1084-CA6140車床法蘭盤的加工工藝夾具

1084-CA6140車床法蘭盤的加工工藝夾具,ca6140,車床,法蘭盤,加工,工藝,夾具 目錄序言 ..................................................................................2一、零件的分析 ..............................................................2（一） 零件的作用 ...................................................2（二） 零件的工藝分析 ...........................................2二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ..........................................................3(一)確定毛坯的制造形式 .........................................3（二）基面的選擇 .....................................................3（三）制定工藝路線 .................................................3（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 .................................................................................5（五）確立切削用量及基本工時(shí) .............................6三、 夾具設(shè)計(jì)： ............................................................10（一）、設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題　　　 ........................10（二）、夾具設(shè)計(jì) ....................................................10參考資料： ....................................................................122序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是 CA6140 車床的法蘭盤。主要是要來安裝在機(jī)床上，起到導(dǎo)向的作用使機(jī)床實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（二） 零件的工藝分析CA6140 車床共有八處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以 φ100 為基準(zhǔn)面加工表面0.1234??這一組加工表面包括： ， 的右端面0.175???0.1745??2. 以 端面為基準(zhǔn)， 先用 的鉆頭鉆孔，然后再用鉸刀鉸孔0.175?? 6由于孔與 有跳動(dòng)的要求，所以要以. 以 端面為基準(zhǔn)? 0.17???3．以 端面為基準(zhǔn)，車 、 、 外圓，并導(dǎo) ，0.174? 0.6??.23491.54??和 ，1??4．要以孔 為基準(zhǔn)，精車所有外圓面，使其達(dá)到要求.4502??由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。3二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一) 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取孔 外輪廓表面作0.1745???為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 車端面及外圓 ，以 為粗基準(zhǔn)，選用 CA6140 機(jī)床0.1745???0.1234??工序二 以 外圓面為基準(zhǔn)，鉆 通孔，先用鉆 的鉆頭鉆孔，0.17?? .5?16?再鉸孔達(dá)到 的尺寸452?工序三 以 外圓面為基準(zhǔn)，粗車 、 外圓，并導(dǎo) ，0. 0.1234??9.54??和 14??工序四 以 外圓面為基準(zhǔn)，并導(dǎo) ，和.1234?? 75???工序五 內(nèi)孔為基準(zhǔn)精車 左端面和 右端面和 保證0.5?0.1234????0.17???跳動(dòng)在 0.03 內(nèi),并車 槽?工序六 右端面和一圓面定位,利用兩個(gè)端面夾緊,先銑粗糙度為 3.2 的一面。4工序七 以剛銑的平面定位,,利用兩端面夾緊, 銑另外一面保證尺寸為 24工序八 以一個(gè)銑好的面定位,再利用另外一個(gè)面夾緊,鉆 的通孔,再壙孔到4?孔,保證尺寸為 L=7,再鉸孔使其達(dá)到所要求的精度。6?工序九 以 孔為基準(zhǔn)面,利用專用夾具,鉆 4 個(gè) 孔。0.452?? 9工序十 再用磨床磨外圓使其達(dá)到所要求的粗糙度2.工藝路線方案二工序一 車端面及外圓 ，以 為粗基準(zhǔn)，選用 CA6140 機(jī)床0.1745??0.1234???工序二以 外圓面為基準(zhǔn)，粗車 、 外圓，并導(dǎo) ，0.1745??? .9?1.54??和 1??工序三以 外圓面為基準(zhǔn)，鉆 通孔，先用鉆 的鉆頭鉆孔，0. 0.45?6再鉸孔達(dá)到 的尺寸452?以 外圓面為基準(zhǔn)，粗車 、 外圓，并導(dǎo) ，和.17?? .12034??91.54??45??工序四。以 外圓面為基準(zhǔn)，并導(dǎo) ，和0.1234?? 75??工序五 內(nèi)孔為基準(zhǔn)精車 左端面和 右端面和 保證.5 0.1234??0?0.17???跳動(dòng)在 0.03 內(nèi),并車 槽?工序六 右端面和一圓面定位,利用兩個(gè)端面夾緊,先銑粗糙度為 3.2 的一面。工序七 以剛銑的平面定位,,利用兩端面夾緊, 銑另外一面保證尺寸為 24工序八 以一個(gè)銑好的面定位,再利用另外一個(gè)面夾緊,鉆 的通孔,再壙孔到4?孔,保證尺寸為 L=7,再鉸孔使其達(dá)到所要求的精度。6?工序九 以 孔為基準(zhǔn)面,利用專用夾具,鉆 4 個(gè) 孔。0.452?? 9工序十 再用磨床磨外圓使其達(dá)到所要求的粗糙度雖然工序仍然是十步，多次加工 表面是精度要求和粗糙度的要求和0.1745???有跳動(dòng)的要求所以選擇第一個(gè)方案（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”CA6140 車床法蘭盤”；零件材料為 HT200，硬度190～210HB ，毛皮重量 1.4kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（ ，0.1745???端面）。0.1234???5查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表 2.2～2.5，取 φ45，φ100 端面長度余量均為 4（均為雙邊加工）車削加工余量為：粗車 2mm精車 0.7mm2. 內(nèi)孔 工序尺寸加工余量：鉆孔 2mm擴(kuò)孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。取余量為：7mm因此可以確定毛坯的尺寸（毛坯圖）（五）確立切削用量及基本工時(shí)序一 以 外圓為粗基準(zhǔn)，粗車 外圓及其右端面。0.1234??? 0.1745???1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗車 外圓，尺寸保證到 。5機(jī)床：CA40 車床。刀具：YT5確定加工時(shí)間：工序Ⅰ：確定加工時(shí)間 由于余量為 8mm，因此分二次切削，吃刀深度為 =4mmpa查《切削用量簡明手冊(cè)》 ，進(jìn)給量 f=0.4mm/r （表 1.4）計(jì)算切削速度，耐用度 t=45min= = =161m/min (2.70m/s)vvvxympcktaf?0.18.50.3291.8544??確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：= = =15.72r/s (935r/min)sn10d??.73?6按機(jī)床取 =900r/min=15r/swn實(shí)際切削速度為 v=15r/s 車外圓時(shí) = =15.3s (0.26min)1mt4520.??123252(.7in)10.4mwllt snf??????車端面時(shí) 2t工序 II查《切削用量簡明手冊(cè)》 ，進(jìn)給量 f=0.36mm/rd 取 16mm 時(shí) v=14m/min 140.82/mintTvclvtk?????01142.9/min3.6tvnr???根據(jù) z525 鉆床說明書，可考慮選擇 ，故取27/icr?0.27/fr?.28/fmr??/incnr鉆、擴(kuò)孔時(shí) = =2.65min1cltf??91027.?鉸孔時(shí) 0.pa?/min9.6/incv?取09.6153234tvn??51.i95.7mt???工序 III 車削條件和參數(shù)跟工序 I 一致=t52.60.3min0.4s??工序 IV =mt(71).in5.s???工序 V 刀號(hào) YG6 查手冊(cè) 余量為 0.6mm取 f=0.56mm/r 0.632pa90/incvm?n= 194/in3.5r??根據(jù) CA6140 選 710mc實(shí)際切削速度?3.45710/incDvm???7?41930.21min7.56mt???工序 VI 由于銑的量為 21mm 故要三次粗銑，一次精銑分別為 128pa?34pa41pam?0.6/zfr0.25zf0.8zf12mincv3cv4cv9.80t??364i1490.1min2t?工序 VII 由圖可知余量為 11mm，故可分二次粗銑，一次精銑120.8mint?3.it工序Ⅷ：先用 鉆頭鉆通孔，再壙孔到 ，再叫空鉸孔到達(dá)所要求的精度4?6?查手冊(cè)，知鉆 孔時(shí) ，鉆 的鉆頭孔：10.42fmr?5.410.6fmr?73in3.6n??查手冊(cè)去標(biāo)準(zhǔn)值 18n鉸孔時(shí) 、 、 、 、 、.fr9vC0.2vZ?.vX.5vY、0.M18T80.20.31.56891min8vCs???3047i.cVrnd?取 54minr31212.5570.16min68040.24.8mLLtnfff??????????工序Ⅸ：由于鉆 4 個(gè) 孔，先用 的鉆頭鉆，然后再鉸孔9?.鉆孔時(shí)： 、1.fmr1incV鉸孔時(shí)： 、062?0?由于速度是一樣的所以3in.149cVnrd??查表可知道取 in85850.16.20.37min3920.2.mt?????工序Ⅹ： 、 兩外圓面，和 、 兩端面，使其達(dá)到所.174???0.6??9?.12034??要求的粗糙度。1 選擇砂輪：GB46ZR1A6P2 切許用量的選擇：N 砂=1500 、 V 砂=27.5minrms軸向進(jìn)給量 0.52afB?工件速度 16wvs徑向進(jìn)給量 雙行程r3 切削工時(shí)2601min10t LbZKsmVfwBr??A夾具設(shè)計(jì)：9設(shè)計(jì)加工 φ6H9mm 孔的鉆床夾具，本夾具將用于 Z3025B 型搖臂鉆床，刀具材料為高速鋼，在法蘭盤的外圓表面上加工孔。（一）、設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題　　　利用本夾具主要用來加工 φ6H9mm，這個(gè)孔內(nèi)表面的粗糙度要求為＝３．２，在加工前先加工 φ４mm 孔，且法蘭盤的 φ45h6mm 外圓表面和aRφ90mm 段兩側(cè)平面均已經(jīng)過半精加工。加工 φ6H9mm 孔的整個(gè)過程包括鉆、擴(kuò)、鉸三步，因此本工序的加工精度容易保證，主要考慮如何定位夾緊以節(jié)省操作時(shí)間提高生產(chǎn)率。（二）、夾具設(shè)計(jì)⒈定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖知，φ6H9mm 孔對(duì) φ90mm 段右側(cè)端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以 φ90mm 段右側(cè)端面為主要定位基準(zhǔn)面，　以φ45h6mm 外圓表面和 φ90mm 段一側(cè)小平面為輔助定位面，共限制７個(gè)自由度，其中與 φ6H9mm 孔軸線同方向的自由度被重復(fù)限制，但起到增強(qiáng)定位穩(wěn)定性的作用，因此這一定位方案可行。為了提高加工效率，將鉆套設(shè)計(jì)成快換鉆套，鉆模板也設(shè)計(jì)成鉸鏈?zhǔn)剑梢苑D(zhuǎn)以方便裝卸工件。⒉切削力及夾緊力計(jì)算鉆 φ４mm 孔時(shí)切削量最大，切削力和加緊力也最大，　這里只考慮鉆φ４mm 孔時(shí)的切削力和加緊力。刀具：高速鋼麻花鉆，φ４mm。鉆孔時(shí)的軸向力查文獻(xiàn)[ ２] 表 15-31， NFkyZCfdFF640.13.047.281.9,8,,..10????由于工件所受加緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿φ90mm 段較小平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開基面所需的夾緊力，lHfKLQ??18.9摩擦系數(shù) 查[4]表 3-19， =0.25。1f1f10安全系數(shù) ，54321K?式中 K ————基本安全系數(shù) 1.5；1K ————加工狀態(tài)系數(shù) 1.2；2K ————刀具鈍化系數(shù) 1.5，由文獻(xiàn)[4]表 3-20 查得；3K ————切削特點(diǎn)系數(shù) 1.0；4K ————考慮加緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù) 1.3。5L=20mm, H=42mm, l=34mm NQ9043425.026.118.9?????查文獻(xiàn)[4]表 3-26，知 d=10mm 的螺栓許用加緊力 ，因1許Qφ10mm 鉤型螺栓長度小于所需夾緊長度，為方便加緊，選用 φ16mm 的鉤型夾緊螺栓夾緊，夾緊螺母上鉆一 φ16mm 斜孔使之成為可快速拆裝的螺母 且定位套在 φ45h6mm 外圓段的定位套對(duì)工件有輔助支撐作用，使支撐更加穩(wěn)定，因此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。⒊定位誤差分析夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計(jì)的專用件，各定位面加工后對(duì) φ6H9mm 孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計(jì)。鉆孔位置主要由鉆套鉆模套引導(dǎo)，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻(xiàn)[4]表 3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm< ±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證。⒋夾具設(shè)計(jì)及操作說明夾具體上鉆模板采用的鉸鏈形式，鉆套采用快換形式均提高了加工生產(chǎn)效率。根據(jù)該法蘭盤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的定位套一次限制 5 個(gè)自由度，外加一定位支承板限制 2 個(gè)自由度，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用鉤形夾緊螺栓，操作方便。夾具體也是由定位夾緊需要設(shè)計(jì)而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。參考資料：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》《切削用量簡明手冊(cè)》11《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》《機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》