機床前橫架加工工藝及夾具(課程設計)

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　------------設計題目：設計CA6140機床前橫架加工工藝及夾具</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機械制造技術基礎課程設計實在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學

2、環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝及未來從事的工作打下了良好的基礎。</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p>　?。ㄒ唬┣皺M架的工藝分析。</p><p>　　通過對該零件零件圖的觀察分析可知該零件屬于箱體臺階類零件。下表面需

3、要進行銑削加工，表面粗糙度Ra=25。由于要保證M12螺紋孔與上表面的尺寸以及該孔的位置度誤差，所以上表面不易加工，故不進行加工。其余4個M12的螺紋孔加工也很容易。所以該零件的工藝性較好。</p><p>　　二、零件工藝規(guī)程設計</p><p>　　（一）零件的生產(chǎn)類型</p><p>　　零件的生產(chǎn)綱領為 N=Qn(1+a+b)</p>

4、<p>　　其中，產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q=3000臺/年，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量n=1件/臺，每天單班生產(chǎn)。</p><p>　?。ǘ┣皺M架的毛坯的制造形式。</p><p>　　由零件圖知該零件材料為HT200.考慮到該材料的力學性能，故選用鑄件毛坯；零件尺寸不大，故選用金屬型鑄造。</p><p><b>　　毛坯尺寸和公差。</b>

5、</p><p>　　參見《機械制造技術基礎課程設計指南》第五章第一節(jié)，鑄鐵件的公差及機械加工余量按GB/T6414——1999確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。</p><p>　　鑄件公差等級 由該零件的技術要求可知，該鑄件的公差等級為普通級。</p><p>　　零件表面粗糙度 由零件圖可知該零件下表面Ra=25，其余的不用加

6、工。</p><p><b>　　確定機械加工余量</b></p><p>　　查閱《金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）》表12—3可知，該鑄件加工余量等級為5~7級，取6級。再查閱表12-2可知，加工底面，加工余量為3。</p><p><b>　　3、確定毛坯尺寸</b></p><p>　　分

7、析本零件，結合上面得到的加工余量可知，毛坯在加工方向的尺寸為22+3=25mm。其余表面不用加工，所以不留余量。</p><p><b>　　4、設計毛坯圖</b></p><p>　　由零件圖可知，圖中除了標注的圓角R10之外，所有未注的圓角均為R3，所以毛坯圖如下。</p><p>　　（三）選擇加工方法，制定工藝路線</p>

8、<p><b>　　定位基準的的選擇</b></p><p>　　本零件需加工下表面，保證厚度尺寸22mm，上表面是設計基準。為了避免基準不重合誤差，應選擇上表面為定位基準，即遵守“基準重合”的原則。</p><p>　　零件表面加工方法的選擇</p><p>　　本零件需加工下表面，并鉆孔，攻螺紋。</p><

9、p>　　下表面，由于本零件的形狀不適合進行車削加工，所以加工下表面時選擇銑削加工</p><p>　　φ10.8的孔，選用搖臂鉆床進行加工，并用φ12mm的絲錐攻螺紋。</p><p><b>　　制訂工藝路線</b></p><p>　　根據(jù)先面后孔的原則，本零件先進行先表面的銑削，再進行鉆孔和攻螺紋。</p><p

10、>　　工序I：以上表面為定位基準，銑削下表面，保證22mm的尺寸。</p><p>　　工序II：以側面定位。鉆φ10.8*4的孔，用φ12mm的絲錐攻螺紋。 </p><p><b>　　并倒角。</b></p><p>　　工序III：用φ12mm的絲錐攻螺紋。 </p><p>　　工序IV：以上

11、表面定位，鉆φ10.8的孔，孔心距離上表面27mm。并保證位置度誤差φ0.1mm。锪φ25的孔，再用φ12mm的絲錐攻螺紋。</p><p>　　工序V：倒角去毛刺，檢查工件</p><p><b>　?。ㄋ模┕ば蛟O計</b></p><p>　　1選擇加工設備與工藝設備</p><p><b>　?。?）選擇

12、機床</b></p><p>　　工序I選用立式銑床。型號為X51</p><p>　　工序II ,III選用搖臂鉆床，型號Z3052</p><p><b>　?。?）選擇夾具</b></p><p>　　工序I選用通用夾具即可</p><p>　　工序II，III選用專用夾具。&l

13、t;/p><p><b>　　選擇刀具</b></p><p>　　銑刀按表5-100選擇莫氏錐柄立銑刀，莫氏錐柄號為2，直徑d=18mm，l=32mm,L=117mm,齒數(shù)z=6粗銑留余量1.5mm。</p><p>　　鉆φ10.8mm孔，選用莫氏φ10.8麻花鉆.</p><p>　　攻M12螺紋，選用機用絲錐φ12m

14、m</p><p><b>　　選用量具</b></p><p>　　銑下表面選用分度值0.05mm的游標卡尺進行測量。</p><p>　　由于孔加工選用的是標準的麻花鉆與絲錐，故不需用量具進行測量。</p><p><b>　　2，確定工序尺寸</b></p><p>　

15、　確定下表面的工序尺寸</p><p>　　工序尺寸與加工余量有關，應將毛坯余量分為各個工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸，中間工序尺寸按加工方法的經(jīng)濟精度確定。</p><p>　　本零件下表面的加工余量工序尺及表面粗糙度見下表。</p><p><b>　　鉆孔工序尺寸</b></p><p>　　先鉆孔，后攻螺

16、紋，采用標準麻花鉆與標準絲錐。</p><p><b>　　各工序尺寸見下表。</b></p><p>　?。ㄎ澹┐_定切削用量及基本時間</p><p>　　切削用量包括背吃刀量ap，進給量f和切削速度v。確定順序是先確定ap，f，再確定v。</p><p>　　工序I切削用量及基本時間的確定</p>&l

17、t;p>　　切削用量 本道工序為粗銑下表面。已知加工材料為HT200.機床為X51銑床。工件安裝采用專用夾具。</p><p>　　1）確定粗銑下表面，留余量1.5mm的切削用量。根據(jù)表5-100所選刀具為莫氏錐柄立銑刀，莫氏錐柄號為3，直徑d=28mm，l=45mm,L=147mm,（細）齒數(shù)z=6粗銑留余量1.5mm。</p><p>　　前角γ0為0后角α0為7度，刀齒斜角λs

18、=-10，主刃Κr=50，過渡刃Κrε=30，過渡刃寬度bε=1.5mm。</p><p>　　i確定背吃刀量ap 粗銑單邊余量為1.5mm，顯然ap=1.5mm</p><p>　　ii 確定進給量f 根據(jù)表5-144 根據(jù)：銑床的功率為4.5kW 細齒銑刀 確定f=0.12mm/Z 所以f=0.72mm/r</p><p>　　iii 確定切削速度v和工作

19、臺每分鐘進給量 根據(jù)表2-17中公式計算 </p><p>　　式中，，，，，，，m=0.25,,,,z=6,,</p><p>　　T=90min（表5-149）,d=28mm</p><p>　　根據(jù)X51型銑床主軸轉速表5-72，選擇n=125r/min=2.08r/s</p><p>　　則實際切削速度v=0.18m/s,工作臺每

20、分鐘進給量為</p><p>　　根據(jù)X51型銑床工作臺進給量表5-73，選擇則實際的每齒進給量</p><p>　　校驗機床功率。根據(jù)表2-18的計算公式銑削時的功率為</p><p><b>　　，,</b></p><p>　　,,X51型銑床的功率為4.5KW,故所選切削用量可以采用，確定切削用量為</p&

21、gt;<p>　　，，n=210r/min=2.08r/s，v=0.18m/s</p><p>　　基本時間：根據(jù)表2-28，</p><p><b>　　式中,,</b></p><p>　　需要二次走刀Tj1=7.28min</p><p>　　本工序時間為T=15.56 S</p>&l

22、t;p>　　2、工序II切削用量及基本時間的確定</p><p><b>　　切削用量</b></p><p>　　1)鉆孔切削用量 </p><p>　　本工序為鉆孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進行加工，刀具選用直柄短麻花鉆φ10.8用機用絲錐φ12。</p><p>　　鉆φ10.8孔選用直柄短麻花鉆，

23、材料為高速鋼，根據(jù)表5-84查得：φ10.8柄麻花鉆總長l=95溝漕L1=47mm。</p><p>　　根據(jù)表5-127.鉆孔進給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。</p><p>　　為避免損壞鉆頭，當剛要鉆穿時應該停止自動走刀，改用手動走刀。</p><p>　　根據(jù)表5-134，硬質合金鉆頭鉆削不同材料的切削用量可知，硬質合金鉆頭鉆削灰

24、鑄鐵是的切削速度Vc為50~70mm/min，取Vc=60mm/min，用乳化液做冷卻液。</p><p><b>　　轉速：</b></p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床Z3025選轉速1600r/min</p><p>　　則實際切削速度V=54.29mm/min</p><p>　　根據(jù)《金屬機械加工工藝人員

25、手冊（第三版）》表9-5查得鉆床功率2.2kw.</p><p>　　所以最終確定該工序的切削用量為：</p><p>　　f=0.6mm/r Vc=54.29m/min N=1600r/min Pc=2.2kw</p><p>　?。?）基本時間的確定</p><p><b>　　1）鉆孔基本時間</b>&

26、lt;/p><p>　　根據(jù)表2-26計算得</p><p><b>　　S</b></p><p>　　Tj1=2.125s*4=8.5s</p><p><b>　　本工序時間：</b></p><p>　　Tj=Tj1=8.5s</p><p>　　

27、3工序III（攻四個孔的螺紋）的切削用量及基本時間的確定</p><p><b>　　攻螺紋切削用量</b></p><p>　　攻螺紋選用M12機用絲錐。根據(jù)表5-97查得：</p><p>　　絲錐公稱直徑d=12.0mm</p><p>　　螺距p=1.75mm</p><p>　　錐柄直徑

28、d1=9.00mm</p><p>　　螺紋部分長度l=29.0mm</p><p><b>　　總長L=89mm</b></p><p>　　方頭a=7.10mm</p><p><b>　　L2=10mm</b></p><p>　　根據(jù)表5-142查得：</p&g

29、t;<p>　　d=12 p=1.75 材料為灰鑄鐵攻螺紋時切削速度</p><p>　　V=9.6m/min=160mm/s </p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床主軸轉速選n=250r/min</p><p>　　所以V=9.42m/min</p><p>　　攻螺紋的切削用量為f=1.75mm,n=250r/mi

30、n,d=12,Pc=2.2kw</p><p><b>　　攻螺紋基本時間</b></p><p>　　由表2-30計算得：</p><p>　　Tj===0.09min=5.54S</p><p>　　Tj2=5.54*4=22.16S</p><p>　　本工序時間：Tj=Tj2=22.16s

31、</p><p>　　4,工序IV的切削用量及基本時間的確定</p><p><b>　?。?）切削用量</b></p><p><b>　　1）锪平φ25孔。</b></p><p>　　根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）》查得改工序選用高速鋼莫氏短錐柄平底锪鉆。P613表20-34基本參數(shù)

32、如下：</p><p>　　锪鉆代號d*d1=25*8 L=76 c=1.2 H=5</p><p><b>　　莫氏錐柄號為2</b></p><p><b>　　材料為高速鋼</b></p><p>　　由《金屬機械加工工藝人員（第三版）》p926表28-10可知：</p>

33、<p>　　進給量f=0.78~0.96m/r取f=0.8mm/r</p><p><b>　　由切削速度公式</b></p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床的轉速選擇n=125r/min</p><p>　　實際轉速為v=9.82m/min</p><p><b>　　2)鉆孔切削用量</

34、b></p><p>　　本工序為鉆孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進行加工，刀具選用直柄短麻花鉆φ10.8，材料為高速鋼。攻螺紋時選用機用絲錐φ12。</p><p>　　鉆φ10.8孔選用直柄短麻花鉆，材料為高速鋼，根據(jù)表5-84查得：φ10.8直柄短麻花鉆總長l=95mm，溝漕L1=47mm。</p><p>　　根據(jù)表5-127.鉆孔進給量f=0.

35、52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。</p><p>　　為避免損壞鉆頭，當剛要鉆穿時應該停止自動走刀，改用手動走刀。</p><p>　　根據(jù)表5-134，硬質合金鉆頭鉆削不同材料的切削用量可知，硬質合金鉆頭鉆削灰鑄鐵是的切削速度Vc為50~70mm/min，取Vc=60mm/min，用乳化液做冷卻液。</p><p><b>　　轉速：<

36、;/b></p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床Z3025選轉速1600r/min</p><p>　　則實際切削速度V=54.29mm/min</p><p>　　根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）》查得鉆床功率2.2kw.</p><p>　　所以最終確定該工序的切削用量為：</p><p>　　f

37、=0.6mm/r Vc=54.29m/min N=1600r/min Pc=2.2kw</p><p><b>　　3）攻螺紋切削用量</b></p><p>　　攻螺紋選用M12機用絲錐。根據(jù)表5-97查得：</p><p>　　絲錐公稱直徑d=12.0mm</p><p>　　螺距p=1.75mm</p

38、><p>　　錐柄直徑d1=9.00mm</p><p>　　螺紋部分長度l=29.0mm</p><p><b>　　總長L=89mm</b></p><p>　　方頭a=7.10mm</p><p><b>　　L2=10mm</b></p><p>

39、　　根據(jù)表5-142查得：</p><p>　　d=12 p=1.75 材料為灰鑄鐵攻螺紋時切削速度</p><p>　　V=9.6m/min=160mm/s </p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床主軸轉速選n=250r/min</p><p>　　所以V=9.42m/min</p><p>　　攻螺紋的切削

40、用量為:</p><p>　　f=1.75mm, n=250r/min, d=12, Pc=2.2kw</p><p>　　(2)基本時間的確定</p><p>　　1）锪孔基本時間由表2-26求得：</p><p><b>　　=3.6S</b></p><p><b>　　2）

41、鉆孔基本時間</b></p><p>　　根據(jù)表2-26計算得</p><p><b>　　S</b></p><p>　　3）、攻螺紋基本時間</p><p>　　由表2-30計算得：</p><p>　　Tj2===0.09min=5.54S</p><p>

42、;　　本工序時間為 Tj=Tj1+Tj2=3.6+2.125+5.54=11.265s</p><p>　　、工序II夾具設計及使用說明</p><p>　　確定夾具的的結構方案，繪制裝配草圖：</p><p><b>　　布置圖面</b></p><p>　　確定定位方案，選擇定位元件。</p><

43、p>　　本工序要求保證四個孔的位置度以及尺寸要求，根據(jù)基準重合原則，兩尺寸方向分別選擇側邊為定位基準。</p><p>　　定位元件選擇支承釘，底面三個，左側面一個，里面兩個，實現(xiàn)完全定位。</p><p>　　定位誤差的分析和計算：</p><p>　　基準不重合誤差，工序基準的位移誤差，兩者之和為定位誤差</p><p><b

44、>　　即： =+</b></p><p>　　鉸鏈連接處鉸鏈軸和鉸鏈支座之間的配合尺寸為（即鉸鏈支座孔：鉸鏈軸：）鉆模板與鉸鏈軸的配合尺寸為即孔軸，鉆模板與支座之間的配合尺寸為即支座：鉆模板，=0所以=0.025+0.016+0.025+0.016=0.042mm，在寬度方向上定位誤差為：0.042mm在長度方向上的定位誤差為：0.050mm,滿足孔的位置度的要求。故該方案可行。<

45、/p><p><b>　　導向裝置設計：</b></p><p>　　為了引導刀具對工件的加工，可提高加工孔的形狀精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。故使用鉆套進行導向，以確定夾具及工件的位置。選擇快換鉆套，</p><p><b>　　夾緊裝置的設計：</b></p><p>　　夾緊元件，中間機構，動

46、力裝置。根據(jù)夾緊裝置設計的要求，為了垂直于主要定位基準面并與重力方向一致，所以選擇向下的夾緊力方向。位置的選擇</p><p><b>　　夾緊力的計算：</b></p><p>　　=1.2111.311=1.872</p><p>　　鉆孔切削力的計算：,,d=10.8mm,f=0.6mm/r,==,所以，=3101.2N</p>

47、;<p><b>　　實際所需夾緊力：</b></p><p><b>　?。?）夾緊機構</b></p><p>　　本夾具選用偏心壓板夾緊機構，手柄的撥動壓緊墊塊和工件之間的力，方便夾緊與裝卸。</p><p>　?。?）夾具體與機床連接</p><p>　　在夾具體下面的板上開有

48、2個槽，可以通過使用螺旋壓緊機構與機床的T 形槽相連。</p><p><b>　?。?）使用說明</b></p><p>　　安裝工件時，松開螺母，將工件安裝在定位銷上，擰緊螺母夾緊工件。</p><p><b>　?。?0）結構特點</b></p><p>　　本夾具結構簡單，操作方便。<

49、/p><p><b>　　設計小結：</b></p><p>　　這次設計，綜合運用了以前所學過的《工程制圖》，《互換性與測量技術》，《機械設計》，《機械制造基礎》，《機械制造裝備設計》，《機械原理》等學科的知識。參考資料：《金屬機械加工工藝人員手冊》，《機床夾具設計手冊》?！稒C床夾具圖冊》以及《機械制造基礎課程設計指南》。</p><p>　　通