钻50孔说明书.docx
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钻50孔说明书
设计说明书
题目:
CA6140车床拨叉(813008)的机械加工工艺及加工Φ50孔工序的夹具设计
学院:
专业班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
教师职称:
二零一五年七月十七日
一.设计任务……………………………………………………3
二、零件工艺分析…………………………………………………3
2.1拨叉813008在机床中的作用…………………………………
………………………………………………………………………3
2.2零件的工艺……………………………………………………3
三、确定毛坯………………………………………………………4
四、工艺规程设计…………………………………………………4
4.1选择定位基准…………………………………………………4
4.2制定工艺路线…………………………………………………4
4.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定……………………5
5、确定机械加工余量、工序尺寸及公差………………………
…………………………………………………………………6
六.以方案三设计机床专用夹具时工序四计算…………………7
6.1加工条件………………………………………………………7
6.2钻孔……………………………………………………………7
6.2.1钻头磨钝规律及寿命………………………………………7
6.2.2校验扭矩及功率……………………………………………8
6.2.3计算工时……………………………………………………8
6.3扩孔……………………………………………………………8
6.3.1刀具的选择…………………………………………………8
6.3.2计算工时……………………………………………………8
6.4铰孔…………………………………………………………8
6.4.1选择刀具……………………………………………………8
6.4.2计算工时……………………………………………………8
7、夹具设计…………………………………………………9
7.1问题的提出……………………………………………………9
7.2定为基准的选择……………………………………………9
7.3力和夹紧力计算……………………………………………9
7.4定位误差分析和计算………………………………………9
7.4.1确定两销中心距及公差…………………………………10
7.4.2确定圆柱销直径和公差…………………………………10
7.4.3确定菱形销直径和公差…………………………………10
7.4.4定位误差分析计算………………………………………………10
7.5夹具设计及操作的简要说明………………………………………………11
总结…………………………………………………………………………12
参考文献…………………………………………………………………………13
1、设计任务
拨叉零件的机械加工工艺及铣Φ32孔上端面工序的专用机床夹具设计
二、零件的工艺分析
2.1拨叉831008在机床中的作用
拨叉831008位于CA6140车床变速机构中,比如改变车床滑移齿轮的位置,实现变速。
起换档作用,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩。
零件上方的Φ20孔与操纵机构相连,下方的Φ50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
;也可应用于控制离合器的啮合、断开的机构中,从而控制横向或纵向进给。
2.2零件的工艺分析
如图,拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:
1、左端φ20
孔,孔的精度达到IT7。
以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔。
2、右端半圆孔φ50
,孔的精度达到IT12。
3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面。
φ50
的孔上下两个端面与φ20
的孔中心线的垂直度误差为0.07mm。
上端面与孔有位置要求,垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知,可以粗加工拨叉下端面,然后以此作为基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
3、毛坯的选择
零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,故选择铸件毛坯。
查《机械加工工艺规程设计》第70页常用的毛坯类型,根据砂型铸造机器造型铸件尺寸精度高、表面粗糙度值小,可以减少加工余量,适用于中批或大批量生产的特点,选择砂型铸造机器造型毛坯。
4、工艺规程设计
4.1选择定位基准:
1粗基准的选择:
以零件的小头上端面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
2精基准的选择:
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要的定位精基准,以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。
4.2制定工艺路线:
工艺方案一
工序01粗铣Φ20、Φ50下端面,以Φ20上端面为基准;
工序02粗铣Φ20上端面,以Φ20下端面为基准;
工序03粗铣Φ50上端面,以Φ50下端面为定位基准;
工序04钻、扩Φ20孔,以Φ32外圆和Φ20上端面为基准;
工序05粗镗Φ50孔,以Φ20中心线为定位基准;
工序06铣斜肩;
工序07精铣Φ20下端面,以Φ20上端面为基准;
工序08精铣Φ20上端面,以Φ20下端面为基准;
工序09粗铰、精铰Φ20孔,以Φ20中心线为基准;
工序10精铣Φ50端面,以Φ20中心线为基准;
工序11半精镗Φ50孔,以Φ20中心线为定位基准;
工序12钻、铰Φ8锥孔,以Φ20下端面和零件中线为基准;
工序13钻M6底孔,攻螺纹,以Φ20下端面和零件中线为基准;
工序14铣断,以Φ20中心线为基准;
工序15去毛刺;
工序16终检。
方案一分析:
工序较多,工序太分散,可以适合大多数生产,但效率较低。
工艺方案二
工序一粗、精铣φ20孔上端面。
工序二钻、扩、铰、精铰φ20、φ50孔。
工序三粗、精铣φ50孔上端面
工序四粗、精铣φ50、φ20孔下端面。
工序五切断。
工序六钻φ8孔(锥孔加工一半,装配时钻铰)。
工序七钻一个φ4孔,攻M6螺纹。
工序八铣47°凸台。
工序九检查。
方案二分析:
上面工序加工效率较高,违背先面后孔原则,基准不合理,对机器要求高。
工艺方案三
工序一粗铣Φ20、Φ50下端面,以φ32外圆为粗基准;
工序二粗铣φ20孔上端面,以Φ20下端面为基准;
工序三粗铣Φ50上端面,以Φ50下端面为基准;
工序四以φ20孔上端面和φ32外圆为精基准,钻、扩、铰、精铰φ20孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7;
工序四以φ20孔为精基准,钻、扩、铰φ50孔,保证孔的精度达到IT12;
工序五铣斜角;
工序六以φ20孔为精基准,精铣φ20孔下端面;
工序七以φ20孔为精基准,精铣φ50孔下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07;
工序八以φ20孔为精基准,精铣φ20孔上端面;
工序九以φ20孔为精基准,精铣φ50孔上端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07;
工序十钻、铰Φ8锥孔,以Φ20下端面和零件中线为基准;
工序十一钻M6底孔,攻螺纹,以Φ20下端面和零件中线为基准;
工序十二铣断,以Φ20中心线为基准;
工序十三去毛刺;
工序十四终检。
经慎重比较,选择工序三。
五、确定机械加工余量、工序尺寸及公差
确定铸件加工余量及形状
图3-1零件各部分标号
如图3-1,查《机械加工工艺设计员手册》第171页表5-6及第182页表
选用加工余量
(1)φ20孔端面T2,余量为3,双边加工。
铣削加工余量为:
粗铣2.4mm,精铣0.6mm,双边加工。
(2)Φ50孔端面T2,余量为3,双边加工。
铣削加工余量为:
粗铣2.4mm,精铣0.6mm,双边加工。
(3)φ50内孔,已铸成孔
取φ50已铸成孔单边余量为3.5mm,即铸成孔φ43mm;
工序加工后尺寸:
第一次钻孔:
46mm;
第二次钻孔:
48mm;
扩钻孔:
φ49.93
mm;
粗铰:
φ49.93
mm;
精铰:
φ50
mm;
(4)φ20H7内孔,已铸成孔
取φ20已铸成孔单边余量为3mm,即铸成孔φ17mm;
钻孔:
φ18
mm;
扩钻孔:
φ19.8
mm;
粗铰:
φ19.94
mm;
精铰:
φ20
mm;
(5)Φ8锥孔,精度为IT9
钻孔:
φ7.8
mm;(公差书P140)
铰:
φ8
mm;(机械加工工艺学P159)
(6)Φ6孔
钻孔:
φ4
mm;
攻螺纹:
φ6
(7)其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。
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。
六、以方案三设计机床专用夹具时工序四计算
工序四:
以φ20孔为精基准,钻、扩、铰φ50孔,保证孔的精度达到IT12;
6.1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=170~220MPa(《简明机械加工工艺手册》表2-27),铸造;工件尺寸:
最大宽度72mm,最大长度176mm;
加工要求:
钻铸造的孔至φ490+0.62mm
扩孔至φ49.50+0.39mm
铰孔至φ500+0.25mm
6.2钻孔
钻床的选择:
Z5150A方柱立式钻床
钻头莫氏锥柄麻花钻d0=φ49mm选择顶角100°后角α0=13°横刃斜角40°β=30°(GB/T1438.1—1996)《简明机械加工工艺手册》
进给量f=1~1.2mm/zV
=24~34m/mm修正系数取0.75由《简明机械加工工艺手册》确定f=0.9mm/rVt=25m/mm
查《简明机械加工工艺手册》Ff=18732>Fmax校验成功
6.2.1钻头磨钝规律及寿命
后刀面最大磨损限度0.8~1.2寿命T=140minVt=25m/mmk=0.9
切削速度Vc=VtkVc=25×0.9=22.5m/mm
有公式Nc=
查表得Nc=120r/mm
实际切削速度V
=
6.2.2校验扭矩及功率
F<1.2d0<50Mt=480.6N·m修正系数Km=1Mc=MtKm=480.6N·m
根据简明手册可查得当Nc=120r/mm时Mm=500N·mMc 综上所述HBW=170-220d0<50f<1.2Vc=22.5m/mmPc=2.2KW 根据机床PE=3×0.85=2.55Pc 6.2.3计算工时 Tm= 6.3.扩孔 6.3.1刀具的选择 锥柄扩孔钻(GB/T4256—2004)《简明机械加工工艺手册》 进给量f=(0.8-1.1)×0.7=0.56-0.77mm/r 取钻床进给量f=0.6mm/r 切削速度v=0.14v钻=0.4×22.5=9r/mm 转速ns= 实际切削速度V = 6.3.2基本工时Tm= 6.4铰孔 6.4.1选择刀具 锥柄机用铰刀(GB/T1134—1984)切削深度0.5mm进给量f=0.4-0.6mm/r 切削速度Vc=9-16m/min取f=0.5Vc=10m/min 主轴转速n= 取n=70r/min 实际切削速度V = 6.4.2基本工时 Tm= 七、夹具设计 经过小组讨论决定设计第四道工序——以 为精基准,钻扩铰 孔,孔精度达IT11。 本卡具将用于Z5150B立式钻床。 钻头选用高速钢麻花钻。 7.1.问题的提出 利用本夹具主要是钻 两孔。 7.2.定位基准的选择 由工序可知,在加工 孔时 已经加工过,以 为精基准定位,用一面两销定位。 7.3.力和卡紧力计算 本步加工可按钻削估算卡紧力。 实际效果可以保证可靠的卡紧。 由前计算可知: 在计算卡紧力时,只考虑扭矩的影响,查《手册》可得: 卡紧力: W= 使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。 7.4.定位误差分析与计算 工件在夹具中因定位不准确而产生的工件加工误差称为定位误差,它是一批工件采用调整法加工,由于定位所造成的工件加工表面相对其工序基准的位置误差,产生定位误差的原因有基准不重合误差δBC和基准位移误差δjw。 7.4.1确定两销中心距及公差 两销中心距的基本尺寸应等于两孔中心距的平均尺寸其公差为两孔中心距公差的1/3-1/5 两孔中心距Lg±δLD=145±0.03 两销中心距及公差Lg±δLD=145±0.01 7.4.2确定圆柱销直径和公差 圆柱销直径基本尺寸等于孔的最小尺寸φ500+0.25 7.4.3确定菱形销直径和公差 选择菱形销直径b=4mm 补偿量a= 最小间隙X2min= 菱形销直径d2=D2-X2min=19.992mm 菱形销一般取h6d2=19.992-0.021-0.008mm 7.4.4定位误差计算分析 Δdw1=δd+δD+δl=0.016+0.013+0.009=0.033mm 转角定位误差δθ= 7.5.卡具设计及操作的简要说明 卡具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。 为了提高生产力,使用快速螺旋卡紧机构。 卡具上设置有钻套,用于确定的钻头位置。 安装工件时,将星形螺钉连同活动V形块向右拉,工件以其下端面放在底板上,两定位销穿入 孔圆弧面对准固定V形块,然后推动星形螺钉使活动V形块靠紧工件右端的圆弧面,拧紧星形螺钉,从而锁紧工件。 本夹具结构简单,操作方便,适用于成批生产小型连杆类零件。 总结 学期末我们进行了机械制造工艺学的课程设计,为期两周,先确定机械加工工艺路线,再设计零件加工夹具. 我们小组本次课程设计主要内容是车床拨叉夹具的设计及工艺的安排,虽然工件本身不是很复杂但也要认真查手册,细心找一些标准件的尺寸。 回顾起此次设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到完成定稿,从理论到实践,在整整一学期的日子里,可以说学到了很多很多的的东西,同时巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正的实用,在生产过程中得到应用。 在设计的过程中遇到了许多问题,当然也发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次毕业设计,让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情! 参考文献 1.机械设计课程设计,陆玉主编,机械工业出版社出版,2006年 2.机械制造工艺学,王先逵主编,机械工业出版社出版,1995年 3.机械制图与公差测量速查手册,化学工业出版社出版,2012年 4.机械加工工艺设计员手册,陈宏钧主编,机械工业出版社出版,2009年 5.机械加工工艺装备设计员,机械工业出版社出版,2008年 6.互换性与技术测量,万书亭主编,电子工业出版社出版,2012年 7.简明机械加工工艺手册,陈宏钧主编,机械工业出版社出版,2008年1月
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