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ca6140c 车床 杠杆 钻孔 25 加工 工艺 夹具 设计

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1 序 言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 题目所给的 零件是 CA6140 车的杠杆。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件主体成 36角，在主视和右视两方向均有 8mm 的筋板支撑，两件中部有 0220025 。的孔，端面和左视平面分别有 M6和 12.7 1.00的螺纹孔和沉头孔 .中间孔上方 A视图方向有 M8螺纹孔 ,所有技术要求都是为了机床总体装配 . (二 )零件的工艺分析： 本零件可从零件图中可知 ,它有三组加工面 ,而有位置要求 ,还有四组孔 ,也有位置和精度要求。 1、零 件件底面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为 3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、加工中间孔，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要求我们采取钻、扩、半精铰、精铰的工序过程。最终完成 0210025 。 3、以中间孔为基准加工 60 45 的平面，此面表面粗糙度为 6.3。采用粗铣即达到要求。 4、端面加工与底面加工相同，即采取粗铣、半精铣，两步工序能达到要求。 5、钻 12.7 1.00孔，此孔将用钢球检查，我根据偏差范围选择粗钻的方法加工，即能满足要求。 6、加工 M8 螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为 6.7，又因为本孔是沉头螺纹孔，考虑到工艺要求我们采取钻、锪、攻丝三步工序。 7、加工 M6 螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为 5.2，又因为本孔用加工 120倒角，采用钻、倒交、攻丝三步工序。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工艺规程设 计 （一）确定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料为 HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。 （二） 基准面的选择 nts 2 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。 粗基准的选择对于本杠杆来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出加工的表面为粗基准， 本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目我们以 0210025 。的孔为精基准，基本满足要求。 （三） 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。 工艺路线方案： 工序： 1/、铸造； 2/、时效处理； 3/、精铣、半 精铣底面； 4/、钻、扩、半精铰 0220025 。孔； 5/、检验； 6/、粗铣 60 45 平面； 7/、粗铣、半精铣端面； 8/、钻 12.7 1.00孔； 9/、钻 M8 底孔 6.7、锪 14 孔、攻丝 M8； 10/、钻 M6 底孔 5.2、倒角 120、攻丝 M6； 11/、检验。 （四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “杠杆”零件的材料为 HT200，硬度 HB170 200，毛坯重量约为 1kg,生产类型为成批量生产，采用砂型铸造，13 级精度以下。（批量生产） 根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下： 1、 零件底面： 此地面是粗基准，是最先加工的表面，由机械加工工艺设计实用手册表 6-92 及公式（ 6-16）计算底面加工余量。 e=C 15.02.0max AA式中 e 余量值； Amax 铸件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系数； nts 3 e=0.55 2.0150 15.090 =2.5mm 满足机械加工工艺设计实用手册表 6-93 的要求。 2、 端面和 60 45 面： 因为端面和 60 45 面表面粗糙度要求不高，根据切削用量手册定余量 e， e=1.5 满足机械加工工艺设计实用手册表 6-93 的要求。 3、中间 0220025 。孔 毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为 IT7 IT8 之间，根据机械加工工艺设计实用手册确定尺寸和余量。 钻孔： 23 扩孔： 24.8 e=1.8mm 粗铰： 24.94 e=0.14mm 精铰： 022.0025e=0.06mm 4、 M8 螺纹孔 毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 M8 底孔为 6.7 为零件满足要求确定尺寸余量如下。 钻 M8 底孔 6.7； 锪 14 孔； e= 7.4mm 攻丝 M8； e= 1.3mm 5、 M6 螺纹孔 毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 M6 底孔为 5.2 为零件满足要求确定尺寸余量如下。 钻 M6 底孔 5.2； 倒角 120； 攻丝 M6； e=0.8mm 6、钻 12.7 1.00孔 毛坯为实心，不冲出孔，因为此孔用 12.7 的钢球检查，并且要求尺寸范围为 12.7 1.00，根据机械加工工艺设计实用手册确定加工方法。 钻 12.7 1.00孔。 （五） 确定切削用量及基本工时 1、工序：铣削底面 （ 1）、粗铣 a/加工条件：机床： T616 卧式铣镗床 nts 4 刀具：莫压锥柄立铣刀 GB1106-85 其中 d=80mm, L=82mm , l=22mm b/计算切削用量：pa=1mm 由切削用量手册表 9.4-2 可知： f= rmmzaf /32.0408.0 由切削用量手册表 9.4-8 可知： 29vc45.0vq1.0vx5.0vy5.0v1.0vp33.0m 由切削用量手册表 9.4-7 可知： T=150 V=vv yxpMVfaTC vk =13m/min =0.22m/s 确定主轴转速： n=0100dv =7r/s=420r/min 按机床选取： srrnw /17.6m in/3 7 0 实际机床选取： v= smn /194.01000 切削工时： sfnllltwm6.8921 （ 2）半精铣： pa=0.7mm 由切削用量手册表 9.4-2 可知： f= rmm /32.0 由切削用量手册表 9.4-8 可知： 29vc45.0vq1.0vx5.0vy5.0v1.0vp33.0m 由切削用量手册表 9.4-7 可知： T=100 V=vv yxpMVfaTC vk =13m/min =0.23m/s nts 5 按机床选取： srrnw /17.6m in/3 7 0 实际机床选取： v= smn /194.01000 切削工时： sfnllltwm.8921 T=89.6s+89s=176.8s=0.56min 2、工序：钻 0220025 。孔 （ 1）、钻 23 孔 由机械加工工艺实用手册表 15-34 f=0.35mm/r 由机械加工工艺实用手册表 15-37 v=0.35m/s=21m/min ws dvn 1000 = 2314.3 35.01000 =4.85r/s(290r/min) 按机床选取： srrn /67.4m in/280 smndv /34.01000 67.42314.31000 实际切入 mml 101 切出 mml 22 l=30mm sfnllltm 2535.085.421030211 （ 2）、扩 24.8 孔 由机械加工工艺实用手册表 15-41 f=1.0mm/r 由机械加工工艺实用手册表 15-37 v=24.3m/min=0.39m/s ws dvn 1000 = 8.2414.3 39.01000 =5r/s(300r/min) 按机床选取： srrn /17.5m in/3 1 0 smndv /40.01000 17.58.2414.31000 实际mmll 1021 l=30mm sfn lllt m 8117.5 1030212 （ 3）、粗铰 24.94 孔 精铰 022.0025孔 由经验可知：工时可以忽略。 nts 6 m in55.03321 sttT mm 3、工序：粗铣 60 45 平面 a/加工条件：机床： T616 卧式铣镗床 刀具：莫压锥柄立铣刀 GB1106-85 其中 d=80mm, L=82mm , l=22mm b/计算切削用量：pa=3mm 由切削用量手册表 9.4-2 可知： f= rmmzaf /32.0408.0 由切削用量手册表 9.4-8 可知： 29vc45.0vq1.0vx5.0vy5.0v1.0vp33.0m 由 切削用量手册表 9.4-7 可知： T=150 V=vv yxpMVfaTC vk =13m/min =0.22m/s 确定主轴转速： n=0100dv =7r/s=420r/min 按机床选取： srrnw /17.6m in/3 7 0 实际机床选取： v= smn /194.01000 切削工时： sfnllltwm8.2683 21 = 4、工序：粗铣、半精铣端面 （ 1）、粗铣 计算切削用量：pa=1mm 由切削用量手册表 9.4-2 可知： f= rmmfaf /24.0406.0 由切削用量手册表 9.4-8 可知： 29vc1.0vx5.0vy33.0m 由切削用量手册表 9.4-7 可知： T=60 nts 7 V=vv yxpMVfaTC vk =15.3m/min =0.26m/s 确定主轴转速： n=0100dv =8.28r/s=496.8r/min 按机床选取： srrnw /17.9m in/5 5 0 实际机床选取： v= smn /29.01000 切削工时： sfnllltwm8.1621 （ 2）、半精铣： pa=0.5mm 由切削用量手册表 9.4-2 可知： f= rmm /24.0 由切削用量手册表 9.4-8 可知： 29vc1.0vx5.0vy33.0m 由切削用量手册表 9.4-7 可知： T=60 V=vv yxpMVfaTC vk =17.1m/min =0.29m/s 按机床选取： srrnw /17.9m in/5 5 0 实际机床选取： v= smn /29.01000 切削工时： sfnllltwm.8.1621 T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min 5、工序：钻 12.7 1.00孔 由机械加工工艺实用手册表 15-33 f=0.40mm/r 由机械加工工艺实用手册表 15-37 v=0.35m/s=21m/min nts 8 ws dvn 1000 = 7.1214.3 35.01000 =8.87r/s=526r/min 按机床选取： srrn /33.8m in/5 0 0 smndv /33.01000 33.87.1214.31000 实际切入 mml 101 切出 mml 22 l=30mm 计算工时 m in05.0340.033.8 7.631 sfnlltm 6、工序：钻 M8 孔 （ 1）、钻 M8 底孔 6.7 由机械加工工艺实用手册表 15-41 f=0.40mm/r 由机械加工工 艺实用手册表 10.4-9 v=0.195m/s ws dvn 1000 = 7.614.3 195.01000 =7.76r/s=465.8r/min 按机床选取： srrn /33.8m in/5 0 0 smndv /195.01000 76.77.614.31000 实际mmll 1021 l=28mm 计算工时 : sfnllltm 1240.033.81028211 （ 2）、锪 14 孔 锪孔时间短可忽略不记 . （ 3）、攻丝 M8 由机械加工工艺实用手册表 3-38 f=0.2mm/r 由机械加工工艺实用手册表 3-38 v=0.35m/s ws dvn 1000 = 814.3 35.01000 =8.78r/s=526r/min 按机床选取： srrn /33.8m in/5 0 0 smndv /366.01000 33.8814.31000 实际mmll 1021 l=25mm nts 9 计算工时 : sfnllltm 4210.033.81025212 T=12s+42s=54s=0.9min 7、工序：钻 M6 孔 （ 1）、钻 M6 底孔 5.2 由机械加工工艺实用手册表 15-41 f=0.30mm/r 由机械加工工艺实用手册表 10.4-9 v=0.161m/s ws dvn 1000 = 2.514.3 161.01000 =9.86r/s=591.6r/min 按机床选取： srrn /83.11m in/710 smndv /193.01000 83.112.514.31000 实际对于孔 1： mmlll 2510151211 对于孔 2： mmlll 3510252221 记算工时 ： m i n28.01730.083.11 3530.083.11 25222112111 sfn lllfn lllt m （ 2）、倒角 120 倒角的工时可以忽略不记。 （ 3）、攻丝 M6 由机械加工工艺实用手册表 16.2-4 m in/7.272/5.411300 2.58.64 5.09.0 2.10 0 rsmkpT dcv vym vv ws dvn 1000 = 2.514.3 5.41000 =238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺纹 : )11(1121 nnpllt m 攻不通孔螺纹 : )11(1122 nnp llt m 记算工时 ： stttmmm 1.022212 T=0.28+0.1=0.38min=22.8s 式中 : l 工件的螺纹长度 ; nts 10 1l 丝锥切削锥长度； n 攻丝时的转速； 1n 丝锥退出时的转速； P 工件的转速；值为 1mm. 攻螺纹时的超切量，取 =（ 23） p ； 三、 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，需要设计专用夹具。 (一 )、问题提出： 经过和指导教师的协商，我决定设计第道工序 0220025 。孔的夹具设计，本夹具将用于 Z3025 立式钻床。刀具为 25 高速钢钻头，为达到零件工艺要求，对零件进行钻、扩、半精铰三步工序加工。 （二）、 夹具设计： 1、切削力及夹紧力的计算： 由文献金属切削机床设计手册表 3-54 工件的材料为灰铸铁，其切削力 px KDSp 8.07.42（ kgf） 切削力矩 PKSDM 8.0221（ kgf） 其中： D为钻头直径（ mm） S为每转进给量 （ mm/r） pK为修正系数 由文献表金属切削机床设计手册表 3-55， pK=8.0190HB=8.0190220=1.124 124.125.057.428.0 xP=79.16 kgf =791.3N PKSDM8.0221=124.125.0521 8.02 =194.66kfg.mm=1946.6N.mm 2、 夹紧力的计算： 为了防止工件在切削力的作用下平移所需的夹紧力： 2101 )( ff PPKQ 由文献金属切削机床设计手册表 3-21查得（ kgf） 其中： 1f为夹紧元件与工件之间的磨擦系数 2f为工件与支撑面间的摩擦系数 nts 11 0P为定位销承受的部分切削力，对精度机床 B=0 由文献金属 切削机床设计手册表 3-19可知： 1f=0.4，2f=0.2 6543210 KKKKKKKK 取基本安全系数0=1.5 加工状态系数1K=1. 刀具钝化系数2=1.10 切削特点系数3=1.0 夹紧动力稳定系数4K=1.2 手动夹紧时手柄位置系数5=1.2 支撑面接触情况系数6K=1.3 6543210 KKKKKKK=4.6 取 K=4 2101 )( ff PPKQ =2.04.0 6.7914 =527.7kgf=5277N 由文献金属切削机床设计手册表 3-24选 d=16mm P=2mm L=190mm 1P=8kgf 0d=12mm Q=626kgf =10 f=0.178 1f=0.2 =120 表 由文献金属切削机床设计手册表 3-22 选 =310d=4mm tan=rnP2=42 21 =4 =4.55 M=Qr.tan(+)+ 1f=1150.7 kgf.mm=11507N.mm 而实际上的夹紧扭矩 M=L1P=1520kgf 远大于所需的夹紧扭矩，即工作是可靠的 3、定位误差的分析： 以杠杆底平面定位，孔的尺寸 公差 由文献金属切削机床设计手册 表 7-12可得， 公差等级为 8级053.0 020.023，故其表面的公差应为15mm 参考文献： nts 12 （一）：机械制造工艺设计简明手册 主编：李益民 机械工业出版社 （二）：机械制造工艺学课程设计指导书 主编：赵家齐 等 机械工业出版社 （三）：机械加工工业手册 机械工业出版社 （四）：金属切削机床设计手册 机械工业出版社 （五）：机械加工工艺设计实用手册 主编：张耀霍 机械工业出版社 （六）：机床夹具设计主编 主编：徐发仁 重庆大学出版社 （七）：机床夹具设计手册 主编：东北重型机械学院 洛阳工学院 第一汽车制造厂职工大学 上海科学技术出版社 （八）：机械设计课程设计 主编：潘承怡 哈尔滨理工大学 nts 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程