2022年CA车床手柄座加工工艺规程及夹具设计方案.docx
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1、精品学习资源目录1 序言 31.1设计目的31.2设计意义31.3现状分析31.4进展前景42 零件的分析 52.1 零件的作用 52.2 零件的工艺分析 5 3 工艺规程设计 63.1 确定毛坯的制造形式 63.2 基面的选择 63.2.1 粗基准的选择 73.2.2 精基准的选择 73.3 制定工艺路线 73.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定93.5 确定切削用量及基本工时 12 4 夹具设计 244.1 问题的提出 244.2 夹具设计 244.2.1 定位基准的选择和定位元件及其他元件设计选择244.2.2 切削力、夹紧力运算,夹紧装置的设计与选择254.2.3 定位误差分析
2、 264.2.4 夹具设计及操作的简要说明 26总结 28致谢 29参考文献 30附图 32欢迎下载精品学习资源CA6140车床手柄座工艺规程及夹具设计摘要: 本次设计内容涉及了机械加工工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差协作等多方面的学问;此次我设计的CA6140 车床手柄座工艺规程及夹具设计包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分;在工艺设计中要第一对零件进行分析,明白零件的工艺再设计出毛坯的结构,并 选择好零件的加工基准,关键是准备出各个工序的工艺设备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选 择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部
3、件以及其它 部件;运算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中留意改 进;关键词: 工艺、手柄座、切削用量、夹紧、定位;欢迎下载精品学习资源1 序言1.1 设计目的毕业之前进行这次设计是为了给我们将要毕业的高校生一次进一步学习和锤炼的机会,在整个毕业设计中提高了我们的设计才能,具体设计目的如下:(1) 培养我们解决机械加工工艺问题的才能(2) 进一步培养我们识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能(3) 培养我们熟识并运用有关手册、规范、图表等技术资料的才能1.2 设计意义我设计的课题是 CA6140车床手柄座的工艺规程及夹具设计,设计的意义就在于,在设计过程
4、中明白该零件存在的问题,找出解决这些问题的方法,通过自己的设计对该零件的 结构进行进一步改进,以达到改善零件工作性能,提高零件工作效率的目的;对夹具创新设计的争论,对国内机械制造有着重要意义:(1) 保证加工精度接受夹具安装,可以精确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置,工件的位置精度由夹具保证,不受工人技术水平的影响,其加工精度高且稳固;(2) 提高生产率、降低成本用夹具装夹工件,无需找正便能使工件快速地定位和夹紧,显著地削减了帮忙工时; 用夹具装夹工件提高了工件的刚性,因此可加大切削用量;可以使用多件、多工位夹具装夹工件,并接受高效夹紧机构,这些因素均有利于提高劳动生产率;另外,接受夹具后
5、, 产品质量稳固,废品率下降,可以支配技术等级较低的工人,明显地降低了生产成本;(3) 扩大机床的工艺范畴使用专用夹具可以转变原机床的用途和扩大机床的使用范畴,实现一机多能;例如, 在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后,就可以对箱体孔系进行镗削加工;通过专用夹具仍可将车床改为拉床使用,以充分发挥通用机床的作用;(4) 减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件便利、快速,当接受气动、液压等夹紧装置时,可减轻工人的劳动强度;1.3 现状分析手柄座已经广泛被用到各个技术领域,它的存在使机床的操作很便利,大大提高了工业领域生产的效率,随着技术的不断进步,生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向进展;这就要求企业提
6、高生产率,提高利用率;削减铺张,降低成本;现阶段国内手柄座的设计和制造仍存在一些问题,设计水平不是很高,在零件的加工技术方面,国内技术水平仍不及西方发达国家那么先进,这些问题急需得到解决;设计中包含机床夹具的设计,国内外机床夹具的进出现状分析:国际生产争论协会的欢迎下载精品学习资源统计说明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右;现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争;然而,一般企业都仍习惯于大量接受传统的专用夹具,一般在具有中等生产才能的工厂里,约有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔3-4年就要更新 50%-80%
7、左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10%-20%左右;特殊是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:(1) 能快速而便利地装备新产品的投产,以缩短生产预备周期,降低生产成本;(2) 能装夹一组具有相像性特点的工件;(3) 能适用于精密加工的高精度机床夹具;(4) 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;( 5) 接受以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;(6) 提高机床夹具的标准化程度;1.4 进展前景机床夹具是机械加工不行缺少的部件,机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向进展,在其带
8、动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向争论;( 1) 高精化:高精机床加工精度提高,降低定位误差,提高加工精度对夹具制造精度要求,机床夹具精度已提高到微M 级,世界知名夹具制造公司都是精密机械制造企业;诚然,适应不同行业需求和经济性,夹具有不同型号,以及不同档次精度标准供选择;(2)高效化:提高机床生产效率,双面、四周和多件装夹夹具产品越来越多;削减工件安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断推陈出新;新型电控永磁夹具,夹紧和松开工件只需1-2秒, 夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工制造了条件;( 3)
9、模块、组合化:夹具元件模块化是实现组合化的基础;利用模块化设计系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具已成为夹具技术开发基点;省工、省时,节 材、节能,表达各种先进夹具系统创新之中;模块化设计为夹具运算机帮忙设计与组装打下了基础,应用 CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具;( 4) 通用、经济化:夹具通用性直接影响其经济性;接受模块、组合式夹具系统, 一次性投资比较大,夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范畴广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能表达出经济性好;德国戴美乐公司孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很
10、少的配套元件,即能组装成多种多样焊接夹具;元件功能强, 使夹具通用性好,元件少而精,配套费用低,经济有用,很有推广应用价值;欢迎下载精品学习资源2 零件的分析2.1 零件的作用图 2-1 CA6140 车床手柄座零件图 CA6140 lathe handle seat detail drawings题目所给的零件是 CA6140车床的手柄座;它位于车床操作机构中,可同时操纵离合器和制动器,即同时把握主轴的开、停、换向和制动;操作过程如下:当手把把握手柄座向 上扳动时,车床内部的拉杆往外移,就齿扇向顺时针方向转动,带动齿条轴往右移动,通 过拨叉使滑套向右移,压下羊角形摆块的右角,从而使推拉杆向左
11、移动,于是左离合器接 合,主轴正转;同理,当手把把握手柄座向下扳动时,推拉杆右移,右离合器接合,主轴 反转;当手把在中间位置时,推拉杆处于中间位置,左、右离合器均不接合,主轴的传动 断开,此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端,制动带被拉紧,使主铀制动;手柄与该零件通过25 mm孔连接,机床内部零件通过10 mm孔与手柄座连接,即 CA6140车床手柄座的作用是实现运动由外部到内部的传递;2.2 零件的工艺分析CA6140车床手柄座有多处加工表面,其间有确定位置要求, 分述如下:1. 以 25H 8 为中心的加工表面这一组的加工表面有25H 8的孔,以及上下端面,下端面为45 的圆柱端面
12、;孔壁上欢迎下载精品学习资源有距下端面 11mm、与25H 8孔中心轴所在前视面呈30 角的螺纹孔,尺寸为M10,另外仍有一个尺寸为 6H9mm的键槽,孔与键槽的总宽度为27.3H10mm;2. 以 14H 7 为中心的加工表面该组的加工表面有14H 7 的孔 有位置要求 ,加工时测量深度为25mm,钻孔深度为28mm;上孔壁有一个 5 配铰的锥销通孔,该通孔有位置要求;以及14H 7 孔的端面;3. 以 10H 7 为中心的加工表面本组的加工表面有10H 7 的孔 两个 ,及其两个内端面 对称 ,两端面均有位置要欢迎下载精品学习资源求,端面之间的距离为14 0.23 mm,孔除了有位置要求以
13、外仍有平行度的形状公差要求 与欢迎下载精品学习资源025H 8 孔壁之间的平行度公差为0.2 4. 以 5.5 为中心的加工表面欢迎下载精品学习资源这组的加工表面有5.5 的孔,该孔通至25H 8 上的槽,并有位置要求;欢迎下载精品学习资源由上面的分析可知,加工时应先加工完一组表面,再以这组加工后的表面为基准加工另外一组;3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式选择毛坯应考虑的因素有:零件的力学性能要求、零件的结构形状和外廓尺寸、生产纲领和批量、现场生产条件和进展等;我此次设计的 CA6140 车床手柄座零件的材料为 HT15 33,重量为 0.73kg ;手柄座在使用过程中不经常的变动,它
14、只起支撑的作用,受到的冲击不是很大,只是在纵向上受到很大的压力;在加工过程中的精度保证很重要,它对工件的定位有确定的保证作用;依据选择毛坯应考虑的因素,该零件体积较小,形状较复杂,外表面接受不去除材料方法获得粗糙度请求,由于零件生产类型为大批量生产,而砂型铸造生产成本低,设备简略,故本零件毛坯接受砂型铸造;由于零件上孔都较小,且都有严格的表面精度请求,故都不铸出,留后续机械加工反而经济有用;3.2 基面的选择基面选择是工艺设计中的重要工作之一;基面选择正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高;否就,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,仍会造成零件大批报废,使生产无法正常进行;欢迎下载
15、精品学习资源3.2.1 粗基准的选择对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准;而对有如干个不加工表面的工件, 就应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准;粗基准选择应为后续加工供应精基准,由于该零件毛坯没有铸孔,故只能以3 个主要端面为基准,由于 45mm小端面表面粗糙度为Ra3.2mm,如直接以大端面为粗基准,恐不能一次达到加工精度,故先以 45mm小端面为粗基准,粗铣45mm大端面,再以 45mm大端面为基准,粗、半精铣小端面,并保证尺寸 43mm;3.2.2 精基准的选择主要考虑基准重合的问题,用设计基准作为定位基准,实现“基准重合”,以免产生基准不重合误差;有多种方案可
16、供选择时应选择定位精确、稳固、夹紧牢靠,可使夹具结构简洁的表面作为精基准;当设计基准与工序基准不重合时,应当进行尺寸换算,这在以后仍要特地运算,此处不再重复;3.3 制定工艺路线拟定工艺路线的内容除选择定位基准外,仍要选择各加工表面的加工方法,支配工序的先后次序,确定加工设备,工艺装备等;制定工艺路线的动身点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证;在生产纲领已确定为大批量生产的条件 下,可以考虑接受万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率;除此以外,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降;1、工艺路线方案一 :. 铣 45mm圆柱小端面;. 粗铣 45m
17、m圆柱大端面 , 保证尺寸 43mm; . 钻、扩、铰 25H8mm孔;. 钻、粗铰、精铰 10H7mm孔;. 钻、粗铰、精铰 14H7mm孔; . 钻、攻 M10mm螺纹孔;.拉键槽 6H9mm保, 证尺寸 27.3H10mm;欢迎下载精品学习资源. 钻、铰 5mm圆锥孔;. 铣 1443mm槽, 保证尺寸 14mm深,. 钻、铰 5.5mm孔;. 去锐边、毛刺;. 终检, 入库;2、工艺路线方案二. 粗铣 45mm圆柱大端面;度 43mm;欢迎下载精品学习资源. 半精铣 45mm圆柱小端面 , 保证尺寸 43mm; . 钻、扩、铰 25H8mm孔;欢迎下载精品学习资源. 粗铣 14H7mm
18、孔端面;. 钻、粗铰、精铰 14H7mm孔;. 钻、铰 5mm圆锥孔 , 钻、粗铰、精铰 10H7mm孔; . 钻、攻 M10螺纹孔;.拉键槽 6H9mm保, 证尺寸 27.3H10mm欢迎下载精品学习资源. 铣 1443mm槽, 保证尺寸 14mm深,. 钻、铰 5.5mm孔;. 去锐边、毛刺;. 终检, 入库;3、工艺方案的比较与分析度 43mm;欢迎下载精品学习资源上述两个方案差别在两点 : 一是方案一先加工有 Ra3.2mm表面精度请求的小端面 , 再加工大端面 , 而方案二是先粗铣大端面 , 再加工小端面;二是方案一将 5mm圆锥孔和 10mm孔按部就班次序加工 , 而方案二显得更机
19、动聪慧 , 看出这两个孔的定位方法 , 夹紧方法雷同 , 故而在一台机床上同时加工出来. 另外, 方案一没有铣 14mm孔端面 , 但由于 14mm孔有严格深度请求 , 故最好仍是粗铣一遍;两套方案明显方案二更简洁更契合请求 , 但正如前面所分析的 , 方案二将 5mm圆锥孔和 10mm孔的加工合并在一道工序中 , 虽然削减了装夹次数 , 简化了工艺设计 , 但在一道工序中完成这两个钻孔 , 由于两孔的加工深度 , 加工刀具尺寸 , 加工时产生的轴向力等等都相差较大, 且两孔的加工精度请求都较高,明显组合机床不有用;假如接受摇臂钻床,对于大批量生产,就要频繁调换钻头刀具,大大增长了劳动强度,降
20、低了生产效率,因此,准备仍是将两个孔离开加工;综上所述,零件的最终加工路线如下:4、工艺方案的确定. 粗铣 45mm圆柱大端面 , 以 45mm圆柱小端面为定位基准; . 粗铣、半精铣 45mm圆柱小端面 , 以 45mm大端面为定位基准; . 钻、扩、铰 25H8mm孔, 以 45mm圆柱大端面为定位基准;. 钻、粗铰、精铰 10H7mm以,25H8mm孔和 45mm圆柱小端面为基准;. 粗铣 14mm孔端面 , 利用 45mm圆柱小端面 , 25H8mm孔和 10H7mm孔定位, 保证尺寸 43mm;. 钻、粗铰、精铰 14H7mm孔, 定位与工序雷同 , 保证孔深度 25mm; . 钻、
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