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机械制造技术课程设计-CA6140车床拨叉[831003]工艺及精铣18H11槽夹具设计【全套图纸】.doc

上传人:QQ153893706 文档编号:1731016 上传时间:2018-08-20 格式:DOC 页数:16 大小:342KB
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资源描述

1、 机械制造基础课程设计全套图纸,加 153893706设计题目:制定拨叉零件的加工工艺设计铣尺寸 18H11 槽的铣床夹具班 级:机械 03-1 班学 生:指导教师:哈尔滨理工大学2006-9-25- 1 -目 录设计任务书一、 零件的分析(3)二、 工艺规程设计(3)(一) 、确定毛坯的制造形式(3)(二) 、基面的选择(3)(三) 、制订工艺路线(3)(四) 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的确定(4)(五) 、确定切削用量及基本工时(5)三、 夹具设计(11)四、 参考文献(13)- 2 -哈尔滨理工大学机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目:制定拨叉 F 零件的加工工艺,设计铣尺寸

2、 18H11 槽的铣床夹具设计要求:1.中批生产;2.尽量选用通用设备。设计内容:1.填写设计任务书;2.制订一个中等零件的加工工艺过程,填写工艺过程卡和工序卡各一张;3.设计指导教师指定的工序夹具,绘制全套夹具图纸,要求用计算机绘图;4.编写设计说明书一份,按照毕业论文的格式写,要求打印文稿。班 级:机械 03-1 班学 生:张 盛 岩指导教师:敖 晓 春2006 年 9 月 25 日- 3 -一、零件的分析(一)零件的工艺分析拨叉这个零件从零件图上可以看出,它一共有两组加工表面,而这二组加工表面之间有一定的位置要求,现将这二组加工表面分述如下:1以 25mm 孔为中心的加工表面。这一组加工

3、表面包括: 25H7mm 的l 六齿花键孔及倒角,尺寸为 80与花键孔垂直的两端面,尺寸为 18H11 与花键孔垂直的通槽。2与 25mm 花键孔平行的表面。这一组加工表面包括:与花键孔中心轴线相距 22的上表面,与上表面垂直的二个 M8 通孔和一个 5 锥孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:1上表面与 25mm 花键孔中心线平行度为 0.10 ;218H11 通槽两侧面与与 25mm 花键孔中心线的垂直度为 0.08。由以上分析可知,对于这二组加工表面而言,我们可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工,并且保证它们之间的位置精度要求。二、 工艺规程设计(一

4、)确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200,考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性,零件为中批生产,而且零件的尺寸不大,因此,毛坯可采用金属模砂型铸造。(二)基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择:以上下表面和两 侧面作为粗基准,以消除 , , 三个zxy- 4 -自由度,用以消除 , , 三个自由度,达到完全定位。xyz对于精基准而言,根据基准重合原则,选用设计基准作为精基准。(三) 制订工艺路线制订工艺路线的

5、出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外,还应当考虑经济效率,以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序 铣端面。工序 钻、扩花键底孔 22mm。工序 内花键孔倒角。工序 拉花键孔。工序 铣上、下表面。工序 钻 2M8 孔,5mm 锥孔。工序 铣通槽 18H11。工序 攻螺纹 2M8。工序 去毛刺。工序 检查。2.工艺路线方案二工序 铣端面。工序 钻、扩花键底孔 22mm。工序 内花键孔倒角。工序 铣上、下表面。工序 钻 2M8 孔,5mm 锥孔。工序 铣通槽 18H

6、11。工序 拉花键孔。工序 攻螺纹 2M8。工序 去毛刺。- 5 -工序 检查。工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先拉花键孔,再以该花键孔为基准加工其余平面;方案二是先加工上下面,再加工花键孔。两相比较可以看出,方案一可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题,而方案而不能,所以选用方案一作为零件的加工工序。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件材料为 HT200,毛坯重量约为 1.00Kg,生产类型为中批生产,采用金属砂型铸造。根据上述原始资料及加工工艺,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. 铣端面考虑左端面

7、的粗糙度 Ra 为 3.2,参照机械制造工艺设计手册 以下简称“手册” ,表 143,确定工序尺寸为 Z=3.0mm,其中粗加工的加工余量 Z=2.0mm,精加工的加工余量 Z=1.0mm。右端面没有粗糙度要求,只要求粗加工,所以余量定位 3.0。2. 花键孔(6-25H722H126H11) 。要求花键孔为外径定心,故采用拉削加工。内孔 22H12:钻孔:20扩钻:22 2Z=2.0拉花键孔(6-25H722H126H11)花键孔要求外径定心,花键内径拉削时的加工余量为孔的公差 0.17。3铣表面根据“手册”表 149,取上表面的机械加工余量为 4.0,下表面的余量为 3.0。- 6 -粗铣

8、上表面 Z=3.0精铣上表面的台阶面 Z=1.0粗铣下表面 Z=3.04. 铣通槽 18H11粗铣 16 2Z=4.0半精铣 18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。(五)确定切削用量及基本工时工序:铣端面。1)粗铣左端面 =0.25mm/Z (表 3-28)f=0.35m/s( 21m/min) (表 3-30)采用高速三面刃铣刀,d =175mm,齿数 Z=16。wn = = =0.637r/s (38.2r/min)sd10 v1753.40按机床选取 n =31.5r/min=0.522r/s (表 417)w故实际切削速度 = =0.29m/s10ndsw切削工时 l=75

9、mm,l =175mm,l =3mm12t = = =121.2s=2.02minmZnfw2 615.0.372)粗铣右端面粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。切削工时l=45mm,l =175mm,l =3mm12- 7 -t = = =106.8s=1.78minmZnlfw21 6125.0.3743)精铣左端面 =0.10mm/Z (表 3-28)f=0.30m/s( 18m/min) (表 3-30)采用高速三面刃铣刀,d =175mm,齿数 Z=16。wn = = =0.546r/s (32.76r/min)sd10 v1753.40按机床选取 n

10、=31.5r/min=0.522r/s (表 417)w故实际切削速度 = =0.29m/s10ndsw切削工时 l=75mm,l =175mm,l =3mm12t = = =302.92s=5.05minmZnfw2 610.5.37工序:钻、扩花键底孔1)钻孔 20f=0.75mm/rK =0.750.95=0.71/s (表 338)fl=0.35m/s ( 21m/min) (表 342)n = = =5.57r/s (334r/min)swd10 v203.45按机床选取 n =338r/min=5.63r/s故实际切削速度 = =0.35m/s 10ndsw切削工时 l=80mm,

11、l = 10mm,l =2mm2- 8 -t = = =23s (0.4min)mfw21nl71.0635282)扩孔 22f=1.07 (表 354)=0.175m/s ( 10.5m/min) n = = =2.53r/s (151.8r/min)swd10 v23.14750按机床选取 n =136r/min=2.27r/s故实际切削速度 = =0.16m/s 10ndsw切削工时 l=80mm,l = 3mm,l =1.5mm2t = = =35s (0.6min)mfw21nl07.1538工序:倒角 1.0715f=0.05/r (表 317)=0.516m/s (参照表 321

12、) n = = =6.3r/s (378r/min)swd10 v26.1450按机床选取 n =380r/min=6.33r/s切削工时 l=2.0mm,l = 2.5mm,1t = = =14s (0.23min)mfw1nl05.362工序:拉花键孔单面齿升 0.05 (表 386)v=0.06m/s ( 3.6m/min) (表 388)- 9 -切削工时 (表 721)t =mZSvKlhz10式中:h单面余量 1.5(由 22 25) ;l拉削表面长度 80;考虑标准部分的长度系数,取 1.20;K考虑机床返回行程的系数,取 1.40;V切削速度 3.6m/min;S 拉刀同时工作

13、齿数 Z=L/t。zt拉刀齿距,t=(1.251.5) =1.35 =12L80Z=L/t=80/12 6 齿t = =0.15min (9s)m.31042.工序:铣上、下表面1)粗铣上表面的台阶面 =0.15mm/Z (表 3-28)f=0.30m/s( 18m/min) (表 3-30)采用高速三面刃铣刀,d =175mm,齿数 Z=16。wn = = =0.546r/s (33r/min)sd10 v1753.40按机床选取 n =30r/min=0.5r/s (表 417)w故实际切削速度 = =0.27m/s10ndsw切削工时 l=80mm,l =175mm,l =3mm12-

14、10 -t = = =215s=3.58minmZnlfw21 615.03782)精铣台阶面 =0.07mm/Z (表 3-28)f=0.25m/s( 18m/min) (表 3-30)采用高速三面刃铣刀,d =175mm,齿数 Z=16。wn = = =0.455r/s (33r/min)swd10 v1753.420按机床选取 n =30r/min=0.5r/s (表 417)故实际切削速度 = =0.27m/s10ndsw切削工时 l=80mm,l =175mm,l =3mm12t = = =467s=7.7minmZnfw2 6170.5383)粗铣下表面保证尺寸 75本工步的切削用

15、量与工步 1)的切削用量相同 切削工时 l=40mm, l =175mm,l =3mm2t = = =181.7s=3.03minmZnfw21 615.0374工序:钻 2-M8 底孔( 6.80)f=0.36/r (表 338)=0.35m/s (参照表 342) n = = =16.39r/s (983.4r/min)swd10 v8.6450- 11 -按机床选取 n =960r/min=16r/sw故实际切削速度 = =0.34m/s10ndsw切削工时(表 75) l=9.5mm,l = 4mm,l =312t = = =2.86 (0.048min)mfwn36.04工序:铣槽

16、18H111)粗铣 =0.10/s (表 3-28)f=0.30m/s( 21m/min) (表 3-30)采用粗齿直柄立铣刀,d =16mm,齿数 Z=3。wn = = =5.97/s (358.2/min)swd10 v613.40按机床选取 n =380r/min=6.33/s (表 416)故实际切削速度 = =0.32/s10ndsw切削工时 l=34mm,l =2mm,l =0mm12t = = =19smZnfw2 301.64因为要走刀两次,所以切削工时为 38s。2)精铣通槽 =0.07/s(表 3-28)f=0. 25m/s(15m/min) (表 3-30)- 12 -采

17、用细齿直柄立铣刀,d =12mm,齿数 Z=5。wn = = =6.63s (397.8min)sw10 v213.450按机床选取 n =380r/min=6.33/s (表 416)故实际切削速度 = =0.24s10ndsw切削工时 l=35mm,l =2mm,l =0mm12t = = =16smZnfw2 507.36因为走刀两次,所以切削工时为 64s。:攻螺纹 2M8v=0.35m/s (表 342)n = = =13.9 (834min)swd10 v8.1450按机床选取 n =850r/min=14.2s 故实际切削速度 = =0.357m/s。10ndsw三、专用夹具设计

18、为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。(二)提出问题利用本夹具主要用来钻 22花键底孔。在加工本工序是,其他重要表面都还未加工,因此,在本道工序加工时,主要考虑如何保证底面的定位,如- 13 -何降低劳动强度、提高劳动生产率,而精度则不是主要问题。(三)夹具设计1. 定位基准的选择由零件图可知,为了定位误差为零,选择零件的上下表面为主要定位基准面。2切削力及夹紧力计算 刀具:高速钢钻头,直径 d =20mm,f=0.71mm/r0钻头转速 n=5.63r/s工件材料:灰铸铁 HB=210则: 切屑扭矩 M= 10 (表 336)MyxKfdC03=225.6320

19、0.71 1.059109.18.0=53.86(Nm)轴向力 F= =588.6020 0.71 1.059FyxFKfdC0 18.0=9478.8(N)其中 K M=K =( ) =( ) =1.059F19HB6.026.0切削功率 P =2 Mn10M3=23.1453.865.6310 3=1.90 KW由零件定位、装夹方式可知,只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式:P=KF式中,安全系数 321K4- 14 -为基本安全系数 1.5;1K为加工性质系数 1.1;2为刀具钝化系数 1.2;3为断续切削系数 1.2。4K所以 (N)6.2518

20、.947151 KF所需的实际夹紧力为 22521.6N 是比较大的,为了使得整个夹具结构紧凑,决定选用铰链夹紧机构。结构形式:型单臂铰链夹紧机构夹紧时,臂的最小允许倾斜角:=15 扩力比:i=3.14活塞杆的最大拉力为:F =22521.6/3.14=7172.5N拉计算驱动气缸直径:F = p=7172.5拉 42D式中:p压缩空气单位压力,取 p=0.4MPa。D=151按标准,取气缸直径 D=150.此时,当压缩空气压力 p=0.4MPa 时,驱动气缸的拉力 F =7068N,则铰链机构的放大倍数 i 可降至:拉i=3.19此时,臂的最小允许倾角在 20到 25之间,取放大倍数为 3.41。 实际的夹紧力应为:P=70683.41=24101.9N这远远大于所需的 22521.6N 的夹紧力,因此工作是可靠的。3位误差分析定位尺寸几公差的确定。夹具的主要是底面的一侧及顶面,并且要求- 15 -不是很高,可以满足。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。为此,应首先着眼于采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本夹具设计时,尽量使夹具体简单,紧凑。四、参考文献1.机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 赵家齐 编2.机械制造工艺设计手册 机械工业出版社 王绍俊 编3.机床夹具设计 哈尔滨工业大学出版社 王启平 编

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