨 班 級(jí) 機(jī)電05-1班 學(xué) 號(hào) 0501040103號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 史紅 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(shū) 設(shè)計(jì)題目: 制定CA6140車(chē)床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)車(chē) 55圓弧的車(chē)床和鉆25孔的鉆床夾具 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.繪制零件圖。 2.編制零件的加工工藝過(guò)程，并填寫(xiě)加工工藝過(guò)程卡及工序卡各一張。 3.設(shè)計(jì)指定的工序夾具,繪制卡具裝配總圖,要求用計(jì)算機(jī)繪圖; 4.設(shè)計(jì)卡具的非標(biāo)零件圖，要求計(jì)算機(jī)繪圖。 5.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份,按畢業(yè)論文的格式打印文稿。 目 錄 序言...................................................................................4 零件的分析………………………………........................4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………....................5 確定毛坯的制造形式……………………………………5 基面的選擇………………………………………………5 制定工藝路線……………………………………………5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………5 確立切削用量及基本工時(shí)………………………………6 卡具設(shè)計(jì)…………………………………………………14 序言 課程設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計(jì)之后，我得到一次綜合性訓(xùn)練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。 （2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 （3）學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱(chēng)，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。 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)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)建設(shè)打一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教，本人將表示真誠(chéng)的感謝！ 一． 零件的分析 （一）.零件的作用 題目所給的零件是CA6140機(jī)床上的撥叉，他位于機(jī)床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機(jī)床的變速。 （二）零件的工藝分析： ， CA6140車(chē)床共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ25為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ25的孔，以及其上下端面。 2 以φ55為中心的加工表面 3 斜面的加工 4 撥槽的加工 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一） 確定毛坯的制造形式。 零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復(fù)雜。所以用鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。 （二） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）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)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊壓板壓住這兩個(gè)φ40作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行車(chē)削。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三） 制訂工藝路線 1. 工藝路線方案 工序 1） 鑄造 2） 銑圓柱右端面 3） 鉆，擴(kuò)，鉸孔 4） 銑斷 5） 車(chē)圓弧，車(chē)圓弧端面 6） 銑面 7） 銑16mm槽 8） 銑圓柱斜面 9） 去毛刺 10）檢查 （四） 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140車(chē)床撥叉”；零件材料為HT200，毛坯重量1.12kg，生產(chǎn)類(lèi)型中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，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： 1. 外圓表面延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（φ25，φ55端面）。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱(chēng)《工藝手冊(cè)》）表2.2～2.5，取φ25，φ55端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 0mm 2. 內(nèi)孔（φ55已鑄成孔） 查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，取φ55已鑄成孔長(zhǎng)度余量為3，即鑄成孔直徑為49mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm 擴(kuò)孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 （五）確立切削用量及基本工時(shí) 根據(jù)加工工藝，分別對(duì)各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下： 1. 銑圓柱右端面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片 1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成 （2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)稱(chēng)端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時(shí) 4）選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量 切削速度由表13 時(shí) 各修正系數(shù)為 故 根據(jù)X52k型立銑床說(shuō)明書(shū)（表24）選擇 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量 5） 計(jì)算基本工時(shí) 式中 由表20 不對(duì)稱(chēng)安裝銑刀入切削量及超切削量 故 2. 鉆，擴(kuò)，鉸孔 1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑 鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 2） 選擇切削用量 （1） 確定進(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，材料鑄鐵時(shí) 時(shí) 由 時(shí) 按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時(shí) 時(shí)： 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時(shí) 時(shí)：機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進(jìn)給量 由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取 由表16 可以查出鉆孔時(shí)的軸向力在 時(shí)為： 軸向力修正系數(shù)為1.0 故 故 可用 2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度， 由表9 時(shí) 鉆頭后刀面最大磨損量取為 耐用度 3） 確定切削速度 由表10 加工性為第三類(lèi) 雙橫刃磨的鉆頭 時(shí) 切削修正系數(shù) 故 4） 加工工時(shí) 其中 由表22 所以 擴(kuò)孔： 24.7 按機(jī)床取 所以實(shí)際切削速度 工時(shí)： 切入 所以 鉸孔： 取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn) 1.13r/s 所以實(shí)際切削速度： 所以工時(shí)： 3. 銑斷：選擇鋸片刀 1）銑削寬度 時(shí)， 各修正系數(shù)： 所以： 工時(shí)： 所以： 4. 車(chē)圓弧及端面 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 粗車(chē)： 加工切削深度 由表4 根據(jù)表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鑄鐵時(shí)： 切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 半精車(chē)：切削深度 由機(jī)床選 切削速度 由機(jī)床選 工時(shí) 5. 銑面 1） 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 2） 確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)x52k銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表3 現(xiàn)取 3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐磨度 根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量 切削深度可根據(jù)表21中公式計(jì)算 也可查表 根據(jù)表9 當(dāng) 時(shí)， 各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選擇 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為： 5） 檢查機(jī)床功率 根據(jù)表5 當(dāng) 時(shí)， 切削功率的修正系數(shù) 所以實(shí)際切削功率為 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸允許的功率為 因?yàn)?，所以此切削用量可以采用? 即 6）計(jì)算工時(shí) 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 6. 銑槽 臥式銑床 直齒三面銑刀 1選擇切削用量 1） 確定銑削寬度 由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 確定每齒進(jìn)給量 由機(jī)床 功率為 由表3 取 3） 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 最大磨損量為 耐用度為： 4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量 由表9 當(dāng) 時(shí) 各修正系數(shù)為： 故 基本工時(shí)： 7. 銑圓柱斜面 選YT15硬質(zhì)合金刀片 每齒進(jìn)給量 銑床功率為7 取 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量 由表8 耐用度 確定切削速度和每秒進(jìn)給量 由表13 時(shí) 各修正系數(shù)： 所以 基本工時(shí)： 三、鉆25夾具設(shè)計(jì) （一） 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，工藝孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑Φ25下表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇選用Φ45外圓面作為定位基準(zhǔn)，用V型塊定位限制4個(gè)自由度。再以Φ25下表面加3個(gè)支撐釘定位作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度。 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆刀具對(duì)工藝孔Φ25進(jìn)行鉆削加工；然后采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)孔加工；最后采用標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀對(duì)工藝孔Φ25進(jìn)行鉸孔加工。 （二） 切削力及夾緊力的計(jì)算 切削刀具：鉆頭，則 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)[9]得： 鉆削力 鉆削力矩 式中： 本道工序加工工藝孔時(shí)，工件的Φ45外圓面與V形塊靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，該機(jī)構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個(gè)普通螺旋夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可查得夾緊力計(jì)算公式： 式（3.1） 式中： —單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）； —原始作用力（N）； —作用力臂（mm）； —螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）； —螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； —螺紋中徑之半（mm）； —螺紋升角（°）； —螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）。 由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-23可查得點(diǎn)接觸的單個(gè)普通螺旋夾緊力： 選用氣缸壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 氣缸壓緊，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-23得擰緊力 根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為 此時(shí)已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全工作。 （三） 定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷(xiāo)，孔與銷(xiāo)間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷(xiāo)，一擋銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿(mǎn)足定位要求。 （四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序?yàn)檐?chē)床夾具選擇了壓板夾緊方式所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。 夾具的夾緊力不大，故使用氣缸壓緊夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 五 參考文獻(xiàn) [1]趙家齊主編 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [2]東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979 [3] 艾興，肖詩(shī)綱主編。切削用量手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 金屬切削手冊(cè) 上海：上?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社 16