機(jī)床前橫架加工工藝及夾具(課程設(shè)計(jì))

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　------------設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)CA6140機(jī)床前橫架加工工藝及夾具</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)實(shí)在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)

2、環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。</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(duì)該零件零件圖的觀察分析可知該零件屬于箱體臺(tái)階類零件。下表面需

3、要進(jìn)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(jìn)行加工。其余4個(gè)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(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬┝慵纳a(chǎn)類型</p><p>　　零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 N=Qn(1+a+b)</p>

4、<p>　　其中，產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q=3000臺(tái)/年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量n=1件/臺(tái)，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(xué)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(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》第五章第一節(jié)，鑄鐵件的公差及機(jī)械加工余量按GB/T6414——1999確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。</p><p>　　鑄件公差等級(jí) 由該零件的技術(shù)要求可知，該鑄件的公差等級(jí)為普通級(jí)。</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(jī)械加工余量</b></p><p>　　查閱《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）》表12—3可知，該鑄件加工余量等級(jí)為5~7級(jí)，取6級(jí)。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(jié)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(shè)計(jì)毛坯圖</b></p><p>　　由零件圖可知，圖中除了標(biāo)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>　?。ㄈ┻x擇加工方法，制定工藝路線</p>

8、<p><b>　　定位基準(zhǔn)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(shè)計(jì)基準(zhǔn)。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，應(yīng)選擇上表面為定位基準(zhǔn)，即遵守“基準(zhǔn)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(jìn)行車削加工，所以加工下表面時(shí)選擇銑削加工</p><p>　　φ10.8的孔，選用搖臂鉆床進(jìn)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(jìn)行先表面的銑削，再進(jìn)行鉆孔和攻螺紋。</p><p

10、>　　工序I：以上表面為定位基準(zhǔn)，銑削下表面，保證22mm的尺寸。</p><p>　　工序II：以側(cè)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(shè)計(jì)</b></p><p>　　1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備</p><p><b>　　（1）選擇

12、機(jī)床</b></p><p>　　工序I選用立式銑床。型號(hào)為X51</p><p>　　工序II ,III選用搖臂鉆床，型號(hào)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(hào)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(jī)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(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。</p><p>　　由于孔加工選用的是標(biāo)準(zhǔn)的麻花鉆與絲錐，故不需用量具進(jìn)行測(cè)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(guān)，應(yīng)將毛坯余量分為各個(gè)工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸，中間工序尺寸按加工方法的經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)麻花鉆與標(biāo)準(zhǔn)絲錐。</p><p><b>　　各工序尺寸見下表。</b></p><p>　　（五）確定切削用量及基本時(shí)間</p><p>　　切削用量包括背吃刀量ap，進(jìn)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(shí)間的確定</p>&l

17、t;p>　　切削用量 本道工序?yàn)榇帚娤卤砻妗Ｒ阎庸げ牧蠟镠T200.機(jī)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(hào)為3，直徑d=28mm，l=45mm,L=147mm,（細(xì)）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(jìn)給量f 根據(jù)表5-144 根據(jù)：銑床的功率為4.5kW 細(xì)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(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)表2-17中公式計(jì)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(zhuǎn)速表5-72，選擇n=125r/min=2.08r/s</p><p>　　則實(shí)際切削速度v=0.18m/s,工作臺(tái)每

20、分鐘進(jìn)給量為</p><p>　　根據(jù)X51型銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表5-73，選擇則實(shí)際的每齒進(jìn)給量</p><p>　　校驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)表2-18的計(jì)算公式銑削時(shí)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(shí)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(shí)間為T=15.56 S</p>&l

22、t;p>　　2、工序II切削用量及基本時(shí)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?yàn)殂@孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進(jìn)行加工，刀具選用直柄短麻花鉆φ10.8用機(jī)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(zhǎng)l=95溝漕L1=47mm。</p><p>　　根據(jù)表5-127.鉆孔進(jìn)給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。</p><p>　　為避免損壞鉆頭，當(dāng)剛要鉆穿時(shí)應(yīng)該停止自動(dòng)走刀，改用手動(dòng)走刀。</p><p>　　根據(jù)表5-134，硬質(zhì)合金鉆頭鉆削不同材料的切削用量可知，硬質(zhì)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(zhuǎn)速：</b></p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床Z3025選轉(zhuǎn)速1600r/min</p><p>　　則實(shí)際切削速度V=54.29mm/min</p><p>　　根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員

25、手冊(cè)（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(shí)間的確定</p><p><b>　　1）鉆孔基本時(shí)間</b>&

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

27、3工序III（攻四個(gè)孔的螺紋）的切削用量及基本時(shí)間的確定</p><p><b>　　攻螺紋切削用量</b></p><p>　　攻螺紋選用M12機(jī)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(zhǎng)度l=29.0mm</p><p><b>　　總長(zhǎng)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(shí)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(zhuǎn)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(shí)間</b></p><p>　　由表2-30計(jì)算得：</p><p>　　Tj===0.09min=5.54S</p><p>　　Tj2=5.54*4=22.16S</p><p>　　本工序時(shí)間：Tj=Tj2=22.16s

31、</p><p>　　4,工序IV的切削用量及基本時(shí)間的確定</p><p><b>　　（1）切削用量</b></p><p><b>　　1）锪平φ25孔。</b></p><p>　　根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（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(hào)d*d1=25*8 L=76 c=1.2 H=5</p><p><b>　　莫氏錐柄號(hào)為2</b></p><p><b>　　材料為高速鋼</b></p><p>　　由《金屬機(jī)械加工工藝人員（第三版）》p926表28-10可知：</p>

33、<p>　　進(jìn)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(zhuǎn)速選擇n=125r/min</p><p>　　實(shí)際轉(zhuǎn)速為v=9.82m/min</p><p><b>　　2)鉆孔切削用量</

34、b></p><p>　　本工序?yàn)殂@孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進(jìn)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(shí)選用機(jī)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(zhǎng)l=95mm，溝漕L1=47mm。</p><p>　　根據(jù)表5-127.鉆孔進(jìn)給量f=0.

35、52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。</p><p>　　為避免損壞鉆頭，當(dāng)剛要鉆穿時(shí)應(yīng)該停止自動(dòng)走刀，改用手動(dòng)走刀。</p><p>　　根據(jù)表5-134，硬質(zhì)合金鉆頭鉆削不同材料的切削用量可知，硬質(zhì)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(zhuǎn)速：<

36、;/b></p><p>　　根據(jù)表5-62搖臂鉆床Z3025選轉(zhuǎn)速1600r/min</p><p>　　則實(shí)際切削速度V=54.29mm/min</p><p>　　根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（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(jī)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(zhǎng)度l=29.0mm</p><p><b>　　總長(zhǎng)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(shí)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(zhuǎn)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(shí)間的確定</p><p>　　1）锪孔基本時(shí)間由表2-26求得：</p><p><b>　　=3.6S</b></p><p><b>　　2）

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

42、;　　本工序時(shí)間為 Tj=Tj1+Tj2=3.6+2.125+5.54=11.265s</p><p>　　、工序II夾具設(shè)計(jì)及使用說明</p><p>　　確定夾具的的結(jié)構(gòu)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(gè)孔的位置度以及尺寸要求，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，兩尺寸方向分別選擇側(cè)邊為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　定位元件選擇支承釘，底面三個(gè)，左側(cè)面一個(gè)，里面兩個(gè)，實(shí)現(xiàn)完全定位。</p><p>　　定位誤差的分析和計(jì)算：</p><p>　　基準(zhǔn)不重合誤差，工序基準(zhǔn)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(zhǎng)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(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　為了引導(dǎo)刀具對(duì)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(jìn)行導(dǎo)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(shè)計(jì)：</b></p><p>　　夾緊元件，中間機(jī)構(gòu)，動(dòng)

46、力裝置。根據(jù)夾緊裝置設(shè)計(jì)的要求，為了垂直于主要定位基準(zhǔn)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(jì)算：</b></p><p>　　=1.2111.311=1.872</p><p>　　鉆孔切削力的計(jì)算：,,d=10.8mm,f=0.6mm/r,==,所以，=3101.2N</p>

47、;<p><b>　　實(shí)際所需夾緊力：</b></p><p><b>　?。?）夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　本夾具選用偏心壓板夾緊機(jī)構(gòu)，手柄的撥動(dòng)壓緊墊塊和工件之間的力，方便夾緊與裝卸。</p><p>　　（8）夾具體與機(jī)床連接</p><p>　　在夾具體下面的板上開有

48、2個(gè)槽，可以通過使用螺旋壓緊機(jī)構(gòu)與機(jī)床的T 形槽相連。</p><p><b>　?。?）使用說明</b></p><p>　　安裝工件時(shí)，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>　　（10）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</b></p><p>　　本夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。<

49、/p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)：</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了以前所學(xué)過的《工程制圖》，《互換性與測(cè)量技術(shù)》，《機(jī)械設(shè)計(jì)》，《機(jī)械制造基礎(chǔ)》，《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》，《機(jī)械原理》等學(xué)科的知識(shí)。參考資料：《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》?！稒C(jī)床夾具圖冊(cè)》以及《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》。</p><p>　　通