前橫架加工工藝及鉆M12底孔夾具設計

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課程設計說明書 設計題目：設計CA6140機床前橫架加工工藝及夾具 設計者： 班級： 學號： 指導教師： 20009年6月 序言 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。。 一， 零件的工藝分析。 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的螺紋孔加工業(yè)很容易。所以該零件的工藝性較好。 二， 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖。 1. 選擇毛坯 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，零件尺寸不大。故選用金屬型鑄造。。 2. 確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差。 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/T6141——19999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。 （1） 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。 （2） 零件表面粗糙度 由零件圖可知該零件下表面Ra=25，其余的不用加工。 3. 確定機械加工余量 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4.。 4，確定毛坯尺寸 分析本零件，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+4=26mm。其余表面不用加工，所以不留余量。 5，設計毛坯圖 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R5，所以毛坯圖如下。 三， 選擇加工方法，制定工藝路線 1， 定位基準的的選擇 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。 2， 零件表面加工方法的選擇 本零件需加工下表面，并鉆孔，攻螺紋。 （1） 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 （2） φ10.8的孔，選用搖臂鉆床進行加工，并用φ12mm的絲錐攻螺紋。 3， 制訂工藝路線 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。 工序I：以上表面為定位基準，銑削下表面，保證22mm的尺寸。 工序II：以側面定位。鉆φ10.8*4的孔，并用φ12mm的絲錐攻螺紋。 工序III：以上表面定位，鉆φ10.8的孔，孔心距離上表面27mm。并保證位置度誤差φ0. 1mm。再用φ12mm的絲錐攻螺紋。 工序IV：按照零件圖的尺寸及要求進行檢驗。 四， 工序設計 1選擇加工設備與工藝設備 （1）選擇機床 工序I選用立式銑床。型號為X51 工序II ,III選用搖臂鉆床，型號3052 （2）選擇夾具 工序I選用通用夾具即可 工序II，III選用專用夾具。 （3） 選擇刀具 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。 鉆φ10.8mm孔，選用莫氏φ10.8麻花鉆. 攻M12螺紋，選用機用絲錐φ12mm （4） 選用量具 銑下表面選用分度值0.05mm的游標卡尺進行測量。 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。 2，確定工序尺寸 （1） 確定下表面的工序尺寸 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。 本零件下表面的加工余量工序尺及表面粗糙度見下表。 加工表面 加工余量 工序尺寸 表面粗糙度 下表面 1.5 55.5 —— 下表面 —— 54 Ra25 （2） 鉆孔工序尺寸 先鉆孔，后攻螺紋，采用標準麻花鉆與標準絲錐。 各工序尺寸見下表。 工序 加工余量 工序尺寸 鉆φ10.8*4孔 —— φ10.8 攻M12*4螺紋 —— M12 工序 加工余量 工序尺寸 鉆φ10.8孔 —— φ10.8 攻M12螺紋 —— M12 五， 確定切削用量及基本時間 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。 1， 工序I切削用量及基本時間的確定 （1） 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。工件安裝采用通用夾具。 1）確定粗銑下表面，留余量1.5mm的切削用量。所選刀具為莫氏錐柄立銑刀，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。 前角γ0為0后角α0為7度，刀齒斜角λs=-10，主刃Κr=50，過渡刃Κrε=30，過渡刃寬度bε=1.5mm。 i確定背吃刀量ap 粗銑單邊余量為1.5mm，顯然ap=1.5mm ii 確定進給量f 根據(jù)表5-147 f=0.72mm iii 確定切削速度v，根據(jù)《金屬加工工藝人員手冊（第三版）》表14-76 V=45m/min n=1000v/πd=1000*45/3.14*54=266r/min=4.5r/s 機床主電動機功率4.5kw 最后確定切削用量為 Ap=1.5 f=1.2mm/r n=4.5r/s v=45m/min 2)確定基本時間 由表2-28計算得Tj=21.5s 2， 工序II切削用量及基本時間的確定 （1） 切削用量 1)鉆孔切削用量 本工序為鉆孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進行加工，刀具選用莫氏φ10.0mm麻花鉆，材料為高速鋼。攻螺紋時選用機用絲錐φ12。 鉆φ10.8孔選用莫氏麻花鉆，材料為高速鋼，根據(jù)表5-84查得：φ10.0莫氏錐柄麻花鉆總長l=175mm，溝漕L1=94mm。莫氏圓錐號為1。 根據(jù)表5-127.鉆孔進給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。 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。 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。 轉速： n=1000V/πd n=1000*60/3.14*10.8= 1769r/min 根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）》查得鉆床功率1.5kw. 所以最終確定該工序的切削用量為： f=0.6mm/r Vc=60m/min N=1769r/min Pc=1.5kw 2）攻螺紋切削用量 攻螺紋選用M12機用絲錐。根據(jù)表5-97查得： 絲錐公稱直徑d=12.0mm 螺距p=1.75mm 錐柄直徑d1=9.00mm 螺紋部分長度l=29.0mm 總長L=89mm 方頭a=7.10mm L2=10mm 根據(jù)表5-142查得： d=12 p=1.75 材料為灰鑄鐵攻螺紋時切削速度 V=9.6m/min (2)基本時間的確定 1）鉆孔基本時間 根據(jù)表2-26計算得 Tj1=3s*4=12s 由表2-30計算得： Tj2=2.8s Tj=Tj1+Tj2=12+2.8=14.8s 3,工序三的切削用量及基本時間的確定 （2） 切削用量 1)鉆孔切削用量 本工序為鉆孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進行加工，刀具選用莫氏φ10.0mm麻花鉆，材料為高速鋼。攻螺紋時選用機用絲錐φ12。 鉆φ10.8孔選用莫氏麻花鉆，材料為高速鋼，根據(jù)表5-84查得：φ10.0莫氏錐柄麻花鉆總長l=175mm，溝漕L1=94mm。莫氏圓錐號為1。 根據(jù)表5-127.鉆孔進給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。 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。 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。 轉速： n=1000V/πd n=1000*60/3.14*10.8= 1769r/min 根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）》查得鉆床功率1.5kw. 所以最終確定該工序的切削用量為： f=0.6mm/r Vc=60m/min N=1769r/min Pc=1.5kw 2）攻螺紋切削用量 攻螺紋選用M12機用絲錐。根據(jù)表5-97查得： 絲錐公稱直徑d=12.0mm 螺距p=1.75mm 錐柄直徑d1=9.00mm 螺紋部分長度l=29.0mm 總長L=89mm 方頭a=7.10mm L2=10mm 根據(jù)表5-142查得： d=12 p=1.75 材料為灰鑄鐵攻螺紋時切削速度 V=9.6m/min (2)基本時間的確定 1）鉆孔基本時間 根據(jù)表2-26計算得 Tj1=3s* 由表2-30計算得： Tj2=2.8s Tj=Tj1+Tj2=3+2.8=5.8s 4， 工序4切削用量及基本時間的確定 本工序是忽平φ25孔。 根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）》查得改工序選用帶可換導柱錐柄90度錐面忽鉆?；緟?shù)如下： 忽鉆代號d*d1=25*14 d2=6 L=150 l=30 莫氏錐柄號為2 材料為高速鋼 由《金屬機械加工工藝人員（第三版）》可知： 進給量f=0.10~0.15mm/r取f=0.10mm/r 切削速度V=12~25m/min，取V=15m/min n=191r/min 基本時間的確定： 由表2-26求得： Tj=1s 六， 夾具設計及使用說明 本夾具是鉆φ10專用夾具。 （1） 定位方案 本夾具側面一擋板定位，下表面一支承釘定位。確定孔的位置。擋板限制一個自由度，臺階面加上支承釘限制5個自由度 ，自由度全部限定，沒有欠定位。 （2） 夾緊機構 本夾具選用螺旋夾緊機構，通過一面兩銷定位。 （3） 夾具體與機床連接 在夾具體下面的板上開有2個槽，可以通過使用螺旋壓緊機構與機床的T 形槽相連。 （4） 夾具體 鉆套通過緊固螺釘安裝在夾具體上，短圓柱銷和菱形銷通過螺紋連接在夾具體上。 （5） 使用說明 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。 （6） 結構特點 本夾具結構簡單，操作方便。 設計小結： 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》。 通過這次設計，鞏固了前面所學的各科知識，也讓我對設計有了進一步的認識。