CA6140车床手柄座课程设计资料.pdf
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1、1 CA6140车床手柄座 M5.5mm 油孔夹具课程设计 零件的分析 零件的作用 零件的工艺分析 CA6140车床手柄座的加工表面分四种,主要是孔的加工,圆柱端面的加工,槽的加工,螺 纹孔的加工, 各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特别是 孔的加工, 几乎都要保证Ra1.6mm的表面粗糙度, 因而需精加工, 现将主要加工面分述如下: 孔的加工 该零件共有5 个孔要加工:45mm 是零件的主要加工面,多组面,孔与其有位置尺寸 度要求,因而是后续工序的主要精基准面,需精加工且尽早加工出来;10mm 孔与 R13mm 有平行度要求,也要精加工;14mm 是不通孔,特别注
2、意该孔的加工深度;5mm 圆锥孔 虽是小孔,但由于表面粗糙度要求高,仍需精铰。5.5mm油孔是本组成员本次夹具设计 的重点工序,它与槽14mm 的小端面有7mm 的尺寸位置要求,并且其孔的加工精度有R3.2 的要求,因此对其也应该要进行精铰。 面的加工 该零件共有3 个端面要加工:45mm 圆柱小端面精度要求较高,同时也是配合25mm 孔作为后续工序的精基准面,需精加工;45mm 圆柱大端面以及25mm孔端面粗铣既可。 槽的加工 该零件仅有2 个槽需加工: 25mm 孔上键槽两侧面粗糙度为Ra1.6mm ,需精加工, 底面 加工精度要求不高,但与R13mm 孔上表面有30mm的尺寸要求,而加工
3、键槽时很难以45mm 上表面为定位基准,因而要特别注意尺寸链的推算,保证加工尺寸要求;深槽要注意加工深 度,由于表面粗糙度为Ra6.3mm ,半精铣即可。 螺纹孔的加工M10mm 螺纹孔的加工,它与R13mm 孔和 25mm 孔中心线有30角度 要求,同时中心线与45mm 圆柱端面有11mm 的尺寸位置要求。 由以上分析可知,该零件的加工应先加工45mm 圆柱两端面,再以端面为基准加工作为后 续工序主要精基准的25mm 孔,进而以该孔为精基准加工出所有的孔,面,槽,螺纹孔等。 2 工艺规划设计 毛坯的制造形式 零件材料为HT200 ,根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
4、面采用不去除材料方法获得粗糙度要求,由于零件生产类型为成批,大批生产, 而砂型铸造 生产成本低,设备简单,故本零件毛坯采用砂型铸造。 由于零件上孔都较小,且都有严格的表面精度要求,故都不铸出, 留待后续机械加工反 而经济实用。 基面的选择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一,基准选择的正确与合理,可以使加工质量 得到保证,生产率得到提高,否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,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 粗基准选择应为后续加工提供精基准,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 ,若直接以
5、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,精铣小端面,并保证尺寸43mm 。 精基准的选择 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便,前面已多次提过以25mm孔为第一 精基准, 45mm 圆柱小端面作为基准先加工出25mm 孔,然后作为辅助基准面配合25mm 孔加工后续工序中的孔,面,槽,螺纹等。 工艺路线的拟定 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外,还要选择各加工表面的加工方法,安排工序的 先后顺序,确定加工设备,工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度,尺 寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证,成
6、批生产还应考虑采用组合机床,专用夹具, 工序集中,以提高效率,还应考虑加工的经济性,以便使生产成本尽量下降。 3.3.4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; 3 . 半精铣 45mm 圆柱小端面 , 以 45mm 大端面为定位基准; . 扩, 铰 25H8mm 孔, 以 45mm 圆柱大端面为定位基准; . 钻, 扩, 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, 扩, 铰 1
7、4H7mm 孔, 定位与工序相同, 保证孔深度25mm; . 钻, 攻 M10mm 螺纹孔 , 定位与工序相同; . 钻, 铰 5mm 圆锥孔 , 定位与工序相同; . 插键槽 , 为便于加工 , 以 45mm 圆柱小端面 , 10H7mm 孔和 14H7mm 孔端面定位 , 同时要保证尺寸27.3H11mm; . 铣槽 , 定位与工序相同, 保证尺寸30mm; . 钻, 铰 5.5mm孔, 定位与工序相同; . 去锐边 , 毛刺 , 尤其注意 25H8mm 孔表面可能因为钻M10mm 螺纹孔以及插槽带来的表 面鳞次损伤 ; .终检 , 入库。 3.4 毛坯尺寸及其加工余量的确定 CA6140
8、车床手柄座零件材料为HT200,毛坯重量约为0.73kg ,生产类型为大批生产,采 用砂型铸造生产。 毛坯铸造时可以将25 孔直接铸造出来,由于其余孔均有精度要求,且尺寸小,均不 铸出。故仅确定三个端面的相关尺寸。 查表确定加工余量: 砂型铸造, 材料为灰铸铁, 机器造型, 公差等级为CT812,取 CT10 ,加工余量等级EG, 取 G. 切削余量:查表,基本尺寸小于100mm ,加工余量为1.4mm; 基本尺寸小于63mm ,加工余量为0.7mm 。 铸件公差等级:查表,基本尺寸小于100mm ,取 3.2mm ; 基本尺寸小于63mm ,取 2.8mm 。 4 3.4.1 45mm 圆柱
9、两端面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求,45mm 圆柱两端面经过两道工序,先粗铣45mm 圆柱大端面,再粗, 精铣 45mm 圆柱小端面,各步余量如下: 粗铣:由机械加工工艺手册第一卷表 3.2-23 ,其余量值规定, 对于小端面 (50mm ) 为 1.02.0mm,现取 1.8mm 。表 3.2-27粗铣平面的厚度偏差(30mm )为 0.250.39mm , 现取 0.30mm 。 精铣:由加工工艺手册表3.2-25 ,其余量规定值为1.0mm 。 故铸造毛坯的基本尺寸为431.2 1.8 1.0 47mm 。又根据前面铸件尺寸公差标准 值,取尺寸公差为2.8mm。故: 毛坯的名义尺
10、寸:431.2 1.8 1.0 47mm ; 毛坯的最小尺寸:471.4 45.6mm ; 毛坯的最大尺寸:471.4 49.8mm ; 粗铣大端面后的最大尺寸:431.0 1.2 45.2mm; 粗铣大端面后的最小尺寸:45.2 0.30 44.9mm ; 粗铣小端面后的最大尺寸::43 1.0 44mm ; 粗铣小端面后的最小尺寸::44 0.30 43.7mm 。 精铣后尺寸与零件尺寸相同,但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级,现按加 工工艺手册表5.29 ,粗铣精铣所能达到的经济精度取IT8, 按入体原则取值。故精铣后 尺寸为mm 3.4.2中心线端面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工
11、序要求, 25H8mm 孔中心线距离小端面的毛坯基本尺寸为431.2 44.2mm , 故: 毛坯的名义尺寸:431.2 44.2mm ; 毛坯的最大尺寸:44.2 1.4 45.6mm ; 毛坯的最小尺寸:44.2 1.4 42.8mm 。 由于 25H8mm 孔有 8 精度要求, Ra 1.6mm ; 根据加工工艺手册表3.2-10 ,加工该孔的工艺为: 扩铰 5 因此查实用机械加工工艺手册表3-9 得其孔的加工余量为2 5mm ,我们取为3mm , 故: 扩孔: 24.8mm 2Z1.8mm (Z 为单边加工余量) ; 铰孔: 25H8mm 。 毛坯 25mm孔的尺寸为: 25-3=22
12、mm 3.4.3 14H7mm 孔端面毛坯尺寸及加工余量计算 根据工序要求,14H7mm 孔端面仅由粗铣得到,故 14H7mm 孔端面距25H8mm 孔中 心线的毛坯基本尺寸为431.2 44.2mm ,故: 毛坯的名义尺寸:431.2 44.2mm ; 毛坯的最大尺寸:44.2 1.4 45.6vmm; 毛坯的最小尺寸:44.2 1.4 42.8mm 。 粗铣后尺寸应于零件图尺寸相同,但由于零件图纸并未给出具体的公差等级,现按前面 粗铣平面厚度偏差取0.28mm 。故粗铣后的尺寸为mm 其他毛坯尺寸由于零件图纸未做具体的工序尺寸要求,且对后面诸孔, 槽的加工影响不 大,仅荒铣即可,故不再一一
13、赘述分析。 3.5 其他尺寸极其加工余量的确定 其他工序尺寸包括5 个孔, 2 个槽, 1 个螺纹孔的基本尺寸,现仅分析主要的5 个孔的 加工余量及尺寸偏差。 5 个孔均不铸出,机械加工出来,根据加工工艺手册,由于 5 个孔的表面粗糙度要 求均较高,所以都要经过精铰工序,具体工序尺寸和加工余量为: (1) 10H7mm 孔, Ra1.6mm; 根据加工工艺手册表3.2-9 ,加工该孔的工艺为: 钻粗铰精铰 钻孔: 9.8mm ; 粗铰: 9.96mm ; 精铰: 10H7mm 。 (2) 14H7mm 孔, Ra1.6mm; 6 根据加工工艺手册表3.2-9 ,加工该孔的工艺为: 钻扩粗铰精铰
14、 钻孔: 13.0mm ; 扩孔: 13.85mm ;2Z0.85mm (Z为单边加工余量) ; 粗铰: 13.95mm ; 精铰: 14H7mm 。 (3) 5mm 圆锥孔, Ra 1.6mm ; 由于零件图纸未给出具体的公差等级,现也按H7公差等级加工,按表3.2-9 ,加工该 孔的工艺为: 钻精铰 钻孔: 4.8mm ; 精铰: 5H7mm 。 (4) 5.5mm孔, Ra3.2mm 。 由于也未给出公差等级,现同样按5mm 圆锥孔加工方式: 钻精铰 钻孔: 4.8mm ; 精铰: 5.5H7mm 。 3.6 确定各工序切削用量及基本工时 3.6.1 工序:粗铣45mm圆柱大端面 机床:
15、 X51立式铣床 刀具:高速钢端铣刀,直径D=50mm ,齿数 Z=6 根据加工工艺手册表2.4-73 ,取每齿进给量f=0.15mm/Z, 根据切削 工艺手册表3.9 ,取铣削速度Vc=20m/min。则 fr=f*vc=127.4r/min。 按机床选取铣刀转数n=160r/min ,则实际切削速度Vc=25.12m/min. , 工作台每分钟进给量z =144mm/min, 铣床工作台进给量f=150mm/min, 按加工工艺手册表6.2-5 , 7 基本工时 t=0.65min 。 3.6.2 工序:半精铣45mm 圆柱小端面 机床: X51 立式铣床 刀具:高速钢端铣刀,直径D=50
16、mm ,齿数 Z=6 (1)粗铣 45mm 小端面 铣削余量 Z=1.2mm , 同样查表选取确定f=20m/min ,fv=0.15mm/Z ,则 Vc=127.4r/min, 同样选取 vc=160r/min ,则 f=25.12m/min.,z =144mm/min, 取 vc=150mm/min 基本工时 t=0.43min 。 (2)半精铣45mm小端面 加工余量 Z=1.0mm , 查表确定 f=20m/min , fv =0.15mm/Z ,则 Vc=127.4r/min, 选取 Vc=160r/min ,则 f=25.12m/min.,vc=144mm/min, 取 vc=10
17、0mm/min, 基本工时 t=0.65min 。 3.6.3工序:扩,铰25H8mm 孔 机床: Z535立式钻床 (1)扩孔 24.8mm 刀具:高速钢锥柄标准麻花钻,D=24.8mm 双边余量 2Z=1.8mm 由切削工艺手册表2.10 查的扩孔钻扩孔时进给量f=0.70.8mm/r , 并由加工工艺手册表4.2-16取 fz=0.72mm/r ,扩孔钻扩孔时,根据切削工艺手 册表 2.15 查得 f=14m/min ,故 f=74.7m/min ,则 fr=8960r/min, 按机床选取fr=68r/min,则 f=5.29m/min., 基本工时 t=1.1min 。 8 (2)铰
18、 25H8mm 孔 刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=25mm 由 切削工艺手册 表 2.24 查得 f=1.01.5mm/r, 并由加工工艺手册 表 4.2-16 选取 fz=1.22mm/r ,取切削深度h=0.150.25mm,f=48m/min , 则 fr=51102r/min, 按机床选取fr=68r/min,则 f=5.34m/min., 基本工时 t=0.65min 。 3.6.4工序 :钻,铰10H7孔 机床: Z535立式钻床 (1)钻 10mm 孔 刀具:高速钢锥柄麻花钻,D=9.8mm 由切削工艺手册表 2.7 查得 fz=0.17mm/r ,由表 2.15 取 vc=23
19、m/min , 则 fr=747.4r/min 按机床选取n=960r/min ,则 vc=29.54m/min. , 基本工时 t=0.31min 。 (2)粗铰 9.96mm孔 刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=9.96mm 由 切削工艺手册 表 2.24 查得 fz=0.17mm/r , 根据表 2.15 取 f=6m/min , 则 fr=191.85r/min 按机床选取fr=195r/min,则 f=6.1m/min., 基本工时 t=0.19min 。 (3)精铰 10H7孔 刀具:高速钢锥柄机用铰刀,D=10mm 由切削工艺手册表 2.24 查得 fz=0.8mm/r ,根据表 2
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