【工装夹具类】CA6140车床后托架[831001]机械加工工艺规程及钻三杠孔夹具设计【方案3】
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工装
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- 资源描述：
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【工装夹具类】CA6140车床后托架[831001]机械加工工艺规程及钻三杠孔夹具设计【方案3】,工装,夹具,ca6140,车床,托架,机械,加工,工艺,规程,钻三杠孔,设计,方案
- 内容简介：
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哈 尔 滨 理 工 大 学 课 程 设 计 题 目： 制定 床后托架 的加工工艺、 设计钻 的钻床夹具 班 级： 机械 03 学 号： 08 号 姓 名： 余先峰 指导教师 ： 敖晓春 2006 年 9 月 24 日 哈尔滨理工大学 - - 2 哈尔滨理工大学 机械制造 工艺及夹具课程设计任务书 设计题目 :制定 床后托架的加工工艺 ， 设计钻 、 、 孔的钻床夹具 设计要求 : 中批量生产 动夹紧 通用工艺装备 设计时间 计内容 : 1、熟零件图 2、绘制零件图 3、绘制毛坯图 4、编写工艺过程卡片和工序卡片 5、绘制夹具总装图 6、说明书一份 班 级 ：机械 03 学 生 ： 余先峰 指导教师 ： 敖晓春 2006 年 9 月 11 日 哈尔滨理工大学 - - 3 目录 任务书 . 25 第 1章 的零件分析 . 4 托 架的作用和结构 . 4 托 架的工艺分析 . 5 第 2章 后托 架的工艺规程设计 . 6 定毛坯的制造形式 . 6 面的选择 . 6 定工艺路线 . 6 艺路线方案 . 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 7 定切削用量及基本工时 . 7 第 3章 后托 架的夹具设计 . 22 具设计过程中的问题 . 22 具设计 . 22 位基准的选择 . 22 位元件的选择 . 22 位误差计算 . 22 紧力的计算 . 23 紧元件强度校核 . 25 具说明 . 22 论 结 . 25 致谢 . 26 参考文献 . 26 哈尔滨理工大学 - - 4 第 1章 后托 架的零件分析 后托 架的作用和结构 本 零件为 床后托 架，用于 机床和光杠 ，丝杠的连接 。 零件具体结构见附件 “ 后托 架零件图 ” 。 图 2件大体结构 哈尔滨理工大学 - - 5 后托 架的工艺分析 零件有 两 个主要的加工表面，分别 零件底面 和 一个侧面 ，这两个主要的加工表面之间有一定的位置要求，现分析如下： 1. 零件底面 ： 这一加工表面 主要是 平面的铣削， 它 为后来的 加工定位。 2. 侧面 ： 这一加工表面 主要是 40 的加工 ，主要的加工表面为 40 孔，它为后来的加工定位。 这两 个 加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： 零件底面 与 40 孔中心线连线的 平行 度公差为 100： 离偏差为 由 以上 分析可知，对这两 个 加工表面而言可以先 粗 加工 零件底面 ， 然后 以次为基准 加工 侧 面 的 40 ，在由加工完的 40 作为基准精加工底面 并且保证它们之间的位置精度要求。 在进行其他精度要求低的加工。 哈尔滨理工大学 - - 6 第 2章 后托 架的工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件的材料为 于零件形状 规范，可以直接 通过砂型铸造而成 。 中批量 生产。 毛坯图见附件 “ 后托 架毛坯图 ” 。 基面的选择 基面的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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度 V、进给量 F 和切削深度 p）中，提高任何一项，都能提高金属 切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度 p，其次选择一个较大的进给量 F，最后确定一个合适的切削速度 V。 精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度 ，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V，以保证加工质量和表面质量。 制定工 艺路线 工艺路线方案 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。在生产纲领已确定为 中批量 生产的条件下，可以考虑 尽量 采用 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。 初步制定工艺路线如下： 工序 铸造 哈尔滨理工大学 - - 7 工序 时效处理 工序 粗铣 底 面 工序 钻、扩、铰 40 工序 检验 工序 精 铣 底 面 工序 锪平 面 工序 钻 20 13 工序 钻 10 孔 工序 钻 、铰 2- 202- 13 工序 钻 、铰 13、 2- 10 孔 工序 钻 6 工序 钻 孔并倒角 工序 攻螺纹 序 最终检验 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 后托 架零件材料为 度 10， 中批量 生产，采用 铸造毛坯。 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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（下面所用计算尺寸、公式及表见参考文献 “ 机械制造 工艺设计 实用 手册 ” ） 面 （ 1） 粗 铣 底面 余量 考虑 粗糙度 和 缺陷层深度 确定 粗 铣 底面 余量 为 2） 精 铣 底面 余量 精 铣 底面 余量 为 孔的余量在计算基本工时时查手册确定 确定切削用量及基本工时 工序 粗 铣 底面 工件材料： b=200铸造 加工要求： 粗 铣 底面 刀具： 端面铣刀 哈尔滨理工大学 - - 8 机床： 式铣床 2. 计算切削用量 及加工工时 由参考文献 1表 15f=z 取 f=0.3 mm/z 由参考文献 1表 15v=s 取 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 1 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 加工余量分配） 切削工时： L=120 L 为 加 工 长度 0具直径 ) 由文献 2表 20 取铣削入切量和超切量 y+ =18tw= 1 = 880120 =77s=序 钻、扩、铰 40 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻、扩、铰 40 刀具： 钻头、扩孔钻、 铰刀 机床： 臂钻床 加工工时 （ 1） 钻 38参考文献 1表 15 f=1.1 mm/r L=60=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 80 r/r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 哈尔滨理工大学 - - 9 切削深度 9削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =14tw=w =460=23s= 2） 扩孔至 参考文献 1表 15 f=z v=s .4 r/s 切削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =15tw=w =560=22s= 3）铰 40 由参考文献 2表 31 取 f=2.5 mm/r 由参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T=7200s v=60= 0 060 =s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 40 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =15tw=w =560 =13s=尔滨理工大学 - - 10 （ 4） 钻 28参考文献 1表 15 f=1.0 mm/r L=60=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 36 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 4削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =11tw=w =160 =18s= 5） 扩孔至 参考文献 1表 15 f=z v=s .9 r/s 切削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =12tw=w =260=18s= 6）铰 由参考文献 2表 31 取 f=2.5 mm/r 由参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T=7200s 哈尔滨理工大学 - - 11 v=60= 0 060 =s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 70 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =12tw=w =260 =10s= 7） 钻 23参考文献 1表 15 f=mm/r L=60=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 00 r/r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取 钻削入切量和超切量 y+ =9tw=w =60= 8） 扩孔至 参考文献 1表 15 f=z v=s .6 r/s 切削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和 超切量 y+ =10哈尔滨理工大学 - - 12 fn yL w =16s= 9）铰 由参考文献 2表 31 取 f=2.0 mm/r 由参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度 为 具耐用度 T=7200s v=60= 0 060 =s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 7 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =10tw=w =060 =序 检验 工序 精 铣 底 面 工件材料： b=200铸造 加工要求： 精 铣 底 面 刀具： 端面铣刀 量具：卡板 机床： 式铣床 加工工时 由参考文献 1表 15f= mm/r 取 f=0.5 mm/r 由参考文献 1表 15尔滨理工大学 - - 13 v=s 取 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 1 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 加工余量分配） 切削工时： L=120 L 为 加 工 长度 0具直径 ) 由文献 2表 20 取铣削入切量和超切量 y+ =18tw= 1 = 880120 =370s=序 锪平 面 工序 钻 20 13 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻 20 13 刀具：钻头 机床： 式钻床 切削用量 及加工工时 （ 1）钻孔 20参考文献 1表 15 f=mm/r L=13=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 35r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 0削工时： L=60 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =6哈尔滨理工大学 - - 14 tw=w =13=5s= 2）钻 13 由参考文献 1表 15 f=0.6 mm/r L=5=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 00r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=5 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =6tw=w =5=序 钻 10 孔 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻 10 孔 刀具：钻头 机床： 式钻床 切削用量 及加工工时 由参考文献 1表 15 f=0.5 mm/r L=18=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 70r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 哈尔滨理工大学 - - 15 切削深度 削工时： L=18 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =5tw=w =18 =4s=序 钻 、铰 2- 202- 13 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻 、铰 2- 202- 13 刀具：钻头 机床： 式钻床 切削用量 及加工工时 （ 1）钻 19 由参考文献 1表 15 f=mm/r L=12=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=352r/机床 参数和文献 3表 2取 55r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=12 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切 量和超切量 y+ =8tw=w =12=5s= 2）钻 12 由参考文献 1表 15 f=0.6 mm/r L=653= f=mm/r 由参考文献 1表 15尔滨理工大学 - - 16 取 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 60r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=53 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削 入切量和超切量 y+ =6tw=w =53=12s= 3）铰孔至 20参考文献 2表 31 f= mm/r 取 f=1.5 mm/r 由参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T=7200s v=60= 0 060 =s ns=000 = =s=86r/机床 参数和文献 3表 2取 5 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=12 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =8tw=w =12=10s= 4）铰孔至 13参考文献 2表 31 哈尔滨理工大学 - - 17 f= mm/r 取 f=1.2 mm/r 由 参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T=7200s v=60= 0 060 =s ns=000 = =s=132r/机床 参数和文献 3表 2取 32 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=53 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =6tw=w =53=22s=序 钻 、铰 13、 2- 10 孔 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻 、铰 13、 2- 10 孔 刀具：钻头 机床： 式钻床 切削用量 及加 工工时 （ 1）钻 12 由参考文献 1表 15 f=0.6 mm/r L=655= f=mm/r 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 60r/s 哈尔滨理工大学 - - 18 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=45 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =6tw=w =45=10s= 2）钻 9 由参考文献 1表 15 f=r L=20=1 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=743r/机床 参数和文献 3表 2取 50r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=20 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =5tw=w =20=4s= 3）铰孔至 13参考文献 2表 31 f= mm/r 取 f=1.2 mm/r 由参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T=7200s v=60= 0 060 =s 哈尔滨理工大学 - - 19 ns=000 = =s=132r/机床 参数和文献 3表 2取 32 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=45 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =6tw=w =45=19s= 4）铰孔至 10参考文献 2表 31 f= mm/r 取 f=1.0 mm/r 由参考文献 2表 33 取 m=参考文献 1表 15 参考文献 2表 32 取后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T=7200s v=60= 0 060 =s ns=000 = =s=191r/机床 参数和文献 3表 2取 90 r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削工时： L=20 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =5tw=w =20=8s=序 钻 6 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻 6 哈尔滨理工大学 - - 20 刀具：钻头 机床： 式钻床 切削用量 及加工工时 由参考文献 1表 15 f=mm/r L=7910= f=mm/r 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=机床 参数和文献 3表 2取 120r/s 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削深度 削工时： L=79 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =3tw=w =79=18s=序 钻 孔并倒角 工件材料： b=200铸造 加工要求： 钻 刀具：钻头 机床： 式钻床 切削用量 及加工工时 由参考文献 1表 15 f=0.2 mm/r L=205= f=mm/r 由参考文献 1表 15 v=s ns=000 = =s=1365r/机床 参数和文献 3表 2取 400r/s 哈尔滨理工大学 - - 21 实际切削速度 v=1000 =1000 =s 切削 深度 削工时： L=20 L 为 加 工 长度 由文献 2表 22 取钻削入切量和超切量 y+ =tw=w =5s=序 攻螺纹 序 最终检验 哈尔滨理工大学 - - 22 第 3章 夹具设计 夹具设计过程中的问题 为提高 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。 夹具 用于 刀具为直柄麻花钻头 、扩孔钻、铰刀 ，加工 侧 面的 3 个孔。加工时需要保证它们的位置精度。 夹具设计 定位基准的选择 此时，可以用 粗 铣过的 底 面定位，这样就可以保证它们之间的位置精度 。 定位元件的选择 本夹具定位方案为 工件以底面及两侧面分别靠在夹具支架的定位平面和定位销及底面的 3 个固定钻套定位，用螺钉及压板将工件夹紧。 定位误差计算 确 定基准定位误差 由参考文献 7表 190co s (2co 圆柱销直径 D=12参考文献 7 圆柱销直径 偏差 D= mm y=mm x= 2 090co s (0 1 wd 位误差1. ：为 定位 销与工件 间 最小间隙 1 =位误差1. 尔滨理工大学 - - 23 夹紧力的计算 零件加工过程中所受的夹紧力较大，根据零件的形状，以及夹紧机构在夹具中安装，可确定夹紧力的位置。为了 节约辅助时间，减轻工人的劳动强度，便于制造和安装，本夹具采用 宽头 压板，用螺母、螺杆、弹簧相互配合夹紧零件。 夹紧力的计算 : 1最大 切削力： 加工 40时轴向力最大 由参考文献 2表 23 F=取决 于工件材料和切削条件的系数 Z =1 K 当实 际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对 轴向 力的修正系数 由参考文献 2表 2219 0(其中： 00 19 0(= 90200(=以： F= 8 5 2最大转矩 ： 加工 40时转矩最大 由参考文献 2表 23 M=取决于工件材料和切削条件的系数 Z =2 K 当实 际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对 转矩 的修正系数 由参考文献 2表 2219 0(其中： 00 尔滨理工大学 - - 24 19 0(= 90200(=以： F= 3 切削功率 由参 考文献 2表 23 切削功率： 4夹紧力计算 本夹具采用的是 压板 夹紧 ， 对夹具夹紧力影响最大的是钻 是的转矩： 由参考文献 2表 23 M=取决于工件材料和切削条件的系数 Z =2 K 当实 际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对 转矩 的修正系数 由参考文献 2表 2219 0(其中： 00 19 0(= 90200(=以： F= 夹紧力 Q 中： M 为对夹具夹紧力影响最大的转矩 L 为夹紧力力臂 L=2 63+12+25 2=以 实际预紧力： 实4321 其中： K 为安全系数 1K ：一般安全系数，考虑到增加夹紧的可靠性和因工件材料性质及余哈尔滨理工大学 - - 25 量不均匀等引起的切削力的变化。 一般 取 2K 2K ：加工性质系数，粗加工取 K 。精加工取 K 3K：刀具钝化系数，考虑刀具磨损钝化后，切削力增加。3 K 。这里取 K 4K ：断续切削系数，断续切削时取 K 。连续切削时，取 14 K 所以 5 5 45 9 0 所以 夹紧力为： Q
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