《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-CA6140普通車床床頭1軸軸承座夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-CA6140普通車床床頭1軸軸承座夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）（28頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 全套全套 CA 圖紙，圖紙，PROE 圖紙，動畫等，聯(lián)系圖紙，動畫等，聯(lián)系 153893706 摘 要 車類機(jī)床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)外圓柱表面、圓錐表面、成型回轉(zhuǎn) 表面和回轉(zhuǎn)體的端面等，有些車床還能加工螺紋面。由于多數(shù)機(jī)器零件具有回轉(zhuǎn)表 面，車床的通用性又較廣，因此在機(jī)器制造廠中，車床的應(yīng)用極為廣泛，在金屬切 削床中所占的比重最大，約占機(jī)床總臺數(shù)的 20%35%。 作為主要的車削加工機(jī)床，CA6140 機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中，適用 于車削內(nèi)外圓柱面，圓錐面及其它旋轉(zhuǎn)面，車削各種公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋， 并能進(jìn)行鉆孔，鉸孔和
2、拉油槽等工作。床身寬于一般車床，具有較高的剛度，導(dǎo)軌 面經(jīng)中頻淬火，經(jīng)久耐用。機(jī)床主軸孔徑大，操作靈便集中，溜板設(shè)有快移機(jī)構(gòu)。 機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度與傳動剛度均比較高，功率利用率也比較高，適于強(qiáng)力高速切削。 臥式機(jī)床的加工對象，主要是軸類零件和直徑不太大的盤類零件，故采用臥式 布局。其主要部件有：主軸箱、刀架、尾座、進(jìn)給箱、溜板箱以及床身。本設(shè)計(jì)主 要針對 CA6140 機(jī)床的主軸箱進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)床主軸箱是一個(gè)比較復(fù)雜的傳動部件。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括確定機(jī)床的主要參數(shù)，擬定傳動方案和傳動系統(tǒng)圖，計(jì)算和校 核了主要零部件，并且利用專業(yè)制圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)和處理。 關(guān)鍵詞：CA6140 機(jī)床 零件 傳動
3、 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 2 Abstract The lathe class machine tool mainly was used in to process each kind of rotation surface, like inside and outside periphery, the circular cone surface, take shape the rotation surface and the gyre end surface and so on, some lathes also can process whorl. Because
4、 the most machine part has the rotation surface, lathe versatility broader, therefore in machine shop, lathe application extremely widespread, accounts for the proportion in the metal cutting bed to be biggest, approximately composes the machine tool main station number 20% 35%. As the main turning
5、processing machine tool, the CA6140 machine tool was widespread used in the machine-finishing profession, it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder, taper and gyre, turning each kind of metric system, the British system, the modulus and the diameter festival thread, and
6、 can carry on the drill hole and pulls work and so on fuel tank. The lathe bed width to the common lathe , has a higher rigidity, the facade of the lead after middle frequency quenching, so it will be durable. The machine tool main axle aperture is big, the operation agile centralism, the apron is e
7、quipped with quickly moves the organization. machine tool structure rigidity and transmission rigidity quite high, the power use factor quite is also high, is suitable for the force high-speed cutting. The horizontal-type machine tool processing object, mainly is the axis class components and the di
8、ameter not too big plate class components, therefore uses the horizontal-type layout. Its major component includes: headstock, tool slide, tailstock, feedbox, apron and bed. This design mainly aims at the headstock of the CA6140 machine tool .The headstock of machine tool is a quite complex transmis
9、sion part. The design content mainly includes determines the machine tools main parameter, Draws up the transmission plan and the transmission scheme, Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components design and processing. keykey wordsword
10、s：CA6140machine tool part transmission CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 3 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次 深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大 學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)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(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予
11、指導(dǎo)。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 4 第 1 章機(jī)床的規(guī)格和用途 金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制 造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)” ，習(xí)慣上簡稱為機(jī)床。 我國的機(jī)床工業(yè)是在新中國成立以后建立起來的。在半封建半殖民地的舊 中國，基本上沒有機(jī)床制造工業(yè)。直至解放前夕，全國只有少數(shù)幾個(gè)機(jī)械修配 廠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單的少量機(jī)床。1949 年機(jī)床年產(chǎn)量僅 1500 多臺。解放后的幾十 年，我國機(jī)床工業(yè)獲得高速發(fā)展。目前我國已經(jīng)形成了布局比較合理，比較完 整的機(jī)床工業(yè)體系。但是，我國的機(jī)床工業(yè)與世界先進(jìn)水平仍有較大的差距。 所以，我國的機(jī)
12、床工業(yè)面臨著光榮而艱巨的任務(wù)，必須不斷學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外的 先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，大力開展科學(xué)研究，以便早日趕上世界先進(jìn)水平。 CA6140 機(jī)床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺 紋。 主軸三支撐均采用滾動軸承；進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機(jī)構(gòu)；縱向與 橫向進(jìn)給由十字手柄操縱，并附有快速電機(jī)。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方 便。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 5 第 2 章 主要技術(shù)參數(shù) 工件最大回轉(zhuǎn)直徑： 在床面上400 毫米 在床鞍上210 毫米 工件最大長度（四種規(guī)格）750、1000、1500、2000 毫米 主軸孔徑48 毫米 主軸前端孔錐度 400 毫米 主
13、軸轉(zhuǎn)速范圍： 正傳（24 級）101400 轉(zhuǎn) /分 反傳（12 級）141580 轉(zhuǎn) /分 加工螺紋范圍： 公制（44 種）1192 毫米 英制（20 種）224 牙/ 英寸 模數(shù)（39 種）0.2548 毫米 徑節(jié)（37 種） 196 徑節(jié) 進(jìn)給量范圍： CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 6 細(xì)化 0.0280.054 毫米/轉(zhuǎn) 縱向（64 種） 正常 0.081.59 毫米/ 轉(zhuǎn) 加大 1.716.33 毫米/轉(zhuǎn) 細(xì)化 0.0140.027 毫米轉(zhuǎn) 橫向（64 種） 正常 0.040.79 毫米轉(zhuǎn) 加大 0.863.16 毫米 /轉(zhuǎn) 刀架快速移動速度： 縱向4 米/分 橫
14、向4 米/分 主電機(jī)： 功率7.5 千瓦 轉(zhuǎn)速1450 轉(zhuǎn)/ 分 快速電機(jī)： 功率 370 瓦 轉(zhuǎn)速2600 轉(zhuǎn)/分 冷卻泵： 功率90 瓦 流量25 升/ 分 工件最大長度為 1000 毫米的機(jī)床： 外形尺寸（長寬高）266810001190 毫米 重量約2000 公 斤 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 7 第 3 章 零件的分析 3.1 零件的作用零件的作用 題目所給的零件是 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座。它位于車床 1 軸 軸承中，主要起支撐的作用。 3.2 零件的工藝分析零件的工藝分析 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
15、差、脆性高，不適合磨削，為此以下是夾具需要加工的表面以及加工表 面之間的位置要求： 1.小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔 0.021 0 22 88M 2.大頭半圓孔55 3.夾具底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中 心線的垂直度誤差為 0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為 0.05mm。 由上面分析可知，可以粗加工夾具底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn) 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(jì)精度及機(jī)床所能達(dá) 到的位置精度，并且此夾具零件沒有復(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。 3.33.3 確定生產(chǎn)類型
16、確定生產(chǎn)類型 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 8 已知此夾具零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 3000 件/年，零件的質(zhì)量是 1.0Kg/個(gè)，查機(jī) 械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊321 頁表 15-2，可確定該夾具生產(chǎn)類型為大 批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工 設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 3.43.4 確定毛坯確定毛坯 3.4.13.4.1 確定毛坯種類確定毛坯種類 零件材料為 HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)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。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備 設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊324 頁表 15-5 選用
17、鑄件尺寸公差等級 CT9 級。 3.4.23.4.2 確定鑄件加工余量及形狀確定鑄件加工余量及形狀 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊325 頁表 15-7，選用加工余量為 MA- G 級，并查表 15-8 確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選者 及加工余量如下表所示： 簡圖 加 工 面 代 號 基 本 尺 寸 加 工 余 量 等 級 加工 余量 說 明 D 1 22m m G 3.0 2 孔 降 一 級 雙 側(cè) 加 工 D 2 55m m G 3.0 2 孔 降 一 級 雙 側(cè) 加 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 9 工 T 2 75m m 6.5 單 側(cè) 加 工
18、 T 3 58m m G2.5 單 側(cè) 加 工 T 4 75m m 6.5 單 側(cè) 加 工 第第 4 4 章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 選擇定位基準(zhǔn)選擇定位基準(zhǔn) 4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助 粗基準(zhǔn)。 4.1.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(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，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭 孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 4.2 制定工藝路線制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法 所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在
19、生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配 以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效 果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊346 頁表 15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案 4.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 4.3.1 機(jī)床的選擇機(jī)床的選擇： CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 10 工序 010060 均為銑平面，可采用 X6140 臥式銑床。 工序 070080 采用鉆床。 工序 090100 采用鏜床。 工序 110 采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。 工序 120 采用
20、銑斷機(jī)床。 4.3.24.3.2 選擇夾具選擇夾具： 該夾具的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 4.3.34.3.3 選擇刀具選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。 在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。55 13H 4.3.44.3.4 選擇量具選擇量具 兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。 4.3.54.3.5 其他其他 對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺 寸采用通用量具即可。 4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.4.1 圓柱表面工序尺寸圓柱表面工序尺寸 前面根據(jù)資料已初步確定工
21、件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定 各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下： 工序余量加工表 面 加 工 內(nèi) 容 加 工 余 量 精度 等級 工序尺寸表面粗 糙度 ()Ram 最 小 最大 鑄 件 6CT9492.0 擴(kuò) 孔 5.8IT1254.86.32.06.2555 13H （D2） 半 精 鏜 0.2IT10 0.12 0 55 3.20.050.25 0.21 0 22 擴(kuò) 孔 5.84IT1221.886.32.06.25 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 11 精 鉸 孔 0.06IT7 0.21 0 22 1.60.050.25 4.4.2 平面工序尺寸平面工序尺寸 工序
22、余量工序 號 工序 內(nèi)容 加工 余量 基本 尺寸 經(jīng)濟(jì) 精度 工序 尺寸 偏差 最小最大 鑄件2.5CT9 010粗銑 兩端 小頭 孔上 端面 258.512 0 0.25 1.603.60 020粗銑 中間 孔上 端面 62712 0 0.25 1.656.5 030粗銑 中間 孔下 端面 62112 0 0.25 1.756.5 040精銑 兩端 小頭 孔上 端面 0.55811 0 0.16 0. 351.16 050精銑 中間 孔上 端面 0.520.510 0.06 0.06 0.471.12 060精銑 中間 孔下 端面 0.52010 0.06 0.06 0.471.12 4.4
23、.3 確定切削用量及時(shí)間定額確定切削用量及時(shí)間定額： 工序 010 以 T1 為粗基準(zhǔn)，粗銑 22 孔上端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗銑 22 孔上端面。 機(jī)床：X6140 臥式銑床。 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。 故校驗(yàn)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(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序 020 和工序 030 以
24、T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn) 55 孔上下端面。 1. 加工條件加工條件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：精銑 55 上端面。 機(jī)床：X6140 臥式銑床。 刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。 故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序 070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸 22 孔，保證垂直度誤 差不
25、超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o12，二重刃長度 b=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查切 rmmf/86 . 0 70 . 0 35 . 1 20 30 d l 所以， rmmf/70 . 0 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rmmf/75 . 1 rmmf/53 . 0 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 14 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成rmmf/4
26、8 . 0 max 6090FFf 功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為 0.5.mm，壽命min60T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) rmmvc/180 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/ 3 . 318 1000 0 r d v ns 查簡明手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為min/272rnc 故實(shí)際的切削速度rmm nd v s c / 4 . 15 1000 0 .計(jì)算工時(shí) min10. 0 45. 1272 1030 nf L tm 由于所有工步所用工時(shí)很短
27、，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： min/272rn rmmf/48 . 0 min/ 4 . 15 mvcmmd 8 . 19 0 精鉸： min/272rn rmmf/48 . 0 min/ 4 . 15 mvc720 0 ITd 工序 090 和 100 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜 55 孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 后角 o11，二重刃長度 b=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長 l=9mm,棱帶長 度 mml3 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)
28、給量 查簡明手冊 rmmf/2 . 10 . 1 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rmmf/2rmmf/53 . 0 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 15 最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rmmf/40 . 0 校驗(yàn)成功。 max 2452012260FFf （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為 0.81.2mm，壽命min140T 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為 0.9.mm，壽命min60T 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為.mm，壽命 min120T （3）切削速度 查切 修正系數(shù) rmmvc/200 .
29、1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。0 . 1Kxv0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/20 min/ 6 . 132 1000 0 r d v ns 查簡明手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為min/125rnc 故實(shí)際的切削速度rmm nd v s c / 8 . 18 1000 0 擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： min/125rn rmmf/40 . 0 min/ 5 . 19 mvcmmd75.49 0 半精鉸： min/125rn rmmf/40 . 0 min/ 6 . 19 mvc750 0 ITd .計(jì)算工時(shí) min52 . 0 53 . 0 12
30、5 1817 nf L tm 所有工步工時(shí)相同。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 16 第第 5 章章 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 5.15.1 CA6140CA6140機(jī)床夾具夾具的分析機(jī)床夾具夾具的分析 5.1.15.1.1 根據(jù)工件不同的生產(chǎn)條件，可以有各種不同的安裝方法：根據(jù)工件不同的生產(chǎn)條件，可以有各種不同的安裝方法：a)找正安裝 法b)夾具安裝法 5.1.25.1.2 基本定位原理分析：基本定位原理分析： 這里討論6點(diǎn)定位中，6個(gè)自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方 案一個(gè)物體在空間可以有6個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動，即沿X、y、Z軸的平移運(yùn)動，分別 記為 。X1、Y1、Z1；繞X、
31、y、Z軸的轉(zhuǎn)動，記為x 、y 、z ，習(xí)慣上，把上述6 個(gè)獨(dú)立運(yùn)動稱作6個(gè)自由度如果采用一定的約束措施，消除物體的6個(gè)自由度， 則物體被完全定位例如討論長方體工件時(shí)，可以在底面布置3個(gè)不共線的約束 點(diǎn)，在側(cè)面布置2個(gè)約束點(diǎn)，在端面布置一個(gè)約束點(diǎn)，則底面約束點(diǎn)可以限制 X2、Y2 、Z2 3個(gè)自由度，側(cè)面約束點(diǎn)限制X1、Z12個(gè)自由度，端面約束點(diǎn)限制 y。這個(gè)自由度，就完全限制了長方體工件6個(gè)自由度 5.1.35.1.3 夾緊力夾緊力“兩要素兩要素”，方向與作用點(diǎn)：，方向與作用點(diǎn)： 夾緊力方向應(yīng)朝向定位元件，并使所需的夾緊力最小確定夾緊力作用點(diǎn)的 位置時(shí)應(yīng)不破壞定位夾緊力作用點(diǎn)的位置應(yīng)盡可能靠近
32、加工部位，以減小切 削力繞夾緊力作用點(diǎn)的力矩，防止工件在加工過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或震動應(yīng)保證 夾緊變形不影響加工精度夾緊力作用點(diǎn)數(shù)目應(yīng)使工件在整個(gè)接觸面上受力均 勻，接觸變形小 5.25.2 定位夾緊方案的確定定位夾緊方案的確定 一般的定位方法有：一面兩銷定位法和兩面一銷定位法。通過比較分析決定 采用兩面一銷定位法。在鉆孔加工時(shí)，底面和側(cè)面采用定位板進(jìn)行定位，端面 采用定位釘來限制工件自由度。通過分析發(fā)現(xiàn)，該工件被完全定位。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 17 5.35.3 刀具選擇及切削用量的選取刀具選擇及切削用量的選取 5.3.15.3.1 技術(shù)分析：技術(shù)分析： 孔的類型：螺
33、紋孔M6 精度等級：6H 材料： 灰鑄鐵 硬度： HB190 左端面為通孔 加工深度L=10mm 右端面為盲孔 加工深度L=15mm 5.3.25.3.2 刀具選擇：刀具選擇： 一般的鉆頭類型決定于加工性質(zhì)，被加工孔的位置，工件材料，生產(chǎn)批量 及經(jīng)濟(jì)性等。此工序中的螺紋孔無特別加工要求，屬于直徑小、深度淺、生產(chǎn) 批量大、材料為常用鑄鐵。參考組合機(jī)床設(shè)計(jì)P500所述，推薦使用標(biāo)準(zhǔn)高 速錐柄麻花鉆。但采用這種鉆頭，由于其倒錐度大，鉆頭與鉆套間隙也較大， 股組合機(jī)床上的位置精度較低，大約0.2左右。若想提高精度，可采用以下幾項(xiàng) 措施： （1） 適當(dāng)選取導(dǎo)向套到工件表面距離及導(dǎo)套長度。 （2） 減少導(dǎo)
34、向套和鉆頭間隙。 （3） 減少鉆頭的制造公差和倒錐度。 此外，還可采用硬質(zhì)合金錐柄锪直柄麻花鉆，這可提高鉆頭的耐用度，但 其切削速度要提高，走刀量也比高速鋼鉆頭低。 5.3.35.3.3切削用量的選?。呵邢饔昧康倪x取： 由于組合機(jī)床有大量刀具同時(shí)工作，為了使機(jī)床正常工作，不經(jīng)常停車換刀， 而達(dá)到較高的生產(chǎn)率。所選擇的切削用量比一般通用機(jī)床的切削用量要低一些。 總體上說：在采用多軸加工的組合機(jī)床的切削用量和切削速度要低一些。根據(jù) 現(xiàn)有組合機(jī)床使用情況，多軸加工的切削用量比通用機(jī)床單刀加工的切削用量 約30%左右。 查閱組合機(jī)床設(shè)計(jì)P47表2-7 加工直徑：d=5.2mm 切削速度：v=12m/m
35、in n=732r/min 進(jìn)給量： f=0.1mm/r 鉆頭的實(shí)際參數(shù)，查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊P838表10-22續(xù)： 5.3.45.3.4工作行程的確定和鉆模板的設(shè)計(jì)工作行程的確定和鉆模板的設(shè)計(jì) CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 18 （1）鉆模板設(shè)計(jì)： 鉆模是用來保證工件孔系的位置精度的。他應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，避免因 變形而影響鉆套的導(dǎo)向精度。在組合機(jī)床孔加工工序中，除采用剛性主軸加工 方法外，多數(shù)情況下多數(shù)情況下都讓切削刀具在導(dǎo)向裝置中工作。在本道孔加 工工序中因主軸為非剛性主軸，故采用鉆模導(dǎo)向裝置，其作用是： 1）保證刀具對工件的正確位置。 2）保證各刀具相互
36、間的正確位置。 3）提高刀具系統(tǒng)的支承剛度。 已知鉆頭直徑d=5.2mm，參照組合機(jī)床設(shè)計(jì)P221表3-3，選擇鉆模板厚度 為L=22mm。鉆模板形式為固定式鉆模板，鉆套采用可換式鉆套，這樣便于磨損 后可以快速更換。鉆套、襯套、鉆套螺釘其具體參數(shù)具體參數(shù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 手冊 P298：可換鉆套 圖2-1-46 P308：鉆套用襯套 圖2-1-85 內(nèi)徑:d=12mm ；外徑：D=16mm P310：鉆套用螺釘 圖2-1-60 M6 鉆模板與被加工零件之間的距離不宜過大，取4mm。 （1（ 工作行程的確定： 在本道工序加工過程中，采用組合機(jī)床進(jìn)行加工，各動力頭工作情況一樣， 故其工作循環(huán)也一樣：
37、由于被加工孔無特殊要求，故采用圖示工作循環(huán)方式： 圖5-1 工作行程圖 設(shè)計(jì)過程中注意的因素： 1）工件為大批大量生產(chǎn)，加工效率要求很高，要求每次加工耗時(shí)少，因此。 快進(jìn)距離不宜過長。 2）鉆孔過程中，無需考慮孔內(nèi)壁是否有直線痕或螺旋痕。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 19 3）每次鉆孔前至少在加工表面前3mm處開始工進(jìn)。 從而確定： 工進(jìn)距離 15318Lmm 工 考慮到大批量生產(chǎn)、導(dǎo)向原因等因素取30Lmm 工 快退距離 48Lmm 工 5.4 夾具體設(shè)計(jì)夾具體設(shè)計(jì) 5.4.1 定位支撐的選擇：定位支撐的選擇： 根據(jù)前面所述，本工序采用兩面一銷的定位方式，即底面限制三個(gè)
38、自由度； 側(cè)面為一窄長平面限制兩個(gè)自由度；端面為一定位銷限制一個(gè)自由度。 結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況：批量大，生產(chǎn)率高。這樣的話，加工過程中，會頻繁的 移動工件位置，對定位表面產(chǎn)生摩擦，定位精度減低，夾具體使用壽命減低。 基于這種情況，在實(shí)際過程中，采用面支撐板代替底面定位支撐。這樣更換較 方便，成本較低，同樣側(cè)面用以支撐板代替，端面仍是用定位銷定位。 選用支撐板及銷的情況如下圖： 圖 5-2 定位元件 支撐板的選用參照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊P272 圖 2-1-10 支撐釘?shù)倪x用參照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊P271 圖 2-1-9 5.4.2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸確定：夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸確定： （1）設(shè)計(jì)原則： CA
39、6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 20 由于此工件為大批大量生產(chǎn)，需滿足以下幾點(diǎn)要求： 1）安裝方便，夾緊迅速可靠 2）結(jié)構(gòu)剛度好 3）夾具設(shè)計(jì)誤差小最好采用一體結(jié)構(gòu)。 （2）方案確定 圖 5-3 鉆孔工序的定位與夾緊示意圖 基于以下設(shè)計(jì)原則及定位夾緊情況，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)活動中所使用的組合夾具 情況，采用箱式夾具體結(jié)構(gòu)，并采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）各定位面之間的位置精度好: 由于夾具采用箱體式結(jié)構(gòu)，個(gè)面之間的精度要求可通過后期加工來保證， 可消除分散機(jī)構(gòu)因裝配產(chǎn)生的裝配誤差。 2）結(jié)構(gòu)簡單： 采用這種結(jié)構(gòu)，鉆模板可以直接安裝在箱壁上；液壓壓緊裝置置于頂部， 向下壓緊工件，操
40、作方便。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 21 3）尺寸的確定： 由上述可知，箱體側(cè)壁與工件加工表面之間的距離為 4mm，具體結(jié)構(gòu)如 下： 圖 5-4 夾具結(jié)構(gòu)圖 箱體壁厚：經(jīng)驗(yàn)值推薦 25-30mm，由于箱體頂部承受工件壓緊力反作用力，選 用 26mm 壁厚來保證其強(qiáng)度。兩側(cè)厚度根據(jù)鉆模板類型選取 25mm 壁厚，被保 證其強(qiáng)度要求采用加強(qiáng)肋板結(jié)構(gòu)。 1 定位基準(zhǔn)選擇 底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以地面為主要 定位基準(zhǔn)由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔 助定位基準(zhǔn)時(shí),只有采用自動對中夾具才能同時(shí)保證對稱的兩個(gè)零件 的大小孔的中心距的公差要求
41、.為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻 花鉆同時(shí)加工出兩個(gè)8mm 的通孔. 2 切削力及夾緊力計(jì)算 由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方 向,即垂直于第一定位基準(zhǔn)面,在兩側(cè)只需要采用兩個(gè) V 型塊適當(dāng)夾 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 22 緊后本夾具即可安全工作.因此,無須再對切削力進(jìn)行計(jì)算. 3定位誤差分析 零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為 65mm.采用自動對中夾具后, 定位誤差取決于對中塊螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí),對對中塊利 用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有 0.08mm.在后 續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間
42、隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為 0.08+0.05=0.13 0.2mmA 所以能滿足精度要求. 5.5 問題的提出問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì) 專用夾具。并設(shè)計(jì)工序 110鉆 2-錐銷孔。本夾具將用于組合8 機(jī)床，刀具為兩根麻花鉆，對兩個(gè)孔同時(shí)加工。 本夾具是用來鉆兩個(gè)22mm 的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距 有公差要求,因此這兩個(gè)小頭孔的中心距也有一定的公差要求.另外, 此中心線為三個(gè)側(cè)平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),有一定的垂直公差要求.但此工序 只是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞 動強(qiáng)度,而精度則不
43、是主要問題. CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 23 第第 6 6 章章 經(jīng)濟(jì)性分析經(jīng)濟(jì)性分析 任何一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)械零件，都有不同的加工工藝方案，特別是一個(gè)新 產(chǎn)品，從開發(fā)設(shè)計(jì)，試制，小批量投產(chǎn)到產(chǎn)品發(fā)展和成熟時(shí)期的大批量生產(chǎn)， 都要經(jīng)歷不同的生產(chǎn)批量過程。作為組成這一產(chǎn)品的機(jī)械零件必須根據(jù)生產(chǎn)批 量來確定其工藝方案，說明在不同生產(chǎn)批量情況下，如何合理選擇定位基準(zhǔn)， 采用適宜的生產(chǎn)設(shè)備和工藝手段，以保證加工質(zhì)量可靠，滿足市場的需求。達(dá) 到生產(chǎn)批量的能力，同時(shí)投資小，見效快，成本低，從而獲得企業(yè)的最大經(jīng)濟(jì) 效益。 6.16.1箱體結(jié)合件加工工藝的制定：箱體結(jié)合件加工工藝的制定：
44、 對箱體的加工，以前采用的是分散加工法，人工操作復(fù)雜，單件加工耗時(shí)時(shí) 間長，占用機(jī)床，勞動強(qiáng)度大。目前，采用組合加工工藝，一次裝夾，可加工 多個(gè)部位，既保證了加工精度，還大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了加工時(shí)間。 例如以下工藝路線： 40# 鉆 6 光孔，攻制 2 螺釘 M10X30 螺紋孔 65# 粗、半精、精鏜 75 孔，刮環(huán)槽 93.5 70# 鉆兩端面 6X10 孔，攻制 6-M6-6H 螺紋孔 55# 粗、半精、精鏜 75 孔，刮環(huán)槽 55 60# 粗、半精、精鏜 75、90 孔 85# 锪 12 孔，鉆、攻制 M12 螺紋孔 90# 锪 12 孔，鉆、攻制 M12 螺紋孔 95# 鉆、攻
45、制側(cè)面 M12 螺紋孔 大大節(jié)省了裝夾時(shí)間、換刀時(shí)間、對正時(shí)間，降低了單位時(shí)間成本。 6.2 夾具定位加緊分析夾具定位加緊分析 初步設(shè)計(jì)時(shí)有兩種方案，或者說是兩種類型的夾具代表： （1） 整體鑄造： 采用箱體鑄造樣式，液壓夾緊裝置。這種夾緊方案成本較高，加工精度高， 裝夾方便。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 24 （2） 組合結(jié)構(gòu)： 各部分單獨(dú)設(shè)計(jì)，單獨(dú)制造，最后裝配。本次夾具設(shè)計(jì)中，壓塊與液壓缸之 間及壓塊與工件之間就是采用組合結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)方案成本低，但由于通過螺 栓聯(lián)接。加工過程中的振動容易產(chǎn)生松動，定位精度較低。 6.3 組合機(jī)床應(yīng)用分析組合機(jī)床應(yīng)用分析 以鏜 75
46、 孔為例：共有粗、半精、精鏜 75 孔，刮環(huán)槽 93 等加工步驟。如 果單獨(dú)采用多步驟鏜削，必須經(jīng)過 16 次鏜削，假設(shè)每次的鏜削成本為 5 元，共 計(jì) 80 元每加工完一個(gè)零件。如果采用組合機(jī)床，組合機(jī)床設(shè)計(jì)制造成本為 8 萬 元，每件加工成本以 10 元計(jì)。年產(chǎn)量按 10000 件計(jì)算，則每年減少加工成本 70 萬元?？鄢M合機(jī)床的制造成本，每年節(jié)省 60 萬元。 通過以上分析可以得出，在本次設(shè)計(jì)中，組合機(jī)床的廣泛應(yīng)用大大減少生產(chǎn) 了成本；生產(chǎn)批量決定工藝方案，工藝方案決定經(jīng)濟(jì)效益；合理選擇定位基準(zhǔn) 可以降低加工時(shí)間。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 25 結(jié)論結(jié)論 由本
47、文的論述，我們了解到，通過對CA6140夾具工藝的研究與應(yīng)用，在機(jī) 床、夾具、刀具、工藝流程等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和選擇，有效提高了加工效率 和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進(jìn)性，取得 了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為解決此類多孔同時(shí)加工問題舉了一件實(shí)例。 本成果設(shè)計(jì)制造的機(jī)床為六軸鉆孔雙面臥式組合機(jī)床。我們將鉆削主軸設(shè) 為機(jī)械傳動，而進(jìn)給系統(tǒng)為液壓控制，使在滿足使用要求的前提下降低了成本。 作為關(guān)鍵部件的液壓滑臺采用國產(chǎn)通用部件。以比較簡單的方式完成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 和直線運(yùn)動的同步進(jìn)行，非常實(shí)用。 本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用液壓定位夾緊，快速方便。定位采 用兩面一銷的定
48、位方式，夾緊采用液壓加緊，采用這種方式完全能夠滿足精度 要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。 在刀具方面，由于所加工孔的尺寸精度和表面粗糙度要求都不算高，采用 麻花鉆。這種鉆頭采購比較方便，而且價(jià)格比深孔鉆頭也要便宜。在刀具的幾 何角度方面，麻花鉆頭的螺旋角即是其軸向前角。當(dāng)加工工件時(shí)，切削力和切 削熱隨鉆頭螺旋角的增大而減小(減 少)，切削輕快，刀具耐用度高。為此，我 們選取鉆頭螺旋角為32，在保證強(qiáng)度的前提下，有效降低了切削力和切削溫度， 提高了刀具使用壽命和生產(chǎn)效率。 通過本成果的實(shí)施，進(jìn)排氣搖臂的深孔加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度 提高，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。而且加工精度也完全能夠
49、滿足設(shè)計(jì)要求。則在直 接經(jīng)濟(jì)效益方面，節(jié)省了大量加工工時(shí)。 CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 26 致致 謝謝 首先，我要感謝我的指導(dǎo)教師張敬老師。 在這次設(shè)計(jì)過程中，張敬老師多次給予我寶貴的建議和指點(diǎn)，并多次犧牲 休息時(shí)間為我講解和演示，不斷發(fā)現(xiàn)和指出我工作和設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和紕漏，使 我能夠順利的進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 再次對張敬老師致以誠摯和衷心的感謝！ CA6140 普通車床床頭 1 軸軸承座夾具設(shè)計(jì) 27 附附 參考資料參考資料 1.任殿閣，張佩勤.設(shè)計(jì)手冊 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社1991 年 9 月 2.東南大學(xué)機(jī)械學(xué)學(xué)科組 鄭文緯，吳克堅(jiān) 機(jī)械原理 高等教育出版
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-CA6140普通車床床頭1軸軸承座夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）
