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CA6140車床杠桿設(shè)計

上傳人:仙*** 文檔編號:33944083 上傳時間:2021-10-19 格式:DOC 頁數(shù):25 大?。?16.53KB
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1、哈爾濱理工大學(xué) 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 設(shè)計題目: 制定CA6140車床杠桿的加工工藝, 設(shè)計鉆φ25的鉆床夾具 設(shè) 計 者:趙 偉 東 指導(dǎo)教師:敖 曉 春 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化系 2009年11月10日 目錄 序 言……………………………………………………… 第 2 頁 零 件 分 析……………………………………………………… 第 2 頁 (一)零件的工藝分析…………………

2、…………………………… 第 2 頁 (二)零件的作用.............................................................................. 第 2 頁 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………….. 第 3 頁 (一)確定毛坯的制造形式………………………………………….. 第 3 頁 (二)基準(zhǔn)面的選擇………………………………………………... 第 3 頁 (三)制定工藝路線………………………………………………... 第 3 頁 (四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………… 第 4 頁

3、 (五)確定切削用量及基本工時……………………………………… 第 6 頁 夾 具 設(shè) 計……………………………………………………… 第 13 頁 (一)問題提出……………………………………………………. 第 13 頁 (二)夾具設(shè)計……………………………………………………. 第 13 頁 1、切削力及夾緊力的計算……………………………………..第 13 頁 2、夾緊力的計算……………………………………………..第 14 頁 3、定位誤差的分析…………………………………………….第 15頁 設(shè)計小結(jié) ……………………………………………………… 第 16 頁 參 考 文 獻(xiàn)…

4、…………………………………………………… 第 16頁 1 序 言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課,專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此,他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言,我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限,設(shè)計尚有很多不足之處,希望各位老師給予指導(dǎo)。 一、 零

5、件的分析 (一) 零件的作用: 題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于廂體內(nèi)部:主要作用是傳遞紐距,幫助改變機(jī)床工作臺的運(yùn)動方向。零件主體成36角,在主視和右視兩方向均有8mm的筋板支撐,兩件中部有的孔,端面和左視平面分別有M6和φ12.7的螺紋孔和沉頭孔.中間孔上方A視圖方向有M8螺紋孔,所有技術(shù)要求都是為了機(jī)床總體裝配. (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(zhǔn),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

6、加工方式,即節(jié)省時間又能達(dá)到技術(shù)要求。 2、加工中間孔,它是以底面為粗基準(zhǔn)而加工的,它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工,為達(dá)到題目要求我們采取鉆、擴(kuò)、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。 3、以中間孔為基準(zhǔn)加工60—45的平面,此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達(dá)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(dá)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(jī)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(jī)械加

7、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(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)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(shè)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(chǎn),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(zhǔn)面的選擇 基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一?;娴倪x擇正確與否,可以是加工質(zhì)量的到保證,生產(chǎn)效率提高,否則,不但加工工藝過程漏洞百出,更有甚者,

8、零件的大批量的報廢,使用無法進(jìn)行,難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。 粗基準(zhǔn)的選擇對于本杠桿來說是至關(guān)重要的,對于一般零件而言,應(yīng)以出加工的表面為粗基準(zhǔn),本零件正好符合要求,對于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,本題目我們以的孔為精基準(zhǔn),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(yīng)該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下,我們盡量集中工序,除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)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

9、理; 3/、精銑、半精銑底面; 4/、鉆、擴(kuò)、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(jī)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(chǎn)類型為成批量生產(chǎn),采用砂型鑄造,13級精度以下。(批量生產(chǎn)) 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別對個加工表面的機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯

10、尺寸確定如下: 1、 零件底面: 此地面是粗基準(zhǔn),是最先加工的表面,由《機(jī)械加工工藝設(shè)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(jī)械加工工藝設(shè)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,

11、 e=1.5 滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)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(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》確定尺寸和余量。 鉆孔:φ23 擴(kuò)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(jī)械制造工藝手冊》查知

12、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(jī)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,

13、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(jī)械加工工藝設(shè)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(jī)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:

14、 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(zhuǎn)速: n==7r/s=420r/min 按機(jī)床選取: 實際機(jī)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:

15、 由《切削用量手冊》表9.4-7可知: T=100 V==13m/min =0.23m/s 按機(jī)床選取: 實際機(jī)床選?。?v= 切削工時: T=89.6s+89s=176.8s=0.56min 2、工序Ⅳ:鉆孔 (1)、鉆φ23孔 由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-34 f=0.35mm/r 由《機(jī)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(jī)床選?。?

16、 切入 切出 l=30mm (2)、擴(kuò)φ24.8孔 由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-41 f=1.0mm/r 由《機(jī)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(jī)床選?。? l=30mm (3)、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔 由經(jīng)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(jī)床:T61

17、6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(zhuǎn)速:

18、 n==7r/s=420r/min 按機(jī)床選?。? 實際機(jī)床選?。?v= 切削工時: = 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(zhuǎn)速: n==8.28r/s=496.8r

19、/min 按機(jī)床選?。? 實際機(jī)床選?。?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(jī)床選?。? 實際機(jī)床選取: v= 切削工時: T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min 5、工序Ⅷ:鉆φ12.7孔 由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-

20、33 f=0.40mm/r 由《機(jī)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(jī)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(jī)械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.40mm/r 由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.195m/s ==7.76r/s=465.8r/mi

21、n 按機(jī)床選取: 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(jī)械加工工藝實用手冊》表3-38 f=0.2mm/r 由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機(jī)床選?。? l=25mm 計算工時: T=12s+42s=54s=0.9min

22、 7、工序Ⅹ:鉆M6孔 (1)、鉆M6底孔φ5.2 由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.30mm/r 由《機(jī)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(jī)床選取: 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(jī)械加工工藝實用手冊》表16.2-4 ==238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺紋:

23、 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(zhuǎn)速; —— 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速; —— 工件的轉(zhuǎn)速;值為1mm. —— 攻螺紋時的超切量,取=(2~3); 三、 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(qiáng)度,需要設(shè)

24、計專用夾具。 (一)、問題提出: 經(jīng)過和指導(dǎo)教師的協(xié)商,我決定設(shè)計第Ⅳ道工序——孔的夾具設(shè)計,本夾具將用于Z3025立式鉆床。刀具為φ25高速鋼鉆頭,為達(dá)到零件工藝要求,對零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、半精鉸三步工序加工。 (二)、 夾具設(shè)計: 1、切削力及夾緊力的計算: 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-54 工件的材料為灰鑄鐵,其切削力 (kgf) 切削力矩 (kgf) 其中:D為鉆頭直徑(mm) S為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 (mm/r) 為修正系數(shù) 由文獻(xiàn)表《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-55, ===1.12

25、4 =79.16 kgf =791.3N = =194.66kfg.mm=1946.6N.mm 2、夾緊力的計算: 為了防止工件在切削力的作用下平移所需的夾緊力: 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-21查得(kgf) 其中: 為夾緊元件與工件之間的磨擦系數(shù) 為工件與支撐面間的摩擦系數(shù) 為定位銷承受的部分切削力,對精度機(jī)床B=0 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-19可知: =0.4,=0.2 取基本安全系數(shù)=1.5 加工狀態(tài)系數(shù)=1

26、. 刀具鈍化系數(shù)=1.10 切削特點系數(shù)=1.0 夾緊動力穩(wěn)定系數(shù)=1.2 手動夾緊時手柄位置系數(shù)=1.2 支撐面接觸情況系數(shù)=1.3 ∴=4.6 取K=4 ∴==527.7kgf=5277N 由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-24選 d=16mm P=2mm L=190mm =8kgf =12mm Q=626kgf Φ=10 f=0.178 =0.2 β=120 表由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-22 選 τ==4mm

27、 tanψ=== ∴ψ=4.55 ∴M=Q[r.tan(ψ+Φ)+ τ]=1150.7 kgf.mm=11507N.mm 而實際上的夾緊扭矩M=L=1520kgf 遠(yuǎn)大于所需的夾緊扭矩,即工作是可靠的 3、定位誤差的分析: 以杠桿底平面定位,孔的尺寸公差由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表7-12可得, 公差等級為8級 ,故其表面的公差應(yīng)為mm 設(shè)計小結(jié) 通過本次設(shè)計過程,我對機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),機(jī)械制造裝備設(shè)計和大部分專業(yè)課知識進(jìn)行了復(fù)習(xí),加深了對專業(yè)課知識的認(rèn)識,同樣了解到了自己在知識實際運(yùn)用方面的不足。在設(shè)

28、計中,我通過查尋各種資料,結(jié)合所學(xué)知識,在老師的指導(dǎo)下掌握了夾具設(shè)計的過程方法,更加深該了機(jī)械行業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的認(rèn)識。本次設(shè)計對以后的專業(yè)課設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計都起到了很大的作用,同樣為以后工作打下了基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) (一):《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 主編:李益民 機(jī)械工業(yè)出版社 (二):《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 主編:趙家齊 機(jī)械工業(yè)出版社 (三):《機(jī)械加工工業(yè)手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 (四):《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 (五):《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》 主編:張耀霍 機(jī)械工業(yè)出版社 (六):《機(jī)床夾具設(shè)計主編》 主編:徐發(fā)仁 重慶大學(xué)出版社 (七):《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 主編:潘承怡 哈爾濱理工大學(xué) 24 附件圖紙 專用夾具裝配圖 夾具主體 謝謝朋友對我文章的賞識,充值后就可以下載說明書,我這里還有一個壓縮盤,里面有相應(yīng)的word說明書和CAD圖紙。下載后請留上你的郵箱號,我可以將壓縮盤送給你。歡迎朋友下次光臨?。?!

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