CA6140车床杠杆_说明书
一、序言
机械制造技术基础课程设计是我们在大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学习生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己以后将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予指导。
二、零件的分析
(一)、零件的作用
题目给出的零件是CA6140车床的杠杆。零件M6螺纹孔上端面连接着钢带,
内铡有一层酚醛石棉,用以增加摩擦制动力矩,达到制动效果。零件φ12.71.00+孔
上有钢球,连接着操纵齿杆,齿杆上有凹槽,当钢球处于中间位置时,主轴处于制动状态;当钢球连接操纵齿杆左边凹槽时,主轴正转;当钢球连接操纵齿杆右边凹槽时,主轴反转。所以,该零件的作用是通过控制零件上钢球在操纵齿杆上的位置控制主轴的正反转和制动。
(二)、零件的工艺分析
此车床杠杆主要是以φ25023.00+孔为中心对各个表面进行加工。其中的加工表
面包括:φ25023.00+孔及其左右两个端面、φ12.71.00+孔及其端面、M 8螺纹孔及其
上端尺寸为φ14的槽、M6螺纹孔及其倒角和上端面。
其中各个表面之间并没有太高的位置要求,只是对其标出一般的相对位置,
并无具体位置精度。而其他要求就是对φ25023.00+孔及其右端面、φ12.71.00+孔及其
端面、M 8螺纹孔上端尺寸为φ14的槽、M6螺纹孔上的倒角和上端面的一些表面粗糙度要求。
由以上分析可知,对上面所说的各个加工表面可以先加工出φ25023.00+孔的左
右两个端面和φ25023.00+孔,并保证他们的表面粗糙度要求,然后借助专用夹具加
工其余的各个加工表面,并保证他们的表面粗糙度要求和位置要求。
三、工艺规程设计
(一)、确定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。考虑到零件在工作中处于润滑状态,采用润滑效果较好的铸铁。由于年产量为5000件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,铸造表面质量的要求高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造。
(二)、基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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,加工工艺过程中问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。
1、粗基准的选择。
对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,尽可能选择不加工表面为粗基准。
可先选择本零件φ25023.00+孔的右端面为粗基准,粗铣一下左端面;再以φ25023.00
+孔的左端面为粗基准,粗铣和精铣右端面。端面可以消除三个自由度,其余三个
自由度可以由φ12.71.00+孔凸缘的下缘和右缘、以及φ45圆柱面左切点各消除一
个自由度。
2、精基准的选择。
对于本零件的精基准的选择,主要考虑基准重合原则和统一基准原则。可先
以φ25023.00+孔的右端面为精基准,消除三个自由度,φ12.71.00+孔凸缘的下缘和右
缘、以及φ45圆柱面左切点各消除一个自由度,钻、扩、铰φ25023.00+孔;再选
择φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,可消除五个自由度,另外一个自
由度可由φ12.71.00+孔凸缘的右缘或左端面消除,加工其余加工表面。同时,选择
精基准时也要考虑到便于装夹的问题。
(三)、制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用以专用机床、组合机床及专用夹具为主体组建的流水生产线,按工艺分散原则组织工艺过程,实现高生产率生产。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使
生产成本尽量降低。
1、工艺路线一:
工序一 粗铣φ25023.00+孔的左端面。
工序二 粗铣φ25023.00+孔的右端面。
工序三 精铣φ25023.00+孔的右端面。
工序四 钻、扩、铰φ25023.00+孔。
工序五 粗铣φ12.71.00+孔的端面。
工序六 钻、扩、铰φ12.71.00+孔。
工序七 钻M 8螺纹孔,锪φ14孔,攻M 8螺纹。
工序八 钻M 6螺纹孔,锪孔上的倒角,攻M 6螺纹。
工序九 粗铣M 6螺纹孔上端面。
工序十 精铣M 6螺纹孔上端面。
工序十一 检查。
2、工艺路线二:
工序一 粗铣φ25023.00+孔的左端面。
工序二 粗铣φ25023.00+孔的右端面。
工序三 精铣φ25023.00+孔的右端面。
工序四 钻、扩、铰φ25023.00+孔。
工序五 粗铣φ12.71.00+孔的端面。
工序六 钻、扩、铰φ12.71.00+孔。
工序七 粗铣M 6螺纹孔上端面。
工序八 精铣M 6螺纹孔上端面。
工序九 钻M 6螺纹孔,锪孔上的倒角,攻M 6螺纹。
工序十 钻M 8螺纹孔,锪φ14孔,攻M 8螺纹。
工序十一 检查。
比较上述两种工艺路线,第二种工艺路线不同于第一种的只是钻M 8螺纹孔、M 6螺纹孔与铣M 6螺纹孔上端面的顺序不同,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大的影响,只
是对生产效率有所影响。但总的来说,从提高效率和保证精度这两个前提下,同时考虑到装夹的方便,并且考虑毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问题,发现第一种工艺路线比较理想。所以,我决定以第一种工艺路线进行生产。
具体工艺路线如下:
工序一 以φ25023.00+孔的右端面为粗基准,φ12.71.00+孔凸缘的下缘和右
缘、以及φ45圆柱面左切点为辅助基准,粗铣φ25023.00+孔的左端面。 工序二
以φ25023.00+孔的左端面为粗基准,φ12.71.00+孔凸缘的下缘和右缘、以及φ45圆柱面左切点为辅助基准,粗铣φ25023.00+孔的右端面。 工序三
以φ25023.00+孔的左端面为粗基准,φ12.71.00+孔凸缘的下缘和右缘、以及φ45圆柱面左切点为辅助基准,精铣φ25023.00+孔的右端面。 工序四
以φ25023.00+孔的右端面为精基准,φ12.71.00+孔凸缘的下缘和右缘、以及φ45圆柱面左切点为辅助基准,钻、扩、铰φ25023.00+孔。 工序五
以φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,φ12.71.00+孔凸缘的右缘为辅助基准,粗铣φ12.71.00+孔的端面。 工序六
以φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,φ12.71.00+孔凸缘的右缘为辅助基准,钻、扩、铰φ12.71.00+孔。 工序七
以φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,φ12.71.00+孔左端面为辅助基准,钻M 8螺纹孔,锪φ14孔,攻M 8螺纹。 工序八
以φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,φ12.71.00+孔左端面为辅助基准,钻M 6螺纹孔,锪孔上的倒角,攻M 6螺纹。 工序九
以φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,φ12.71.00+孔左端面为辅助基准,粗铣M 6螺纹孔上端面。
工序十 以φ25023.00+孔的右端面和φ25023.00+孔为精基准,φ12.71.00+孔左端
面为辅助基准,精铣M 6螺纹孔上端面。
工序十一 检查。
(四)、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140车床杠杆的材料是HT200,重量约为0.85kg ,生产类型为大批生产,采用金属模铸造。
根据上述资料及加工工艺路线,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:
1、端面:φ25023.00+孔的左右两端面、φ12.71.00+孔端面及M6螺纹孔上端面。
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,取其端面长度余量均为2mm 。 铣削加工余量为:
粗铣 0.2mm
精铣 0mm
2、φ25023.00+孔。
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量如下: 钻孔 1mm
扩孔 0.15mm
铰孔 0mm
3、φ12.71.00+孔。
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量如下: 钻孔 0.6mm
扩孔 0.075mm
铰孔 0mm
4、M 8螺纹孔及M6螺纹孔。
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量如下: 钻孔 0.1mm
攻螺纹 0mm
其它尺寸直接由铸造得到。
由于本设计规定的零件为大批生产,应该采用调整法加工。因此在计算最大、最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确认。
综上所述,可得毛坯尺寸:φ25023.00+孔的左右两端面尺寸为34mm ;M6螺纹
孔上端面到φ25023.00+孔圆心尺寸为92。
(五)确定切削用量及基本工时
工件材料:HT200,σb =0.16GPa ,HB=190~241,铸造。
工序一: 粗铣φ25023.00+孔的左端面,无表面粗糙度要求。
机床:X6140卧式铣床。
刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。
查《切削用量简明手册》:
铣削深度:选择a p =2mm 。
每齿进给量:f =0.2mm/z 。
切削速度:根据V c =v pv v e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C ,算得 V c =98mm/s , n =439r/min ,V f =490mm/s 。 根据X6140卧式铣床参数,选择n c =475r/min , V fc =475mm/s ,则实际切削速度 V c =3.14×80×475/1000=119.3m/min ,实际进给量为f zc =V fc /n c z =475/(300×10)=0.16mm/z 。
校验机床功率:Pcc=1.1kw ,而机床所能提供功率Pcm>Pcc ,故校验合格。最终确定 a p =2mm ,n c =475r/min , V fc =475mm/s ,V c =119.3m/min ,f z =0.16mm/z 。
基本工时:t m =L/ V fc =(75+90)/475=0.35min 。 工序二:
粗铣φ25023.00+孔的右端面。
机床:X6140卧式铣床。
刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。
查《切削用量简明手册》:
铣削深度:选择a p =1.8mm 。
每齿进给量:f =0.2mm/z 。
切削速度:根据V c =v pv v e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C ,算得 V c =109mm/s , n =417r/min ,V f =466mm/s 。 根据X6140卧式铣床参数,选择n c =475r/min , V fc =475mm/s ,则实际切削速度
V c =3.14×80×475/1000=119.3m/min ,实际进给量
为f zc =V fc /n c z =475/(300×10)=0.16mm/z 。
校验机床功率:Pcc=1.1kw ,而机床所能提供功率Pcm>Pcc ,故
校验合格。最终确定 a p =1.8mm ,n c =475r/min ,
V fc =475mm/s ,V c =119.3m/min ,f z =0.16mm/z 。
基本工时:t m =L/ V fc =(75+90)/475=0.35min 。
工序三: 精铣φ25023.00+孔的右端面,保证表面粗糙度3.2。
机床:X6140卧式铣床。
刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。
查《切削用量简明手册》:
铣削深度:选择a p =0.2mm 。
每齿进给量:f =0.2mm/z 。
切削速度:根据V c =v pv v e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C ,算得 V c =15mm/s , n =61r/min ,V f =122mm/s 。 根据X6140卧式铣床参数,选择n c =75r/min , V fc =150mm/s ,则实际切削速度 V c =3.14×80×75/1000=19m/min ,实际进给量为 f zc =V fc /n c z =150/(75×10)=0.2mm/z 。
校验机床功率:Pcc=1.1kw ,而机床所能提供功率Pcm>Pcc ,故校验合格。最终确定 a p =0.2mm ,n c =75r/min , V fc =150mm/s ,V c =19m/min ,f z =0.2mm/z 。
基本工时:t m =L/ V fc =(75+90)/150=1.1min 。 工序四:
钻、扩、铰φ25023.00+孔。
机床:Z535立式钻床。
(1)钻φ23孔:
钻头:高速钢莫氏锥柄麻花钻。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f=0.25~0.40mm/r ,L/D =30/25=1.2<3,取 f=0.32mm/r 。
切削速度:v =10~18m/min ,n =138~249r/min , 取n w =195r/min ,实际切削速度为
v =1000w
w n d π=1000195
23??π=14m/min 。
基本工时:t 1=f n l l l w 21++=32
.01953230?++=0.56min 。 (2)扩φ23孔至φ24.7:
钻头:硬质合金莫氏锥柄扩孔钻。
查《切削用量简明手册》,
《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f=0.55~0.60mm/r ,L/D =30/25=1.2<3,取 f=0.57mm/r 。
切削速度:取n w =100r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=10001007.24??π=8m/min 。
基本工时:t 2=f n l l l w 21++=57.01003230?++=0.61min 。
(3)铰φ24.7至φ25023.00+,保证表面粗糙度1.6:
铰刀:硬质合金莫氏锥柄铰刀。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f =1.0~3.0mm/r ,L/D =30/25=1.2<3,取 f =1.22mm/r 。
切削速度:v =45~70m/min ,n =573~892r/min , 取n w =750r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=100075025??π=59m/min 。
基本工时:t 3=f n l l l w 21++=22.17503230?++=0.04min 。
本工序总工时:t m =t 1+t 2+t 3=1.21min 。 工序五:
粗铣φ12.71.00+孔的端面,保证表面粗糙度6.3。
机床:X6140卧式铣床。
刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。
查《切削用量简明手册》:
铣削深度:选择a p =2mm 。
每齿进给量:f =0.2mm/z 。
切削速度:根据V c =v pv v e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C ,算得
V c =98mm/s , n =439r/min ,V f =490mm/s 。 根据X6140卧式铣床参数,选择n c =475r/min , V fc =475mm/s ,则实际切削速度 V c =3.14×80×475/1000=119.3m/min ,实际进给量为f zc =V fc /n c z =475/(300×10)=0.16mm/z 。
校验机床功率:Pcc=1.1kw ,而机床所能提供功率Pcm>Pcc ,故校验合格。最终确定 a p =2mm ,n c =475r/min , V fc =475mm/s ,V c =119.3m/min ,f z =0.16mm/z 。
基本工时:t m =L/ V fc =30/475=0.06min 。 工序六:
钻、扩、铰φ12.71.00+孔。
机床:Z535立式钻床。
(1)钻φ11.5孔:
钻头:高速钢群钻。钻头直径d =11.5mm ,尖高h =0.69mm ,圆弧半径R =1.5mm ,外刃长l =3.11mm ,横刃长b =0.46mm ,外刃锋角2?=135°,内刃锋角2'?=120°,横刃斜角ψ=65°,内刃前角τγ=-10°,内刃斜角τ=20°,外刃后角15=α°,圆弧后角R α=18°。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:查表5-22,当铸铁的强度为200~241HBS ,d 0=φ11.5时,f =0.10~0.18mm/r 。由于本零件在加工φ11.5孔时属于低刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则 f =(0.12~0.18)×0.75=0.09~0.14mm/r ,查表4-10,根据Z535机床说明书,取f =0.11mm/r 。
切削速度:查表5-22,v =10~18m/min ,n =w d v π1000=277~
498r/min ,查表4-9,根据Z535机床说明书,取
n w =400r/min ,实际切削速度为
v =1000w
w n d π=1000
400
5.11??π=14.4m/min 。 基本工时:L =
6.7,t 1=f n L w =11
.04007.6?=0.15min 。 (2)扩φ11.5孔至φ12.55:
钻头:高速钢群钻。利用φ12.55的钻头对φ11.5的孔进行扩钻。 查《切削用量简明手册》,
《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:扩钻的进给量可根据钻孔的进给量选取
f =(1.2~1.8)f 钻=(1.2~1.8)×0.11=0.132~
0.198mm/r ,取f =0.15mm/r 。
切削速度:扩钻的切削速度可根据钻孔的切削速度选取
v =(1/2~1/3)v 钻,n w =(1/2~1/3)n 钻,所以有
n w =(1/2~1/3)×400=133~200r/min ,查表4-9,
根据Z535机床说明书,取n w =140r/min ,实际切削
速度为v =1000
w
w n d π=100014055.12??π=5.5m/min 。 基本工时:L =6.7,t 2=f n L
w =15
.01407.6?=0.32min 。 (3)铰φ12.55至φ12.71.00+,保证表面粗糙度6.3:
铰刀:高速钢铰刀。
查《切削用量简明手册》,
《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:查表5-27,a p =0.075mm 时,查表4-10,根据Z535
机床说明书,取f =0.96mm/r 。
切削速度:查表5-27,a p =0.075mm ,f =1.0mm/r 时,v =
12.6m/min ,则n =w
d v π1000=316r/min ,查表4-9,
根据Z535机床说明书,取n w =275r/min ,实际切削
速度为v =1000
w
w n d π=10002757.12??π=11m/min 。 基本工时:L =6.7,t 2=f n L
w =96
.02757.6?=0.03min 。 (4)用φ12.7钢球对其进行检查。
本工序总工时:t m =t 1+t 2+t 3=0.5min 。 工序七:
钻M 8螺纹孔,锪φ14孔,加工M 8螺纹。
(1)φ6孔:
钻头:高速钢深孔钻。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f=0.10~0.18mm/r ,L/D =16/6=2.7<3,取 f=0.11mm/r 。
切削速度:v =10~18m/min ,n =138~249r/min , 取n w =195r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=10001956??π=3.7m/min 。
基本工时:t 1=f n l l l w 21++=11.01953216?++=0.98min 。
(2)锪φ14孔,加工深度3mm ,保证表面粗糙度3.2:
钻头:高速钢平面锪钻。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f=0.10~0.15mm/r ,L/D =16/6=2.7<3,取 f=0.15mm/r 。
切削速度:v =12~25m/min ,n =273~569r/min ,取n w =400r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=100040014??π=17.6m/min 。
基本工时:t 2=f n l l w 21+=15
.040032?+=0.08min 。 (3)攻M 8螺纹:
丝锥:高速钢细柄机用丝锥。
查《切削用量简明手册》,
《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:因为螺距为1.25mm ,所以f=1.25mm/r 。
切削速度:v =8.0m/min ,n =314r/min 。取 n w =275r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=10002758??π=6.5m/min 。
基本工时:t 3=f n l l l w 21++=25.12753216?++=0.06min 。
本工序总工时:t m =t 1+t 2+t 3=1.12min 。 工序八:
钻M 6螺纹孔,锪孔上的倒角,攻M 6螺纹。
(1)φ4.5孔:
钻头:高速钢麻花钻。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f=0.05~0.10mm/r ,L/D =20/4.5=4.4>3,取 f=0.11mm/r 。
切削速度:v =10~18m/min ,n =138~249r/min , 取n w =195r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=10001955.4??π=2.8m/min 。
基本工时:t 1=f n l l w 1+?2=11.0195220?+?2=2.05min 。
(2)锪孔上的倒角,加工深度2mm ,保证表面粗糙度6.3:
钻头:高速钢120°锥面锪钻。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:f=0.10~0.15mm/r ,L/D =20/4.5=4.4>3,取
f=0.11mm/r 。
切削速度:v =12~25m/min ,n =273~569r/min ,取n w =
400r/min ,实际切削速度为
v =1000w
w n d π=1000400
6??π=7.5m/min 。
基本工时:t 2=f n l l w 21+?2=11.040022?+?2=0.18min 。
(3)攻M 6螺纹:
丝锥:高速钢细柄机用丝锥。
查《切削用量简明手册》, 《机械制造技术基础课程设计指导教程》:
进给量:因为螺距为1.0mm ,所以f=1.0mm/r 。
切削速度:v =6.9m/min ,n =366r/min 。取 n w =400r/min ,实际切削速度为 v =1000w w n d π=10004006??π=7.5m/min 。
基本工时:t 3=f n l l w 1+?2=1400220?+?2=0.11min 。
本工序总工时:t m =t 1+t 2+t 3=2.34min 。 工序九:
粗铣M 6螺纹孔上端面。
机床:X6140卧式铣床。
刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。
查《切削用量简明手册》:
铣削深度:选择a p =1.8mm 。
每齿进给量:f =0.2mm/z 。
切削速度:根据V c =v pv v e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C ,算得 V c =109mm/s , n =417r/min ,V f =466mm/s 。 根据X6140卧式铣床参数,选择n c =475r/min , V fc =475mm/s ,则实际切削速度 V c =3.14×80×475/1000=119.3m/min ,实际进给量
为f zc =V fc /n c z =475/(300×10)=0.16mm/z 。
校验机床功率:Pcc=1.1kw ,而机床所能提供功率Pcm>Pcc ,故
校验合格。最终确定 a p =1.8mm ,n c =475r/min ,
V fc =475mm/s ,V c =119.3m/min ,f z =0.16mm/z 。
基本工时:t m =L/ V fc =40/475=0.08min 。
工序十: 精铣M 6螺纹孔上端面。
机床:X6140卧式铣床。
刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。
查《切削用量简明手册》:
铣削深度:选择a p =0.2mm 。
每齿进给量:f =0.2mm/z 。
切削速度:根据V c =v pv
v e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C ,
算得 V c =15mm/s , n =61r/min ,V f =122mm/s 。
根据X6140卧式铣床参数,选择n c =75r/min ,
V fc =150mm/s ,则实际切削速度
V c =3.14×80×75/1000=19m/min ,实际进给量为
f zc =V fc /n c z =150/(75×10)=0.2mm/z 。
校验机床功率:Pcc=1.1kw ,而机床所能提供功率Pcm>Pcc ,故
校验合格。最终确定 a p =0.2mm ,n c =75r/min ,
V fc =150mm/s ,V c =19m/min ,f z =0.2mm/z 。
基本工时:t m =L/ V fc =40/150=0.27min 。
工序十一:检查。
四、夹具设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量。经我组分工和老师协商指导,决定我
对第六道工序——钻、扩、铰φ12.71.00+孔,设计专用夹具。本夹具将用在Z535
钻床,刀具为高速钢刀具,群钻和铰刀,对工件进行钻、扩、铰孔。
(一)、问题的提出
本夹具主要用来加工φ12.71.00+孔。零件对该孔没有位置精度要求,只需保证
其最后表面粗糙度为6.3。所以,在本道工序加工时,应主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题。
(二)、夹具的设计
1、定位基准的选择。
由零件图可知,φ12.71.00+孔与φ25023.00+孔之间只有相对位置要求,位置精度
要求不高,而且φ25023.00+孔及其右端面均已精加工过,所以应该选择φ25023.00+孔
及其右端面为主要定位基准。采用大平面短圆柱销为主要定位元件,再用一个六角头支承定位,共限制工件六个自由度。选用螺旋夹紧机构。
2、切削力及夹紧力的确定。
查《金属切削机床夹具设计手册》表3-54,由切削力计算公式:p x K Ds p 8.03.43=,及切削扭矩计算公式: P K s D M 8.0221=,
式中 D --------钻头直径(12.7mm )
s ---------每转进给量(0.96mm )
P K --------修正系数,P K =6.06.0)150
200()150(=HB 19.1= 求得 4.63319.196.07.123.438.0=???=x p kgf
7.390119.196.07.12218.02=???=M kgf ·mm
在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。6543210K K K K K K K K =
式中 0K --------基本安全系数,取1.5
1K --------加工状态,取1.2
2K --------刀具钝化系数,取1.4
3K --------切削特点系数,取1.0
4K --------考虑夹紧动力稳定性系数,取1.2
5K --------考虑手动夹紧时手柄位置的系数,取1.2
6K --------考虑支承面接触情况的系数,取1.0
求得 63.30.12.12.10.14.12.15.1=??????=K
2.22994.6336
3.3=?=='x x KP p kgf
2.141637.39016
3.3=?=='KM M kgf ·mm
根据《机械制造工艺设计简明手册》沿螺旋轴线作用的夹紧力的回归方程
F j=k t T s,
式中F j--------螺栓夹紧力
k t--------力矩系数
T s--------作用在螺母上的力矩
求得F j =5×2000=10000N
3、定位误差分析。
短圆柱销与孔配合的最大间隙为0.025mm,钻套与衬套配合的最大间隙为0.022mm,钻模与定位轴配合的最大间隙为0.021mm。
所以△max=(0.0252+0.0222+0.0212)1/2=0.039mm
e=(H/2+h+b)×△max/H=0.039×7/8=0.034mm
可见这种定位方案是可行的。
4、夹具设计及操作的简要说明。
如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率,降低劳动强度。本夹
孔。在大平面短圆柱销和支承钉的作用下实现具用于在立式钻床上加工φ12.71.0
完全定位,采用螺母及垫圈手动夹紧工件。
钻床夹具的装配图及具体零件图分别见图纸。
五、小结
在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率和降低劳动强度。夹具的设计应力求结构简单,操作方便于,成本较低。
这次设计是对已学的专业课程的一次总体检验,对《机械原理》、《机械设计》、《机械制造技术基础》、《机械制造装备设计》等主干基础专业课的一次总体综合要求。通过这次设计,我对本专业的一些基础课的理解更深刻了,同时还掌握了利用已学专业基础理论知识,对机械加工工艺的选择和机床专用夹具的设计。这次的课程设计不但是对以前学过的专业基础理论知识进行一次有联系的复习,还是对以前学过的专业基础理论知识的一次综合性应用。这次是第一次采用CAD 电脑绘图的课程设计,既能充分复习对CAD的应用和操作,又能为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。
最后,非常感谢张建老师的指导和帮助,还有同学们对我的帮助,使得这次的设计能够顺利的进行,非常感谢!
参考文献
[1]《机械制造技术基础课程设计指导教程》邹青主编,机械工业出版社,2006.7第一版。
[2]《机械制造技术基础》于骏一邹青主编,机械工业出版社,2007.1第一版。
[3]《机械制造装备设计》冯辛安主编,机械工业出版社,2006.6第二版。
[4]《工程材料及成形技术基础》吕广庶张远明主编,高等教育出版社,2001.9第一版。
[5]《互换性与技术测量》廖念钊古莹菴莫雨松李硕根杨兴骏主编,中国计量出版社,2000.1第四版。
[6]《画法几何与机械制图》冯开平左宗义主编,华南理工大学出版社,2001.9第一版。
[7] 《机械制造工艺设计简明手册》李益明主编,机械工业出版社,1994.7第一版。
[8]《切削用量简明手册》艾兴肖诗纲主编,机械工业出版社。2004.2第三版。
[9]《机床夹具设计》林文焕陈本通主编,国防工业出版社,1987.8第一版。