CA6140車床床頭I軸軸承座的鉆φ5長(zhǎng)斜孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含7張CAD圖,ca6140,車床,床頭,軸承,長(zhǎng)斜孔,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,cad 摘 要 本設(shè)計(jì)是CA6140床頭I軸軸承座零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。CA6140I軸軸承座零件的主要加工表面是平面及孔。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔的加工精度?；鶞?zhǔn)的選擇以I軸軸承座外圓面作為粗基準(zhǔn)。先將底面加工出來(lái)，然后作為定位基準(zhǔn)，在以底面作為精基準(zhǔn)加工孔。整個(gè)加工過(guò)程選用數(shù)控機(jī)床。在夾具方面選用專用夾具?？紤]到零件的結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)單，夾緊方式多采用手動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且能滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞 加工工藝，夾具，定位，夾緊 I Abstract This paper is to design the craft processes of making the CA6140 lever spare parts and some specialized tongs in the process. The CA6140 lever spare part primarily processes the surface and bores. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the flat surface process is easier than that of the bore. Therefore, this design follows the principle that surface first and then the bore, and definitely divides the process of flat surface and bore into coarse processes and precise processes to guarantee the bore processes. The basic choice is to consider 45 outside circle as rough basis and to consider 25 bore and its next surface as precise basis. The bottom is first processed out to be fixed position basis, and process the bore using the bottom as the precise basis. The whole processes choose the machine bed. In the aspects of tongs choosing, specialized tongs are used. In consideration of the simple construction size of the spare parts, clipping by hands is adopted. It is simple, and the organization design is simple, and can satisfy the design request. Key Words craft proces , tongs, fixed position, tight clip 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 1 緒論 1 1.1課題背景 1 1.2夾具的發(fā)展史 1 1.3小結(jié) 2 2 I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 2.1零件的分析 3 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2確定生產(chǎn)類型 3 2.3確定毛坯 4 2.3.1確定毛坯種類 4 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 4 2.3.3繪制鑄件零件圖 4 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 4 2.4.2制定工藝路線 5 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 8 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 11 2.5.1工序1：車肩胛面成型 11 2.5.2工序2：鉆,擴(kuò)φ75中孔,車端面，倒角 12 2.5.3工序3：挖環(huán)槽 16 2.5.4工序4：鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 17 2.5.5工序5：攻M10×1.5的螺紋 20 2.5.6工序6：銑B,D,C三平面 21 2.5.7工序7：鉆Φ10的孔 22 2.5.8工序8：鉆Φ5短斜孔 24 2.5.9工序9：鉆Φ5長(zhǎng)斜孔 27 2.5.10工序10：粗鏜Φ90的孔 29 2.5.11工序11：精鏜孔Φ90 30 2.6本章小結(jié) 32 3 專用夾具設(shè)計(jì) 33 3.1鉆φ5長(zhǎng)斜孔夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 3.1問(wèn)題的提出 33 3.2夾具的設(shè)計(jì) 33 3.3本章小結(jié) 40 4 鉆φ5長(zhǎng)斜孔刀具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 41 4.1刀具類型的確定 41 4.2刀具設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 41 4.3刀具工作草圖的確定 41 5 鉆φ5長(zhǎng)斜孔量具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 42 5.1量具類型的確定 42 5.2極限量具尺寸公差的確定 42 5.3極限量具尺寸公差圖的確定 42 5.4極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 43 結(jié)論 44 參考文獻(xiàn) 45 致 謝 46 46 緒論 1緒論 1.1課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.2夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見(jiàn)，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)將是逐步提高智能化水平。 1.3小結(jié) 一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開(kāi)專門(mén)設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 Ⅰ軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 I軸軸承座加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的主軸箱I軸軸承座。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要固定軸承作用，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。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT15-33，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是I軸軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心圓孔φ90。 (2) φ135的外圓及其端面與φ90中心圓孔的垂度要求為0.03mm (3) φ90與φ75孔同軸度的要求為0.10mm (4)寬度為20的肩胛面與中心孔有0.03的垂直度要求。 由上面分析可知，可以先加工I軸軸承座φ135的外圓及其寬度為20的肩胛面，然后以此作為基準(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I軸軸承座零件沒(méi)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。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此I軸軸承座零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)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。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT15-33。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》125頁(yè)表1-4-7，選用各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為3mm。 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) ①粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的左端φ120外圓為主要的定位粗基準(zhǔn)，以寬度為20的肩胛面為輔助粗基準(zhǔn)。 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，以加工后的φ135的外圓及其肩胛面作為主要的定位精基準(zhǔn)． 2.4.2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,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2.1工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 加工出φ135的外圓及其肩胛面與端面保證尺寸37mm 工序二 車φ135的外圓的端面保證尺寸35mm 工序三 鉆、擴(kuò)φ75中孔 工序四 粗鏜中孔 工序五 挖環(huán)槽，主要是一次加工中孔內(nèi)環(huán)槽 工序六 精鏜中孔 工序七 鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 工序八 鉆孔、攻絲2-M10 工序九 銑B,D,C三平面 工序十 鉆φ10孔 工序十一 鉆φ5短斜孔 工序十二 鉆φ5長(zhǎng)斜孔 工序十三 鉗工打毛刺 工序十四 對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè) 工序十五 用毛刷沾防銹油為零件防銹 工序十六 按照倉(cāng)庫(kù)標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放 表2.2工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 車端面成型，加工出φ135的外圓及其肩胛面 工序二 鉆、擴(kuò)φ75中孔與端面保證尺寸35mm 工序三 挖環(huán)槽，主要是一次加工中孔內(nèi)環(huán)槽 工序四 鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 工序五 鉆孔、攻絲2-M10 工序六 銑B,D,C三平面 工序七 鉆φ10孔 工序八 鉆φ5短斜孔 工序九 鉆φ5長(zhǎng)斜孔 工序十 熱處理 工序十一 粗、精鏜中孔 工序十二 鉗工打毛刺 工序十三 對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè) 工序十四 用毛刷沾防銹油為零件防銹 工序十五 按照倉(cāng)庫(kù)標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放 工藝立方案的比較與分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序集中減少了二次裝夾帶造成裝夾誤差，批量生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對(duì)中批量生產(chǎn)是很合適的，同時(shí)增加了粗加工后的熱處理，這樣可以由于加工造成的中工應(yīng)力，從而使提零件使用過(guò)程中出現(xiàn)變形。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很分散，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來(lái)的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求，同時(shí)有由在精加工前進(jìn)行去應(yīng)力熱處理造成零件在使用過(guò)程中出現(xiàn)變形。經(jīng)過(guò)對(duì)兩種工藝方案的比較，考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是中批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機(jī)床的選擇 工序70采用X6022型臥式銑床 工序50、60、80、90、100 采用Z535立式鉆床 工序110采用T618臥式鏜床 工序20、30、40數(shù)控車床TY-6135 ②選擇夾具 該軸承座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 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。在鏜孔φ90，由于精度高，可采用硬質(zhì)合金鏜刀，其它各也的加工用高高速鋼麻花鉆便可． ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤其他 對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面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： 表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 車肩胛面成型 3 IT9 φ135 3.2 -0.05 0.05 2 鉆擴(kuò)φ75中孔 IT12 φ75, φ84 12.5 -0.1 0.1 3 挖環(huán)槽 IT10 6.3 -1 1 4 鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 IT12 Φ9 12.5 -0.05 0.05 5 鉆孔、攻絲2-M10 IT10 2-M10 6.3 6 銑B,D,C三平面 3 IT10 6.3 -0.1 0.1 7 鉆φ10孔 IT12 φ10 12.5 -0.1 0.1 8 鉆φ5短斜孔 IT12 φ5 12.5 -0.1 0.1 9 鉆φ5長(zhǎng)斜孔 IT12 φ5 3.2 -0.02 0.02 11 粗、精鏜中孔 3 IT8 φ90 3.2 -0.02 0.02 該零件的軸向加工時(shí)，采用數(shù)控機(jī)床工序集中的原則，一次加工成型，同時(shí)采用基準(zhǔn)重合原則，這樣保證了各加工面的形位公差要求，由于此零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)在加工中采用了工序集中原則，所以在各工序安排中不存在基準(zhǔn)不重合誤差避免了由于基準(zhǔn)不重合造成的加工難度，也滿足了零件各表面形位公差的要求，符合零件設(shè)計(jì)者最初思想，下面是采用基準(zhǔn)重合原則加工所形成軸向工序尺寸鏈圖： φ90孔軸向工序尺寸鏈如下圖 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1工序1：車肩胛面成型 機(jī)床：TY-6135數(shù)控車床，刀具：45度車刀,因其單邊余量：Z=3mm 所以車削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取車削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際車削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min 2.5.2工序2：鉆,擴(kuò)φ75中孔,車端面，倒角 工件材料為HT15-33鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為T(mén)Y-6135數(shù)控車床。鉆頭為?73mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。45度車刀 確定鉆削用量 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查T(mén)Y-6135數(shù)控車床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查T(mén)Y-6135數(shù)控車床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.76min 擴(kuò)Φ75的通孔 加工機(jī)床為T(mén)Y-6135數(shù)控車床。擴(kuò)孔鉆為?74.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆； 確定擴(kuò)孔切削用量 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-31，有 。根據(jù)TY-6135數(shù)控車床說(shuō)明書(shū)，取=0.57mm/r。 ②確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度，有： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.16min 2.5.3工序3：挖環(huán)槽，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)三個(gè)槽僅算一個(gè) 機(jī)床：TY-6135數(shù)控車床 ①車寬４的槽 車削深度 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際車削速度： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-81, 被切削層長(zhǎng)度：由尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 共三個(gè)環(huán)槽所以0.43X3=1.23 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：2.03min 2.5.4工序４：鉆Φ１４及3-Φ9的通孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：9直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min 2.5.5工序5：攻M10×1.5的螺紋 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（） 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.33min 2.5.6工序6：銑B,D,C三平面 機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：較大 所以銑削深度暫定： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為5 機(jī)動(dòng)時(shí)間：，0.127×5×3=1.91 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min 2.5.7工序7：鉆Φ10的孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：10直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min 2.5.8工序8：鉆Φ5短斜孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：5直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min 2.5.9工序9：鉆Φ5長(zhǎng)斜孔 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：5直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書(shū)，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min 2.5.10工序10：粗鏜Φ90的孔: 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min 2.5.11工序11精鏜孔Φ90: 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min 2.6本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 鉆φ5長(zhǎng)斜孔工序夾具設(shè)計(jì) 3 鉆φ5長(zhǎng)斜孔工序夾具設(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。在加工此軸承座零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鉆φ5長(zhǎng)斜孔夾具一套。 3.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)鉆φ5長(zhǎng)斜孔。這個(gè)孔中心線與φ135外圓有尺寸精度要求為，與中心孔軸線夾角為30度。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無(wú)需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2夾具的設(shè)計(jì) ①定位基準(zhǔn)的選擇 此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為5直柄加長(zhǎng)自制麻花鉆。由零件分析，選擇用φ135外圓加上寬為20的一面定位，就可以限制5個(gè)自由度，在由下面的小孔加個(gè)銷就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。 ②定位元件與夾緊元件的選擇： 圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80） 查參考文獻(xiàn)[1]，表5.2-6，選用固定式定位銷 壓緊采用螺旋夾緊，如下圖圖3.1２ 圖3.1２ ③切削力與夾緊力的計(jì)算 由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻(xiàn)[1]，表2.4-69得： 軸向力F： 扭矩M： 式中： ∴ 如圖： 圖3.14 扭矩圖 夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以?shī)A緊力F不需要太大，只要工件相對(duì)與夾具體沒(méi)有移動(dòng)就可以了。 ④鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 該孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻(xiàn)[1]，表5.2-13選用可換鉆套，當(dāng)磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。 表3.1 可換鉆套 d D H h C r 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 5 +0.041 +0.020 30 +0.021 +0.008 46 42 25 12 5.5 18 1 3 2.5 圖3.16 鉆套用襯套 表3.2 鉆套用襯套 d D H C 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 30 +0.041 +0.020 42 +0.033 +0.017 25 1 3 圖3.17 鉆套螺釘 表3.3 鉆套螺釘 d L1 d1 D d2 L L0 n t 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 M8 5.5 +0.20 +0.05 12 -0.05 -0.16 20 6 22 11.5 2 2.5 鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見(jiàn)鉆孔裝配圖。 ⑤夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 由工序可知，本道工序只需鉆φ5孔，所以孔的精度無(wú)需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見(jiàn)鉆孔裝配圖）。其計(jì)算同前面的計(jì)算相同。 轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）： 圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖 除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有： 1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差： 2）、襯套與鉆套配合的最大間隙： 3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙： 4）、鉆套的同軸度公差： ∴綜合誤差為： 能滿足零件要求。 ⑥夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)參考鉆孔夾具體零件圖。 3.3本章小結(jié) 在本章是對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過(guò)已加工過(guò)的長(zhǎng)中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)，分別用了移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)壓板。最后設(shè)計(jì)出夾具體，參考有關(guān)資料計(jì)算夾具的定位誤差。 鉆φ5長(zhǎng)斜孔工序夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4　鉆φ5長(zhǎng)斜孔工序刀具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1. 刀具類型確定 此道工序保證的尺寸精度要求較高φ90內(nèi)孔端面必須垂直，因此選90度閉孔鏜刀。 2. 刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù)來(lái)源或公式計(jì)算 采用值 1 刀具類型 表2-6、2-7 直柄麻花鉆 2 刀具材料 W18Cr4V 3 幾何角度 表2-7、2-8、2-9 Λs=-4度 γo=15度 αo=8度 αo’=6度κr=90度κr’=56度 γε=2mm 4 斷削參數(shù)前面型式 表2-11、2-12（f=1.3mm/r） 帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面 Ln=3.5mγo1=-5度 br1=0.045 qn=2 5 過(guò)渡刃 表2-13（ap=0.5mm） 過(guò)渡刃和修光刃 bε=0.18 7 外型結(jié)構(gòu)尺寸 表3-5（刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)） 3.刀具工作草圖 5　鉆φ5長(zhǎng)斜孔工序量具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)Ф90D7孔的塞規(guī)，首先確定被測(cè)孔的極限偏差，查公差書(shū)第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得Ф90D7的上偏差ES=+0.021mm,下偏差EI=0mm。公差等級(jí)為IT7。 1. 量具類型確定 Ф90D7的量具查得用圓柱柄圓柱塞規(guī)。 2. 極限量具尺寸公差確定 （1） 確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書(shū)表6-1得IT7尺寸φ20的量規(guī)公差為T(mén)=0.0024mm,位置要素Z=0.0034mm.。 （2）計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差： φ20H7孔用塞規(guī)： 通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.0034+0.0012）=+0.0046mm 下偏差=EI+Z-T/2=（0+0.0034-0.0012）=-0.0022mm 磨損極限= EI=0mm 止規(guī)：上偏差=ES=+0.021mm 下偏差=ES-T=（+0.021-0.0024）=+0.0186mm 3. 極限量具尺寸公差帶圖 4. 極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)論 結(jié)論 由本文的論述，我們了解到，通過(guò)對(duì)CA6140普通車床床頭I軸軸承座夾具工藝的研究與應(yīng)用，在夾具、刀具、量具、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(huì)效益，為解決此類加工問(wèn)題舉了一件實(shí)例。 在夾具方面，所用夾具的通用性強(qiáng)，工件快速方便，采用能夠滿足精度要求，而且簡(jiǎn)易方便，制造成本低。 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(gòu)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，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(guò)本成果的實(shí)施，軸承座的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(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)。 參考文獻(xiàn) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 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