CA6140車床杠桿831009機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑30mm右端面（φ25孔端面）夾具設(shè)計(jì)【銑30mm右端面（φ25孔端面）】,銑30mm右端面（φ25孔端面）,CA6140,車床,杠桿,831009,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,30,mm,端面,25,夾具,設(shè)計(jì) 序 言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)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(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(jì)中能鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)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(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 題目所給的零件是CA6140車的杠桿。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(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。零件主體成36o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(lái)之后等待加工的第一個(gè)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、半精銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)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(guò)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(cè)》查知底孔為φ6.7，又因?yàn)楸究资浅令^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)械加工工藝手冊(cè)》查知底孔為φ5.2，又因?yàn)楸究子眉庸?20°倒角，采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當(dāng)工藝過(guò)程中我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 由以上工藝過(guò)成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （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?yàn)榱慵侵信可a(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(jì)的重要過(guò)程之一。基面的選擇正確與否，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(guò)程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報(bào)廢，使用無(wú)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(duì)于本杠桿來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，對(duì)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(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，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(diǎn)，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(jiǎn)單工序集中，盡量降低成本。 工藝路線方案： 工序：1/、鑄造； 2/、時(shí)效處理； 3/、精銑、半精銑底面； 4/、鉆、擴(kuò)、半精鉸孔； 5/、檢驗(yàn)； 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(yàn)。 （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(jí)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(duì)個(gè)加工表面的機(jī)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(zhǔn)，是最先加工的表面，由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-92及公式（6-16）計(jì)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(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-93的要求。 2、 端面和60—45面： 因?yàn)槎嗣婧?0—45面表面粗糙度要求不高，根據(jù)《切削用量手冊(cè)》定余量e， e=1.5 滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-93的要求。 3、中間孔 毛坯為實(shí)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(jì)實(shí)用手冊(cè)》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(shí)心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》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(shí)心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》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(shí)心，不沖出孔，因?yàn)榇丝子忙?2.7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(jì)實(shí)用手冊(cè)》確定加工方法。 鉆φ12.7孔。 （五） 確定切削用量及基本工時(shí) 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(jì)算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》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?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切削工時(shí)： （2）半精銑： =0.7mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=100 V==13m/min =0.23m/s 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切削工時(shí)： 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(shí)用手冊(cè)》表15-34 f=0.35mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==4.85r/s(290r/min) 按機(jī)床選?。? 切入 切出 l=30mm （2）、擴(kuò)φ24.8孔 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-41 f=1.0mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》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(yàn)可知：工時(shí)可以忽略。 3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面 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(jì)算切削用量：=3mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》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?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切削工時(shí)： = 4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面 （1）、粗銑 計(jì)算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》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/min 按機(jī)床選取： 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切削工時(shí)： （2）、半精銑： =0.5mm 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊(cè)》表9.4-7可知： T=60 V==17.1m/min =0.29m/s 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切削工時(shí)： 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(shí)用手冊(cè)》表15-33 f=0.40mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==8.87r/s=526r/min 按機(jī)床選取： 切入 切出 l=30mm 計(jì)算工時(shí) 6、工序Ⅸ：鉆M8孔 （1）、鉆M8底孔φ6.7 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-41 f=0.40mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表10.4-9 v=0.195m/s ==7.76r/s=465.8r/min 按機(jī)床選?。? l=28mm 計(jì)算工時(shí): （2）、锪φ14孔 锪孔時(shí)間短可忽略不記. （3）、攻絲M8 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表3-38 f=0.2mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機(jī)床選?。? l=25mm 計(jì)算工時(shí): T=12s+42s=54s=0.9min 7、工序Ⅹ：鉆M6孔 （1）、鉆M6底孔φ5.2 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-41 f=0.30mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表10.4-9 v=0.161m/s ==9.86r/s=591.6r/min 按機(jī)床選取： 對(duì)于孔1： 對(duì)于孔2： 記算工時(shí) ： （2）、倒角120° 倒角的工時(shí)可以忽略不記。 （3）、攻絲M6 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表16.2-4 ==238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺紋: 攻不通孔螺紋: 記算工時(shí) ： T=0.28+0.1=0.38min=22.8s 式中: —— 工件的螺紋長(zhǎng)度; —— 絲錐切削錐長(zhǎng)度； —— 攻絲時(shí)的轉(zhuǎn)速； —— 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速； —— 工件的轉(zhuǎn)速；值為1mm. —— 攻螺紋時(shí)的超切量，取=（2~3）； 三、 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。 3.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑端面，在銑端面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對(duì)銑端面進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，銑該槽時(shí)其對(duì)孔的中心線有對(duì)稱度以及兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷兩支撐銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1. 由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面一銷兩支撐銷定位。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 參考文獻(xiàn)： （一）：《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 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(jì)指導(dǎo)書》 主編：趙家齊 等 機(jī)械工業(yè)出版社 （三）：《機(jī)械加工工業(yè)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 （四）：《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 （五）：《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 主編：張耀霍 機(jī)械工業(yè)出版社 （六）：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主編》 主編：徐發(fā)仁 重慶大學(xué)出版社 （七）：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 主編：東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽(yáng)工學(xué)院 第一汽車制造廠職工大學(xué) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 （八）：《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 主編：潘承怡 哈爾濱理工大學(xué) 14