CA6140車床撥叉831007加工工藝設(shè)計(jì)
CA6140車床撥叉831007加工工藝設(shè)計(jì),ca6140,車床,加工,工藝,設(shè)計(jì)
撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
1前言
? ?
? ?機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(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,懇請各位老師給予指導(dǎo)。
2零件的分析
2.1零件的作用
? ?題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連,二下方的φ55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(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開。
2.2零件的工藝分析
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:
2.2.1小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔
2.2.2大頭半圓孔Ф
2.2.3撥叉底面、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,可以粗加工撥叉底面,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。
3 確定生產(chǎn)類型
? ?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(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。
4確定毛坯
4.1 確定毛坯種類:零件材料為HT200。考慮零件在機(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)類型為中批生產(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》(后稱《指導(dǎo)手冊》)選用鑄件尺寸公差等級CT9級。
4.2 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 ? ?
? ?D1 ? ?22mm ? ?G ? ?3.02 ? ?孔降一級雙側(cè)加工 ? ?
? ?D2
? ?55mm ? ?G ? ?3.02 ? ?孔降一級雙側(cè)加工 ? ?
? ?T2 ? ?73mm ? ? ? ?3 ? ?單側(cè)加工 ? ?
? ?T3 ? ?50mm ? ?G ? ?2.5 ? ?單側(cè)加工 ? ?
? ?T4 ? ?73mm ? ? ? ?3 ? ?單側(cè)加工 ? ?
? ?表 1
4.3繪制鑄件零件圖:
5工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
5.1選擇定位基準(zhǔn):
工序 ? ?工序內(nèi)容 ? ?定位基準(zhǔn) ? ?工序 ? ?工序內(nèi)容 ? ?定位基準(zhǔn) ? ?
010 ? ?粗銑兩端小頭孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?090 ? ?擴(kuò)中間孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?
020 ? ?粗銑中間孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?100 ? ?半精鏜中間孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?
030 ? ?粗銑中間孔下端面 ? ?T3及小頭孔外圓 ? ?110 ? ?鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋 ? ?T1及小頭孔 ? ?
040 ? ?精銑兩端小頭孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?120 ? ?銑斷 ? ?T1、D1 ? ?
050 ? ?精銑中間孔上端面 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?130 ? ?去毛刺 ? ? ? ?
060 ? ?精銑中間孔下端面 ? ?T3及小頭孔外圓 ? ?140 ? ?檢查 ? ? ? ?
070 ? ?擴(kuò)兩端小頭孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?150 ? ?若某道工序有誤返工 ? ? ? ?
080 ? ?精鉸兩端小頭孔 ? ?T1及小頭孔外圓 ? ?
? ?表 2
5.1.1 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)。
?
5.1.2 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)。
5.2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《指導(dǎo)手冊》,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下:
? ?
5.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
? ?
? ?5.3.1 機(jī)床的選擇:
? ? ? 工序010~060均為銑平面,可采用XA5032立式銑床。
? ? ? 工序070~080采用Z550鉆床。
? ? ? 工序090~100采用鏜床。
? ? ? 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。
? ? ? 工序120采用銑斷機(jī)床。
? ? ?
? ?5.3.2 選擇夾具:該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn),所以采用專用夾具。
? ?
? ?5.3.3 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。
? ?
? ?5.3.4選擇量具:兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。
? ?
? ?5.3.5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。
5.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定
5.4.1圓柱表面工序尺寸:
? 前面根據(jù)資料已初步確定工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:
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 ? ?工序余量 ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?最小 ? ?最大 ? ?
(D2) ? ?鑄件 ? ?6 ? ?CT9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ?擴(kuò)孔 ? ?5.8 ? ?IT12 ? ? ? ?6.3 ? ?2.0 ? ?6.25 ? ?
? ?半精鏜 ? ?0.2 ? ?IT10 ? ? ? ?3.2 ? ?0.05 ? ?0.25 ? ?
? ?擴(kuò)孔 ? ?5.84 ? ?IT12 ? ? ? ?6.3 ? ?2.0 ? ?6.25 ? ?
? ?精鉸孔 ? ?0.06 ? ?IT7 ? ? ? ?1.6 ? ?0.05 ? ?0.25 ? ?
? ?表 3
5.4.2 平面工序尺寸:
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 ? ?工序余量 ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?最小 ? ?最大 ? ?
? ?鑄件 ? ?2.5 ? ? ? ?CT9 ? ? ? ? ? ? ? ?
010 ? ?粗銑兩端小頭孔上端面 ? ?2 ? ?50.5 ? ?12 ? ? ? ?1.60 ? ?3.60 ? ?
020 ? ?粗銑中間孔上端面 ? ?2.5 ? ?27 ? ?12 ? ? ? ?1.65 ? ?6.5 ? ?
030 ? ?粗銑中間孔下端面 ? ?2.5 ? ?21 ? ?12 ? ? ? ?1.75 ? ?6.5 ? ?
040 ? ?精銑兩端小頭孔上端面 ? ?0.5 ? ?50 ? ?11 ? ? ? ?0. 35 ? ?1.16 ? ?
050 ? ?精銑中間孔上端面 ? ?0.5 ? ?20.5 ? ?10 ? ? ? ?0.47 ? ?1.12 ? ?
060 ? ?精銑中間孔下端面 ? ?0.5 ? ?20 ? ?10 ? ? ? ?0.47 ? ?1.12 ? ?
? ?表 4
5.4.3確定切削用量及時(shí)間定額:
工序010 以T1為粗基準(zhǔn),粗銑φ22孔上端面。
5.4.4. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:粗銑φ22孔上端面。
機(jī)床:XA5032立式銑床。
刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》(后簡稱《簡明手冊》)取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齒斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
5.4.5 切削用量
5.4.5.1銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需長度。
5.4.5.2計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》,V c=
算得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA5032立式銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5.4.6)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。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。
5.4.7計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
5.5.工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)φ55孔上下端面。
5.5.1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:精銑φ55上端面。
機(jī)床:XA5032立式銑床。
刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《簡明手冊》取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,
刀齒斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
5.5.2. 切削用量
5.5.2.1 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需長度。
5.5.2.2 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《簡明手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑,選較小量f=0.14 mm/z。
5.5.2.3 查后刀面最大磨損及壽命
查《簡明手冊》表3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《簡明手冊》表3.8,壽命T=180min
5.5.2.4 計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA5032立式銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5.5.2.5校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。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。
5.5.2.6計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ 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φ22孔,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。
5.5.3. 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αo=12°,二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
5.5.4.選擇切削用量
5.5.4.1)決定進(jìn)給量
查《切》 ?
所以,
? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
5.5.4.2)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0.5~0.8mm,壽命.
5.5.4.3)切削速度
查《切》 ? 修正系數(shù) ?
? 故。
查《簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
5.5.5.計(jì)算工時(shí)
? ?
? ?由于所有工步所用工時(shí)很短,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: ? ?
? ?精鉸: ? ?
5.6.工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn),擴(kuò)、半精鏜φ55孔。
5.6.1. 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αo=11°,二重刃長度bε=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° °
5.6.2.選擇切削用量
5.6.2.1)決定進(jìn)給量
查《簡明手冊》 ?
? 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
5.6.2.2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0.8~1.2mm,壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查《簡明手冊》)為0.9~1.4mm,壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《簡明手冊》)為0.6~0.9mm,壽命
5.6.2.3切削速度
查《切》 ? 修正系數(shù) ?
? 故。
查《簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
? ?擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下:
? ?擴(kuò)鉆: ? ?
? ?半精鉸: ? ?
5.6.3.計(jì)算工時(shí)
? ?
? ?所有工步工時(shí)相同。
6夾具設(shè)計(jì)
? ?為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)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。本夾具將用于組合機(jī)床,刀具為兩根麻花鉆,對兩個(gè)孔同時(shí)加工。
6.1問題的提出
? ?
? ?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(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要問題.
6.2夾具設(shè)計(jì)
6.2.1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(dòng)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.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.
6.2.2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.
6.2.3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(dòng)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=0.130.2mm
所以能滿足精度要求.
6.2.4該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉(zhuǎn)零件上半徑R=5~20㎜的孔,被加工孔中心距可達(dá)123㎜。
? ?使用時(shí),只需按被加工零件的要求,配置專門的鉆模板,通過手柄,使絲桿帶動(dòng)V型塊做自定心式移動(dòng),以便夾緊或松開零件。
6.3鉆床夾具的裝配圖(見附圖)
7參考文獻(xiàn)
趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.
? ?李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊.-- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8
孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊.---2---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9.
徐圣群主編,簡明加工工藝手冊。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1991.2
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200。考慮零件在機(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,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(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,加工工藝過程中回問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(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φ20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ32作主要定位面,限制5個(gè)自由度,再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
(2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。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,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù)。
(三)制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(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。
1.工藝路線方案一
工序一 粗、精銑φ20孔上端面。
工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20、φ50孔。
工序三 粗、精銑φ50孔上端面
工序四 粗、精銑φ50、φ20孔下端面。
工序五 切斷。
工序六 鉆φ4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。
工序七 鉆一個(gè)φ4孔,攻M6螺紋。
工序八 銑47°凸臺。
工序九 檢查。
上面工序加工效率較高,但同時(shí)鉆三個(gè)孔,對設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。
2.工藝路線方案二
工序一 粗、精銑φ20孔上端面。
工序二 粗、精銑φ20孔下端面。
工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔。
工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔。
工序五 粗、精銑φ50孔上端面
工序六 粗、精銑φ50孔下端面。
工序七 切斷。
工序八 鉆φ4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。
工序九 鉆一個(gè)φ4孔,攻M6螺紋。
工序十 銑47°凸臺。
工序十一 檢查。
上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn),但效率較低。
綜合考慮以上步驟,得到我的工藝路線。
3.工藝路線方案三
工序一 以φ32外圓為粗基準(zhǔn),粗銑φ20孔下端面。
工序二 精銑φ20孔上下端面。
工序三 以φ20孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。
工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔,保證空的精度達(dá)到IT7。
工序五 切斷。
工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn),粗銑φ50孔上下端面。
工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn),精銑φ50孔上下端面,保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。
工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn),鉆φ4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。
工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè)φ4孔,攻M6螺紋。
工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn),銑47°凸臺。
工序十一 檢查。
雖然工序仍然是十一步,但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍(實(shí)際銑削只有兩次,而且刀具不用調(diào)整)。多次加工φ50、φ20孔是精度要求所致。
以上工藝過程詳見圖3。
(四)機(jī)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190~210HB,毛皮重量2.2kg,生產(chǎn)類型大批量,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度方向的加工余量及公差(φ20,φ50端面)。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》(以下稱《工藝手冊》)表2.2~2.5,取φ20,φ50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 0mm
2. 內(nèi)孔(φ50已鑄成孔)
查《工藝手冊》表2.2~2.5,取φ50已鑄成孔長度余量為3,即鑄成孔半徑為44mm。
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)定的零件為大批量生產(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)
工序一 以φ32外圓為粗基準(zhǔn),粗銑φ20孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:粗銑φ20孔上下端面。
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ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》(后簡稱《切削手冊》)取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齒斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1)銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^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(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/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1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4)計(jì)算切削速度 按《切削手冊》,V c=
算得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。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)
tm=L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序二 精銑φ20孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:精銑φ20上下端面。
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ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》(后簡稱《切削手冊》)取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齒斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1) 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需長度。
2) 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/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1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。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)
tm=L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序三 以φ20孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔,保證垂直度誤差不超過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αo=12°,二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》
所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命 .
(3)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故 。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短,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:
鉸孔:
精鉸:
工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔,保證空的精度達(dá)到IT7。
1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=48mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=11°,二重刃長度bε=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.8~1.2mm,壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.9~1.4mm,壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.6~0.9mm,壽命
(3)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故 。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下:
擴(kuò)鉆:
鉸孔:
精鉸:
3.計(jì)算工時(shí)
所有工步工時(shí)相同。
工序五 切斷。
工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn),粗銑φ50孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機(jī)床:XA5032臥式銑床。
刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=12,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=125mm。
2. 切削用量
1) 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^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(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/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1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》,查得 Vc=110mm/s,n=281r/min,Vf=378mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù),選擇nc=300r/min,Vfc=375mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=117.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.10mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。
6)計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ Vf=(72+9)/375=0.216min.
工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn),精銑φ50孔上下端面,保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機(jī)床:XA5032臥式銑床。
刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=12,故據(jù)《切削手冊》取刀具直徑do=125mm。
2. 切削用量
1) 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需長度。
2) 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》選f=0.5 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1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》,將f降一級為f=0.5 mm/z。查得 Vc=110mm/s,n=252r/min,Vf=577mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù),選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。
6)計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ Vf=(72+9)/375=0.216min.
結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.
工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn),鉆φ4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=4mm,后角αo=16°,二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命 .
(3)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故 。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè)φ4孔,攻M6螺紋。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=4mm,后角αo=16°,二重刃長度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命 .
(3)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故 。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
螺紋鉆削由于沒有手冊可查,故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。
工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn),銑47°凸臺。
工序十一 檢查。
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
[size=22pt]三、[size=22pt] [size=22pt]卡具設(shè)計(jì)[size=22pt]
經(jīng)過與老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第IX道工序——鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐,以及∮4的高速鋼麻花鉆。
(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(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。
(二) 卡具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡單和快速的考慮,選擇∮20孔為基準(zhǔn),即以一面上一長銷(自由度限制數(shù):5)配合以一擋銷(自由度限制數(shù):1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。
2. 切削力和卡緊力計(jì)算
本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略。
卡緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。
3. 定位誤差分析
本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,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)能滿足定位要求。
4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
卡具的卡緊力不大,故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。
卡具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。
收藏