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文档简介

拨叉(CA6140车床)的加工工艺及夹具设计学院机械工程学院年级专业11级机械二班二零一四年六月摘要本次设计是车床变速箱中拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。此拔叉零件的结构较为复杂,其加工的地方主要是孔和平面。本设计先加工孔后加工面。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它们的加工精度。基准选择以拔叉右面的最大的平面作为粗基准,来加工中间的通孔,然后以此加工过的孔作为精基准。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面,再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工时是用镗床镗孔。最后以这两个孔为基准,分别加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铣床和镗床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具,夹紧方式为手动夹紧,夹紧可靠,操作方便。因此生产效率较高,适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词加工工艺,定位,夹紧,专用夹具ABSTRACTTHISDESIGNISALATHERTOBECOMESOONANAPPROPRIATIONFORINSIDEPULLINGOUTFORKSPAREPARTSPROCESSINGCRAFTRULESDISTANCEANDSOMEWORKPREFACESTONGSDESIGNTHISPULLOUTTHECONSTRUCTIONOFTHEFORKSPAREPARTSTHANFORCOMPLICACY,ITSTHEPLACETHATPROCESSISAPEACEFULINBOREPRIMARILYTHISDESIGNPROCESSESAFTERPROCESSINGFIRSTTHEBOREPROCESSWITHFLATSURFACETHECLEARANDDEFINITEDIVIDINGTHELINETHEBORETHECOARSENESSPROCESSESTOPROCESSWITHTHENICETYTHESTAGETOGUARANTEETHEIRPROCESSTHEPRECISEDEGREETHEBASISCHOICETOPULLOUTROUGHBASISOFCONDUCTANDACTIONSOFTHEBIGGESTFLATSURFACEOFTHERIGHTINFORK,PROCESSTHEINTHECENTERINGENERALUSEBORE,THENBEUSEDASTHEPRECISEBASISWITHTHEBORETHATPROCESSEDPROCESSINGPRIMARILYWORKPREFACEARRANGEMENTISFIRSTTOPROCESSAFLATSURFACEWITHTHECENTERBOREFIXEDPOSITIONWITHTHERIGHTSIDEFLATSURFACEANDBELOWBIGBOREOFTWOFLATSURFACE,AGAINWITHCENTERBORETHEFIXEDPOSITIONPROCESSESTHEBIGBORETHATCARRYDOWNWHILEPROCESSINGISTOUSETHEBORINGMACHINEBORINGBOREREGARDTHESETWOBORESASTHEBASISFINALLY,PROCESSTHERIGHTHANDSLOTRESPECTIVELYWITHTHETHREADBOTTOMBOREOFTHEAWHOLEPROCESSESTHEPROCESSCHOSETOUSETOTHEDRILLMACHINE,MILLERWITHTHEBORINGMACHINETHETONGSCHOOSESTOUSETHEAPPROPRIATIONTONGS,CLIPPINGTIGHTWAYASTOMOVETOCLIPTIGHT,CLIPTIGHTANDDEPENDABLE,OPERATIONCONVENIENCETHEREFOREPRODUCETHEEFFICIENCYHIGHER,BEAPPLICABLETOTHELARGEQUANTITYMEASURES,THEFLOWINGWATERISONLINETOPROCESSCANSATISFYTHEDESIGNREQUESTKEYWORDSPROCESSTHECRAFT,FIXEDPOSITION,CLIPTIGHT,APPROPRIATIONTONGS目录摘要ABSTRACT1绪论111课题背景112夹具的发展史113小结22拨叉(CA6140车床)的加工工艺规程设计321零件的分析3211零件的作用3212零件的工艺分析322确定生产类型323确定毛坯3231确定毛坯种类3232确定铸件加工余量及形状3233绘制铸件零件图424工艺规程设计4241选择定位基准4242制定工艺路线4243选择加工设备和工艺设备6244机械加工余量、工序尺寸及公差的确定625确定切削用量及基本工时8251工序1粗铣25H7的两侧面8252工序2粗铣平下端面孔侧面的工艺凸台9253工序3钻25H7的通孔9254工序4扩25H7的通孔11255工序5铰25H7的通孔12256工序6粗铣A、B面12257工序7粗铣60H12孔的两面14258工序8精铣60H12孔的两面14259工序9粗镗下端60H12的孔152510工序10半精镗下端孔到60H12162511工序11粗铣16H11的槽162512工序12半精铣16H11的槽172513工序13钻2050的孔182514工序14攻M2215的螺纹192515工序15铣开60H12的孔2026本章小结213专用夹具设计2231镗孔夹具设计22311问题的提出22312夹具的设计2232铣槽夹具设计25321问题的提出25322夹具的设计2533钻孔夹具设计29331问题的提出29332夹具的设计3034本章小结35结论36参考文献37致谢381绪论11课题背景随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世,提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展,极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事,必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。12夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中,大致经历了三个阶段第一阶段,夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机,汽车工业的不断发展,夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性,各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善,夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段,夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天,各类高效率,自动化夹具在高效,高精度及适应性方面,已有了相当大的提高。随着电子技术,数控技术的发展,现代夹具的自动化和高适应性,已经使夹具与机床逐渐融为一体,使得中,小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段,这一阶段,夹具的主要特点是高精度,高适应性。可以预见,夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。13小结一项优秀的夹具结构设计,往往可以使得生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前,中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工作量的5080。生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。2拨叉(CA6140车床)的加工工艺规程设计21零件的分析211零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。212零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁属于脆性材料,故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求1中心圆孔。02152的螺纹孔垂直于中心孔,其中心与右面的距离为。2M0343键槽与中心孔有008的垂直度,深为。01601584半孔与中心孔有的位置关系,其宽为与中心孔有01的3012705162垂直度。由上面分析可知,可以先加工拨叉中心孔,然后以此作为基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。22确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产,所以初步确定工艺安排为加工过程划分阶段;工序应当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。23确定毛坯231确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构不是太复杂,生产类型为大批生产,故选择金属型铸造毛坯。232确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125页表147,选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3MM。233绘制铸件零件图图21零件毛坯图24工艺规程设计241选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准,以较大面A面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以加工后的通孔为主要的定位精基准,以下端孔为辅助的定位精基准。242制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下表21工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻、扩、铰25H7的通孔工序二粗铣A、B面,使粗糙度达到63,A面到25H7的孔中心距为,B034面到25H7的中心距为36工序三粗铣、半精铣16H11的槽工序四粗铣下端圆孔的两侧面,使两面之间的距离为12D11工序五粗镗下端圆孔的内孔到59半精镗此孔到60H12工序六铣开下端圆孔工序七钻2050的孔,垂直于25H7的通孔工序八攻M2215的螺纹工序九钳工打毛刺工序十检验表22工艺路线方案二工序号工序内容工序一粗铣25H7的两侧面,使两面间距为80工序二粗铣平下端孔侧面的工艺凸台工序三钻25H7的通孔工序四扩25H7的通孔工序五铰25H7的通孔工序六粗铣A、B面,使粗糙度达到63,A面到25H7的孔中心距为,B034面到25H7的中心距为36工序七粗铣60H12孔的两面,使两面的间距为14工序八精铣60H12孔的两面,使两面的间距为12D11,粗糙度32工序九粗镗下端孔工序十半精镗下端孔到60H12,粗糙度达到32工序十一粗铣16H11的槽续表22工序十二半精铣16H11的槽工序十三钻2050的孔,垂直于25H7的通孔工序十四攻的螺纹215M工序十五铣开60H12的孔工序十六钳工打毛刺工序十七检验工艺立方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于方案二是加工工序分散,适合流水线生产,缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准,这样使工序非常清晰易提高加工精度,是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中,基准得不到保证,加工出来的精度低,不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多,但是考虑到加工零件的方便性,及加工精度,且还是大批生产,所以采用方案二比较合适。243选择加工设备和工艺设备机床的选择工序1、7、8、11、12、15采用X6022型卧式铣床工序2、6采用X5028立式铣床工序3、4、5、13、14采用Z535立式钻床工序9、10采用T618卧式镗床选择夹具该拨叉的生产纲领为大批生产,所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序,采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔,由于精度不高,可采用硬质合金铰刀。257H选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其他尺寸采用通用量具即可。244机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下表23各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序余量工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度最小最大1粗铣25H7的两侧面3IT11806301012粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT1106301013钻25H7通孔IT12263114扩25H7通孔20IT120547320050055铰25H7通孔02IT80211600060006粗铣A面距中034心孔6粗铣A、B面粗铣B面3IT1236距中心孔6301017粗铣60H12孔的两面2IT1113056301018精铣60H12孔的两面1IT905162320050059粗镗下端孔25IT130359763020210半精镗下端孔05IT1103632002002续表2311粗铣16H11的槽IT11140563010112半精铣16H11的槽1IT100163200200213钻2050的孔IT1325631114攻的215M螺纹15铣开60H12的孔4IT136300500525确定切削用量及基本工时251工序1粗铣25H7的两侧面机床X6022型卧式铣床刀具两块镶齿套式面铣刀间距为80,材料,齿数15YT20DM,为粗齿铣刀。20Z因其单边余量Z3MM所以铣削深度PA3M每齿进给量根据参考文献3表2473,取铣削速度F015/FAZV参照参考文献3表2481,取254/VS机床主轴转速N,10608/IN314VNRD按照参考文献3表3174245MN实际铣削速度V31256/00DS进给量FV524/1/FFAZN工作台每分进给量M73INFVS根据参考文献3表2481,AMA60切削工时被切削层长度由毛坯尺寸可知,L42L刀具切入长度1L210513LDA205061376M刀具切出长度取LM走刀次数为1机动时间JT24762IN35JF查参考文献1,表2545工步辅助时间为123MIN252工序2粗铣平下端孔侧面的工艺凸台机床X5028刀具硬质合金端铣刀(面铣刀)齿数MDW4014Z粗铣A面铣削深度3PM每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473,取F05/FAM铣削速度参照机械加工工艺手册表2481,取V6/VS机床主轴转速,取N0160287/IN34VRD3INR实际铣削速度/160NMS进给量FV0543/15/FFAZ工作台每分进给量M3INFVS根据机械加工工艺手册表2481,AA240被切削层长度由毛坯尺寸可知L6LM刀具切入长度1D1502刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间JT1264095IN3JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为152MIN253工序3钻25H7的通孔工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为25MM,公差为H7,表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床。钻头为22MM标准高速钢麻花钻,16AR磨出双锥和修磨横刃。确定钻削用量确定进给量根据参考文献2,表2810可查出,F0475/FMR表查Z535立式钻床说明书,取。043/FMR根据参考文献2表288,钻头强度所允许是进给量。由于机床1/FR进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),根据参考文献2,MAX1569FN表289,允许的进给量。“8/FR由于所选进给量远小于及,故所选可用。“FF确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据参考文献2,VMP表2815,由插入法得,17/INM表4732N表,569TNM表15MPKW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。根据参考文献2,由表283,故08V75LV17/IN08712/INV表06NRDM表查Z535机床说明书,取。实际切削速度为95/I021N4/MI10NV由参考文献2,表285,故06MFTK47365FN5948TM校验机床功率切削功率为MP/MPNK表(125/26105WKW机床有效功率4083EMKKP故选择的钻削用量可用。即,02DM/FR195/INR14/INV相应地,516FN548T0MPKW切削工时被切削层长度L7刀具切入长度112110742RDLCTGKCTGM刀具切出长度取L42L32走刀次数为1机动时间2JT78108IN0395JLNF查参考文献1,表2541工步辅助时间为176MIN254工序4扩25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。扩孔钻为247MM标准高速钢扩孔钻;确定扩孔切削用量确定进给量根据参考文献2,表2831,有F。根据Z535机床说明书,取F表(078)M/R074956M/R057MM/R。确定切削速度及根据表2833,取。修正系数VN2/INV表,08MVK71021509PPRAVAK根据故25/IN/MIN表01ND表(24786/MINR查机床说明书,取。实际切削速度为275/IR30V3475/I10/IR切削工时被切削层长度L8M刀具切入长度,有112471208632RDDLCTGKCTGM刀具切出长度取2LM1L32走刀次数为1机动时间2JT783054INJLFN查参考文献1,表2541工步辅助时间为116MIN255工序5铰25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。铰刀为25MM标准高速铰刀。确定铰孔切削用量确定进给量根据表2836,按该表注4,进给量F1326FM表取小植。查Z535说明书,取。16/FMR确定切削速度及由表2839,取。由表283,得修VN8/INV表正系数,08MVK09PAVK2547/0125PRA根据故82/MIN714/MINV表01D表259/MINR查Z535说明书,取,实际铰孔速度/IR30V3250/I178/IR切削工时被切削层长度L78M刀具切入长度,10125412092RDDLCTGKCTGM刀具切出长度取2LL32走刀次数为1机动时间3JT780935IN61JLNF查参考文献1,表2541工步辅助时间为151MIN该工序的加工机动时间的总和是JT0845214MINJ256工序6粗铣A、B面机床X5028刀具硬质合金端铣刀(面铣刀)齿数DWZ粗铣A面铣削深度3PM每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473,取F015/FAM铣削速度参照机械加工工艺手册表2481,取V6/VS机床主轴转速,取N0160287/IN34VRD3INR实际铣削速度V03140628/DNMS进给量F5/5/FFAZ工作台每分进给量M3INFS根据机械加工工艺手册表2481,AA240被切削层长度由毛坯尺寸可知L9LM刀具切入长度1D1502刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间JT1294021IN63JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为203MIN粗铣B面同样的铣削深度AP3每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473,取F015/FAMZ铣削速度参照机械加工工艺手册表2481,取V6/VS机床主轴转速,N0160287/IN34VRD取30/MIR实际铣削速度010628/NMS进给量FV543/5/FFAZ工作台每分进给量M10630INFVS根据机械加工工艺手册表2481,AMA24被切削层长度由毛坯尺寸可知LL刀具切入长度1D31502刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间JT1234012MIN6JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为152MIN257工序7粗铣60H12孔的两面机床X6022型卧式铣床刀具两块镶齿套式面铣刀间距为14,材料,齿数15YT20DM,为粗齿铣刀。20Z因其单边余量Z2MM所以铣削深度PA2M每齿进给量根据参考文献3表2473,取铣削速度F015/FAZV参照参考文献3表2481,取54/VS机床主轴转速N,1026028/IN314VNRD按照参考文献3表317445MN实际铣削速度V31256/00DS进给量FV524/1/FFAZN工作台每分进给量M73INFVS根据参考文献3表2481,AMA60切削工时被切削层长度由毛坯尺寸可知,L82L刀具切入长度1210513LDA205061376M刀具切出长度取LM走刀次数为1机动时间JT28762IN35JF查参考文献1,表2545工步辅助时间为157MIN258工序8精铣60H12孔的两面机床X6022型卧式铣床刀具两块镶齿套式面铣刀间距为,材料,齿0516215YT20DM数Z25,为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量Z10MM铣削深度PA10M每齿进给量根据参考文献3表2473,取铣削速度F012/FAZV参照参考文献3表2481,取32/VS机床主轴转速N,10326057/MIN14VRD按照参考文献3表31311N实际铣削速度V3024/06DS进给量FV125/15/FFAZNM工作台每分进给量M9INFVS被切削层长度由毛坯尺寸可知L8L刀具切入长度精铣时110LD刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间2JT1282031MIN9JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为194MIN259工序9粗镗下端60H12的孔机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀,镗刀材料5YT切削深度,毛坯孔径。PA25M04DM进给量根据参考文献3表2466,刀杆伸出长度取,切削深度为F2025MM。因此确定进给量。FA/FR切削速度参照参考文献3表249取V/14/INVS机床主轴转速N,10148926/MIN35RD按照参考文献3表3141取10实际切削速度V283/106NS工作台每分钟进给量MF010/INFM被切削层长度L2刀具切入长度125363PRATGKTG刀具切出长度取2L5L42行程次数I1机动时间JT2163401MINJMLF查参考文献1,表2537工步辅助时间为261MIN2510工序10半精镗下端孔到60H12机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀,镗刀材料5YT切削深度PA05M进给量根据参考文献3表2466,刀杆伸出长度取,切削深度为FM20。因此确定进给量FA05M1/FR切削速度参照参考文献3表249,取V318/9/INVS机床主轴转速N,取0190812/MIN345RD0/IR实际切削速度,V939/06DNS工作台每分钟进给量MF150/INF被切削层长度L12刀具切入长度3287PRAMTGKTG刀具切出长度取2L5L42行程次数I1机动时间JT2187016INJMLF所以该工序总机动工时023MIJT查参考文献1,表2537工步辅助时间为186MIN2511工序11粗铣16H11的槽机床X6022型卧式铣床刀具错齿三面刃铣刀切削深度PA7M根据参考文献查1表448有刀具的直径D80MM,刀具的齿数Z14,刀具的宽度L14MM。查2表2476得进给量,根据参考文献3表查得切削速度06/FAMZ302,24/INV机床主轴转速,12495/MIN380VRD按照参考文献2表3174取实际切削速度V104/6DNS进给量FV0495/3/FFAZM机床工作台每分进给量M13/78/INMFS被切削层长度由毛坯尺寸可知L0L刀具切入长度11052LD42MM刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间JT12904168MIN7JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为192MIN2512工序12半精铣16H11的槽机床X6022型卧式铣床刀具错齿三面刃铣刀刀具直径D80,齿数Z14,宽度L16。切削深度PA1M根据参考文献2表查得进给量,根据参考文献32476012/FAMZ表查得切削速度,3023/INV机床主轴转速N,10915/I480RD按照参考文献3表3174取N实际切削速度V31480954/06DNMS进给量FV2/2/FFAZ工作台每分进给量M16INFVS被切削层长度由毛坯尺寸可知,L90L刀具切入长度11052LD42MM刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间JT129048MIN56JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为141MIN本工序机动时间128042IJJTT2513工序13钻2050的孔机床Z535立式钻床刀具2050直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量根据参考文献2,表2810可查出,F0475/FMR表查Z535立式钻床说明书,取。43/FMR根据参考文献2表288,钻头强度所允许是进给量。由于机床1/F进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),根据参考文献2,MAX15690FN表289,允许的进给量。“8/FR由于所选进给量远小于及,故所选可用。“FF确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据参考文献2,表VMP2815,由插入法得,17/INM表4732N表,569TNM表15MPKW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。根据参考文献2,由表283,故08V75LV17/IN08712/INV表0743/I5NRDM表查Z535机床说明书,取N140R/MIN。实际切削速度为V314205140/1000901M/MIN由参考文献2,表285,故106MFTK47321065FN5948TM校验机床功率切削功率为MP/MPNK表(125/26105WKW机床有效功率4083EMKKP故选择的钻削用量可用。即,N140R/MIN,V901M/MIN025DM/FR相应地,16FN48T105MPKW切削工时被切削层长度L32刀具切入长度110512692RDLCTGKCTG刀具切出长度取LM42ML32走刀次数为1机动时间2JT36905IN17JLNF查参考文献1,表2541工步辅助时间为158MIN2514工序14攻M2215的螺纹机床Z535立式钻床刀具细柄机用丝锥()215M进给量由于其螺距,因此进给量FMPRMF/51切削速度参照机械加工工艺手册表24105,取VIN/8/140SM机床主轴转速,取018125/IN34VRD130/INR丝锥回转转速取0N130/MINNR实际切削速度V421305/6DMS被切削层长度L32刀具切入长度15刀具切出长度2L0走刀次数为1机动时间JT1203452037MIN1JLFNF查参考文献1,表2541工步辅助时间为133MIN2515工序15铣开60H12的孔机床X6022型卧式铣床刀具中齿锯片铣刀刀具直径D80MM,齿数Z32,宽度L4MM。切削深度PA12M根据参考文献2表查得进给量,根据参考文献347606/FAMZ表查得切削速度,3020/INV机床主轴转速N,129/I348RD按照参考文献3表3174取80N实际切削速度V13/06DNMS进给量FV3280/5/FFAZ工作台每分进给量M16INFVS被切削层长度由毛坯尺寸可知,LL刀具切入长度11052LD41MM刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间JT1284108MIN536JMLF查参考文献1,表2545工步辅助时间为159MIN26本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析,从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料,设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上,将两种方案进行比较,选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时,先选用刀具和机床,再查阅资料找出进给量,由它算出机床所需的转速,翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。3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。在加工此拨叉零件时,需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容,需要设计镗孔夹具、铣槽夹具及钻顶面螺纹底孔夹具各一套。31镗孔夹具设计311问题的提出本夹具是用来镗此拔叉下端60H12的孔,零件图中此孔与25H7的孔中心距有公差要求。此工序为粗镗、半精镗加工,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,重点是保证加工精度的问题312夹具的设计定位基准的选择因为25H7的孔与此孔有公差要求,所以应以这个长通孔为主要定位基准。由于铸件的公差要求较大,利用60H12的孔的左侧面作为辅助定位基准。在小孔处采用移动压板对零件进行夹紧。在60H12的孔旁边有筋板的缘故,有足够的强度,可以进行直接的镗削,能保证加工精度。定位元件及夹紧元件的选择据上面所述,查参考文献1,选用固定式定位销(长销)穿过25H7的孔。由于此孔两侧面没加工,故用定位块进行支承。这样一销一面就限制了五个自由度,最后在待加工孔下面加上一个支承钉再限制最后一个自由度,即一面两销定位。这样就可以完全定位了。图31固定式定位销(GB220380)夹紧元件选用压板,由于压板种类很多,当选用转动压板时,其行程不够,选用U型压板又不合适,故在充分比较分析的情况下,选用移动压板,其夹紧可靠、操作方便,在很多地方都有用到。图32移动压板(GB217580)切削力及夹紧力计算镗刀材料(机夹单刃硬质合金镗刀),机床为T685YT由参考文献3,表112选择刀具的几何参数为30K粗6K精105S41)粗镗由参考文献12,查表可得32圆周切削分力公式PPCKFAF750925PAM0/FRCKPOSPKK查表得取41NMHB1517540N04765NMPB由表可得参数628KPOPK1SP0RPK10105CPKOPSRKK075759926CPFAFN同理径向切削分力公式PPPFAF7593式中参数3KPOPS1RP1060234PMOSR0975907532867PPFAFK轴向切削分力公式PPFKFAF4051式中参数078KPKO65SP01RP6784FMOSRP404512319PPFAFN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,见参考文献12表可得6120130187C26P125FK所以,有87543CWFN621P13982KF2)半精镗同理,圆周切削分力公式PPCKFAF75092P3PFF401因为,则05PAM5/R7075929212476CPFFN933359PPK040411FFC2518P30302F所以,有7246KCWFN8597P1F当夹紧力方向与切削力方向一致时,仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构,为了方便操作,通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离,使工件在夹紧的地方产生了弯矩,如图图33弯矩示意图MAX31965FFN既是加上转矩M,所以31965NKW误差分析与计算该夹具以一长销和一支承钉定位,要求保证孔中心与小通孔中心距的尺寸公差。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工序公差。由参考文献12可知孔销间隙配合的定位误差为MAXIN/25012497/0235DWD夹具体设计夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图。32铣槽夹具设计321问题的提出本夹具主要用来粗、精铣此拨叉的槽。粗、精铣槽时,槽宽有尺寸要求,其深度要求为,槽的左右两侧面粗糙度要求RA32,底面粗016M0158M糙度要求RA63。本道工序仅是对槽进行粗、精铣削加工。同样在本道工序加工时,还是应考虑提高劳动生产率,降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。322夹具的设计定位基准的选择在进行铣槽加工工序时,由于和的孔已经加工。因此工件选257H6012择的孔一面与两孔作为定位基准。由一个长销穿在的孔加上此孔257H257H的一面就限制了五个自由度,再在的孔中间加上个削边销,就把自由度6012H限制完了。即是一面两孔定位。定位元件及夹紧元件的选择此过程定位元件主要是长圆柱销和削边销,所以对他们进行选取。查参考文献1,选用的元件如下图图34长圆柱销(GB220380A型)图35削边销(GB220380B型)夹紧元件选用压板,考虑到工件装夹的方便,此选用转动压板图36转动压板(GB217680)铣削力与夹紧力计算根据参考文献1,表2497可查得铣削力计算公式为圆周分力106583098PFFZFZADK查表可得0DM4Z4M06/FAMZ7PA2FZK代入得1065083083312Z4625N查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为/03LZF/09VZF/054XZ346213876LN59ZX查参考文献1,表514可知,所需的夹紧力为/2JFKLFL式中L6253MMF1224623ZFNL34MM123518K/63/246753JLFLN定位误差分析图37转角定位误差示意图由图可知这时的一面两销定位的转角定位误差为1MAXIN2MAXIN2504986035971836DWDDDRCTGLA定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具体底面的槽中,一般使用两个。其距离应尽可能布置得远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献1选用定向键为图38定向键GB220780及其与机床连接示意图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。由于本工序是完成此拨叉的槽粗、精铣加工,所以选用直角对刀块。根据参考文献5选用直角对刀块,其结构和尺寸如图所示图39直角对刀块GB224180A型塞尺选用平塞尺,其结构如图所示图310平塞尺GB224480夹具体的设计夹具体的设计参考铣槽夹具体零件图。33钻孔夹具设计331问题的提出本夹具主要用来钻拔叉顶部螺纹孔的底孔。这个孔距右平面有尺寸215M精度要求为,与中心孔垂直。因为位置精度要求不高,也无需表034M57H面粗糙度要求,故再本道工序加工时主要应考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度。332夹具的设计定位基准的选择此零件放在Z535立式钻床上加工,刀具为2050直柄短麻花钻。由零件分析,选择用中心孔的长销加上这个孔的一面定位,就可以限制5个自由度,在由下面的大孔加个削边销就可以实现完全定位。6012H定位元件与夹紧元件的选择查参考文献1,表526,选用固定式定位销图311固定式定位销(GB220380)图312削边销(GB220380B型)压板还是选用操作方便的转动压板图313转动压板(GB217680)切削力与夹紧力的计算由于本道工序完成螺纹底孔的钻削,因此切削力为钻削力。由参考文献1,表2469得轴向力F12075984FDFK扭矩M8M式中205DM3/FR16MPMK1207516927N8984345如图图314扭矩图夹紧力的方向在轴线上,与M产生的转矩同轴,所以夹紧力F不需要太大,只要工件相对与夹具体没有移动就可以了。钻套、衬套、钻模板及夹具体设计螺纹底孔的加工只需钻削加工就能满足加工要求。考虑到钻套可能出现的磨损,故查参考文献1,表5213选用可换钻套(GB226480其结构如下图所示),当磨损就可更换。与其装配的是钻套用衬套(GB226380查表5214),起固定的是钻套螺钉(GB226880查表5216)。图315可换钻套表31可换钻套DD基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差12HH1MC12R2050041002030002100084642251255181325295图316钻套用衬套表32钻套用衬套DD基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差HC1300041002042003300172513图317钻套螺钉表33钻套螺钉L1D1D基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差DD2LL0NTM8550200051200501620622115225钻模板选用伸出式钻模板,用螺钉将其连接在夹具体上。安装前先调整好位置然后用销定位,后用螺钉将其拧紧在夹具体上。钻模板参见钻孔装配图。夹具精度分析利用夹具在机床上

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