CA6140車床“法蘭盤”零件的機械加工工藝及鉆3-Ф20孔的夾具設計
CA6140車床“法蘭盤”零件的機械加工工藝及鉆3-Ф20孔的夾具設計,ca6140,車床,法蘭盤,零件,機械,加工,工藝,20,夾具,設計
CA6140車床“法蘭盤”零件的機械加工工藝與專用夾具設計說明書
機械制造技術
課程設計說明書
設計題目:設計CA6140車床“法蘭盤”零件的機械加工工藝及鉆3-Ф20孔的夾具設計
班級:
設 計 者:
學號:
指導:
機械制造技術課程設計任務書
一、 設計題目
設計CA6140車床“法蘭盤”零件的機械加工工藝及鉆3-Ф20孔的夾具設計
二、 零件的生產(chǎn)綱領
大批量生產(chǎn)
三、 設計的要求
1. 零件圖1張
2. 毛坯圖1張
3. 機械加工工藝規(guī)程卡片1套
4. 夾具總裝圖1張
5. 夾具零件圖2張
6. 課程設計說明書1份
目 錄
1、零件的分析………………………………………………………3
2、確定毛胚的制造形式……………………………………………… .4
3、基準的選擇……………………………………………… . . . . . . 4
4、毛胚尺寸的確定與機械加工余量的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
5、制定工藝路線………………………………………………………6
6、切削用量及基本工時…………………………………………….7
8、專用夾具設計……………………………………………………… 16
9、結束語………………………………………………………………17
10、參考文獻…………………………………………………………17
附錄圖紙:零件CAD圖 1份
毛坯CAD圖 1份
夾具零件CAD圖 2份
機械工藝過程卡片 7份
1.零件的分析
法蘭是機械連接的重要形式。題目所給的零件是CA6140車床的法蘭盤。主要是用來安裝在機床上,起到導向的作用使機床實現(xiàn)進給運動。
(1)要加工面:
1)車上下A、B平面保證尺寸130mm,粗糙度6.3 粗車φ184
2)鉆、擴3—φ20孔至所要求尺寸,粗糙度6.3
3)鉆中心孔G:3—φ12孔至所要求尺寸
4)鉆45度斜3—φ12孔至所要求尺寸,粗糙度25
5)鉆3—φ17.5孔至所要求尺寸,粗糙度25
8)粗鏜、精鏜、精鉸φ90H8孔至所要求尺寸,并保證位誤差要求
9)鏜F:φ100孔
(2)主要基準面:
1)以D外圓、C臺階面為粗基準的加工表面(此處為不加工面)
這一組加工表面包括:車上表面A
鏜φE184孔、φ90H8孔、Fφ100孔
2)以上平面為基準的加工表面:B面
3)以φ90H8孔、下平面B為基準的加工表面:3—φ20孔、中心孔G3—φ12
4)以φ90H8孔、上平面B為基準的加工表面:3—φ12、3—φ17.5
2.確定毛胚的制造形式
零件材料HT200考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結構又比較簡單,故選
擇鑄件毛坯。鑄件尺寸公差為11 級
生產(chǎn)綱領為大批量生產(chǎn),為消除殘余應力,鑄造后應安排人工時效。
3.基準面的選擇
應以這些不加工表面作為粗基準
對于本零件可以先以法蘭盤右端 的D外圓及 C端面作為粗基準,利用三爪卡盤夾緊D外圓可同時削除五個自由度,再以 C右端面定位可削除自由度。
利用粗就準加工出A面,φ90H8孔后再以其為精基準,加工B面、孔系。
精基準的選擇主要考慮基準重合與統(tǒng)一基準原則
4.毛坯尺寸的確定與機械加工余量
制定工藝路線的出發(fā)點,應該是使零件幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用專用機床與專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。
1.查表《機械加工余量手冊 》表5-47 5-49
A面加工:粗車、半精車 單側加工 定位基準C、D 三爪卡盤
類別
加工余量
公差
經(jīng)濟精度
達到粗糙Ry
鑄件
5
11
粗車
2.0
12
16
半精車
1.2
11
6.3
B面加工: 粗銑、半精銑單側加工 定位基準A面
類別
加工余量
公差
經(jīng)濟精度
達到粗糙Ry
鑄件
5
11
粗銑
2.0
12
12
半精銑
1.2
11
6.3
綜合A、B兩面加工得出:總的單邊加工余量為3.2mm,所以毛胚的基本尺寸為130+2*3.2=136.4mm,由鑄件的尺寸公差等級11得出其公差值為5mm,相應公差為,所以毛胚長度方向尺寸為136.4mm
當把面A加工出來以后,以此為精基準加工B面,在粗銑、半精銑的加工過程中,利用量具在保證加工余量與公差等級的基礎上,保證長度方向尺寸136.4mm,兩面的
加工能夠保證相應的粗糙度。
2.粗車E:深度為4mm 直徑為184mm的外圓槽加工
3.查表機械加工簡明手冊2.3-10
Φ90h8孔加工 加工預先鑄出的孔 鑄件尺寸公差4.4 CT/4=1.1
工序
精度等級
加工余量
基本尺寸
尺寸公差
粗糙度
鑄件
11
85
粗鏜
12
2Z=1.5
88
16
精鏜
11
2Z=1.3
89.3
6.3
精鉸
8
2Z=0.7
90
3.2
4.鏜加工Φ100孔 從毛胚Φ85鏜至Φ100
5.加工3-Φ20孔
加工
孔徑
加工余量
粗糙度
鉆 孔
Ф18
毛胚實心
16
擴 孔
Ф19.8
2Z=1.8
6.3
鉸孔
Ф20
2Z=0.2
3.2
6.鉆床加工Φ20孔 鉆頭大小12
7.鉆床夾具加工 3-Φ12 用12鉆頭 3-Φ17.5用17.5鉆頭
由于要求粗糙度較大直接鉆孔
5.制定工藝路線
綜合確定加工工藝流程
工序
步驟
基準
夾具
機床
01
粗車、半精車端面A
粗車Φ184槽
C、D
三爪卡盤
CA6140車床
02
粗銑、半精銑端面B
上表面A
專用夾具
X62W
03
粗鏜Φ100孔
粗鏜、精鏜、精鉸Φ90h8孔
C、D
三爪卡盤
鏜
04
鉆、擴、鉸3-Φ20孔
鉆G中心孔Φ12孔
下表面B
Φ90h8孔
專用夾具
C365L轉塔車床
05
鉆3-Φ17.5孔
Φ90h8孔、上表面A
專用夾具
Zw525
06
鉆斜3-Φ12孔
專用夾具
Zw525
07
去毛刺
鉗工
08
終檢
檢驗
6.切削用量與工時計算
工序1 : 粗車、半精車端面A
加工條件:
1.鑄件材料HT200
2.機床選擇:CA6140臥式車床
(1)粗車加工A面
選擇刀具:端面車刀材料:YT15 刀桿尺寸b*h=16*25mm
加工法蘭盤上平面,加工總余量3.2mm,粗加工2mm
因其單邊余量:Z=2mm
所以車削深度: 查《切削用量簡明手冊》P12表1.4 f=1.0-1.4mm/r
按照CA6140說明書: 查《切削用量簡明手冊》P44表1.31 取f=1.06mm/r
計算切削速度根據(jù)刀具材料: =242,=0.15,=0.35,=0.8
計算機床主軸轉速
=
按照CA6140說明書取=160r/min
實際切削速度
進給量:=fn=1.06x160=170mm/min
計算基本機動工時
粗車機動時間
(2)半精車端面A
1.加工條件:
與粗車用一種機床,一種刀具
2.計算切削用量
1)確定切削深度 半精車的余量為1.2mm,一次走刀完成,即a =1.2mm。
2)確定進給量
加工材料HT200、工件直徑320mm、切削深度a =1.2mm,表面粗糙度為6.3,則進
給量為0.25-0.40 mm/r。再根據(jù)CA6140車床說明書,取f =0.30mm/r
計算切削速度根據(jù)刀具材料: =242,=0.15,=0.35,=0.8
確定機床主軸轉速
根據(jù)CA6140車床說明書取主軸轉速為為保證加工精度取
實際切削速度為
4) 計算基本工時:
粗車機動時間=(L+ )/fn=68+2/0.3*250=0.93min
工序二:粗銑、半精銑端面B《切削手冊》P86 87 92
1. 加工條件:機床的選擇:X62W,功率7.5KW
2. 刀具的選擇:
銑刀材料為硬質合金YG6
由ap8,ae=11~21mm,根據(jù)《切削用量手冊》銑刀選擇為80~110mm;選擇刀具如下:
粗銑刀為粗齒圓柱形銑刀 ,,,,,,Z=10;粗加工磨鈍標準為1.0-1.5mm
半精銑刀為細齒圓柱形銑刀 ,,,,,,Z=14,圓柱銑刀壽命為180min;精加工磨鈍標準為0.3-0.5mm
2.切削用量選擇:
(1) 粗銑端面
1)切削用量 ap=2.0一次完成
2) 確定進給量 由《切削手冊》表3.5當機床X62W 功率為5-10KW,采用YG6硬質合金材料加工鑄鐵取=0.14-0.24mm/z,取=0.24mm/z。
3)確定切削速度Vc
由《機械加工工藝師手冊》P1046表30-23查的硬質合金銑刀加工HBS=150-225的灰鑄
鐵時要求其銑削速度為60-110m/min,再根據(jù)硬質合金YG6銑刀加工灰鑄鐵時的銑削速度確定其銑削速度為V=80m/min
計算主軸轉速
根據(jù)X62W機床說明書(見《機械制造工藝簡明手冊》P169表4.2-39)
取主軸轉速n =235r/min
則實際切削速度為
當n =235r/min時,工作臺為每分鐘進給量是:
fm=fz×z×n=0.24×10×235=564mm/min.
X62W機床說明書(見《機械制造工藝簡明手冊》P169表4.2-40)取fm=600mm/min
計算基本工時
由圓柱形銑刀
圓柱銑刀的入切量與超切量查《加工余量手冊》P109表3.25則取
則
檢驗機床功率
當用硬質合金圓柱銑刀加工端面時,材料為灰鑄鐵,查表《加工余量手冊》P109表3.24
當切削深度為2.0mm,加工寬度為34mm,工作臺每分鐘進給量為564mm/min,進給量=0.24mm/z,近似消耗功率=1.6kw
因為X62W銑床,功率為=7.5KW*0.75=5.6kw
由,因此上述加工用量可用
(2)半精銑端面B
1) 切削用量:ap=1.2 余量不大,故一次走刀完成
2)確定進給量 由《切削手冊》表3.5當機床X62W功率為5-10KW,采用YG6硬質合金材料加工鑄鐵取=0.14-0.24mm/z,為保證加工要求取=0.18mm/z。
切削速度選為V=80m/min
則 取 實際切削速度V=47m/min
fm=fz×z×n=0.18×14×150=378mm/min.取fm=375mm/min
4)計算基本工時
工序三:粗鏜Φ100孔 切削用量手冊 P74
粗鏜、精鏜、精鉸Φ90h8孔
機床:T740金剛鏜床 能夠實現(xiàn)無級變速
刀具:硬質合金鏜刀,鏜刀材料:
1) 粗鏜孔Φ100
因為毛胚孔的尺寸為Φ85,因此達到要求必須多布進行,根據(jù)《切削用量手冊》先把孔鏜Φ95,單邊加工余量為Z=5mm,采用多刃鏜刀粗鏜一次切除
根據(jù)相關資料選擇進給量f=0.3-0.8,取f=0.5mm/r
切削速度為35~60,取V=50m/min
計算主軸轉速
因為T740金剛鏜床 能夠實現(xiàn)無級變速,所以取n=168r/min作為其轉速
切削加工Φ95孔時,L=42mm 取2mm
計算機動加工工時
當粗鏜孔至Φ100,單邊加工余量為Z=2.5mm,因為都是粗鏜,根據(jù)相關資料可以采用相同的進給量與切削速度
其主軸轉速為
因為T740金剛鏜床 能夠實現(xiàn)無級變速,所以取n=160r/min作為其轉速
相應機動加工工時
2)粗鏜
毛胚孔的尺寸為Φ85,要加工到Φ88,單邊加工余量為1.5mm,一次鏜去全部余量,
取f=0.3mm/r,切削速度為V=40m/min
通過計算主軸轉速為n=145r/min
取,
機動加工工時
3) 精鏜Φ89.3
相應單邊加工余量0.65mm,根據(jù)相關資料,進給量為0.15~0.5mm/r取f=0.2mm
切削速度為50~80,取V=60m/min
主軸轉速為n=214r/min
通過計算得機動加工時間為t=2min
4) 精鉸Φ90h8孔
單邊加工余量為0.35mm,根據(jù)相關資料,進給量為0.08~0.2取f=0.2mm
切削速度為60~80,在保證小進給量的情況下,可以提高切削速度取V=80m/min
主軸轉速為n=282r/min
機動加工時間為t=1.5min
工序四: 鉆,擴,鉸Ф20孔 鉆中心孔Ф20
1.加工條件
工件材料:HT200
加工要求:鉆,擴,鉸Ф20孔
機床:轉塔車床C365L
2.計算切削用量
1) 鉆 Ф18孔
(1)刀具選擇:查《機械制造工藝設計簡明手冊》選用 18高速鋼錐柄標準花鉆。
(2)切削用量選擇:
查《切削用量手冊》得:f=0.70-0.86mm/r,再由《機械制造工藝設計簡明手冊》C365L 車床進給量取f =0.76mm/r。查《切削用量簡明手冊》取V =13m/min
則
則主軸轉速
按機床選取n =238r/m,
實際轉速
(3)計算基本工時:
2) 擴Ф19.8 孔
(1)刀具選擇:選用 19.8高速鋼錐柄擴孔鉆。
(2)確定切削用量:
查《切削用量簡明手冊》得:f=0.90-1.1mm/r,再由《機械制造工藝設計簡明手冊》C365L 車床進給量取f =0.92mm/r。
擴孔時的切削速度,由得公式:擴=(1/2-1/3)鉆
查《切削用量簡明手冊》取VC =0.29m/s=17.4m/min
VC=(1/2-1/3)VC =5.8-8.7m/min
按機床選取n =136r/m,故
(3)計算基本工時:
。
3)鉸Ф20
(1)刀具選擇: 20高速鋼錐柄機用鉸刀
(2)確定切削用量:
切削深度ap=0.2mm。
由《切削用量簡明手冊》表2.11 f=1.3-2.5mm/r,取f=1.68
由《切削用量簡明手冊》表2.30得
按機床選取 =136 r/min
所以實際切削速度
(3)計算基本工時:
4)鉆3-Ф12孔
1)刀具選擇
選用Ф12高速鋼,錐柄標準麻花鉆
2)確定切削用量
3個孔共走3次刀。由《切削用量手冊》f=0.47—0.57mm/r,由鉆床取 f =0.40mm/r.
由《切削用量手冊》,取V查=0.36m/s=21.6m/min,則n=764.331 r/min
由鉆床說明書,取=850r/min
實際切削速度
3)計算基本工時:
其中L1=8,L2=0,L=70mm
工序五: 鉆3-Φ17.5孔
孔的直徑為Φ17.5mm。加工機床為Z525立式鉆床,加工工序為鉆孔至Φ17.5,選用Φ17.5的麻花鉆頭。查切削用量手冊
進給量:取
切削速度:取
由式(2.1)機床主軸轉速:
根據(jù)Z525立式鉆床標準轉速取n=392r/min
實際切削速度:
被切削層長度:L=22mm
刀具切入長度:
刀具切出長度:=3mm
走刀次數(shù)為3
機動時間:
工序六:鉆45斜度3-Φ12斜孔
加工機床為Z525立式鉆床
選用Ф12高速鋼,錐柄標準麻花鉆
采用在轉塔車床C365L上 鉆3-Φ12孔同樣的切削速度與大致進給量
根據(jù)車床說明書選取
進給量:取 主軸轉速n=680r/min
切削速度為
被切削層長度:=60mm
刀具切出長度:=3mm
走刀次數(shù)為3
機動時間:
6.專用夾具設計
1.加工端面A上3-Ф20孔
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質量,降低勞動強度。在加工零件時,需要設計專用夾具。根據(jù)任務要求中的設計內容,需要設計加工Ф20孔夾具。
本夾具主要用來 鉆,擴,鉸Ф20孔。端面上3-Ф20是成120度分布的
定位基準的選擇:從定位和夾緊的角度來看本工序中,定位基準是心軸定位,本工件的設計基準是Ф90h8的中心線,因此定位基準與設計基準重合,無需尺寸之間的換算。在本工序只需保證上平面蓋板與心軸通過螺紋結合,使蓋板緊密貼合端面A即可實現(xiàn)夾緊。
綜上所述:以心軸為定位基準,以下端面A為支撐,上端面通過螺母擰緊,將蓋板緊密貼合端面A即實現(xiàn)本夾具的定位于夾具要求
本夾具另外設計了120分度定位機構,當一個孔完成加工后,通過手柄是下端M20螺柱松動,轉動分度盤,當轉到120度是,分度銷落入斜槽中,擰緊M20螺柱,即實現(xiàn)120度分度。將上端夾緊定位機構通過螺紋連接到下端分度機構中,即可實現(xiàn)只要端頭上下移動,無需水平移動,達到 鉆,擴,鉸Ф20孔的加工要求
2.切削力及夾緊力的計算
鉆孔時軸向力,扭矩,功率的計算公式查《切削用量簡明手冊》P77表2.32
軸向力: (3.1)
其中=600,=1.0, =0.7, =0.95
=600×××0.95=140.02N
扭矩: (3.2)
=0.305×××0.95=0.1055N*m
功率: = (3.3)
==0.032Kw
加工時主要靠螺紋的夾緊力來抵抗力矩和軸向力,由于加工孔孔比較小,力不大,且用的是M20的螺紋來預緊。可不必校核。
3.定位誤差的分析
夾具的主要定位元件為定位心軸,該定位心軸是根據(jù)零件定位方案設計的專用件,各定位面加工后對φ90mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。鉆孔位置主要由鉆套鉆模套引導,因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證。
7. 結束語:
本次課程設計收獲最大的是查手冊以及用CAD繪制圖紙,使我受益匪淺
作為一名專業(yè)學生掌握一門或幾門制圖軟件同樣是必不可少的,由于本次大作業(yè)要求用AutoCAD制圖繪制等,所以我們還要好好掌握這門軟件。雖然過去從未獨立應用過它們,但在學習的過程中帶著問題去學我發(fā)現(xiàn)效率好高,記得大一學CAD時覺得好難就是因為我們沒有把自己放在使用者的角度,單單是為了學而學,這樣效率當然不會高。邊學邊用這樣才會提高效率,這是我作本次課程設計的第二大收獲。但是由于水平有限,難免會有錯誤,還望老師批評指正。
8.參考文獻
1.《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民主編1999年10月 機械工業(yè)出版社
2.《切削用量簡明手冊》。艾興等編2000年3 機械工業(yè)出版社
3.《機床夾具設計手冊》。王光斗等主編2000年11月 上??茖W技術出版社
4.《金屬機械加工工藝人員手冊》。 上海科技出版社
5.《機床夾具設計原理》。龔定安等主編
6.《機械制造技術基礎》
7.《機械制造工藝師手冊》
18
收藏
編號:3943428
類型:共享資源
大?。?span id="r7p2x7b" class="font-tahoma">421.89KB
格式:ZIP
上傳時間:2019-12-24
50
積分
- 關 鍵 詞:
-
ca6140
車床
法蘭盤
零件
機械
加工
工藝
20
夾具
設計
- 資源描述:
-
CA6140車床“法蘭盤”零件的機械加工工藝及鉆3-Ф20孔的夾具設計,ca6140,車床,法蘭盤,零件,機械,加工,工藝,20,夾具,設計
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權,請勿作他用。