杠杆(CA6140车床)零件的机械加工工艺规程及工艺装备1

1机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“杠杆（CA6140车床）零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者学号指导老师2机械制造工艺学课程设计任务书目录1序言....................................................22杠杆加工工艺规程设计.......................................32.1零件的分析..............................................42.1.1零件的作用............................................42.1.2零件的工艺分析........................................42.2.1确定毛坯的制造形式.................................52.2.2基面的选择............................................52.2.3确定工艺路线..........................................52.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定................62.2.5确定切削用量..........................................72.2.6确定基本工时.........................................173专用夹具设计.............................................223.1.1定位基准的选择.......................................223.1.2切削力的计算与夹紧力分析.............................223.1.3夹紧元件及动力装置确定...............................233.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计.......................233.1.5夹具精度分析.........................................263.1.6夹具设计及操作的简要说明.............................26参考文献....................................................283序言2杠杆加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的杠杆。它位于车床制动机构中，主要起制动作用。杠杆一端与制动带连接，另一端通过刚球与齿条轴的凸起（或凹槽）相接触，当离合器脱开时，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动，将制动带拉紧；当左右离合器中任一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动带放松，从而达到制动的目的。2.1.2零件的工艺分析所加工零件立体图，零件图如下图所视4零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）小头钻Φ0.023025以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；2）钻Φ0.1012.7锥孔及铣Φ0.1012.7锥孔平台；3）钻2—M6螺纹孔；4）铣杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。（2）主要基准面：1）以Φ45外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：Φ0.023025的孔、杠杆下表面2）以Φ0.023025的孔为中心的加工表面表2.1工艺路线方案一工序1粗精铣Φ25孔下表面工序2钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф0.023025mm工序3粗精铣宽度为30mm的下平台工序4钻Ф12.7的锥孔工序5加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔工序6粗精铣2-M6上端面工序7钻2-M6螺纹底孔孔，攻螺纹孔2-M6工序8检查表2.2工艺路线方案二工序1粗精铣Ф25孔下表面工序2钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф0.023025mm工序3粗精铣宽度为30mm的下平台工序4钻Ф12.7的锥孔工序5粗精铣2-M6上端面工序6钻2-Ф5孔，加工螺纹孔2-M6续表2.2工序7加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔工序8检查工艺路线的比较与分析：5第二条工艺路线不同于第一条是将“工序5钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零件的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。以Ф25mm的孔外轮廓为精基准，先铣下端面。再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先上端面，再“钻Ф14孔，加工螺纹孔M8”不便于装夹，并且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。所以发现第二条工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表2.3所示。表2.3最终工艺过程工序1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是3.2选用立式升降台铣床X52K。工序2加工孔Φ25。钻孔Φ25的毛坯到Φ22mm；扩孔Φ22mm到Φ24.7mm；铰孔Φ24.7mm到Ф0.023025mm。保证粗糙度是1.6采用立式钻床Z535。采用专用夹具。工序3粗精铣宽度为30mm的下平台，仍然采用立式铣床X52K，用组合夹具。工序4钻Ф12.7的锥孔，采用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。工序5加工螺纹孔M8，锪钻Ф14阶梯孔。用组合夹具，保证与垂直方向成10゜。工序6粗精铣M6上端面。用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36゜的台肩。用卧式铣床X52K，使用组合夹具。工序7钻2-M6螺纹底孔、攻2-M6螺纹用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具工序8检查工序8检查62.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。毛坯与零件不同的尺寸有：(具体见零件图)故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm。1）加工Φ25的端面，根据参考文献[8]表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。2）对Φ25的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。3）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求6.3aRm，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm。4）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm。5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求3.2aRm，因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可达到要求。6）加工M8底孔，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2.2.5确定切削用量工序1：粗、精铣25孔下平面（1）粗铣25孔下平面加工条件：工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献[7]表30—34刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT，100Dmm，齿数8Z，此为粗齿铣刀。7因其单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度pa：1.9pamm每齿进给量fa：根据参考文献[3]表2.4-75，取0.12/fammZ铣削速度V：参照参考文献[7]表30—34，取1.33/Vms。机床主轴转速n：1000Vnd式（2.1）式中V—铣削速度；d—刀具直径。由式2.1机床主轴转速n：100010001.3360254/min3.14100Vnrd按照参考文献[3]表3.1-74300/minnr实际铣削速度v：3.141003001.57/1000100060dnvms进给量fV：0.128300/604.8/ffVaZnmms工作台每分进给量mf：4.8/288/minmffVmmsmma：根据参考文献[7]表2.4-81,40amm（2）精铣25孔下平面加工条件：工件材料：HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。参考文献[7]表30—31刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT，100Dmm，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=0.1mm铣削深度pa：0.1pamm每齿进给量fa：根据参考文献[7]表30—31，取0.08/fammZ铣削速度V：参照参考文献[7]表30—31，取0.32/Vms机床主轴转速n，由式（2.1）有：100010000.326061/min3.14100Vnrd按照参考文献[7]表3.1-3175/minnr实际铣削速度v：3.14100750.4/1000100060dnvms进给量fV，由式（1.3）有：0.151275/602.25/ffVaZnmms工作台每分进给量mf：2.25/135/minmffVmmsmm工序2：加工孔Φ25到要求尺寸8工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H7，表面粗糙度1.6aRm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ25mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量f根据参考文献[7]表28-10可查出0.47~0.57/fmmr表，由于孔深度比0/30/221.36ld，0.9lfk，故(0.47~0.57)0.90.42~0.51/fmmr表。查Z535立式钻床说明书，取0.43/fmmr。根据参考文献[7]表28-8，钻头强度所允许的进给量'1.75/fmmr。由于机床进给机构允许的轴向力max15690FN（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量1.8/fmmr。由于所选进给量f远小于'f及f，故所选f可用。2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率mP根据表28-15，由插入法得：17/minvm表，4732FN表51.69TNM表，1.25mPkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献[7]表28-3，0.88Mvk，0.75lvk，故'17/min0.880.7511.22(/min)vmm表''01000100011.22/min162/min22vmmnrdmm表查Z535机床说明书，取195/minnr。实际切削速度为：022195/min14/min10001000dnmmrvm由表28-5，1.06MFMTkk，故47321.065016()FNN