CA6140车床拨叉[831005] 加工工艺及铣40×28上平面气动夹具设计【气缸夹紧】参考素材
喜欢就充值下载吧。资源目录里展示的全都有,下载后全都有,
机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第1页车间工序号工序名材料牌机20铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗铣左端面铣刀,游标卡尺,通用夹具20040.80.532.810.10.5底图号精铣左端面铣刀,游标卡尺,通用夹具20040.80.532.810.10.5装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期8机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第1页车间工序号工序名材料牌机20铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助底图号2粗铣右端面铣刀,游标卡尺,通用夹具20040.80.532.810.10.53精铣右端面铣刀,游标卡尺,通用夹具20040.80.532.810.10.5装订号4设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第1页车间工序号工序名材料牌机20钻HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助底图号2钻花键底孔20中心钻,游标卡尺,通用夹具280170.622010.353扩花键底孔21扩孔钻,游标卡尺,通用夹具280170.62110.32装订号4倒角2x1545度偏刀,通用夹具21设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第2页车间工序号工序名材料牌机30拉HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1拉六齿方型花键高速钢拉刀,游标卡尺,专用夹具2900.060.06110.13底图号装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第3页车间工序号工序名材料牌机40铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1粗铣B面高速钢面铣刀,游标卡尺,通用夹具16023.70.6310.5250.5底图号2.精铣B面21033.10.5120.210.336装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第 4页车间工序号工序名材料牌机50铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液通用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1铣800。03mm的槽高速钢直齿精密级三面刃铣刀,游标卡尺,通用夹具37574.20.018810.491.9底图号装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第5页车间工序号工序名材料牌机80铣HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1铣1800。12mm高速钢直齿精密级三面刃铣刀,量块,专用夹具30094.20.0222.910.537底图号装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共6页第6页车间工序号工序名材料牌机90磨HT200毛坯种类毛胚外形尺寸每毛坯可制作件数每台件数铸 件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床M114W1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件描图工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数 工步工时描校机动辅助1磨宽为1800。12mm的槽GZ46KV6P35040127磨刀,量块30002.5500.513.1底图号装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期目 录 第 1 章 绪论 .1 第 2 章 零件的分析 .2 2.1 零件的分析 .2 2.1.1 零件的作用 .2 2.1.2 零件的工艺分析 .2 2.2 工艺规程设计 .2 2.3 制定工艺路线。 .3 2.4 机械加工余量。 .4 2.5 确定切削用量及基本工时。 .5 1 第 1 章 绪论 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们 装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可 以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业 的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行 业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机 械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重 要指标。 零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、 机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解 决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问 题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养 自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。 所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要, 只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。 2 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给定的零件是 CA6140 拨叉(见附图 1)它位于铣床变速机构中,主要起换档,使 主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为 18+0.0120mm 的槽尺 寸精度要求很高,因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙 很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精 度。所以,宽度为 18+0.0120mm 的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。 2.1.2 零件的工艺分析 CA6140 拨叉共有两组加工表面。 1. 以花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括 25+0.230mm 的六齿方花键孔、22 +0.280花键底孔两端的 2X150到 角和距中心线为 27mm 的平面。 2. 以工件右端面为基准的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 的槽 经上述分析可知, 对于两组加工表面,可先加工其中一组表面,然后借助于专 用夹具加工另一组表面。 2.2 工艺规程设计 (一) 确定毛坯的制造形成 零件材料 HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,因此 选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中 批生产而且零件的尺寸并不很大,故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人 员手册表 5-5 取等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 30.8mm。毛坯零件图如下图: (二)基准的选择。 1. 粗基准的选择:因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以 40 的外 圆表面的粗基准。 3 2. 精度基准的选择:为保证定位基准和工序基准重合,以零件的 A 面为精基准。 2.3 制定工艺路线。 方案一 工序: 1. 粗、精铣端面,钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 2. 粗、精铣削 B 面。 3. 铣削 8+0.030mm 的槽。 4. 铣削 18+0.0120mm 的槽。 5. 拉花键。 方案二 工序: 1. 粗、精铣端面,钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 2. 以 40mm 圆柱面为粗基准。 3. 拉花键。以 A 面为基准, 4. 铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用 夹具 5. 铣削 8+0.030mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床 加专用夹具。 6. 铣削 18+0.0120mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床 加专用夹具。 方案分析: 上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中 2.3.4 工序 很难对工件进行定位和加紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案 二中的 3.4.5 道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为 3.4.5 道工序的定位基准。此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠, 最终拟定的方案如下: 工序号 工序名 称 工序内容 车 间 工 段 设备 10 铸造 铸造毛坯 ,时效处理 20 铣 铣左端面 机 二 铣床 X52K 4 30 铣 铣右端面 机 二 铣床 X52K 40 钻 钻花键底孔 机 二 钻床 Z525 50 钻 扩花键底孔 机 二 钻床 Z525 60 倒角 倒角 2x15 机 二 钻床 Z525 70 拉 拉六齿方型花键 机 二 拉床 80 铣 粗铣 B 面 机 二 铣床 X62W 90 铣 精铣 B 面 机 二 铣床 X62W 100 铣 铣 800。03mm 的槽 机 二 铣床 X62W 110 铣 铣 1800。12mm 机 二 铣床 X62W 120 磨 磨宽为 1800。12mm 的槽 机 二 磨床M114W 130 钳 去毛刺 140 检 检验入库 2.4 机械加工余量。 CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 kg b =160MPa HBS 生产类型为 由大、中批量生产,采用模锻锻模。 根据上述的原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺 寸以毛坯尺寸如下: 1. A 面的加工余量 A 面有 30.8mm 的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除 2. 矩形花键底孔。 要求以矩形花键的外径定心,故采用拉削加工内孔尺寸为 22 0+0.28,见零件 图,参照金属机械加工工艺人员手册 表 3-59 确定孔加工余量的分配。 钻孔 20mm 扩孔 21mm 拉花键 花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册 取 2=1mm 3. B 面的加工余量。 此工序分 2 个工步 1、粗铣 B 面 2、精铣 B 面。 精加工余量为 0.2mm 粗铣加工余量为 2.8mm 5 2.5 确定切削用量及基本工时。 工序 20 :铣左端面 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此为粗15YT0Dm5Z 齿铣刀。 因其单边余量:Z=2.2mm 所以铣削深度 :pa2.m 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 :根据参考文献3表f ./fa 2.481,取铣削速度 .8/Vs 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 根据参考文献3表f Zmf/18.0 2.481,取铣削速度 2.47/ 机床主轴转速 :n10601.97/in3.1rd 按照参考文献3表 3.174,取 5n 实际铣削速度 :v .42.4/1060nvms 进给量 : fV18760.12/ffaZs 工作台每分进给量 : m./475minfV :根据参考文献 3表 2.481,取aa 切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l1l68l 刀具切入长度 :1 210.5()(3lDa60)2m 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 : jt 1240.36in7.5jmlf 机动时间 : 1jt 682.19i.jlf 所以该工序总机动时间 10injjtt 工序 50:粗、精铣右端面。 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 8,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 因其单边余量:Z=2.2mm 所以铣削深度 :pa2.m 6 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 根据参考文献3表fa Zmaf/18.0 2.481,取铣削速度 2.47/Vms 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 :根据参考文献3表f .5/f 2.481,取铣削速度 .8/ 机床主轴转速 :n1026053/in3.14rd 按照参考文献3表 3.131,取 实际铣削速度 :v .1603.14/dnms 进给量 :fV0.58/2ffaZ 工作台每分进给量 : m7/infVs 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 ,l14l68l 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 :2jt 12402.34min7jmlf 机动时间 :jt 68.ijlf 所以该工序总机动时间 20.5injjtt 3、钻孔、扩孔、倒角。 (1) 、钻孔 钻头选择:见切削用量简明手册表 2.2 钻头几何形状为(表 2.1 及表 2.2):双锥修磨具刃,钻头参数: 20 =30,2=118,2=70,b=3.5mm ,ao=12, =55,b=2mm,=4mm。 根据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48 、按机床进给强度决定进给量:根据表 2.9 ,当 b210MPa 020.5mm 可确定 f=0.75。 按 C3163-1 铣床说明书取 f=0.62mm/n. 、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 2.21,当 do=20mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min. 、切削速度由切削用量简明手册 ,表 2.15 得 =21m/min n=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min 7 取 280n/min 取 n=280m/min. 实际=17 m/min 、 基本工时,Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) (2) 、扩孔 刀具直径 do=21mm;刀具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大,为了节省停铣和调换走刀量等辅助时间,n 和 f 都不 变,所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大,以表面粗度要求不高手动进给。 (3) 、倒角 刀具:专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。 检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2 可以查出当 160245HBS 2.80.6 41min3.4kw 按 C 铣床说明书主电机功率11 可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求 钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21 当21 0.64 查得转矩61.8N.M 切削用量简明手册表由表 2.32得功率公式 C McVc/30do=61.8x17/30 x21=1.67km 按 C 铣床说明书主电机功率11 可见C 比小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要 工序 拉花键孔 单面齿升:根据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿 为 0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工时 t=Zblk/1000vfzZ 式中: Zb 单面余量 1.5mm(由 21mm 拉削到 25mm); 8 L 拉削表面长度,80mm; 考虑校准部分的长度系数,取 1.2; k 考虑机床返回行程系数,取 1.4 ; v 拉削速度(m/min) ; fz 拉刀单面齿升; Z 拉刀同时工作齿数,Z=l/p; P 拉刀齿距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/127 其本工时 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min) 工序 粗铣,精铣 B 面。 加工要求:粗铣 B 面,精铣 B 面,Ra=3.2 。 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3mm 机床 :62W 加工工件尺寸:宽度:40mm 长度:28mm 1. 粗铣 1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表 3.1 铣削宽度 ae5mm 时。直径为 do=50mm故 齿数,由于采用标准镶齿圆柱铣刀 铣刀几何参数(表 3.2)rn=10ao=16 2) 切削用量 留精铣的加工余量为 0.2,所以本道工步切削宽度 ac2.80.8,由于加工表 面精度要求 Ra=3.2 um.根据表 3.5 得每转进给量0.5mm/r 就能满足要求, 但考虑到62W 功率为 7.5kw,机床为中等系统刚度和62W 铣床说明书 所以 每转进给量0.6mm/r 3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 3.7、铣刀刀齿后 刀面的最大磨损量为 0.6 镶齿铣刀 do=50mm, 刀具寿命 T=120min(表 3.8) 4) 决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表 3.9 确定 Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 9 Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000 x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160 x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160 x0.6=96mm/min 选 Vf=80mm/min 实际 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 机床功率:根据切削用量简明手册 表 3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数: 故 Pct0.8, 根据 X62W 型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 Pcm=7.50.75=5.63kw 故 PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z 6) 基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525(min) L1+=14mm 2. 精铣 1)选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2)切削用量 精铣的加工余量为 0.2,所以本道工步切削宽度 ae0.2mm,0.6 3)决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表 3.9 确定 ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000 x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 n=210r/min Vf=nf=210 x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4)基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336(min) L1+=14mm 工序 铣削 8+0.030mm 槽。 加工工件尺寸:8 +0.030mm , 长度 L=40mm 10 加工要求:高速钢错齿三面刃铣刀(精密级 K8)加工余量 8 用乳化液冷却 机床:X62W 1) 选择刀具:由加工尺寸公差 0-0.3 。所以铣刀精度为精密级 K8 铣刀参数:L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15 ao=12an=6Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 8mm, 故一次走完,ae=8mm ap=8mm 由切削用量简明手册表 3.3 确定 f=0.15-0.3mm/r 现取 f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命:根据切削用量简明手册表 3.7,得最大磨损量 为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命:T=100min 其中 4) 决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由切削用量简明手册3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/min n=1000Vc/ do=100082.86/3.1463=418.87r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 nc=375r/min 实际速度 Vc= donc/1000=74.2m/min 选 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据 X62W 型铣床说明书选选 Vf=110mm/min fzc=110/37516=0.018mm/z 5) 机床功率:根据切削用量简明手册表 3.28 公式 圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表 28 得 CF=30,XF=1.0,yF=0.65 ,UF=0.83 ,WF=0,qF=0.83 ,KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根据 X62W 型铣床说明书,功率足够。 6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49(min) L1+=14mm 工序铣宽为 180+0.12mm 槽 加工要求:用乳化液冷却,加工工件尺寸,宽 180+0.12mm,长 L=40mm,加工余 11 量 23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高,用铣削加工很难达到尺寸精度的要求,所 以为了留给下一道公序磨削的加工余量,所以分两步走,ae=23,ap=10mm, 1) 选择刀具 铣刀参数:L=10 D=100mm d=30mm ro=15 ao=12an=6Z=24 2) 选择铣削用量 由于槽的宽度为 18mm, 故二次走完,ae=23mm ap=10mm 由切削用量简明手册表 3.3 确定 f=0.5mm/r 现取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命:根据切削用量简明手册表 3.7,得最大磨损量 为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命:T=100min 其中 4)确定切削速度 Vc 和每齿进给量:决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由切削用 量简明手册3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/min n=1000Vc/ do=100098.6/3.14100=314r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 nc=300r/min 实际速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 选 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根据 X62W 型铣床说明书选选 Vf=150mm/min fzc=150/30024=0.020mm/z 5)基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8(min) L1+=20mm i=2(走两次) 工序 磨 18mm 槽, 保证尺寸 18mm 1) 选择砂轮。 见切削手册第三章中磨料选择各表,结果为 GZ46KV6P35040127 其含义为:磨轮磨料为棕刚玉,为了防止粒度过小而磨轮 12 堵塞,所以选用为粒度为 46#,硬度为软 2 级。 平型砂轮,其尺寸为 16640(DdH) 。 2) 切削用量的选择。砂轮转速 n 砂 =3000r/min(见机床说明书), v 砂 =2.5m/s 进给量 f=50mm/min 双单行程 fr=0.015mm 3) 切削工时。当加工 1 个表面时 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 最后,将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一起填入 机械加工工艺卡片中,见附后表。 13 参 考 文 献 1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽铣厂工人大学,机床夹具设 计手册M ,上海:上海科学技术出版社,117130。 2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导 。机械工业出版社,117175。 3 李庆寿。机床夹具设计 。机械工业出版社,117171。 4 李洪。机械加工工艺手册 。北京出版社,117130。 5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册 。上海科学技术出版社, 2544。 6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册 。化学工业出版社, 2544。 7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社, 117175。 8 周永强,高等学校课程设计指导M ,北京:中国建材工业出版社,2555。 17 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出 版社,11787。 10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册 。上海科学技术出版社,2555。 11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽铣厂工人大学。机床夹具设 计手册.上海科学技术出版社,11784。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社, 117171。 17 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社, 2555:17-117。 14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M ,上海科学技术出版社,2555。 15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17 机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号831005产品名称拨叉零件名称拨叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸 件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注中批生产 工序号 工序名 称工序内容 车 间 工 段设备工艺装备 工 时(分) 准终 单件10铸造铸造毛坯 ,时效处理20铣粗铣、精铣左端面机二铣床X52K铣刀,游标卡尺,通用夹具0.3330铣粗铣、精铣右端面机二铣床X52K铣刀,游标卡尺,通用夹具0.3340钻钻花键底孔机二钻床Z52520中心钻,游标卡尺,通用夹具0.3250钻扩花键底孔机二钻床Z52521扩孔钻,游标卡尺,通用夹具0.3260倒角倒角2x15机二钻床Z52545度偏刀,通用夹具70拉拉六齿方型花键机二拉床高速钢拉刀,游标卡尺,专用夹具0.1380铣粗铣B面机二铣床X62W高速钢面铣刀,游标卡尺,专用夹具0.52590铣精铣B面机二铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀,游标卡尺,专用夹具0.536100铣铣800。03mm的槽机二铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀,量块,专用夹具0.49110铣铣1800。12mm机二铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀,量块,专用夹具0.537120磨磨宽为1800。12mm的槽机二磨床M114WGZ46KV6P35040127,量块3.1130钳去毛刺140检检验入库 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字日 期1XX 设计 作 者: 学 号: 系 部: 专 业: 题 目: 拨叉 831005 的加工工艺及铣 4028 上平面夹具设计 指导者: 评阅者: 年 月 摘 要 随着工业生产的发展,提出了各种需求钳技术。一方面,由于在焊接过程中的工业生产提出了 很高的要求的发展,另一方面,科学和技术,以提高焊接技术的发展开辟了新的途径。为了满足中 国的现代化建设的需要,相信钳技术将更加快速发展,并在工业生产发展中发挥更重要的作用。叉 基础的专用夹具设计流程规划和工艺设计上的零件。叉的外表面的主处理部分,所述台阶表面和孔。 在一般情况下,确保加工精度的加工精度的平面内比确保容易。因此,遵循的首要原则槽面设计。 过程并清除孔和平面分为粗加工和精加工处理的阶段,以确保孔的精度。第一系列的支承孔加工顶 部位置的平面之后,除了后续过程与顶表面和其他加工主要处理操作的安排处理孔的定位孔和平面 的每个过程。使用专用夹具,夹具,夹具夹紧,自动文件夹更多的选择,可靠的夹紧机构不自锁。 因此,生产效率高。适用于大批量的生产线。能够满足设计要求。 关键词:拔叉类零件;工艺;夹具 Abstract With the development of industrial production, a variety of needs-clamp technique. On the one hand, due to the welding process development of industrial production made high demands on the other hand, science and technology, in order to improve the development of welding technology has opened up new avenues. In order to meet the needs of Chinas modernization, believe clamp technique will be more rapid development, and play a more important role in the development of industrial production. Parts fork foundation dedicated fixture design process planning and process design. Fork portion of the outer surface of the main processing, the stepped surface and the bore. In general, to ensure the machining accuracy of the machining accuracy of the plane than to ensure easy. Therefore, the first principle to follow trough surface design. Process and clear the hole and the plane is divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. After the first series of supporting hole machining flat top position, except that each process subsequent arrangements for dealing with the process of the hole with the top surface and other machining operations mainly deal with the positioning holes and planes. The use of special fixtures, jigs, fixtures clamping, automatic folder more choices, reliable clamping mechanism is not self-locking. Therefore, high production efficiency. For high-volume production lines. Able to meet the design requirements. 目 录 第 1 章 绪论 .1 第 2 章 零件的分析 .2 2.1 零件的分析 .2 2.1.1 零件的作用 .2 2.1.2 零件的工艺分析 .2 2.2 工艺规程设计 .2 2.3 制定工艺路线。 .3 2.4 机械加工余量。 .4 2.5 确定切削用量及基本工时。 .5 第 3 章 铣上平面夹具设计 .12 3.1 研究原始质料 .12 3.2 定位基准的选择 .12 3.3 切削力及夹紧分析计算 .13 3.4 误差分析与计算 .14 3.5 零、部件的设计与选用 .15 3.6 夹具设计及操作的简要说明 .16 总 结 .18 致 谢 .19 参 考 文 献 .21 1 第 1 章 绪论 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们 装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可 以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业 的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行 业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机 械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重 要指标。 零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、 机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解 决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问 题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养 自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。 所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要, 只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。 2 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 题目给定的零件是 CA6140 拨叉(见附图 1)它位于铣床变速机构中,主要起换档,使 主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为 18+0.0120mm 的槽尺 寸精度要求很高,因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙 很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精 度。所以,宽度为 18+0.0120mm 的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。 2.1.2 零件的工艺分析 CA6140 拨叉共有两组加工表面。 1. 以花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括 25+0.230mm 的六齿方花键孔、22 +0.280花键底孔两端的 2X150到 角和距中心线为 27mm 的平面。 2. 以工件右端面为基准的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 的槽 经上述分析可知, 对于两组加工表面,可先加工其中一组表面,然后借助于专 用夹具加工另一组表面。 2.2 工艺规程设计 (一) 确定毛坯的制造形成 零件材料 HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,因此 选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中 批生产而且零件的尺寸并不很大,故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人 员手册表 5-5 取等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 30.8mm。毛坯零件图如下图: (二)基准的选择。 1. 粗基准的选择:因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以 40 的外 圆表面的粗基准。 3 2. 精度基准的选择:为保证定位基准和工序基准重合,以零件的 A 面为精基准。 2.3 制定工艺路线。 方案一 工序: 1. 粗、精铣端面,钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 2. 粗、精铣削 B 面。 3. 铣削 8+0.030mm 的槽。 4. 铣削 18+0.0120mm 的槽。 5. 拉花键。 方案二 工序: 1. 粗、精铣端面,钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 2. 以 40mm 圆柱面为粗基准。 3. 拉花键。以 A 面为基准, 4. 铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用 夹具 5. 铣削 8+0.030mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床 加专用夹具。 6. 铣削 18+0.0120mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床 加专用夹具。 方案分析: 上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中 2.3.4 工序 很难对工件进行定位和加紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案 二中的 3.4.5 道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为 3.4.5 道工序的定位基准。此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠, 最终拟定的方案如下: 工序号 工序名 称 工序内容 车 间 工 段 设备 10 铸造 铸造毛坯 ,时效处理 20 铣 铣左端面 机 二 铣床 X52K 4 30 铣 铣右端面 机 二 铣床 X52K 40 钻 钻花键底孔 机 二 钻床 Z525 50 钻 扩花键底孔 机 二 钻床 Z525 60 倒角 倒角 2x15 机 二 钻床 Z525 70 拉 拉六齿方型花键 机 二 拉床 80 铣 粗铣 B 面 机 二 铣床 X62W 90 铣 精铣 B 面 机 二 铣床 X62W 100 铣 铣 800。03mm 的槽 机 二 铣床 X62W 110 铣 铣 1800。12mm 机 二 铣床 X62W 120 磨 磨宽为 1800。12mm 的槽 机 二 磨床M114W 130 钳 去毛刺 140 检 检验入库 2.4 机械加工余量。 CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 kg b =160MPa HBS 生产类型为 由大、中批量生产,采用模锻锻模。 根据上述的原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺 寸以毛坯尺寸如下: 1. A 面的加工余量 A 面有 30.8mm 的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除 2. 矩形花键底孔。 要求以矩形花键的外径定心,故采用拉削加工内孔尺寸为 22 0+0.28,见零件 图,参照金属机械加工工艺人员手册 表 3-59 确定孔加工余量的分配。 钻孔 20mm 扩孔 21mm 拉花键 花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册 取 2=1mm 3. B 面的加工余量。 此工序分 2 个工步 1、粗铣 B 面 2、精铣 B 面。 精加工余量为 0.2mm 粗铣加工余量为 2.8mm 5 2.5 确定切削用量及基本工时。 工序 20 :铣左端面 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 ,此为粗15YT0Dm5Z 齿铣刀。 因其单边余量:Z=2.2mm 所以铣削深度 :pa2.m 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 :根据参考文献3表f ./fa 2.481,取铣削速度 .8/Vs 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 根据参考文献3表f Zmf/18.0 2.481,取铣削速度 2.47/ 机床主轴转速 :n10601.97/in3.1rd 按照参考文献3表 3.174,取 5n 实际铣削速度 :v .42.4/1060nvms 进给量 : fV18760.12/ffaZs 工作台每分进给量 : m./475minfV :根据参考文献 3表 2.481,取aa 切削工时 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l1l68l 刀具切入长度 :1 210.5()(3lDa60)2m 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 : jt 1240.36in7.5jmlf 机动时间 : 1jt 682.19i.jlf 所以该工序总机动时间 10injjtt 工序 50:粗、精铣右端面。 机床:铣床 X52K 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀) ,材料: , ,齿数 8,此为细齿铣15YT0Dm 刀。 因其单边余量:Z=2.2mm 所以铣削深度 :pa2.m 6 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 根据参考文献3表fa Zmaf/18.0 2.481,取铣削速度 2.47/Vms 每齿进给量 :根据参考文献 3表 2.473,取 :根据参考文献3表f .5/f 2.481,取铣削速度 .8/ 机床主轴转速 :n1026053/in3.14rd 按照参考文献3表 3.131,取 实际铣削速度 :v .1603.14/dnms 进给量 :fV0.58/2ffaZ 工作台每分进给量 : m7/infVs 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 ,l14l68l 刀具切入长度 :精铣时11lD 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 机动时间 :2jt 12402.34min7jmlf 机动时间 :jt 68.ijlf 所以该工序总机动时间 20.5injjtt 3、钻孔、扩孔、倒角。 (1) 、钻孔 钻头选择:见切削用量简明手册表 2.2 钻头几何形状为(表 2.1 及表 2.2):双锥修磨具刃,钻头参数: 20 =30,2=118,2=70,b=3.5mm ,ao=12, =55,b=2mm,=4mm。 根据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48 、按机床进给强度决定进给量:根据表 2.9 ,当 b210MPa 020.5mm 可确定 f=0.75。 按 C3163-1 铣床说明书取 f=0.62mm/n. 、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 2.21,当 do=20mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min. 、切削速度由切削用量简明手册 ,表 2.15 得 =21m/min n=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和 334.4 接近的有 280n/m 和 400n/min 7 取 280n/min 取 n=280m/min. 实际=17 m/min 、 基本工时,Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280 x0.62=0.32 (min) (2) 、扩孔 刀具直径 do=21mm;刀具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大,为了节省停铣和调换走刀量等辅助时间,n 和 f 都不 变,所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大,以表面粗度要求不高手动进给。 (3) 、倒角 刀具:专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。 检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2 可以查出当 160245HBS 2.80.6 41min3.4kw 按 C 铣床说明书主电机功率11 可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求 钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21 当21 0.64 查得转矩61.8N.M 切削用量简明手册表由表 2.32得功率公式 C McVc/30do=61.8x17/30 x21=1.67km 按 C 铣床说明书主电机功率11 可见C 比小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要 工序 拉花键孔 单面齿升:根据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿 为 0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工时 t=Zblk/1000vfzZ 式中: Zb 单面余量 1.5mm(由 21mm拉削到 25mm); 8 L 拉削表面长度,80mm; 考虑校准部分的长度系数,取 1.2; k 考虑机床返回行程系数,取 1.4 ; v 拉削速度(m/min) ; fz 拉刀单面齿升; Z 拉刀同时工作齿数,Z=l/p; P 拉刀齿距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/127 其本工时 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min) 工序 粗铣,精铣 B 面。 加工要求:粗铣 B 面,精铣 B 面,Ra=3.2 。 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3mm 机床 :62W 加工工件尺寸:宽度:40mm 长度:28mm 1. 粗铣 1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表 3.1 铣削宽度 ae5mm时。直径为 do=50mm故 齿数,由于采用标准镶齿圆柱铣刀 铣刀几何参数(表 3.2)rn=10ao=16 2) 切削用量 留精铣的加工余量为 0.2,所以本道工步切削宽度 ac2.80.8,由于加工表 面精度要求 Ra=3.2 um.根据表 3.5 得每转进给量0.5mm/r 就能满足要求, 但考虑到62W 功率为 7.5kw,机床为中等系统刚度和62W 铣床说明书 所以 每转进给量0.6mm/r 3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 3.7、铣刀刀齿后 刀面的最大磨损量为 0.6 镶齿铣刀 do=50mm, 刀具寿命 T=120min(表 3.8) 4) 决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表 3.9 确定 Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) 9 Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000 x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160 x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160 x0.6=96mm/min 选 Vf=80mm/min 实际 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 机床功率:根据切削用量简明手册 表 3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数: 故 Pct0.8, 根据 X62W 型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 Pcm=7.50.75=5.63kw 故 PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z 6) 基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525(min) L1+=14mm 2. 精铣 1)选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2)切削用量 精铣的加工余量为 0.2,所以本道工步切削宽度 ae0.2mm,0.6 3)决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表 3.9 确定 ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/ d=(1000 x33.1)/(3.14x50)=211r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 n=210r/min Vf=nf=210 x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4)基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336(min) L1+=14mm 工序 铣削 8+0.030mm 槽。 加工工件尺寸:8 +0.030mm , 长度 L=40mm 10 加工要求:高速钢错齿三面刃铣刀(精密级 K8)加工余量 8 用乳化液冷却 机床:X62W 1) 选择刀具:由加工尺寸公差 0-0.3 。所以铣刀精度为精密级 K8 铣刀参数:L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15 ao=12an=6Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 8mm, 故一次走完,ae=8mm ap=8mm 由切削用量简明手册表 3.3 确定 f=0.15-0.3mm/r 现取 f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命:根据切削用量简明手册表 3.7,得最大磨损量 为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命:T=100min 其中 4) 决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由切削用量简明手册3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/min n=1000Vc/ do=100082.86/3.1463=418.87r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 nc=375r/min 实际速度 Vc= donc/1000=74.2m/min 选 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据 X62W 型铣床说明书选选 Vf=110mm/min fzc=110/37516=0.018mm/z 5) 机床功率:根据切削用量简明手册表 3.28 公式 圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表 28 得 CF=30,XF=1.0,yF=0.65 ,UF=0.83 ,WF=0,qF=0.83 ,KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根据 X62W 型铣床说明书,功率足够。 6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49(min) L1+=14mm 工序铣宽为 180+0.12mm 槽 加工要求:用乳化液冷却,加工工件尺寸,宽 180+0.12mm,长 L=40mm,加工余 11 量 23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高,用铣削加工很难达到尺寸精度的要求,所 以为了留给下一道公序磨削的加工余量,所以分两步走,ae=23,ap=10mm, 1) 选择刀具 铣刀参数:L=10 D=100mm d=30mm ro=15 ao=12an=6Z=24 2) 选择铣削用量 由于槽的宽度为 18mm, 故二次走完,ae=23mm ap=10mm 由切削用量简明手册表 3.3 确定 f=0.5mm/r 现取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命:根据切削用量简明手册表 3.7,得最大磨损量 为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命:T=100min 其中 4)确定切削速度 Vc 和每齿进给量:决定切削速度 Vc 和每齿进给量 Vf、由切削用 量简明手册3.27 的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/min n=1000Vc/ do=100098.6/3.14100=314r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 nc=300r/min 实际速度 Vc= donc/1000=94.2m/min 选 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根据 X62W 型铣床说明书选选 Vf=150mm/min fzc=150/30024=0.020mm/z 5)基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 3.5 Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8(min) L1+=20mm i=2(走两次) 工序 磨 18mm 槽, 保证尺寸 18mm 1) 选择砂轮。 见切削手册第三章中磨料选择各表,结果为 GZ46KV6P35040127 其含义为:磨轮磨料为棕刚玉,为了防止粒度过小而磨轮 12 堵塞,所以选用为粒度为 46#,硬度为软 2 级。 平型砂轮,其尺寸为 16640(DdH) 。 2) 切削用量的选择。砂轮转速 n 砂 =3000r/min(见机床说明书), v 砂 =2.5m/s 进给量 f=50mm/min 双单行程 fr=0.015mm 3) 切削工时。当加工 1 个表面时 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 最后,将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一起填入 机械加工工艺卡片中,见附后表。 13 第 3 章 铣 4028 上平面夹具设计 3.1 研究原始质料 利用本夹具主要用来粗、精铣 4028 上平面,要满足对称度要求以及其两边的要 求。在铣此面时,为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提 高劳动生产率和降低劳动强度。 3.2 定位基准的选择 本次课设是要为此图 1-3-1 中的铣端面夹具,最终实现将工件定位,更加精确和方 便的完成铣面工作,并保证能夹紧工件,夹紧力要适中,不要使工件变形,又能保证 工件所要求的加工精度。 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求,它决定了工件 在机床夹具中的放置方法,是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图 1- 3-1 所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面,以及本工 序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案, 如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等;定位方案的选择依据六点定位原理和采 用的机床加工方法,定位方案不一定要定六个自由度,但要完全定位。工件的待加工 表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸,选择合适的定 位点,确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。 28 27 40 8+0.080 10 18+0.0120 26 73 5034 18 15? 8 2 1.6 1.6 3.23.2 3.2 3.2 3.2 3.2 25+0.0230 22 +0. 20 6.3 R206 +0. 06 -0. 03 6.3 3.2 3.2 1.6 14 3.3 切削力及夹紧分析计算 刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 015001顶 刃 0n侧 刃 6015 30rK40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式: 0.98.0.135pzFafBzn 有: 0.9.8.1.10.12054836.2()N 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬 间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数 作为实际所需夹紧力的数值,即: FKW 安全系数 K 可按下式计算: 6543210 式中: 为各种因素的安全系数,查参考文献5121 可知其公式参数:6 13456.,.0,.,3KK 由此可得: .10.31.056 所以 8245()KWFN 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定 选用气缸驱动的夹紧机构。 选用气缸缸杆为 30mm 的。当压缩空气的压力为 2.5MPa 时,由气缸产生的 夹紧力为: 176()NAP 由上述计算易得: ,所以本次设计的夹具可安全工作。 KW 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠, 3.4 误差分析与计算 为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺 寸公差。 15 gwj 与机床夹具有关的加工误差 ,一般可用下式表示:j MjjWDAZWj 由参考文献5可得: 定位误差 : 11minDWd 1 2min2i. dJWarctgL 其中: ,10.52D20D ,d.3d , minmin4 夹紧误差 : cos)(inaxyj 其中接触变形位移值: 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD01. 误差总和: 0.853jw 从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.5 零、部件的设计与选用 定向键安装在夹具底面的纵向槽中,两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。 通过方向键的协调与铣床工作台的 T 型槽,使工作表面定位元件夹具工作台的进给方 向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时,螺栓夹紧夹具可以降低负荷, 加强加工夹具牢固。 根据 GB220780 定向键结构如图所示: 16 o 图 2.1 夹具体槽形与螺钉 根据 T 形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如表 5.4: 表 5.4 定向键 夹具体槽形尺寸 B 2B 公 称尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公称 尺寸 允 差 D 2h 14 0.012 0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺,其结构如图 5.3 所示: 17 标 记四 周 倒 圆 图 2.3 平塞尺 塞尺尺寸参数如表 5.5: 表 2.5 塞尺 公称尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 3.6 夹具设计及操作的简要说明 当夹具有制造误差、工作过程出现磨损、以及零件尺寸变化时,影响定位、夹紧 的可靠。为防止此现象,选用可换 V 型块。以便随时根据情况进行调整换取。 应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了气动夹紧方式,在夹紧和松开工件时 比较费时费力。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛 的应用。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和比较,选用了气动夹紧方式(气 缸驱动夹紧机构) 。 此外,当夹具有制造误差,工作过程出现磨损,以及零件尺寸变化时,影响定位、夹 紧的可靠。为防止此现象,选用可换 V 型块。以便随时根据情况进行调整换取 18 总 结 课程设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们 不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计, 使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好 的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件,为我们踏入社会打下了好的 基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践 的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的 这次设计的机会,它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。 19 致 谢 这次课程设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资 料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在 一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了 方向,最终我很顺利的完成了课程设计。 课程设计是将大学所学的知识融合在一起,综合运用所有的相关专业知识,是课本知识在实 际中的应用。通过这次课程设计,使我的专业知识在原有的基础上得到更加的巩固和提高,这离不 开老师和同学们的帮助。本设计分析是在老师的指导下完成的,在分析的过程中,尹长城老师给了 我很大的鼓励,在设计分析中引导我去思考了更多的设计思路,增强了我的学习能力,与我们一起 讨论问题,使我对分析有了更清晰明确的认识,使我受益非浅。 课程设计是我们的专长,这是我们走向社会化,专业化的工作中必不可少的过程中前实际训 练综合应用。 “千里之行始于足下” ,通过课程设计,让我深深体会到永恒的那句词的真正含义。 我认真地把今天的课程设计,学习踏踏实实地采取这一步骤是在社会稳定的未来潮流的运行打下了 坚实的基础。 说实话,课程设计是真的累了。但一开始清理自己的设计成果,仔细琢磨课程设计的思路, 成功的喜悦难得让我疲惫顿消瞬间。虽然这是我第一次学会了如何完成,我的生活的小胜利,但它 让我感觉更成熟了。 通过课程设计,使我深深体会到,干任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中,许多计算 有时不免令我感到有些心烦意乱;有时应为不小心计算出错,只能毫不留情地重做。但一想起老师 平时多耐心的教导,想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令 世人无比震惊的事故,我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。 经历了课程设计,使我我发现了自己所掌握的知识是真正的贫乏,自己综合运用所学专业知 识的能力是如此的不足,几年来学习了那么多的课程,今天才知道自己并不会用。想到这里,我真 的有点心急了。 由于毕业时间的仓促,很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源,比如网格 划分的控制、坐标系的理解、求解器的选择等,这使我明白了大学里学的只是一个大体上的方向, 离实际应用还有太远的距离。但我相信方向才是最重要的,因为方向确定了,就会用最少的精力做 好事情,这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中,要从事的工种是千差万别的,只 有从中找到自己最拿手,最有发展前途的岗位,个人才有更多的热情,也最可能在自己的岗位做出 一些贡献。 这次课程设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老 师,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度, 严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成, 他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他不仅在学业上给我以精心指导,同 20 时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,他的治学严谨和科 学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以 诚挚的谢意和崇高的敬意。 21 参 考 文 献 1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽铣厂工人大学,机床夹具设 计手册M ,上海:上海科学技术出版社,117130。 2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导 。机械工业出版社,117175。 3 李庆寿。机床夹具设计 。机械工业出版社,117171。 4 李洪。机械加工工艺手册 。北京出版社,117130。 5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册 。上海科学技术出版社, 2544。 6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册 。化学工业出版社, 2544。 7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社, 117175。 8 周永强,高等学校课程设计指导M ,北京:中国建材工业出版社,2555。 17 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出 版社,11787。 10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册 。上海科学技术出版社,2555。 11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽铣厂工人大学。机床夹具设 计手册.上海科学技术出版社,11784。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社, 117171。 17 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社, 2555:17-117。 14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M ,上海科学技术出版社,2555。 15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17
收藏