GY01-152@机制工艺的课程设计C6410车床拨叉卡具设计
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机械毕业设计全套
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GY01-152@机制工艺的课程设计C6410车床拨叉卡具设计,机械毕业设计全套
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一、零件的分析 (一 )零件的作用 题目所给定的零件是 纺织机械中多臂机上的一个中间轴 ,它的 主要作用一是传递 动力 ， 联接多臂机两端的零件把动力源产生的动力源源不断的传送出来 ,提供给执行装置 。 此轴的特点是一端开口用以与多臂机上的凸轮联接 ,另一端可以固定 。 (二 )零 件的工艺分 析 多臂传动轴 这个零件一共有两组加工表面 。 1以 两端孔口为 加工表面。 这 组加工表面包括 ： 70 的外圆。两端的倒角。十字开口槽的加工。 2以 70 外圆为加工表面 这一组加工表面包括： 140 的总长。两端的 62 内孔。 45的内孔。 63 的槽。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是； (1)外圆两头尺寸误差小于 0.01; (2)439 外圆同心度误差小于或等于 0.01。 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 再加工另一组。 nts 二、 工艺规程设计 (一 )确定 毛 坯的制造形式 零件材料为 45 钢， 传动轴在工作 时长有正传，反转，急停等动作，此轴是空心轴。 故零件在工 作时承受交变及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以便金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，由于零件生产类型是中批生产，零件轮廓尺寸不大，故可以采用模锻成型，既可以提高生产效率又可以保证精度 (二 )基准的选择 茬面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使 6 得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚免 成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗 基准 的选择 原则 ： 粗基准的选择将影响到加工面 的相互位置 ,或影响到加工余量的分配 ,并且第一道加工工序首先要遇到粗基准选择问题，因此正确选择粗基准对保证产品质量将有重要影响。所以选择粗基准时要遵循下列原则： 保证相互位置要求的原则；保证加工表面加工余量合理分配的原则；便于工件装夹的原则；粗基准一般不重合使用原则。对本传动轴粗基准有两个即轴的两个端面孔口和 70 的外圆 nts精基准的选择原则：基准重合原则；统一基准原则；互为基准原则；自为基准原则；便于装夹原则。根据以上原则和本零件的具体图形其精基准也是轴端的孔口和 70 外圆。 (三 ) 制订工艺 路 线 制订工艺路 线 的 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 己确定为 中批 生产的条 件 下，采用 普通车床以及专用夹具并尽量使工序集中来组织生产。既能保证生产效率，又能降低成本，提高产品的市场竞争力。 1.确定加工方法 根据本零件的精度要求和榆次经纬厂现有工艺条件以及加工经济度的影响，本零件选择的加工方法包括粗车，精车，精磨。十字槽的加工通过立式铣床来完成。 2.加工阶段的划分原则 根据零件的精度要求可划分为粗加工阶段（以高生产率去除加工面多余金属），半精加工（减小 粗加工留下的误差，为精加工作准备），精加工（确保尺寸，形状，和位置精度达到或基本达到图纸要求和表面粗糙度要求） 3.加工顺序的安排原则 nts包括：先加工基准面，再加工其他面；先加工平面，后加工孔；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 4.工序的集中与分散原则 工序集中是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总工序数目减少，夹具数目也相应减少；工序分散是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少工艺路线长。高效自动化机床以工序集中的形式组织生产，而当零件的加工精度要求比较高时，工序必须分散。因此本零件应尽量使工序分散。 根据以上原则通过对各方面因素的分析，现制订工艺路线如下： 工序 顶两端空口 ,车外圆为 72,倒角。 工序 夹外圆，车端面总长为 133，镗孔 62H7 为 60 深 45，倒角孔口外圆为 145o 工序 调头夹外圆，车端面总长为 132，镗孔 62H 为 60 深52，倒角孔口外圆为 145o 工序 顶两端孔口，车外圆为 70.5-00.03，外圆两头尺寸大小误差小于 0.01。 工序 夹外圆，校正外圆同心度小于或等于 0.03，车端面 保证长度 131，镗孔 62H7 为 61.50+0.1 深 45，保证孔对外圆跳动小nts于 0.01，镗 60 孔口为 60 64.3,保证 60o 锥孔对孔的跳动小于0.01，割槽 2 63 保证 45 尺寸，外圆倒角 1.540o 工序 调头夹外圆， 校正外圆同心度小于或等于 0.03，车端面保证总长 130，镗孔 62H7 为 61.50+0.1 深 52，保证孔对外圆跳动小于 0.01，镗 60o锥孔为 6064.3， 保证 6o锥孔对孔的跳动小于 0.01，外圆倒角 1.540o 工序 夹外圆校正外圆同心度小于或等于 0.01，精 车孔62H7(0+0.03)深 45 工序 掉头夹外圆 校正外圆同心度小于或等于 0.01，精车孔 62H7 深 52 工序 套心轴，磨外圆 70H7(0-0.03) 工序 划线确定十字开口槽位置 工序 找正划线，立铣，铣 5 宽槽深 35。 工序 去毛刺 (四 )机械加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 多臂传动轴零件材料是 45 钢 ,硬度 HB207 241,生产类型为中批生产。采用在锻锤上合模模锻毛坯，三级精度组，毛坯尺寸为75 15 135。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械 加工余量，工序尺寸如下： nts1.外圆直径，毛坯为空心，根据参考资料确定工序尺寸及加工余量为： 粗车： 72 2Z=3mm 精车： 70.5 2Z=1.5 精磨： 70 2Z=0.5 2.外圆端面 一次车： 133 Z=2 二次车： 132 Z=1 三次车： 131 Z=1 四次车： 130 Z=1 3.两个 62H7 的孔的加工 粗镗： 60 2Z=2 半精镗： 61.5 2Z=1.5 精镗： 62 2Z=0.5 (五 ) 确定切 削用量及基本工时 工序 顶两端孔口车外圆 采用计算法 1.加工条件： 45 钢正火， s=0.35GPa、模锻。 nts 加工要求：车 75 外圆，粗车外圆 72、倒角。 机床： C6140普通车床。 刀具：刀片材料 YT15，刀杆尺寸 16 25 2、 Kr=90o， 0=15o，0=120， r0=0.5 。 600车刀，刀片材料： W18Cr4V。 2.计算切削用量 (1) 粗车外圆 1) 切削深度：单边余量 Z=1.5 ，可一次切除。 2) 进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及规定的切削深度，从表 (313)中选用 f=0.6 /r。 3) 计算切削速度， (表 3 13) v=K0C/lmxvfyv=2920.810.81.54/450.1830.0.150.40.3=163(m/min) (2.72m/s) 4) 确定机床主轴转速 ns=1000v/xdm=1000 2.72/3.14 72=12(r/s) (720r/min) 按机床选取 nw=12.6r/s (760r/min) 所以实际切削速度 vm=dmnm/1000=3.14 72 12.6/1000=2.84m/s (171r/min) 5) 校验机床功率 nts由表 3 4 查得单位切削功率 ps=32.7 10-6kw/( 3/min) 由表 3 2 查得当 f=0.6 /r 时 KfFs=0.9，故切削功率： Pm=Psvpf1000KfFs=32.710-6171150.610000.9=4.5(kw) 由机床说明书可知 ,C6140 车床的电机功率为 PE=7.8kw，当主轴转速为 760r/min 时，主轴传递最大功率为 5.5kw,所以机床功率足够。 6) 校验机床 进给强度 由表 3 4 查得单位切削力 F=1962MPa，故主切削力为： Fs=FPfKfFz=19620.00150.00060.910-6=1590 (N) 在一般切削加工中，刀尖圆弧半径 r对 Fy、 Fx的影响较大，对 Fr影响较小。由表 3 3 查得 r=2 时 ,Krfy=1.37， KrFX=0.73。 又从表查得当 kr=750 时， Fy/Fz=0.5， Fx/Fz=0.5，故径向力和轴向力分别为 : Fy= Fs(Fy/Fz)/Krfy=1590 0.5 1.37=1089 (N) Fx=Fs(Fx/Fz)/KrFX=1590 0.5 0.73=580 (N) 取机床导轨与溜板之间的磨擦系数 =0.1，则机床进给机构沿纵进给方向所承受的力为 : Fx + ( Fx+Fy) =580+0.1(1590+1030)=848 (N) 从机床说明书上知机床纵向进给机构允许承受的最大力为 3532N因此，机床进给机构能够正常工作。 nts7) 倒角 倒角转速 n=12r/s (720r/min) 8) 切削工时 单件为 5 准终工时为 60 工序 : 夹外圆，车端面镗深 45 孔 (1) 粗车端面 1) 吃刀深度约为 2 2) 进给量 f=0.4 /r (表 3 13) 3) 计算切削速度 (表 3-18) 耐用度 t=45min。 v=K0C/lmxvfyv=2920.810.81.54/450.1830.0.150.40.3=163(m/min) (2.72m/s) 4)确定机床主轴转速 ns=1000v/xdm=1000 2.72/3.14 72=12(r/s) (720r/min) 按机床选取 nw=12.6r/s (760r/min) 所以实际切削速度 vm=dmnm/1000=3.14 72 12.6/1000=2.84m/s (171r/min) (2) 镗孔 镗 62H7 为 60，根据参考书取 f=0.56 /r v=0.125 m/s n0=1000v/dw=10000.125/3.1460=0.66 (r/s) (39.8r/min) nts按机床选取 nw=0.66r/s (58r/min) 所以实际切削速度 v=600.66/1000=0.124m/s (7.46m/min) 3) 倒角孔口 1 450 为精短时间考虑到倒角时和主轴转速一样 倒角转速 n=12r/s (720r/min) 工序 调头车端面，镗深 52 孔 (1) 粗车端面 1) 吃刀深度约为 1 2) 进给量 f=0.4 /r (表 3 13) 3) 计算切削速度 (表 3-18) 耐用度 t=45min。 v=K0C/lmxvfyv=2920.810.81.54/450.1830.0.150.40.3=163(m/min) (2.72m/s) 4)确定机床主轴转速 ns=1000v/xdm=1000 2.72/3.14 72=12(r/s) (720r/min) 按机床选取 nw=12.6r/s (760r/min) 所以实际切削速度 vm=dmnm/1000=3.14 72 12.6/1000=2.84m/s (171r/min) (2) 镗孔 nts 镗 62H7 为 60，根据参考书取 f=0.56 /r v=0.125 m/s n0=1000v/dw=10000.125/3.1460=0.66 (r/s) (39.8r/min) 按机床选取 nw=0.66r/s (58r/min) 所以实际切削速度 v=600.66/1000=0.124m/s (7.46m/min) 3) 倒角 倒角转速 n=12r/s (720r/min) 工序 顶两端孔口 精车外圆 1) 切削深度：单边余量 Z=0.75，可一次切除。 2) 进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及规定的切削深度，从表 (313)中选用 f=0.6 /r。 3) 计算切削速度， (表 3 13) v=K0C/lmxvfyv=2920.810.81.54/450.1830.0.150.40.3=163(m/min) (2.72m/s) 4) 确定机床主轴转速 ns=1000v/xdm=1000 2.72/3.14 72=12(r/s) (720r/min) 按机床选取 nw=12.6r/s (760r/min) 所以实际切削速度 vm=dmnm/1000=3.14 72 12.6/1000=2.84m/s (171r/min) 5 工时 根据计算和经纬厂的数据工时为 5 nts工序 加外圆 校正 1 车端面 1) 吃刀深度为 1 2) 进给量 f=0.4 /r (表 3 13) 3) 计算切削速度 (表 3-18) 耐用度 t=45min。 v=K0C/lmxvfyv=2920.810.81.54/450.1830.0.150.40.3=163(m/min) (2.72m/s) 4) 强度较核同上 2 镗孔 镗 60H7 为 61.5，保证深度 45，根据参考书取 f=0.56 /r v=0.125 m/s n0=1000v/dw=10000.125/3.1460=0.66 (r/s) (39.8r/min) 按机床选取 nw=0.66r/s (58r/min) 所以实际切削速度 v=600.66/1000=0.124m/s (7.46m/min) 3 镗 600 锥孔 保证深 45 取 f=0.56 /r v=0.125 m/s n0=1000v/dw=10000.125/3.1460=0.66 (r/s) (39.8r/min) nts按机床选取 nw=0.66r/s (58r/min) 所以实际切削速度 v=600.66/1000=0.124m/s (7.46m/min) 4 割槽 2 63,保证 45 尺寸 1) 机床 : C6140 刀具 : 割刀 210 10205 2) 切削用量 Z=0.5 因为切削的深度不高，为了节约时间提高工作效率进给量，机床主轴转速，切削速度都和镗孔时相同。 5 外圆倒角 1.5 450 倒角转速 n=12r/s (720r/min) 6 根据计算和经纬厂的数据工时为 20 工序 调头夹 外圆，校正保证同心度小于 0.01. 1 车端面 1) 吃刀深度为 1 2) 进给量 f=0.4 /r (表 3 13) 3) 计算切削速度 (表 3-18) 耐用度 t=45min。 v=K0C/lmxvfyv=2920.810.81.54/450.1830.0.150.40.3=163(m/min) (2.72m/s) 3 镗 600 锥孔 保证深 52 nts取 f=0.56 /r v=0.125 m/s n0=1000v/dw=10000.125/3.1460=0.66 (r/s) (39.8r/min) 按机床选取 nw=0.66r/s (58r/min) 4.外圆倒角 1.5 450 倒角转速 n=12r/s (720r/min) 5.工时 根据计算和经纬厂的数据工时为 25 工序 立铣 5 宽的十字槽 1. 选择刀具 1) 铣刀直径大小直接影响切削力、扭转、切削速度和刀具材料的消耗 ,不能任意选择，根据表 3.1 铣削宽度 4 =a=6 时 ,直径为 d0=80， ap 小于等于 70 。本零件铣削深度为 35 ，所以适用，选择 d为 50 ，因为是锯齿铣刀，故 Z=8 2) 铣刀几何形状 n=150， 0=120。 2. 选择切削用量 1)决定铣削宽度 0 由于加工余量不大，故可以在一次走刀内完成，则 0 =5 ; 决定每齿进给量 fz 根据表 在 0.10 0.15 之间取值，现取 fz=0.15 3. 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命，根据表 3.7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5 ，刀具寿命 T=90min。 nts4.决定切削速度和每分钟进给量 根据表 3.9 当刀具直径为 50 ， Z=8， ap=12 40 ， 0=5 ， fz小于或等于 0.24 /z 时 vt=17m/min nt=70r/min vft=88 /min 各修正系数为 : kMv=kMn=kMv=0.69 ksv=ksn=ksv=0.8 故 vc=vtkv=17 0.69 0.8=9.4m/min; n=ntkn=70 0.69 0.8=39r/min; vf.=vftkv.=88 0.69 0.8=48.5mm/min。 根据铣床说明书，选择 nc=37.5r/min， vfc=60mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为 v=d0nc/1000=3.145037.5=59m/min fzc=vfc/ncz=60/37.58=0.20mm/z 5)校验机床功率 表 3.15，当 fz=0.18 0.24mm/z， ap=35mm， ae小于等于 5mm， vf小于等于 mm/min 时， pct=1.1kw。 切削功率修正系数为 1，所以实际切削功率 pcc=1.1kw 根据说明书机床允许功率为 5.63kw 实际功率小于允许功率，故切削用量可以 采用，即 ae=5mm，ntsvf=60mm/min， n=37.5r/min， vc=59m/min， fz=0.20mm/z。 6) 确定工时 根据计算和经纬厂的数据工时为 20 三、夹具的设计 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
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