CA6140车床手柄座加工工艺及14H7孔钻夹具设计(含CAD图纸源文件)
XXXX 大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名: 学 号: 学 院: 专 业: 题 目: CA6140 车床的手柄座零件的机械 加工工艺规程及钻 14H7 孔夹具设计 指导教师: 职称: 职称: 20*年 12 月 5 日目录序 言 .1设计的目的 .2二、零件的分析 .3(一) 零件的作用 .3(二)零件的工艺分析 .3三、工艺规程设计 .4(一)确定毛坯的制造形式 .4(二)基面的选择 .4(三)制定工艺路线 .4(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .6(五)确立切削用量及基本工时 .7四、专用夹具设计 .17设计体会 .18参考文献 .19序 言机械制造技术基础课程设计是在学习完了机械制造技术基础和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在些次设计中我们主要是设计 CA6140 车床的手柄座的机械加工工艺规程及钻 14H7 孔夹具设计。在此次课程设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了有关老师的指点。设计的目的机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下:培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。二、零件的分析(一) 零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的手柄座。它位于车床操作机构中,可同时操纵离合器和制动器,即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下:当手把控制手柄座向上扳动时,车床内部的拉杆往外移,则齿扇向顺时针方向转动,带动齿条轴往右移动,通过拨叉使滑套向右移,压下羊角形摆块的右角,从而使推拉杆向左移动,于是左离合器接合,主轴正转;同理,当手把控制手柄座向下扳动时,推拉杆右移,右离合器接合,主轴反转。当手把在中间位置时,推拉杆处于中间位置,左、右离合器均不接合,主轴的传动断开,此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端,制动带被拉紧,使主铀制动。(二 )零件的工艺分析CA6140 车床手柄座有多处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:1以 为中心的加工表面825H这一组的加工表面有 的孔,以及上下端面, ,下端面为 的圆柱端825H 45面;孔壁上有距下端面 11mm、与 孔中心轴所在前视面呈 角的螺纹30孔,尺寸为 M10-7H,另外还有一个尺寸为 6H9 的槽,孔与槽的总宽度为27.3H11。2以 为中心的加工表面714H该组的加工表面有 的螺纹孔( 有位置要求),加工时测量深度为71425mm,钻孔深度为 28mm。上孔壁有一个 配铰的锥销通孔,该通孔有位置5要求。3以 为中心的加工表面710H本组的加工表面有 的孔( 两个),及其两个内端面 (对称) ,两端面均有710H位置要求,端面之间的距离为 mm。 ,孔除了有位置要求以外还有平行度24.0的形状公差要求(与 孔壁之间的平行度公差为 )8252.04以 为中心的加工表面5.这组的加工表面有 的孔,该孔通至 上的槽,并有位置要求。.85H由上面的分析可知,加工时应先加工完一组表面,再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。三、工艺规程设计(一 )确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200。手柄座在使用过程中不经常的变动,它的只起支撑的作用,受到的冲击不是很大,只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要,它对工件的定位有一定的保证作用。(二 )基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。(1)粗基准的选择对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选取 孔的下端面作为粗基准,利用一组共两825H块 V 形块分别支承 和 作主要定位面,限制 5 个自由度,再以一个销82513R钉限制最后 1 个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。(2)精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不作介绍。(三 )制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。(1)工艺路线方案一:工序一:备料工序二:铸造毛坯工序三:粗铣上、下表面,精铣下表面;工序四:粗、精车 孔;825H工序五:插键槽 6H9;工序六:铣槽 14 43 mm;工序七:钻、拉孔 ; 710工序八:钻孔 ;5.工序九:钻、扩 螺纹孔;4H工序十:钻、钳 锥销通孔、M10-7H;工序十一:终检。(2)工艺路线方案二:工序一:备料工序二:铸造毛坯工序三:粗、精车 ;825H工序四:粗铣上、下表面; 工序五:精铣下表面;工序六:插键槽 6H9 mm;工序七:铣槽 14 mm 43 mm;工序八:钻孔 ;5.工序九:钻、拉孔 ;710H工序十:钻、扩 ;4工序十一:钻、钳 锥销通孔、M10-7H;5工序十二:终检。(3) 、工艺方案的分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺,然后加工 的孔,再以 的孔的孔为基准加工 的孔。方案825H825H710H二则是先加孔 后再加工上下表面,再加工孔 ,此时方案二采用车床加工工序一,这样有利提高效率,节省成本。经比较可知,先加工上下表面,再以上下表面为基准加工 及插键槽,最后完成对 的孔的定位。显825710然方案一比方案二的装夹次数减少了,同时也更好的保证了精度要求。综上所述,零件的具体工艺过程如下:工序一:备料工序二:铸造毛坯工序三:铣、半精铣 凸台端面,选用 X51 立式铣床;45工序四:铣削大端面,选用 X51 立式铣床;工序五:钻,扩,铰 内孔,选用 Z535 立式钻床;82H工序六:钻,粗铰,精铰 孔,选用 Z525 立式钻床;710工序七:铣槽 mm,选用 X63 卧式铣床;24.01工序八:钻、粗铰、精铰 螺纹孔,选用 Z525 立式钻床;H工序九:钻底孔,攻螺纹孔 M10-H7mm,选用 Z525 立式钻床;工序十:钻 锥销通孔,选用 Z525 立式钻床;5工序十一:拉键槽 6H9mm;工序十二:钻槽底通孔钻 ,选用 Z525 立式钻床;5.工序十三:终检。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁,硬度为 HBS6587,毛坯的重量约为 2Kg,生产类型为大批量生产,采用砂型铸模。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差( 端面) 。825H查机械制造工艺设计简明手册 (以下称工艺手册 )表 2.22.5,取端面长度余量均为 2.5(均为双边加工)铣削加工余量为:粗铣 1mm精铣 0mm2内孔( 已铸成孔)85H查工艺手册表 2.22.5,取 已铸成孔长度余量为 3,即铸成孔825H半径为 21mm。工序尺寸加工余量:钻孔 2mm扩孔 0.125mm3其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。(五)确立切削用量及基本工时1工序一 备料2工序二 铸造毛坯3工序三 切削用量及基本工时的确定:铣、半精铣 凸台端面。选用机床:45X51 立式铣床。铣 凸台端面:45选择铣刀半径为 25mm,齿数 Z=6(见工艺手册表 3.127)0.1/fmZZ, (切削表 3.7 和切削表 3.8)5d80inT(切削表 3.9)2/icV查 01217.4(/min)5cnrd查查按机床选取 6/inr机实际切削速度: 16052.1(/in)0cdV机机工作台每分钟进给量: .4/mifZn机铣床工作台进给量: 15/mif横 向基本工时: 4520.3(i)t半精铣 凸台端面:45加工余量为 Z=1mm切削速度为 20/mincV17.4/inr查选用主轴转速为 16/ir机工作台进给量: 0.5614(/min)fzVZn机基本工时: 452(mi)1t4工序四 切削用量及基本工时的确定:铣削大端面:(1)粗铣大端面:进行两次铣削,第一次 Z=2mm,第二次 Z=1mm20/incVm查017.4(/in)cnrd查查选用主轴为 6/i机实际切削速度: 025.1(/min)cndV机查工作台进给量: .604(/in)fZ机基本工时: 50135(in)t(2)半精铣大端面:切削速度: 2/mincV17.4/inr查选用主轴为 60/ir机工作台进给量: 1nfm基本工时: 5320.98(i)t5. 工序五 切削用量及基本工时的确定:钻扩粗、精铰 通孔。选用825H机床:Z535 立式钻床钻孔 :m23选择 高速钢锥柄标准麻花钻(见 工艺手册表 3.16)(切削表 2.7 和工艺表 4.216)0.4/fr机(切削表 2.15)硬度 20021715incVm查01528(/min)3cnrD查查按机床选取 (工艺表 4.25)9/ir机实际切削速度: 23194.08(/in)cV机机 10基本工时: (工艺表 6.25)248.6(mi)95.ltnf机 机扩孔 :m084.2选择 高速钢锥柄扩孔钻(工艺表 3.18).由切削表 2.10 得扩孔钻扩 孔时的进给量 ,m80.24 rmf/8.07并由工艺表 4.216 取 ,扩孔钻扩孔时的切削速度7/fr机。钻ccV213由切削表 2.15 得 ,故:14/minc钻 min)/(7.412323Vcc 钻 i)/(8960.710rDnc按机床选取 68/mir机 24.5.9(/in)10cnV机机基本工时: 124381.(min)60.7ltnf机 机铰 孔:825H选择 高速钢锥柄机用铰刀( 工艺表 3.117) ,m由切削表 2.24 得 , ,rmf/5.10map25.01.,in/84Vc由工艺表 4.216 得 ,.2/fr机 min)/(1025)84(10rDVncc 按机床选取 ,则:68/mir机 2685.34(/in)10机基本工时: 1243.mi.ltnf机 机6. 工序六 削用量及基本工时的确定:钻粗铰精铰 孔。选用机床:710HZ525 立式钻床钻 孔:10选择 高速钢锥柄麻花钻(工艺表 3.16)m8.9由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.17/fmr机(切削表 2.15)23/incV查012374.(/min)9.8cnrd查查按机床选取 6/inr机0.029.54(/in)1cnVr机机 基本工时: 12430.1(min)96.7ltnf机 机粗铰 孔:m96.选择 的高速钢铰刀(工艺表 2.11)由切削表 2.24 和工艺表 4.215 查得 1.3/fmr机6/incV查01619.85(/min).cnrd查查按机床选取 /inr机09.615.(/in)10cnV机机基本工时: 12430.19(mi)ltf机 机精铰 孔:m10选择 的铰刀.8/fr机6incV查01619.(/min)cnrd查查按机床选取 5/ir机0196.23(/in)cnV机机基本工时: 1240.1(mi)58ltf机 机7. 工序七 切削用量及基本工时的确定:铣 的槽,选用机床:X63 卧24.0式铣床选用高速钢圆柱形铣刀,齿数 Z=6第一次走刀:0.25/Zfm1incV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /ir机03751.3(/in)10cnV机机工作台进给量: .2675.2(/min)fZVn机基本工时: 4310.9(mi)56.fLt第二次走刀:15/mincV查015367.(/in)cnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量: 0.25637.25(/min)fZV机基本工时: 431.9(min)6.fLt8. 工序八 切削用量及基本工时的确定。钻粗铰精铰 孔,选用机床:147HZ525 立式钻床钻 孔:m13选择 高速钢锥柄麻花钻(工艺表 3.56)由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.3/fmr机(切削表 2.15)14/incVm查00143(/min)cnrD查查 按机床选取 27/minnr机13.10(/in)0cDV机机基本工时: 12843.6(i)7.ltnf机 机粗铰 孔:m95.13选择 高速钢锥柄机用铰刀( 工艺表 3.117), , ,rf/0.map15.0in/84Vci)/(29.13)84(1rDVncc按机床选取 (工艺表 4215)0/inr机min)/(13.61495.1rnVc 机机(工艺表 4.216)0.8/fmr机基本工时: 128430.1(in).ltnf机 机精铣 孔:14选择 高速钢锥柄机用铰刀(工艺表 3.117)m由切削表 2.24 查得, ,rf/0.15map15.0in/84Vci)/(29.3)84(rDVncc(工艺表 4216)0.62/fmr机按机床选取 140/inn机6.5(/mi)cV机机 基本工时: 128430.(min).6ltnf机 机9. 工序九 切削用量及基本工时的确定:钻 底孔,攻螺纹 M10mm,选5.8用机床:Z525 立式钻床钻 底孔:m5.8选用 高速钢锥柄麻花钻(工艺表 3.16)由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机(切削表 2.15)16/incVm查0016(/min)8.5cnrD查查按机床选取 4/ir机.15(/in)100cnV机机基本工时: 1230.(mi)4.8ltf机 机攻螺纹 M10mm:选择 M10mm 高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距 ,即f p1.25/fr7.5/mincV机 107.598(/min)cnrD查按机床选取 2/ir机6.8/incVm机基本工时: 1203.5(in)7.ltf机10. 工序十 切削用量及基本工时的确定:加工 的锥销通孔,选用机床:mZ525 立式钻床钻 的圆锥孔:m5选择 的高速钢麻花钻0.1/fr机2incV查36/mnr查按机床选取 10/inr机20.5/icV机基本工时: 832.96(mi)160t铰 的孔:m5选择 的铰刀0.6/fr机min)/(17.3825610rdVnc查查按机床选取 9/inr机0326.15(/i)1cnV机机基本工时: 80.min9t11. 工序十一 切削用量及基本工时的确定:加工 的孔。选用机床:m5.Z525 立式钻床钻 孔:m5.选择 的高速钢锥柄麻花钻840.1/fr机 2incV查min)/(13268.4010rdVnc查查按机床选取 /ir机 in)/(5.20136.0nVc 机机基本工时: 5.2.7mit铰 孔:m.5选择 的铰刀0.6/fr机 min)/(42.375.610rdVnc查查按机床选取 9/inr机 in)/(7.61032.0nVc 机机基本工时: mi4.9.5t四、专用夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用的夹具。由老师分配的任务,我被要求设计第道工序-钻孔 14H7,本夹具将用于 Z525 立式钻床。(1)、问题提出本夹具主要用来钻 14H7 的孔,同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻孔后还要进行拉孔,以保证其精度要求,为了使其误差减小,在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此,在本道工序加工时,主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。(2) 、夹具设计1 ) 定位基准的选择:工件以 25H8 孔及端面和 H7 孔为定位基准;2 ) 夹紧力分析;3 ) 定位误差的分析;4 ) 夹具设计及操作的简要说明; 如前所述,在设计夹具时,为提高生产率,首先想到是怎么样方便的安装和拆卸,本道工序就是采用了快换垫圈的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔,因此在铅直方向受到很大的冲击力,故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积,使之很方便的操作和快速的切换工件。因此,应设法解决上述问题。目前采取的措施有:一是提高毛坯的精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是选择精度的心轴,使其定位精确,并使心轴连在夹具体内,这样可以减少纵向倾斜的偏差;三是:加大螺母和开口垫圈的加紧力。使工作进行时,工作紧凑和保证加工要求。夹具体上装有快换钻套,使夹具在一批零件之间能加工不同要求的零件,同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板,这样有利于工件的拆装。设计体会在学完机械制造工艺学之后,我们经过了为期数个星期的课程设计。本次课程设计的任务是根据加工工件设计夹具,我设计的零件是手柄座,相对于其他组同学设计的夹具要容易,但我并没有因为它的容易而放弃学习更多的机会,我在设计完自己的夹具同时,和其他的同学一起探讨更好的设计方法。并了解了其他相关工件的设计,在分析的过程中,让我更深刻地了解了工艺对我们学习的重要性,同时也发现了自己的很多不足。 一 、仅仅了解书本上的东西是远远不够的,只有在结合自己的实际情况,运用于实践,这样才能更深地了解和学习好知识。 二 、工艺是一个很细致的工作,我们要在工作中不断的积累经验,学会用自己的知识解决实际问题。三 、觉得自己学到的知识太有限,知识面太窄,以后还有待加强训练和实践。 四 、同时我们要不断地向别人学习,尤其要多想老师请教,他们可以让我们少走很多的弯路,同时也让我们知道很多优秀的设计方法和与众不同的设计理恋。 五 、创新设计是我们未来生存的法宝,所以从现在开始一定要有意识的锻炼和培养自己在这方面能力。 由于本人的知识水平有限,错误之处在所难免,希望各位老师及专业人士给予批评指正!参考文献1. 朱绍华,黄燕滨等编. 机械加工工艺. 北京:机械工业出版社,1996.92. 廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京:中国计量出版社,2000.13. 钱祥生等编著. 开目 CAPP 软件自学教程第 2 版. 北京:机械工业出版社,2006.84. 张胜文,赵良才编. 计算机辅助工艺设计CAPP 系统设计. 北京:机械工业出版社,2005.15. 周开勤, 机械零件手册 ,高等教育出版社,1994。6. 大连组合机床研究所, 组合机床设计 ,机械工业出版社,1978。7. 李云.机械制造及设备指导手册.北京:机械工业出版社,1997.88. 孟少农.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,1991.99. 李庆寿.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,198410.于骏一.机械制造技术基础.北京:机械工业出版社,200011.薛源顺.机床卡具设计.北京:机械工业出版社,200012.赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书2 版.北京:机械工业出版社,2000.1013.陶崇德.葛鸿翰.机床夹具设计.第二版.上海:上海科技技术出版社,198914.黄健求.机械制造技术基础. 机械工业出版社,200515.杨叔子. 机械加工工艺师手册. 机械工业出版社.2000
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