CA6140型车床尾座体加工工艺及典型夹具设计.docx
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1、晋 中 学 院本科毕业设计题 目 CA6140车床尾座体加工工艺 及典型夹具设计院 系 机械学院 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名 黄金 学习年限 2015年9月至 2019年7月指导教师 郭英桂 职称 副教授 申请学位 工学 学士学位 2019年 5 月 20 日 目 录1 引言12 零件的分析12.1 零件的作用12.2 零件的技术分析13 工艺规程设计23.1 确定生产类型23.2 确定毛坯制造形式33.3 设计毛坯图33.4 基准的选择3 3.4.1粗基准的选择3 3.4.2精基准的选择33.5制订工艺路线43.6 确定毛坯尺寸43.7工序设计6 3.7.1选择机床6 3.7.2
2、选择夹具7 3.7.3选择刀具7 3.7.4选择量具8 3.6 确定切削用量及基本时间94 夹具设计364.1 任务分析404.2 夹具设计40 4.2.1定位基准的选择4 4.2.2定位基准的分析4 4.3 夹具设计及操作的简要说明40总结与致谢41参考文献411 引言长久以来,毕业设计一直是大学四年针对四年学业最重要的检验。在大学四年的学习生活中,不单单在书本,通过老师,通过同学,通过自己的积极参与实践,我们每个人都对自己四年的所学有一个独到的见解,毕业设计就是检验所学的时候。我这次选择的是一个传统工艺的设计,通过自己的专业方面的知识,对图纸进行了自己的修改,用自己所学的专业知识把每一个数
3、据都做的有理有据。并且这次我对于各种接触表面的配合也有了新的认识。2 零件的分析 图2-4 尾座体零件图 图2-5 尾座体零件图 图2-6 尾座体零件图 图2-7 尾座体零件图2.1 零件的作用车床是车削加工的设备,是尾座系统中重要的一环。主体位于车床末端。 在零件顶部有一个100H7孔, 用于操作顶部前进和后退,在机身顶部有一个30H7孔,而M8带有钻孔螺纹孔,其尾部锁定顶部; 同时,顶部还有10梯形孔,用于润滑尖端,使尖端可以自由移动; 在旁边,还有一个50孔,尾座底部有矩形槽,用于穿过手柄,使尾体左右移动。2.2 零件技术分析 根据车床尾座体的零件图,导轨面的加工,表面加工是主要进行的,
4、钻孔,孔的精度要求高。属于大批量生产,为了降低成本,提高劳动效率,因此在加工零件时需要专用夹具。3 工艺规程设计3.1确定生产类型车床尾板的零件属于批量生产,冲裁成本很高。 它可以降低加工成本来补偿。 对于批量生产中生产的零件,有必要选择高精度的制造方法。3.2确定毛坯制造形式零件材料为HT150,车床在工作过程中,尾座体承受的载荷较为稳定,零件的产量为500-5000件,为中批生产,零件尺寸轮廓较大采用砂型铸造。3.2设计毛坯图车床尾座体零件的毛坯,一般采用铸造制造,为了减少机械加工的劳动量,可采用锻造毛坯。保证孔与孔,平面与平面的位置。 图2-1 尾座体毛坯图 图2-2 尾座体毛坯图3.2
5、 选择基准3.2.1 选择粗基准根据粗略参考选择原则,重要的表面边缘均匀性原理,以及定位可靠性原理,尾板的底部是一个粗略的参考。3.2.2选择精基准对精细标准选择,设计标准和过程标准不匹就执行尺寸转换。3.3 制订工艺路线 根据设计的主要技术要求及机械加工工艺工序的安排原则,制订如下的工艺方案:工序1:铸造工序2:预备热处理工序3:粗铣顶面并以A面定位,利用专用夹具粗铣C面至尺寸线来保证尺寸75.5。工序4:粗铣底面,以C面定位,粗铣A面,保证尺寸336.25。工序5:铣槽,以C面和F面定位,铣槽至尺寸6024。工序6:粗铣端面E,端面F,以A面,G面定位,铣F面,保证尺寸5.5,工序7:铣底
6、面四周至尺寸440335。工序8:精铣顶面工序9:精铣底面工序9:粗镗、半精镗120。工序10:粗镗,半精镗50孔工序11:刮研底面工序12:精刨G面(定位至尺寸61.824.1)工序13:刨退刀槽,保证G面与滑枕运动方向平行。工序14:精铣两端面E、F工序15:精镗1201、精镗100孔至99.32、精镗120孔至119.3153、倒角1454、浮孔至100H75、浮孔至120H83.4 确定毛坯尺寸 零件成批生产,材料为HT150,100H7中心孔到顶面的距离75,顶面要求粗加工、精加工、尺寸公差自由,则加工余量为5.5。100H7孔中心线到底面的距离260,尺寸公差自由,表面粗糙度要求为
7、Ra1.6m,需粗、精、刮,则加工余量为5.75mm。E面、F面都需粗加工,精加工,则加工余量为单侧5.5mm。底面四周的加工粗糙度为Ra12.5m,只需粗加工,则加工余量为单侧5mm。100H7孔,该孔铸造时已经铸出,由机械制造工艺简明手册表2.3-10可得:毛坯:85mm120孔,查表可得:第一次粗镗:115mm第二次粗镗:118mm精镗:mm浮动镗:120mm50孔,查表可得:毛坯:35mm第一次粗镗:45mm第二次粗镗:48mm精镗:mm浮动镗:50mm33孔,该孔未铸出,则:第一次钻20mm第二次钻至33mm30H7孔的加工,开始时未铸出,则查表2.3-8机械制造工艺简明手册有:钻孔
8、:28mm扩孔至:29.9mm再钻9.814,粗铰孔至9.96,精铰至10H7。3.5 工序设计3.5.1 选择机床:(1)工序3、工序10为铣面,加工的精度要求较高,且为中批量生产,并且工件比较大,则选择立式铣床X52K。(2)工序5、工序15、工序16均为刨槽,中批生产,则选择牛头刨床B650。(3)工序6、工序7、工序17均铣的是侧面,批量生产,铣削的面积相对来说批量较小,则选择立式铣床X51。(4)工序8、工序21、工序23,钻的都是孔系,工件又比较沉重,为了减轻劳动强度,采用摇臂钻床Z35。(5)工序12、工序13、工序18为镗孔,精度要求较高,则采用专用镗床。(6)工序14,磨A面
9、,采用平面磨床M7130。(7)工序20、工序24为钻一般的孔的加工,但工件较沉重,为减轻工人的劳动强度,选用立式钻床Z535。(8)工序5为铣槽,选用X2016B龙门铣床。3.5.2 选择夹具 本零件的生产批量比较大,为了提高劳动生产率,除采用一些通用的夹具之外,还需设计一些专用的夹具,比如说在加工孔系的时候应采用专用的钻床夹具,加工100H7孔时,应采用专用的镗床夹具等。3.5.3 选择刀具(1)在铣床上加工的刀具,一般都是铣刀,则对顶面,底面,E面,F面及底面四周的加工的刀具均选择高速钢镶齿套式面铣刀。(2)在刨床上加工的刀具,一般都是刨刀,则对底面槽的加工,G面的加工均用切槽刨刀。(3
10、)在磨床上加工的刀具一般都是砂轮。(4)在钻床上加工的刀具一般都是钻头,锪刀。对于不同孔径的孔,则采用不同的钻头。不同的作用也需不同种类的钻头。因此,本零件所需的钻头如下:钻孔时需两种钻头,锥柄麻花钻,d为120,型号GB1438-85,套式扩孔钻,型号GB1142-84,带导柱直柄平底锪钻、型号GB4260-84。对于工序20,对30H7孔加工时,钻28底孔时用GB1438-85,扩孔至29.8时,用锥柄扩孔钻GB1141-84,对油杯孔的加工,钻底孔6时,用GB1438-85,扩孔时采用GB1141-84系列,铰孔时,用铰刀(锥柄用),GB1138-84。对于工序21,钻底孔10时,用锥柄
11、麻花钻,型号GB1438-85;攻螺纹时,用细柄机用,和手用丝锥GB3464-83。对于工序22,钻17底孔时,用锥柄麻花钻GB1438-85,锪孔时用GB4260-84。对于工序23,钻17.5底孔时,用锥柄麻花钻GB1438-85,攻2620时,用细柄机用的手用丝锥GB3464-83。对于工序24,钻17孔,用GB1438-85,扩孔至17.5时,用GB1141-84,攻丝纹时用细柄机用手用丝锥GB3464-83。(5) 在镗床上加工时,刀具一般都是镗刀板,对于粗加工,用粗镗刀板Z33-1,对于精加工,选用精镗刀板,Z33-2。3.5.4 选择量具 本零件采用通用量具。有两种方法有:一是不
12、确定选择计量器具,二是根据计量器具的测量方法选择。()加工孔用量具: 100H7,120H8,50H7孔径粗镗,半精镗,精镗,浮动镗,对于100H7孔,一次粗镗至mm,(半精镗)第二次粗镗至mm,精镗mm。 至 mm,公差等级为IT11,按表5.1-5 机械制造工艺简明手册精度系数K=10%,计量器具测量方法的极误差lim=KT=0.10.22=0.022。查表5.1-6,可选用内径百分尺,从表5.2-11中选分度值0.01mm,测量范围50-125的内径百分尺(GB8177-87)即可。 半精镗孔至mm,公差等级为IT9,按表5.1-5,精度系数K=20%,则lim=KT=0.20.087=
13、0.0174,查表5.1-6,可选用一级内径百分表,从表5.2-18,可选测量范围为50-100,测孔深度为I型的。(JB1081-75)。 精镗孔至mm,公差等级IT8,则精度系数K=25%,lim=KT=0.250.046=0.01125,查表5.1-6,可选用二级杠杆百分表。按同样的方法,选择120,50孔加工时的量具:120H8:精镗:二级杠杆百分表浮动镗:三牙锁紧式圆柱塞规(GB6322-86)50H7:粗镗:测量范围35-50,测孔深度为I型的一级内径百分表(GB1081-75)半精镗:二级杠杆百分表。精镗、浮动镗:三牙锁紧式圆柱塞规(GB6322-86)()加工槽所用的量具 槽经
14、刨削加工,槽宽与槽深的尺寸公差不高,因此,选用分度值为0.02mm,测量范围为0-150的游标卡尺(GB1214-85)进行测量。()加工线性尺寸所选用的量具:由于线性尺寸的公差等级要求都不是很高,则量外尺寸时,选用分度值为0.02mm测量范围内线性尺寸基本尺寸确定的游标卡尺(GB1214-85),而量内径尺寸时,选用分度值0.02mm的深度百分尺(GB13148-87)3.6 确定切削用量及基本时间3.6.1 工序3: 本工序为粗铣顶面,所选刀具是硬质合金镶齿式铣刀。刀杠直径32-50,工件台面积1250320,()确定切削用量)加工余量不大,可一次走刀,则:ae=5mm)决定每齿进给量fz
15、,fz=0.150.25mm/z取 fz=0.25mm/z)选择刀具寿命,取1.5,铣刀寿命T=240mm。)决定切削速度vc,每分钟进给量vf。vt=62m/min,nt=100m/min,vft=350mm/min。各修正系数为:Kmv=Kmn=Kmvf=1.26Ksv=Ksn=Ksvf=0.6故: vc=vtkv=621.260.6=46.89m/min n=ntKn=1001.260.6=75.6r/min vf=nftkv=3501.260.6=264.6m/min根据X52K铣床说明书:选择nc=75r/min,vfc=250mm/min因此,实际切削速度和每齿进给量为: vc=d
16、0nc/1000=3.142007.5/1000m/min=47.1m/minfzc=vfc/ncz=250/7.516min/z=0.21min/z)检验机床功率,根据表3.24切削用量简明手册当fz=0.13-0.25mm/z,ap=5.0mm ,ae20.5 , vf70时,Pa=6.6kw。根据X52K铣床说明书,主轴允许功率为:PcM=7.6kw3.6.2 工序4: 为粗铣底面,工件材料HT150,b=150MPa,铸件,有外皮,X52K型铣床(1)各修正系数: kmv=kmn=kmvf=1.26ksv=ksn=ksvf=0.6故:vc=vtkv=621.260.6=46.89m/m
17、in n=ntkn=1001.260.6=75.6r/min vf=vftkvt=3501.260.6=264.6mm/min据X52K铣床的参数,取:nc=75r/min,vfc=250mm/min因此,实际切速和每齿进给量为: vc=d0nc/1000=3.1420075m/min=47.1m/minfzc=vfc/ncz =250/7516mm/z=0.21mm/z2)检验机床功率据表3.24查得,Pcc=6.4kw据X52K铣床参数,PcM=7.4kw故PccPcM所选用量可用,即:ap=5mm,vf=250mm/min,vc=47.1m/min3)计算工时:tm=L/vfL=365+
18、450-200+265+350+25=1255mmtm=1255/250min=5.02min3.6.3 工序5: 本工序是粗铣槽,铣槽的宽度是50深度是25mm,采用立铣刀铣槽。(1)确定刀具:采用铣刀,规格为:D=50,L=200,l=20,Z=5(2)确定切削用量:铣削深度ap=25(3)确定每齿进给量:fz=0.060.19mm/z,现取fz=0.18mm/z(4)选择铣刀磨钝标准:选铣刀加工铸件,后角最大磨损量0.4mm;刀具直径d=40mm。(5)确定切削速度fMzv=Cvd0zv/TmaexvafyvapuvZpv 。kv式中Cv=72,zv=0.7,xv=0.5,yv=0.2,
19、uv=0.3,pv=0.3,m=0.25,kv=0.80.51=1.2则 v=72500.7/(800.25500.50.180.2240.350.3) 。1.2=21.17m/minn=100021.17/50r/min=134.8r/min取n=110r/min实际切削速度v=17.27m/min=20.27m/sfz=99/5110=0.18mm/min(6)检验机床功率:根据表3.25*的计算:Pc=Fcv/1000Fc=9.81CFzae0.83af0.65d0-0.83ap1.0Z式中CFz=30,ae=50,af=0.18,d0=50,ap=24,Z=5Fc=9.8130500.
20、830.180.6550-0.83241.05=11585Nv=0.29m/sPc=115850.29/1000=3.34:fz=0.18m/min,fMz=99mm/min,n=110r/min,v=0.29m/s(7)立铣刀铣槽的基本时间:tm1=(l+l1+l2/fuz)2=(365+3+4/99)2=7.52min3.6.4 工序6: 本工序是粗铣端面,刀具材料是立铣刀()刀具几何形状表3.2*,0=45, 0=12, kr=30, kr=1, =15, s=-10 。()确定切削用量1)定切削速度vc,每分钟进给量vf查表3.16*,有:vt=62m/min,nt=100r/min,
21、vft=350mm/min修正系数:kmt=kmn=kmf=1.26kst=ksn=ksvf=0.6则:vc=vtkv=621.260.6=46.89m/minn=ntkn=1001.260.6=264.6mm/min据X52铣床参数,取:nc=75r/minvf=250mm/min则实际切削速度和每齿进给量为:vc=d0nc/1000=3.14200075/1000=47.1m/minfzc=vfc/ncz =250/7516mm/z=0.21mm/z2)检验机床功率:根据表3.248,Pcc=6.6kw根据表4.2-38,PcM=7.5kw故:PccPcM因此,所选用量可用,即:ap=5m
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