撥叉銑削40×32平面的夾具設(shè)計
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機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目: 設(shè)計”CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容:1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 5張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張 6. 課程設(shè)計說明書 1張班 級 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教師教研室主任2008年03月29日序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析(一) 零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的25孔與操縱機構(gòu)相連,55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時分開。(二) 零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性高,不適合磨削,為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求:1小頭孔25; 2大頭半圓孔及其端面;3168槽;440外圓斜面;5大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm;6. 槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08mm。由上面分析可知,可以粗加工撥叉底面,然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工,并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度,并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面,所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證二、 工藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯的制造形式已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過程劃分階段;工序適當集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。零件材料為HT200??紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。(二)基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?;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,還會造成大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。1) 粗基準的選擇:按有關(guān)基準的選擇原則,即當零件有不加工表面時,應(yīng)以這些不加工表面作粗基準;若零件有若干不加工表面時,則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準。對本零件而言,則應(yīng)以零件的底面為主要的定位粗基準。 2) 精基準的選擇:考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便,依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則。對本零件而言,大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm,槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08mm,則應(yīng)以25小頭孔為精基準。(三)制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能達到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1工藝路線方案一工序 車55圓與兩端面工序 銑斷,使之為兩個零件工序 銑168槽工序 銑40外圓斜面工序 加工25小頭孔2工藝路線方案二工序 銑斷,使之為兩個零件工序 加工25小頭孔工序 銑168槽工序 車55半圓與兩端面工序 銑40外圓斜面3工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于:方案一是先加工55圓與兩端面,以便于后續(xù)加工,并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢,提高了工作效率,然后在銑床上把所有銑的工序全部弄完,省去了在各機床間切換的麻煩,最后加工孔;方案二是先切開工件,分別加工,然后加工小頭孔,再銑、再車、再銑顯然,工序上不如方案一效率高。但由于圓與槽都與小頭孔有垂直度要求,可以先加工小頭孔,后加工槽;圓應(yīng)該利用兩件合鑄的優(yōu)勢,所以還是先加工55大圓。故可以將工序定為:工序 粗,精車55圓與兩端面工序 銑斷,使之為兩個零件工序 加工25小頭孔工序 銑168槽工序 銑40外圓斜面這樣,看起來工序簡潔且保證了垂直度的要求,還能充分利用兩件合鑄的優(yōu)勢。以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。(四)機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140車床撥叉”,零件材料為HT200,硬度190210HB,毛坯重量約為1.5kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),鑄造毛坯。根據(jù)以上原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差(25,55端面)。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊(以下稱工藝手冊)表2.22.5,取25,55端面長度余量均為2.5(均為雙邊加工)銑削加工余量為:粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔(55已鑄成孔)查工藝手冊表2.22.5,取55已鑄成孔長度余量為3,即鑄成孔直徑為49mm。工序尺寸加工余量:鉆孔 2mm擴孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。(五)確立切削用量及基本工時工序一 粗,精車55圓與兩端面1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗,精銑55圓以及上下端面。機床:臥式車床CA6140刀具:YW2內(nèi)圓車刀 YW3端面車刀2. 計算切削用量1)銑削深度 因為切削量較小,故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需長度。2)每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑,選較小量f=0.14 mm/z。3)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8,壽命T=180min4)計算切削速度 按切削手冊,V c=算得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)臥式車床CA6140銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率 查切削手冊Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 銑斷,使之為兩個零件1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑斷,使之為兩個零件機床:X60銑床。刀具:高速鋼鑲齒三面刃銑刀工序三 加工25小頭孔1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:加工25小頭孔機床:立式鉆床Z535選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭25mm,鉆孔至23mm, 擴孔至24.8mm,鉸孔至24.94mm,精鉸孔至25mm 2.選擇切削用量 (1)決定進給量查切削手冊 所以, 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 (2)鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度(查切削手冊)為0.50.8mm,壽命(3)切削速度查切削手冊 修正系數(shù) 故。查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度(4)校驗扭矩功率 所以 故滿足條件,校驗成立。.計算工時由于所有工步所用工時很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時間。擴鉸和精鉸的切削用量如下:擴鉆: 鉸孔: 精鉸: 工序四 銑168槽1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑168槽機床:X60銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀(1)決定進給量查切削手冊 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇Z550機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。(2)鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度(查切削手冊)為0.81.2mm,壽命擴孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊)為0.91.4mm,壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊)為0.60.9mm,壽命(3)切削速度查切削手冊 修正系數(shù) 故。查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度.計算工時所有工步工時相同。工序五 銑40外圓斜面1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑168槽機床:X60銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀。三、 銑40上端面夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計加工銑端面工序的夾具。(一) 問題的提出在給定的零件中,對本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點應(yīng)在夾緊的方便與快速性上。(二) 夾具設(shè)計1 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮,工件以40外圓、平面和側(cè)面為定位基準,在V形塊、支承板和擋銷上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。2 切削力和卡緊力計算本步加工可按估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。軸向力扭矩 由于扭矩很小,計算時可忽略。夾緊力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構(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。3. 定位誤差分析本工序采用一V型塊,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進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)當能滿足定位要求。4. 夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。四、 參考文獻1趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書2版,北京:機械工業(yè)出版社,2000.10.2李旦.邵東向.王杰,機床專用夾具圖冊,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000.103孟少農(nóng),機械加工工藝手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1991.9.4徐圣群,簡明加工工藝手冊,上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1991.2
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- 關(guān) 鍵 詞:
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銑削
40
32
平面
夾具
設(shè)計
- 資源描述:
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