CA6140車床杠桿[831009] 工藝及鉆φ12.7孔夾具設計

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(二)零件的工藝分析： 本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。 1、零件件底面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作為初基準，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術要求。 2、加工中間孔，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們采取鉆、擴、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。 3、以中間孔為基準加工60—45的平面，此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達到要求。 4、端面加工與底面加工相同，即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達到要求。 5、鉆φ12.7孔，此孔將用鋼球檢查，我根據(jù)偏差范圍選擇粗鉆的方法加工，即能滿足要求。 6、加工M8螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ6.7，又因為本孔是沉頭螺紋孔，考慮到工藝要求我們采取鉆、锪、攻絲三步工序。 7、加工M6螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ5.2，又因為本孔用加工120°倒角，采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產品進行質量檢查，以滿足工藝要求。 由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工藝規(guī)程設計 （一）確定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 （二） 基準面的選擇 基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質量的到保證，生產效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內完成加工任務。 粗基準的選擇對于本杠桿來說是至關重要的，對于一般零件而言，應以出加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準，基本滿足要求。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，是應該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到妥善保證，在生產綱領一確定成批生產的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應該考慮經濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。 工藝路線方案： 工序：1/、鑄造； 2/、時效處理； 3/、精銑、半精銑底面； 4/、鉆、擴、半精鉸孔； 5/、檢驗； 6/、粗銑60—45平面； 7/、粗銑、半精銑端面； 8/、鉆φ12.7孔； 9/、鉆M8底孔φ6.7、锪φ14孔、攻絲M8； 10/、鉆M6底孔φ5.2、倒角120°、攻絲M6； 11/、檢驗。 （四） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿”零件的材料為HT200，硬度HB170—200，毛坯重量約為1kg,生產類型為成批量生產，采用砂型鑄造，13級精度以下。（批量生產） 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1、 零件底面： 此地面是粗基準，是最先加工的表面，由《機械加工工藝設計實用手冊》表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。 e=C 式中 e ——余量值； ——鑄件的最大尺寸； A ——加工表面最大尺寸； C ——系數(shù)； e=0.55× =2.5mm 滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。 2、 端面和60—45面： 因為端面和60—45面表面粗糙度要求不高，根據(jù)《切削用量手冊》定余量e， e=1.5 滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。 3、中間孔 毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》確定尺寸和余量。 鉆孔：φ23 擴孔：φ24.8 e=1.8mm 粗鉸：φ24.94 e=0.14mm 精鉸：φ e=0.06mm 4、M8螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M8底孔φ6.7； 锪φ14孔； e= 7.4mm 攻絲M8； e= 1.3mm 5、M6螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M6底孔φ5.2； 倒角120°； 攻絲M6； e=0.8mm 6、鉆φ12.7孔 毛坯為實心，不沖出孔，因為此孔用φ12.7的鋼球檢查，并且要求尺寸范圍為φ12.7，根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》確定加工方法。 鉆φ12.7孔。 （五） 確定切削用量及基本工時 1、工序Ⅲ：銑削底面 （1）、粗銑 a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉速： n==7r/s=420r/min 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： （2）半精銑： =0.7mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=100 V==13m/min =0.23m/s 按機床選?。? 實際機床選取： v= 切削工時： T=89.6s+89s=176.8s=3min 2、工序Ⅳ：鉆孔 （1）、鉆φ23孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-34 f=0.35mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==4.85r/s(290r/min) 按機床選?。? 切入 切出 l=30mm （2）、擴φ24.8孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=1.0mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=24.3m/min=0.39m/s ==5r/s(300r/min) 按機床選?。? l=30mm （3）、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔 由經驗可知：工時可以忽略。 3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面 a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：=3mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉速： n==7r/s=420r/min 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： = 4.5min 4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面 （1）、粗銑 計算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=60 V==15.3m/min =0.26m/s 確定主軸轉速： n==8.28r/s=496.8r/min 按機床選?。? 實際機床選取： v= 切削工時： （2）、半精銑： =0.5mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=60 V==17.1m/min =0.29m/s 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min 5、工序Ⅷ：鉆φ12.7孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-33 f=0.40mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==8.87r/s=526r/min 按機床選?。? 切入 切出 l=30mm 計算工時 6、工序Ⅸ：鉆M8孔 （1）、鉆M8底孔φ6.7 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.40mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.195m/s ==7.76r/s=465.8r/min 按機床選?。? l=28mm 計算工時: （2）、锪φ14孔 锪孔時間短可忽略不記. （3）、攻絲M8 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 f=0.2mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機床選取： l=25mm 計算工時: T=12s+42s=54s=0.9min 7、工序Ⅹ：鉆M6孔 （1）、鉆M6底孔φ5.2 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.30mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.161m/s ==9.86r/s=591.6r/min 按機床選?。? 對于孔1： 對于孔2： 記算工時 ： （2）、倒角120° 倒角的工時可以忽略不記。 （3）、攻絲M6 由《機械加工工藝實用手冊》表16.2-4 ==238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺紋: 攻不通孔螺紋: 記算工時 ： T=0.28+0.1=0.38min=22.8s 式中: —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； —— 攻絲時的轉速； —— 絲錐退出時的轉速； —— 工件的轉速；值為1mm. —— 攻螺紋時的超切量，取=（2~3）； 三、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經過和指導教師的協(xié)商，我決定設計第Ⅶ道工序——鉆直徑12.7的孔的夾具設計，本夾具將用于z535鉆床。刀具為（高速鋼鉆刀），為達到零件工藝要求，對零件進行鉆。 1、 問題提出： 利用本夾具主要是鉆直徑12.7的孔。此孔沒有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動的生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。 2、 夾具設計 1） 根據(jù)定位基準的選擇原則，采用以 孔以及底面來定位。 2） 切削力及夾緊國計算Fz= 查表可得=30、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、 ===0.965 因此Fz=9.81×30×2.5×0.48×0.965×2.5÷25.7=33.2N 水平分力=（1～1.2）Fz=1.1Fz=36.5N 垂直分力=0.3 Fz=10N 所以能夠引起松動的最大切削力中水平分力=36.5N、垂直分力=0.3 Fz=10N 由夾緊力機構產生的實際夾緊力應滿足下式 P=K× 其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系數(shù) K2——加工性質系數(shù)1.5 K3——刀具鈍化系數(shù)1.1 K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2 所以引起沿夾緊結構軸線方向上松動的最大切削力為P=1.5×1.1×1.2×1.2×36.5=86.7N。 考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結構特征，決定選用螺旋夾緊結構 則所承受的彎矩最大為Mmax=6936.5N=25N.m 夾緊結構所能受的矩遠遠大于Mmax。 3） 定位誤差分析 由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。 4） 夾緊設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾夾具時，應該注意勞動生產率。但是考慮到本零件結構的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機構成了首選的方案。這種結構的缺點就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設計成活動的。 四、設計小結 機械制造技術基礎課程設計，是在完成生產實習，學完機械制造技術基礎和其它專業(yè)課程之后進行的。我們通過該課程設計，將所學的理論與生產實踐相結合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng)。重點從以下幾方面得到了鍛煉： 1） 可以讓我們具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運用機械制造技術基礎和其它課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程。 2） 具有設計專用夾具的初步能力，提高了機構設計能力。 3） 通過查閱資料，提高了我們熟練的使用設計手冊、參考資料等方面的能力。 4） 通過設計的全過程，讓我們懂得了進行工藝設計的程序和方法，培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力。 作為機械類的學生，這次課程設計是我們繼機械原理課程設計、機械設計課程設計之后的又一重要的設計階段，我們通過這樣的設計，能夠增強我們將理論用于實際的本領，對我們的學習意義重大！ 五、參考文獻 [1] 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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