机械制造技术课程设计-CA6140下部刀架的加工工艺及车床夹具设计【全套图纸】.doc

东北大学毕业设计 论文 摘 要 I 摘 要 此毕业设计的内容是 CA6140 下部刀架的工艺工装的设计 在我的说明书中 包括工艺部分的设计和工装部分的设计两大部分 其主要功能 是实现刀架的横 纵向进给 在安排工艺时 要确保各尺寸间的关系 分析零件的加工 工艺性 拟定出合理的工艺路线 在设计专用夹具时 以保证加工质量为前提 提高生 产效率 在这两部分中综合运用了我在大学期间学的各门课程 其中包括 CAD 制图 机械工艺 夹具设计 公差配合 材料选择等学科 通过这次毕业设计 我从中学到 了很多知识 不但能把在大学期间所学的专业知识综合运用到一起 还能够提高我查 阅有关的资料的能力 更加熟练了我运用计算机绘图的能力 关键词 工艺路线 钻床夹具 车床夹具 全套图纸 加全套图纸 加 153893706 东北大学毕业设计 论文 摘 要 II 东北大学毕业设计 论文 摘 要 III 目 录 摘 要 I 1前 言 1 1 工艺规程设计 CA6140 下部刀架 1 1 1 零件分析 1 1 1 1 零件的功用 结构特点及技术要求 1 1 1 2 零件的结构工艺性 1 1 2 确定毛坯及其加工余量 2 1 2 1 零件的材料 毛坯及热处理 2 1 2 2 毛坯加工余量确定 2 1 3 工艺规程的设计 3 1 3 1 工艺路线的分析 3 1 3 2 工艺路线的拟定 3 1 3 3 确定机床设备 刀具 夹具 量具及工艺装备 6 1 3 4 确定主要表面的加工余量和工序尺寸 7 1 3 5 确定典型工序切削用量 进给量 主轴转速 工时定额 8 2 工艺装备的设计 14 2 1 车床夹具 14 2 1 1 零件本工序加工要求及工艺分析 14 2 1 2 确定定位方案和选择定位元件 15 2 1 3 确定夹紧方案与夹紧机构 16 2 1 4 夹具体的确定 16 2 1 5 绘制夹具装配总图 17 参 考 文 献 18 致 谢 19 东北大学毕业设计 论文 摘 要 1 前 言 在我们走上工作岗位之前 为了检验我们在大学期间所学的专业课 同时也是在 考核我们综合运用各科专业知识的能力 毕业设计是一个不可或缺的环节 机械制造工艺学 和 机床夹具设计 是我们在大学期间所学的主要的专 业课 且我们也曾分别做过课程设计 而此次毕业设计就是对我们在大学期间所学课 程的一次综合性的复习 对我个人而言 我希望通过毕业设计对自己即将要从事的工 作进行一次适应性的训练 希望在设计中能锻炼自己分析问题 解决问题的能力 由于个人能力和经验有限 设计中会出现很多不足之处 希望各位老师给予指教 编者 2009 年 9 月 15 日 东北大学毕业设计 论文 摘 要 1 第 1 章 工艺规程设计 CA6140 下部刀架 1 1 零件分析 1 1 1 零件的功用 结构特点及技术要求 1 CA6140 下部刀架的作用 下部刀架是 CA6140 机床的一个组成部分 它与车床导轨联接 燕尾槽与车床导轨 面配合 形成刀架横向进给 2 下部刀架的结构特点及技术要求 1 燕尾槽 燕尾槽下表面至底面的距离 宽度 为 18 5 0 30 燕尾槽一面是平行的平面 到中 心线距离为 45mm 另一面是倾斜的平面 倾斜度为 1 60 到中心线的距离分别 44 5mm 51 5mm 燕尾槽角度为 55 2 T 型槽 T 型槽下部分宽度为 25 0 80 上部分宽度为 14mm 下部分深度为 6mm 上部分深 度为 10 0 20 表面粗糙度为 6 3 m 对 70H7 的同轴度为 0 25 3 孔 70H7 和 3 10H7 孔精度高 选这两个孔作为定位孔 还有 3 个阶梯孔和 4 个螺 纹孔 这几个孔精度都不高 4 油槽 油槽宽度 6mm 深度 4mm 表面粗糙度为 12 5 m 5 上下表面粗糙度为 0 63 m 两面的相互平行度 在全长上为 0 05mm 下表面的 不平度用塞尺检查 公差为 0 03mm 1 1 2 零件的结构工艺性 零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下 制造的可靠性 和经济性 它包括零件在制造过程中的工艺性 如零件结构的铸造 锻造 冲压 焊 接 热处理 切削加工等工艺性 零件图上的尺寸和公差的标准对切削加工工艺性有较大的影响 零件要素的工艺性 这是指零件的各加工面 零件整体结构的工艺性 具体为 东北大学毕业设计 论文 摘 要 2 a 尽量采用标准件 通用件和相似件 b 有便于装夹的基准 c 有位置要求或同方向的表面尽量在一次装夹过程中加工出来 d 有足够的刚度 强度 e 节省材料 减轻质量 所以 在加工下部刀架的工艺过程中 必须尽量满足以上要求 1 21 2 确定毛坯及其加工余量确定毛坯及其加工余量 1 2 1 零件的材料 毛坯及热处理 零件的材料为 HT15 33 该材料具有较高的强度 耐磨性 耐热性及减振性 适 用于承受较大应力 要求耐磨的零件 在制定工艺规程时 正确地选择毛坯有着重大 的意义 毛坯种类的选择 不仅影响着毛坯的制造工艺 设备及制造费用 而且影响 着零件的机械加工工艺 设备和工具的消耗以及工时定额 根据零件材料 HT15 33 确定毛坯为铸件 又已知零件生产纲领为 5000 件 年 可知其生产类型为大批量生产 毛坯的铸造方法选用砂型机器造型 又由于零件的 35 孔的孔及油槽及正方形需铸出 故还应放型芯 此外 为清除残余应力 铸造后应安排人工时效 1 2 2 毛坯加工余量确定 机械加工中毛坯尺寸与完工零件尺寸之差 称为毛坯的加工余量 零件的表面如 毋须机械加工 则该表面上即无加工余量 加工余量的大小取决于加工过程中各个工 步应切除的金属层的总和 以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸之间的偏差数值 在机械 加工中的各个工步中 所切除的金属层厚度用 Zm来代表 如果不考虑所有其它因素 则总余量的大小将为 Zm 如果用符号 Z1 Z2 Zm来代表各个工步或工序间的余量大 小 则 Zm Z1 Z2 Z3 Zm a 式中 a 毛坯外尺寸的下差或内尺寸上差 数值 Z1 Z2 Zm取决于完成各个工步的条件 如安装零件的精确度和工具的 特性等 但是 其中 Z1的值亦即第一个粗切削工步的加工余量 还取决于毛坯需要加 工处的表面层状况 因为表面层不平度差别较大 有时甚至会有相当大的表面凹陷 东北大学毕业设计 论文 摘 要 3 此零件为 2 级精度铸件 查金属机械加工工艺人员手册 得零件的顶面余量 6 5mm 底面及侧面余量 5mm 燕尾槽余量为 5mm 35 孔的单面余量为 3 5mm 油槽 余量为 2 3mm 所以毛坯的外形尺寸为 430mm 210mm 51 5mm 1 31 3 工艺规程的设计工艺规程的设计 1 3 1 工艺路线的分析 从下部刀架零件图中可以看出 它的两组加工表面之间有一定的位置要求 现将 这二组加工表面分述如下 1 以上表面为基准加工表面 这一组加工表面包括 两端面及两侧面 下表面 燕尾槽 油槽 T 型槽 35 70H7 孔 其中 主要加工表面为 70H7 孔 在以后工 序加工中会以它作为基准 2 以 70H7 孔作为基准加工表面 这一组加工表面包括 3 10H7 孔 三个阶 梯孔 四个螺纹孔 这两组加工表面之间有一定的位置要求 主要是 70H7 孔与一端面间距离为 105 0 40 T 型槽对 70H7 孔的同轴度为 0 25mm 上 下表面的相互平行度为 0 05mm 由以上分析可知 对于这二组加工表面而言 我们可以先加工其中一组表面 然 后借助于专用夹具 进行另一组表面的加工 并且保证它们之间的位置精度要求 1 3 2 工艺路线的拟定 工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要环节 制定工艺路线的出发点 是应当使 零件的几何形状 尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善的保证 在生产纲领已确 定为成批生产的条件下 可以考虑采用万能性机床配以专用夹具 并尽量使工序集中 来提高生产率 除此以外 还应当考虑经济效果 以便使生产成本尽量下降 其主要 任务是 选择各个被加工表面的加工方法和加工方案 确定各个被加工表面的加工顺 序以及整个工艺过程中工序数目的多少等 其具体做法如下 1 选择表面加工方法和加工方案 表面加工方法的选择 首先要保证加工表面的精度和粗糙度要求 该生产类型 属于大批量生产 应尽可能采用高效率的先进加工方法 以取得最大的经济效益 表 东北大学毕业设计 论文 摘 要 4 面加工方法和加工方案的选择 应同时满足加工质量 生产率和经济效益等方面的要 求 2 确定加工顺序 零件上各表面的加工顺序安排的不同 会得到不同的经济效益 有时甚至保证不 了加工的质量要求 根据生产实践 在安排加工顺序时应遵循先粗加工 后精加工的 先粗后精 原则 先考虑主要加工表面的加工顺序 次要表面的加工可适当穿插在主 要表面的加工工序之间 即 先主后次 原则 零件加工一般多从精基准的加工开始 即 基面先行 原则 热处理工序的安排 则根据毛坯 零件材料 零件加工精度和表 面质量等要求进行安排 为了保证产品质量 需在下列情况下安排检验工序 粗加 工全部结束之后 零件从一个车间转到另一个车间时 重要工序之后 零件全 部加工之后 3 确定工序的定位基面 定位基面的选择 必须结合具体的生产条件和生产类型 根据加工要求 分析和 应用有关定位基面的选择原则进行 该零件的定位基面为上表面 鉴于以上的要求 分析零件图 依据各个所要加工面的尺寸要求 加工精度 形 位精度及配合关系和技术要求 现提出以下两种工艺路线方案 方案一 工序号工序内容 1备料 2铸造 3时效 4车 T 型槽 车 35 孔 粗车 70 孔 5精车 70 孔 6铣上表面 7铣两端面及两侧面 8铣下表面 9铣燕尾槽 10铣油槽 11孔加工及螺纹加工 12加工长圆型细长轴 13磨两侧面 东北大学毕业设计 论文 摘 要 5 14磨上下两面 15磨燕尾槽 16滚字 倒角 去毛刺 17检查 表 1 1 方案二 工序号工序内容 1备料 2铸造 3时效 4铣上表面 5铣端面及两侧面 6铣下表面 7铣燕尾槽 8铣油槽 9孔加工及螺纹加工 10加工长圆型细长轴 11车 T 型槽 车 35 孔 粗车 70 孔 12精车 70 孔 13磨两侧面 14磨上下两面 15磨燕尾槽 16滚字 倒角 去毛刺 17检查 表 1 2 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于 方案一是先加工以 70 孔为中心的一组表面 然 后以此基面加工上表面 而方案二则与此相反 先是加工上表面 再以此为基准加工 70 孔及其它的孔 两者相比较 可以看出 先加工上表面后 再以上表面定位加工 东北大学毕业设计 论文 摘 要 6 70 孔 这时位置精度较易保证 并且定位及装夹等都比较方便 但方案二中的工序 9 孔加工及螺纹加工应放在 70 孔加工之后 应先保证 70 孔与两端面位置 以此才 能确定 70 孔与阶梯孔间的距离 因此 具体工艺过程如下 工序号工序内容 1备料 2铸造 3时效 4铣上表面 5铣两端面及两侧面 6铣下表面 7铣燕尾槽 8铣油槽 9车 T 型槽 车 35 孔 粗车 70 孔 10精车 70 孔 11孔加工及螺纹加工 12加工长圆型细长轴 13磨两侧面 14磨上下两面 15磨燕尾槽 16滚字 倒角 去毛刺 17检查 表 1 3 1 3 3 确定机床设备 刀具 夹具 量具及工艺装备 机床的选择 应根据加工零件的外廓尺寸 各工序的精度和生产类型 并结合实 习中的调查资料和有关的资料 手册来确定 该工件的生产纲领为 5000 件 年 除却休 息日 一年中的工作时间约为 200 天 那么一天的产量为 5000 200 25 件 由此可知加 工设备选用通用设备就可以 夹具的选择 主要应根据生产类型和加工要求来确定 在大批量生产时 应采用 东北大学毕业设计 论文 摘 要 7 高效率的气液传动的专用夹具 夹具的精度应与零件的精度相适应 由于该工件是大 批量生产 所以夹具大部都采用专用夹具 刀具的选择 主要应根据工序所采用的加工方法 加工表面的尺寸 工件材料 加工精度和表面粗糙度以及生产率和经济效益等 尽可能选用标准的刀具 根据需要 还可选用复合刀具和专用刀具 量具的选择 主要应根据生产类型和要求达到的检验精度来确定 在大批量生产 时 则应采用高生产率的检验夹具和检验仪器 下面分析各主要工序中所用的加工设备及刀具 夹具 量具 铣上表面 这是该工件的第一道工序 首先以下表面为粗基准铣上表面 之后把 上表面作为以后相关工序的精基准 机床选用 X62 刀具选用镶齿套式面铣刀 夹具 为虎钳 量具为游标卡尺 车 T 型槽 车 35 孔 粗车 70 孔 因 T 型槽对 70 孔的同轴度为 0 25mm 所 以把车 T 型槽与车 70 孔集中在一个工序中 这也反映了 工序集中 的原则 机床选 用 C630 刀具选用不通孔车刀 夹具为专用夹具 量具为卡尺 卡钳 孔加工及攻螺纹 选用摇臂钻床 Z35 夹具为专用夹具 刀具为标准通用刀具 夹具为专用夹具 量具为游标卡尺 磨燕尾槽 选用 M7130K 磨床 磨削工具为砂轮 量具为游标卡尺 为了保证加工质量和加工的顺利进行 在各主要工序和零件全部加工结束时 均 需进行检验 为了保证某些主要表面的技术要求 必要时还应进行精度分析 1 3 4 确定主要表面的加工余量和工序尺寸 根据 机械制造工艺设计手册 可确定各主要工序的加工余量及偏差 由表 4 1 9 4 1 29 确定各主要工序的经济精度 由表 4 2 4 确定各种加工方法所能达到的表面 粗糙度 工序粗铣上表面 加工余量 Z 4 5mm 公差等级为 IT12 表面粗糙度为 a R 12 5 m 工序精铣上表面 加工余量 Z 1 5mm 公差等级为 IT7 表面粗糙度为 3 2 m a R 工序粗车 35 孔 加工余量 2Z 4mm 表面粗糙度为 6 3 m a R 工序精车 35 孔 加工余量 2Z 3mm 表面粗糙度为 3 2 m a R 工序钻孔5 直接用5 麻花钻一次加工完成 公差等级为 IT12 表面粗糙 度为 6 3 m a R 东北大学毕业设计 论文 摘 要 8 工序铰 10 孔 用 9 5 钻头先钻个孔 然后再用铰刀铰孔 表面粗糙度为 a R 1 6 m 工序磨燕尾槽 加工余量 Z 0 4mm 表面粗糙度为 0 63 m a R 工序磨上下表面 加工余量为 Z 0 5mm 公差等级为 IT5 表面粗糙度为 a R 0 63 m 1 3 5 确定典型工序切削用量 进给量 主轴转速 工时定额 1 铣上表面 1 确定切削速度 Vw 查表 3 28 得 af 0 3mm z 切削速度 v 0 25m s 表 3 30 dw 50mm 齿数 z 26 ns 1000v dw 1 1 由公式 1 1 得 ns 1000 0 25 3 14 50 1 59r s 95r min 按机床选取 nw 95r min 1 59r s 实际切削速度 Vw dwnw 1000 1 2 由公式 1 2 得 Vw 3 14 50 1 59 1000 0 25m s 2 计算基本工时 Tj Tj L L1 L2 nwfz 1 3 切入 L1 50mm 切出 L2 3mm L 430mm f 0 3mm r 由公式 1 3 得 Tj 430 50 3 1 59 0 3 26 39s 0 65min 2 车 T 型槽 1 确定切削速度 Vw 查表 3 16 得 f 0 30mm r 切削速度 v 0 33m s 表 3 20 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 33 3 14 30 3 5r s 210r min 按机床选取 nw 229r min 3 82r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 30 3 82 1000 0 36m s 2 计算基本工时 Tj 东北大学毕业设计 论文 摘 要 9 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwf 切入 L1 5mm 切出 L2 3mm L 10mm f 0 3mm r 得 Tj 10 5 3 3 82 0 3 15 71s 0 26min 3 粗车 70 孔 1 确定切削速度 Vw 查表 3 13 得 f 0 60mm r 切削速度 v 0 25m s 表 3 19 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 25 3 14 30 2 65r s 159r min 按机床选取 nw 149r min 2 48r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 30 2 48 1000 0 23m s 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwf 切入 L1 5mm 切出 L2 3mm L 8mm f 0 6mm r 得 Tj 8 5 3 2 48 0 6 10 75s 0 18min 4 倒角 为缩短辅助时间 取倒角时的主轴转速与车孔时相同 n 2 48r s 149r min 手动进给 5 精车 70 孔 1 确定切削速度 Vw 查表 3 13 得 f 0 20mm r 切削速度 v 0 40m s 表 3 19 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 40 3 14 30 4 25r s 255r min 按机床选取 nw 229r min 3 82r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 30 3 82 1000 0 36m s 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwf 东北大学毕业设计 论文 摘 要 10 切入 L1 5mm 切出 L2 3mm L 8mm f 0 2mm r 得 Tj 8 5 3 3 82 0 2 20 94s 0 35min 6 钻 5 孔 1 确定切削速度 Vw 查表 3 38 得 f 0 30mm r 切削速度 v 0 35m s 表 3 42 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 35 3 14 5 22 29r s 1337r min 按机床选取 nw 1320r min 22r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw dwnw 1000 3 14 5 22 1000 0 345m s 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwfz 切入 L1 1 5mm 表 11 6 切出 L2 2mm L 22mm f 0 3mm r 得 Tj 22 1 5 2 22 0 3 3 86s 0 06min 7 钻 3 6 孔 1 确定切削速度 Vw 查表 3 38 得 f 0 33mm r 切削速度 v 0 35m s 表 3 42 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 35 3 14 6 18 56r s 1114r min 按机床选取 nw 1051r min 17 52r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 6 17 52 1000 0 33m s 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwfz 切入 L1 1 9mm 表 11 6 切出 L2 2mm L 22mm f 0 33mm r 得 Tj 22 1 9 2 17 52 0 33 4 48s 0 07min 8 扩 18 孔 1 确定切削速度 Vw 查表 3 38 得 f 0 7mm r 切削速度 v 0 35m s 表 3 42 东北大学毕业设计 论文 摘 要 11 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 35 3 14 18 6 19r s 371r min 按机床选取 nw 335r min 5 58r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 18 5 58 1000 0 32m s 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwfz 切入 L1 2mm 表 11 8 切出 L2 12 5mm L 2mm f 0 7mm r 得 Tj 2 12 5 2 5 58 0 7 0 42s 0 007min 9 铰 3 10 孔 1 确定切削速度 Vw 查表 10 86 得 f 0 15mm r 切削速度 v 0 13m s 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 13 3 14 10 4 14r s 248r min 按机床选取 nw 265r min 4 42r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 10 4 42 1000 0 14m s 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 nwfz 切入 L1 0 1mm 表 11 8 切出 L2 15mm L 15mm f 1mm r 得 Tj 15 15 0 1 4 42 0 15 19 96s 0 33min 10 攻 M6 深 16 螺纹孔 1 切削速度 v 0 12m s 表 10 167 由公式 1 1 ns 1000v dw 得 ns 1000 0 12 3 14 6 6 37r s 382r min 按机床选取 nw 420r min 7r s 实际切削速度 由公式 1 2 Vw dwnw 1000 得 Vw 3 14 6 7 1000 0 13m s 东北大学毕业设计 论文 摘 要 12 2 计算基本工时 Tj 由公式 1 3 Tj L L1 L2 f 1 ns 1 n1 I 取 ns n1 I 2 2 个孔 L1 1 3 f L2 2 3 f 得 Tj 16 5 5 2 5 1 382 1 382 2 0 1min 11 磨两侧面 查表得卧轴矩台平面磨床 M7130K 工作台尺寸 长 宽 1600 300 加工范围 长 宽 高 1600 300 400 砂轮尺寸外径 宽 内径 350 40 127 轴向进给量 fa 0 5B 20mm 双行程 n 砂 1500r min v 砂 25m s 工作速度 Vw 0 166m s 10m min 表 3 107 径向进给量 fr 0 015mm 双行程 表 3 106 切削工时 表 7 13 一个面 同时加工 15 个零件 tm 2LbZbk 1000Vwfafrz 1 4 式中 L 加工长度 420mm b 加工宽度 41mm Zb 单面加工余量 0 4mm k 系数 1 0 表 7 15 z 同时加工零件数 由公式 1 4 得 tm 2 420 41 0 4 1 1000 0 166 20 0 015 15 18 4s 0 3min 12 工时定额的确定 工时定额是在一定的生产条件下 所规定的为完成单件产品或某一工序而应花费 的时间 它是产品成本计算和企业经济核算的依据之一 也是新建或改 扩 建工厂 或车间 时决定设备和人员数量的重要依据 工时定额必需正确制定 过高或过低 都不利于促进生产 应该按有较先进生产水平的要求来确定 在机械加工中 单件工时定额是指完成工件的一个工序的时间定额 它包括 基本时 间 Tj 辅助时间 Tf 工作地服务时间 Tw 休息和自然需要时间 Tx 准备终了时间 Tz 当加工工件数为 n 时 则分摊到每个工件上的时间为 Tz n 因此 单件工时定额为 东北大学毕业设计 论文 摘 要 13 Td Tj Tf Tw Tx Tz n 1 5 在大批量生产中 各工作地一般只完成一个固定工序 所以单件工时定额不计入 Tz n 在设计中 Td可以通过先计算 Tj 再按一定的比例得出 Tf等组成部分 然后求和 即取 Tf 15 20 Tj Tw 10 15 Tj Tx 2 4 Tj Tz 3 5 Tj 因此 Td 1 35 1 50 Tj 计算第 6 道工序的工时定额 以下据此类推 Tj 1 05min 则根据公式 Tf 15 20 Tj 取 Tf 15 Tj 0 16min 取 Tw 10 Tj 0 105min Tx 3 Tj 0 03min Tz 3 Tj 0 03min 则 Td Tj Tf Tw Tx Tz 1 375min Td 1 35 1 50 Tj 故 Td 1 42 1 6 基本相近 取 Td 1 42min 2 工艺装备的设计 2 1 车床夹具车床夹具 车床夹具的主要特点是 在加工过程中夹具带动工件一起做旋转运动 要求工件 被加工表面的中心线必须与机床主轴回转轴线同轴 2 1 1 零件本工序加工要求及工艺分析 1 研究原始材料明确设计任务书 由任务书可知 该零件为 CA6140 下部刀架 毛坯材料为 HT15 33 此零件的生产 纲领为 5000 件 年 属大批量生产 从零件图和工艺过程简表可知 T 型槽对 70H7 孔的同轴度为 0 25mm 且 T 型槽距左端面的距离为 105 0 40 这在设计夹具时很重要 东北大学毕业设计 论文 摘 要 14 本工序的加工要求如下 车 T 型槽 车 35 孔 粗车 70 孔 精车 70 孔 70 孔与端面的距离为 105 0 40 T 型槽对 70H7 的同轴度为 0 25mm T 型槽与上表面的距离为 10 0 20 T 型槽下部的宽度为 25 0 80 本工序前已加工的表面如下 上表面 下表面 两侧面与两端面 本工序使用机床为 C630 刀具为不通孔车刀 2 1 2 确定定位方案和选择定位元件 为了获得工件定位基准在夹具中的正确位置 要解决以下三个问题 1 要选 好合适的定位基准 2 要限制好工件的自由度要选好合适的定位基准 3 要正 确使用定位元件 工件以平面定位 这种情况通常适用于工件定位面相对工件总尺寸较大 并且被 加工表面与该平面有尺寸精度和位置精度要求时 在该工件车床夹具的设计中 选用 底面做为主要定位表面 选择限制两个自由度的定位基准 以燕尾槽作定位基准 以底面和燕尾槽作定位基准 限制了五个自由度 余下的一个自由度 选择一端 面为支承定位基准 以底面为定位面限制三个自由度 即 Z 轴的移动 X Y 轴的转动 以燕尾槽定 位 限制两个自由度 即 X 轴的移动 Z 轴的转动 以零件侧面的一点定位限制一个 自由度 即 Y 轴的移动 即工件的六个自由度完全被限制 实现完全定位 采用夹具体作为底面的定位元件 采用支承板作为燕尾槽的定位元件 采用支承 钉作为侧面一点的定位元件 东北大学毕业设计 论文 摘 要 15 2 1 3 确定夹紧方案与夹紧机构 1 夹紧装置的确定 设计车夹具时 除了考虑一般要求外 还要考虑到车削加工的特点 车削加工时 工件高速旋转 所以工件除了受切削力外 由于有质量偏心而产生较大的离心力 故 为了防止工件脱离定位元件甚至飞出机车造成事故 必须使夹紧更加可靠 应采用夹 紧力较大且自锁性能好的夹紧装置 车削加工的一个明显特点是工件高速旋转 并且夹紧装置和工件在高速旋转的情 况下产生较大的离心力 离心力问题是设计车床夹具无法回避的问题 处理得当 它 有利于夹紧工件 处理不当 它会对工件的车削加工造成影响 根据车削加工的这一 特点 按照离心力的特点 设计了平垫块来配重 以减小离心力 2 车削力的计算 主切削力 Fz 9 8CFzapxFzfyFzvnkFz N 2 5 式中 CFz 92 xFz 1 yFz 0 75 n 0 吃刀抗力 Fy 9 8CFyapxFyfyFyvnkFy N 2 6 式中 CFy 54 xFy 0 9 yFy 0 75 n 0 走刀抗力 Fx 9 8CFxapxFxfyFxvnkFx N 2 7 式中 CFx 46 xFx 1 yFx 0 4 n 0 KFz HB 190 0 4 170 190 0 4 5 2 KFy HB 190 170 190 0 895 KFx HB 190 0 8 170 190 0 8 1 6 由公式 2 5 得 Fz 9 8 92 21 0 60 75 0 25 5 2 2790 N 由公式 2 6 得 Fy 9 8 54 20 9 0 60 75 0 25 0 895 249 N 由公式 2 7 得 Fx 9 8 46 21 0 60 4 0 25 1 6 194 N 切削功率 Pm Fzv10 3kw 2 8 由公式 2 7 得 Pm 2790 0 25 10 5 0 7 kw 3 钻床夹紧力的计算 根据金属切削机床夹具设计手册表 3 21 得 夹紧力公式为 Q K P2 L cf P1b cf2 Lf a kgf 式中 东北大学毕业设计 论文 摘 要 16 f 夹紧元件与工件间的摩擦系数 P 切削力 K 为安全系数 K K0K1K2K3K4K5K6 K0 基本安全系数 一般取 1 5 K1 加工状态系数 粗加工取 1 2 K2 刀具钝化系数 一般取 K2 1 0 1 9 查表 3 20 取 K2 1 5 K3 切削特点系数 连续 K3 1 0 K4 考虑夹紧力稳定性系数 手动夹紧 K4 1 3 K5 考虑手动夹紧时手柄位置系数 手柄位置操作方便 手柄偏转角度范围小 K5 1 0 K6 仅在有力矩企图使工件回转时 才考虑支承面接触情况的系数 工件安装在支 承板或其它接触面积较大元件上时 K6 1 5 由上可知 K 1 5 1 2 1 5 1 0 1 3 1 0 1 5 5 265 由公式 2 4 得 Q 31 12 kgf 2 1 4 夹具体的确定 在夹具体上 要安放组成该夹具所需要的各种元件 构件 装置 并且还要考