CA6140車床杠桿[831009] 加工工藝和銑2-M6孔的上端面夾具設計說明書資料

1 目錄 一序言 . 2 二零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 . 2 三選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 . 4 四選擇加工方法，制定工藝路線 . 5 五 工序設計 6 六 確定切削用量及基本時間 7 七夾具設計 11 八設計小結 12 九參考文獻 13 2 3 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術機車和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 一零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.零件的作用 題目所給的 零件是 CA6140 車床的杠桿。它位于車床制動機構中，主要起制動作用。杠桿一端與制動帶連接，另一端通過剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當離合器脫開時，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時針方向擺動，將制動帶拉緊；當左右離合器中任一個接合時，杠桿都順時針方向擺動，使制動帶放松，4 從而達到制動的目的。 2.零件的工藝分析 所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視 5 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個部分。 1 25mm 的圓柱內(nèi)表面，加工時要保證 25 + 00.023 的 0.023 公差要求，以及表 面粗糙度 Ra1.6，表面要求較高。 2 連桿的支撐底板底面，粗糙度要求 Ra3.2,同時保證連桿的高度 30mm。 3 連桿上端面及下端側面；上端面 40 30mm,粗糙度要求 Ra3.2,同時保證與 25mm 的圓柱軸線的距離 90mm；下端側面保證尺寸 17mm，粗糙度要求 Ra6.3；離 25mm的圓柱軸線 45mm 的側面粗糙度要求 Ra12.5。 4 鉆孔及攻螺紋孔；上端面 2 M6，保證尺寸 10mm、 20mm,沉頭錐角 120，粗糙度要求 Ra6.3； M8 的螺紋孔，锪 14 3mm 的圓柱孔，粗糙度 Ra3.2；鉆下端 12.7 + 00.1 的錐孔，保證公差要求，以及中心線與 25mm的圓柱軸線的距離 60 mm粗糙度要求 Ra6.3。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 3.零件的生產(chǎn)類型 6 依設計題目知：臺年， n=1 件臺，結合生產(chǎn)實際，備產(chǎn)率和廢品率分別取為和。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領（ +）（ +）件年 零件是機床的杠桿，質量為 . kg,查表 -可知其屬輕型零件，生 產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 二選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 .選擇毛坯 該零件材料為，考慮到零件的結構以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量為件，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。 .確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 參見本書第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機械加工余量按表 -和表 -確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 （） 鑄件機械加工余量等級 該值由鑄件的成型方法和材料確定，成 型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級為。 （） 鑄件尺寸公差 根據(jù)表 -毛坯鑄件的基本尺寸處于之間，而鑄件的尺寸公差等級取為級，取鑄件的尺寸公差為 . mm。 .確定機械加工余量 根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級為，以及鑄件的尺寸，定鑄件的機械加工余量為 . mm。 .確定毛坯尺寸 根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的尺寸為基本尺寸加上 . mm。 .確定毛坯尺寸公差 根據(jù)表 -毛坯的尺寸公差等級去為級，確定尺寸公差為 . mm。 .設計毛坯圖 毛坯圖如下圖所視。 7 三 .選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準的選擇 本零件是帶孔的桿狀零件，孔是其設計基準，在銑削零件的三個平面以及鉆孔的時侯，都應以孔為定位基準，避免基準不重合誤差的產(chǎn)生，在銑削底面時應該以不需要加工的面為粗定位基準。 2.零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有端面，內(nèi)孔，螺紋孔，其中端面有一個大底面和二個小端面，內(nèi)孔有 25mm 和 12.7mm 各一個孔，螺紋孔有 M6 和 M8 各一個。材料為灰鑄鐵。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關資料，其加工方法選擇 如下。 （ 1） 大底面 據(jù)表面粗糙度 3.2，考慮加工余量的安排，根據(jù)表 5-16 選用先粗銑后半精銑的方法加工。 （ 2） 25mm 的孔 根據(jù)表面粗糙度，選公差等級為 IT8，根據(jù)表 5-15 選用先鉆后擴再粗鉸再精鉸的加工方法。 （ 3） 端面一 據(jù)表面粗糙度 6.3，根據(jù)表 5-16 采用銑削的加工方法，銑一刀。 （ 4） 12.7mm的孔 根據(jù)表 5-15 選用鉆削的加工方法。 （ 5） 端面二 根據(jù)表面粗糙度 3.2，根據(jù)表 5-16 選用先粗銑后半精銑的加工方法。 （ 6） M6 螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。 8 （ 7） M8 螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工 方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。 3.制定工藝路線 根據(jù)該零件的結構以及需要選用的定位基準，按照先加工基準面，以及先粗后精的的原則，該零件應先加工大底面，再鉆孔，再加工其他表面的方法，具體工藝路線如下： 工序：以不需要加工的底面為粗基準，銑削另一個底面。 工序：以銑削過的底面和直徑 45 的外圓表面定位，鉆直徑 25 的孔。 工序：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，銑削端面一，保證長度 30mm的尺寸。 工序：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，鉆削直徑 12.7 的孔。 工序：以銑削過 的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，銑削端面二，保證長度 90mm的尺寸。 工序：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，加工 M6 的螺紋孔。 工序：以銑削過的底面和鉆削后的孔和一個支撐為定位，加工 M8 的螺紋孔。 四 .工序設計 （工序 40， 50， 80） 。 1 選擇加工設備與工藝裝備 (1).選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 a) 工序 40 是粗銑。 工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用 X51 式立式銑床即能滿足要求。 b) 工序 50 是鉆、擴孔 ,80 是鉆孔、锪孔 、攻螺紋。 由于加工面位置分散，表面粗糙度數(shù)值要求不同，因而選擇 Z535 鉆床。 (2).選擇夾具 本零件結構不規(guī)則，不易進行裝夾、定位，故工序 40， 50， 80 均選擇專用夾具。 (3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 a) 工序 40 銑端面時，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑 D 32mm，齒數(shù) Z 4。材料選擇硬質合金鋼。 b) 工序 50 鉆孔時， 選擇高速鋼麻花鉆頭 d 12mm，長度 L 102mm，齒數(shù)Z 3。材料選擇高速鋼。 c) 工序 80 鉆孔時， 選擇高 速鋼麻花鉆頭 d 7mm，長度 L 150mm，齒數(shù) Z 3。材料選擇高速鋼。 d) 工序 50 擴孔時，選擇 高速鋼錐柄擴孔鉆的 d=12.7mm, 長度 L 102mm，齒數(shù) Z 3。材料選擇高速鋼。 e) 工序 80 锪孔時，選擇帶導柱直柄平底锪鉆。直徑 d 14mm， d1=6.6mm，長度 L 150mm。材料選擇高速鋼。 f) 工序 80 攻螺紋時，根據(jù)螺紋公稱直徑選擇 M8 絲錐，直徑 d 10mm，長度 L 72mm，螺距 P 1.25。 (4).選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點， 參考有關資料，選擇如下。 a) 選擇加工平面所用量具。 9 銑端面，選擇讀數(shù)值 0.02，測量范圍 0 150 游標卡尺。 b) 選擇加工孔所用量具。 12.7mm 孔經(jīng)過鉆，擴兩次加工，選擇讀數(shù)值 0.01，測量范圍 5 30 的內(nèi)徑千分尺。 M8 6H 螺紋經(jīng)過鉆 ,锪孔，攻螺紋加工，鉆 ,锪孔時 選擇 讀數(shù)值 0.01，測量范圍 5 30 的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時選擇螺紋塞規(guī)進行測量。 2 確定工序尺寸 本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表。 （ mm） 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 / m 粗 半精 粗 半精 粗 半精 端面 3 14mm Ra6.3 12.7mm 孔 12 0.7 12 12.7 Ra12.5 Ra6.3 M8 螺紋 底孔 7 7 14 3 沉頭孔 14 14 M8 螺紋 1.6 M8 四 確定切削用量及基本時間 工序 40 粗銑鋼球孔端面 1.切削用量 本工序為銑，已知加工材料為 HT200，鑄件；機床為 X51 式立式銑床，工件裝夾在專用夾具上。 （ 1）確定背吃刀量 aP 本工序加工余量 aP=3mm。 （ 2）確定每齒進給量 fz 本工序要 求加工表面粗糙度為 Ra 6.3 m，側面表面粗糙度為 Ra 12.5 m，于是取每轉進給量 fr=0.6mm/r，則fz=fr/z=0.15mm/z （ 3）選擇銑刀磨鈍標準及壽命 查表得后刀面最大磨損限度為 0.5mm，刀具壽命為 180min （ 4 ） 確 定 切 削 速 度 v 和 工 作 臺 每 分 鐘 進 給 量 fM 0v v v vvvvx y u pmp z eC d qvkT a f a z 當壽命為 180min， d0/z=32/4=8， aP=3mm， fz=0.15mm/z 時， v=90m/min，n=1000r/min， fM=316mm/min。其修正系數(shù) 為 kMv= kMn= kMfn=0.89 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1 所以 v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min 根據(jù) X51 立式銑床說明書選擇 10 n=1225r/min fM=300mm/min 則實際切削速度和每齒進給量為 v=94.3m/min fz=0.14mm/z 2.基本時間 經(jīng)計算平面銑削長度為 30mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。12jMzl l lTf 故銑削該平面的基本時間為 Ti= (30+15)/300=9s 工序 50 加工 12.7 4.4 盲孔 本工序為鉆，已知加工材料為 HT200，鑄件；機床為 Z535 立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上。 1).確定粗加工 12.7mm 孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。 . 確定背吃刀量 ap 鉆孔粗加工雙邊余量 12mm，顯然 ap 12/2 6mm。 . 確定進給量 f 根據(jù)表 5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時，麻花鉆直徑為 12mm,進給量 f0.31 .39mm/r，選擇 進給量為 0.32mm/r。 . 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表 5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 5 0.8，取值為 0.6。根據(jù)表 5-130, 5. mm高速鋼鉆頭平均壽命 T 20min。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,鉆孔時切削速度的計算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 9.5，0d 12mm， T 20min， m 0.125，pa 2.9mm， Xv 0， fz 0.32，vy 0.55，vz 0.25，vk 0.75 0.84。 計算得： v 12.3m/min。 2).確定擴 12.7mm 孔的切削用量。所選刀具為高速鋼擴刀。 . 確定背吃刀量 ap 擴孔雙邊余量 0.7mm，顯然 ap 0.7/2 0.35mm。 . 確定進給量 f 根據(jù)表 5-128，在高速鋼擴孔時，加工材料為灰鑄鐵，擴刀直徑為 12.7mm,進給量 f 0. 5 0.6mm/r，選擇進給量為 0.5mm/r。 . 選擇擴刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表 5-130, 高速鋼擴刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 4 0.6，取值為 0.5。根據(jù)表 5-130, 12.7mm 擴刀加工灰鑄鐵平均壽命 T 60min。 11 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,擴孔時切削速度的計算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 15.6，0d 12.7mm， T 60min， m 0.3，pa 0.1mm， Xv 0.1， fz 0.5，vy 0.5，vz 0.2，vk 0.75 0.84。 計算得： v 12.5m/min。 2.基本時間 (1).確定粗加工 12.7mm 孔的 基本時間 根據(jù)表 2-26，鉆孔的基本時間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60，1 c o t (1 2 )2 rDlk，2l 14 2mm， D 12mm， l 4.4mm， f 0.32mm/r， n 10.5r/s。 計算得： T 5.5s。 (2).確定擴 12.7mm 孔的 基本時間 根據(jù)表 2-26，擴孔的基本時間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60， 11 c o t ( 1 2 )2 rDdlk，2l 4.4mm， D 12.7mm，1d 5.8， l 9mm， f 0.5mm/r， n 10.5r/s。 計算得： T 6.3s。 工序 80 鉆沉頭孔及攻螺紋 本工序為鉆，已知加工材料為 HT200，鑄件；機床為 Z535 立式鉆床，工件裝夾在專用夾具上 。 1切削用量 (1).確定粗加工 M8 螺紋 底孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。 . 確定背吃刀量 ap 鉆孔粗加工雙邊余量 6.4mm，顯然 ap 6.4/2 3.2mm。 . 確定進給量 f 根據(jù)表 5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時，麻花鉆直徑為 6.4mm,進給量 f 0.27 .33mm/r，選擇進給量為 0.3mm/r。 12 . 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據(jù) 表 5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 5 0.8，取值為 0.6。根據(jù)表 5-130, 6.4mm 高速鋼鉆頭平均壽命 T 20min。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,鉆孔時切削速度的計算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 9.5，0d 6.4mm， T 20min， m 0.125，pa 2.9mm， Xv 0， fz 0.3，vy 0.55，vz 0.25，vk 0.75 0.84。 計算得： v 12.7m/min。 (2).確定锪孔的切削用量。所選刀具為帶導柱直柄平底锪鉆。 . 確定背吃刀量 ap 锪孔雙邊余量 6mm，顯然 ap 6/2 3mm。 . 確定進給量 f 根據(jù)表 5-128，在高速鋼鉸刀鉸孔時，加工材料為灰鑄鐵，锪刀直徑為 14mm,進給量 f 0. 5 0.6mm/r，選擇進給量為 0.5mm/r。 . 選擇锪刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表 5-130, 高速鋼锪刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度 0. 4 0.6，取值為 0.5。根據(jù)表 5-130, 14mm 锪刀加工灰鑄鐵平均壽命 T 60min。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 2-13,锪孔時切削速度的計算公式 0vvvzvvxympzCdvkT a f 其中vC 15.6，0d 14mm， T 60min， m 0.3，pa 0.1mm， Xv 0.1， fz 0.5，vy 0.5，vz 0.2，vk 0.75 0.84。 計算得： v 8.3m/min。 (4).確定攻 M8 螺紋 的切削用量。所選刀具為 M8 絲錐。 . 確定背吃刀量 ap 攻 M8 螺紋 雙邊余量 1.3mm，顯然 ap 1.3/2 0.65mm。 . 確定進給量 f 根據(jù)表 5-127，攻 M8螺紋時， 加工材料為灰鑄鐵，進給量為 0.3mm/r。 . 確定切削速度 v 根據(jù)表 5-142，螺紋直徑 8mm，螺距 1.25，加工灰鑄鐵，查表得 v 8m/min。 2.基本時間 13 (1).確定粗加工 M8 螺紋 底孔的 基本時間 根據(jù)表 2-26，鉆孔的基本時間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60，1 c o t (1 2 )2 rDlk，2l 14 2mm， D 6.4mm， l 20mm， f 0.3mm/r， n 10.5r/s。 計算得： T 10s。 (2).確定锪 M8 螺紋 底孔的 基本時間 根據(jù)表 2-26，锪孔的基本時間為 12jl l lLTf n f n 其中rk 60， 11 c o t ( 1 2 )2 rDdlk， D 14mm，1d 6.6mm， l 3mm， f 0.5mm/r， n 6.67r/s。 計算得： T 5.3s。 (3).確定攻 M8 螺紋 的 基本時間 根據(jù)表 2-30， 攻 螺紋 的基本時間為 1 2 1 20()j l l l l l lTif n f n 其中1l (13)P，2l（ 23） P， P 1.25， l 18mm， f 0.3mm/r， n 6.67r/s，i 1。 計算得： T 28.5s。 五 夾具設計 本夾具是工序 60 在 。所設計的夾具裝配圖如圖 1-1 所示，零件圖如圖 1-2所示。 (1).定位方案 工件以端面及 25mm 內(nèi)孔及一支承定位，采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制 3 個自由度，以 32mm 內(nèi)孔放置定位