K296-偏心套零件的工藝及車Φ120外圓夾具設計帶圖紙

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目 錄 1 ?零件的工藝分析 4 1.1零件的功用、結構及特點 4 1.2主要加工表面及其要求 4 2 ?毛坯的選擇 5 2.1確定毛坯的類型，制造方法和尺寸度及其公差 5 2.2確定毛坯技術要求 5 3?基準的選擇 6 4 ?擬定機械加工路線 6 4.1確定各表面的加工方法 6 4.2、擬定加工路線 7 4.3、工藝分析 7 5 ?確定機械加工余量、工序尺寸及公差 7 6 ?機床的選擇及工藝裝備 8 6.1、機床的選擇 8 6.2、選擇刀具 9 6.3、選擇夾具 9 6.4、選擇量具 9 7 ?確定切削用量及基本工時 10 7.1、工序10 10 7.2.工序40 10 8?夾具設計 10 總結 11 參考文獻 12 1 ?零件的工藝分析 1.1零件的功用、結構及特點 ???? 該零件是以 的內(nèi)孔和軸配合，并通過鍵進行連接。偏心套主要走支承和導向的作用，在工作中承受一定的載荷，因此要求其有一定的強度和耐磨性。 1.2主要加工表面及其要求 ?①內(nèi)孔 ?孔徑為 的孔是軸的安裝孔，表面粗糙度Ra=0.8um，倒角人C1，公差等級為IT7～8，孔中心線與兩外圓的偏心距均為 mm，圓柱度要求為0.01mm。 ②外圓表面尺寸要求為 mm，公差等級為IT7～8，外圓表面素線以孔軸為基準，平行度要求為0.01mm，外圓表面圓柱度要求為0.01mm，粗糙度Ra=0.8um，各外圓表面的長度均為40mm。 ③端面 偏心套端面長度為90mm，中間側壁到端面距離為40mm，外端面粗糙度Ra=6.3um，中間側壁粗糙度Ra=1.6um。 ④磨削槽 槽寬由圖中給定的尺寸求得為10mm，深為2mm，倒圓角R3，由圓中的尺寸要求和其功用可知其不是重要的配合面。 ⑤鍵槽 鍵槽深度由圖中尺寸可得為 為保證整體零件的耐磨性和熱處理后的硬度達到58～64HRC，要求淬火后回火，未注粗糙度為Ra=6.3um。 2 ?毛坯的選擇 2.1確定毛坯的類型，制造方法和尺寸度及其公差 ①該零件的材料為GCr15，設計要求生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，形狀簡單，選用金屬模砂型機器鑄造。 ②選擇零件的一端面作為分型面鑄造出帶孔的圓棒料。 ③由零件圖技術要求知該零件精度要求較高，毛坯為精密的鑄件，鑄件尺寸公差為CT9加工余量等級按CT9-MA-H/G級。各表面單邊余量3.0mm。 2.2確定毛坯技術要求 ①鑄件不應有裂紋、砂眼、和局部縮松、氣孔及夾渣等缺陷，鑄件表面應清除毛刺同、結瘤和粘砂等。 ②球化退火處理硬度為207～229HBW，以降低硬度，改善切削加工性，并為淬火作好組織上的準備，材料為GCr15。 ③未注倒角0.5 45 ，其余粗糙度Ra=6.3um。 ④外表面斜度為30’,內(nèi)表面起模斜度為1 3?基準的選擇 由零件圖中的技術要求可知該零件的尺寸較多是以內(nèi)孔中心線為設計基準,且圖中外圓表面尺寸精度要求較內(nèi)孔高,外圓表面素線平行度以內(nèi)孔軸線為基準,根據(jù)粗精基準選擇原則和基準重合統(tǒng)一原則,確定各表面的基準如下表所示: 序號 ????????? 加工部位 ???????? 基準選擇 ?1 孔及其端面 偏心套外圓輪廓及端面(粗基準) ?2 外圓輪廓 內(nèi)孔中心線 ?3 磨削槽和倒角 內(nèi)孔中心線 ?4 鍵糟 內(nèi)孔中心線 ? 4 ?擬定機械加工路線 4.1確定各表面的加工方法 ? ???根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，選定如下加工方法： 孔的端面加工為車削； 孔的加工為車削—磨削； 外圓加工為車削—磨削；磨削槽的加工為車削。側壁加工為車削；鍵槽加工為拉削。 ???? 具體加工方法如下： ???? ①偏心套端面：未標注公差要求，表面粗糙度為Ra=6.3um，查表知需進行粗車—精車。 ???? ②側壁未標準公差要求，表面粗糙度為Ra=1.6um，查表知需進行粗車—半精車—精車。 ???? ③ 孔：表面表面粗糙度Ra=0.8um；查表得公差等級為IT7～8，查表知需進行粗車—半精車—精車。 ???? ④外圓表面公差等級為IT7～8，粗糙度Ra=0.8um，查表知需進行粗車—半精車—精車。 ???? ⑤磨削槽列尺寸要求和公差要求，不是重要表面，只需粗車即可。 ? ⑥鍵槽寬度要求為20 ???? 4.2、擬定加工路線 ???? 1 下料 棒料Φ120x165 2 鍛造 Φ155xΦ45xΦ104 3 熱處理 正火 4 粗車 夾毛坯外圓粗車內(nèi)孔尺寸至Φ55，粗車端面見平即可車外圓至Φ145長45 5 粗車 倒頭裝夾車外圓至Φ145與上工序接刀保證總長95，再距端面46mm處車Φ100圓至尺寸Φ102，槽寬6使槽寬外面的端面距外端面43 6 精車 倒頭用三爪卡盤夾工件外圓找正，車內(nèi)孔尺寸至Φ59，精車另一端面保證總長92，并做標記，精車Φ100圓及兩內(nèi)側端面，是槽寬為8，保證槽外端面靠外端面的距離為42 7 鉗 劃鍵槽線非標記面 8 插 已有標記的端面及外圓定位按線找正插鍵槽，保證尺寸60及鍵槽尺寸64-64.5 9 鉗 修銼鍵槽毛刺 10 精車 精車Φ59內(nèi)孔及鍵槽定位用專用偏心夾具裝夾工件車偏心尺寸Φ120至Φ121.5長42.5 11 精車 以精車Φ59內(nèi)孔及鍵槽定位用專用偏心夾具裝夾工件另一端車偏心尺寸Φ120至Φ121.5長42.5 12 熱處理 淬火HRC58-60 13 熱處理 冰冷處理 14 熱處理 回火 15 磨 用專用偏心夾具裝夾工件Φ121.5外圓出，按Φ59內(nèi)孔找正，磨內(nèi)園尺寸至Φ60 16 鉗 修銼鍵槽中氧化皮 17 磨 以Φ60為內(nèi)孔，鍵槽和一端面定位裝夾工件，磨外圓至圖樣尺寸，并靠模此端外端面，保證偏心盤的厚度40mm為41mm并保證總長91mm 18 檢驗 檢驗各部分尺寸 19 入庫 ??? 4.3、工藝分析 此工藝按工藝集中原則組織工序，許多工序可在同一機床上完成，減少了工件的裝夾次數(shù)，易于保證加工面的質(zhì)量，需要的車床少，減少了工件在工序間的運輸，減少輔助時間和準備時間。 ?5 ?確定機械加工余量、工序尺寸及公差 加工余量可采用查表修正確定。確定工序尺寸一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注，當無其它基準交換時，同一基準面多次加工的工序尺寸只與工序（工步）的加工余量有關，當基準不重合時工序尺寸用工藝尺寸鏈計算，中間工序尺寸按“向、入體“原則標注，但毛坯和孔心距尺寸公差帶一般取雙向?qū)ΨQ布置、中間工序尺寸的公差可從相應的加工經(jīng)濟精度表中查得。 偏心套零件第一道工序各工步開基準交換，其余挌表面均基準重合、統(tǒng)一原則，故只需查得各加工余量，便可確定工序尺寸。 根據(jù)上述資料和加工工藝，查各種表面加工余量表分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下表： 工序號 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 Ra 10 ①??? 粗車端面 2.0 12.5 ②??? 粗車內(nèi)孔 2.5 12.5 20 粗車外圓 2.1 12.5 40 ①??? 精車端面 0.5 90 6.3 ②??? 精車側壁 0.5 40 1.6 50 車磨削槽 2 ? 60 ①內(nèi)內(nèi)孔 0.5 0.8 70 ②磨外圓 0.5 0.8 80 內(nèi)孔倒角 1 C1 ? 90 拉削鍵槽 4.5 ? ? 6 ?機床的選擇及工藝裝備 6.1、機床的選擇 （1）、工序10、20、40、50、80 由于有些工序包括多個工步，該零件形狀較規(guī)則，為減少裝卸刀具次數(shù)和時間，保證工件質(zhì)量，選用CA6140型臥式車床比較合適。 ?（2）、工序60、70 ?磨內(nèi)孔和外圓：根據(jù)工件的尺寸選用M2120內(nèi)圓磨床和M1331外圓磨床。 工序90 拉削鍵槽根據(jù)尺寸和技術要求選用L6110拉床。 6.2、選擇刀具 該零件特形表面，成批生產(chǎn)，一般采用通用或標準刀具，臥式車床上粗車端面用P10端面車刀，磨內(nèi)孔和外圓選用白剛玉平形砂輪。 6.3、選擇夾具 該零件加工工序10采用三爪卡盤，其余工序需用專用偏心夾具。 6.4、選擇量具 該零件屬批量生產(chǎn)，一般采用通用量具。 （1）外圓和內(nèi)孔加工量具 外圓表面 公差值T=0.23mm，查表得計量器具不確定度允許值為 =.00018，查表得，所選用的計量器具達不到GB 3177—1997規(guī)定的 。則重新計算安全裕度A’, A’= =0.002 由于偏心套最大實體尺寸：120.043mm 其最小實體尺寸：120.0250mm 則基驗收極限尺寸： 由分析得應選用150～200mm外徑千分尺和150～200mm內(nèi)徑千分尺較合理。 （2）端面和鍵槽加工量具 ?選用0～200mm/0.02mm游標卡尺，由于大批量生產(chǎn)最后加工驗收時為節(jié)約時間，提高效率應選用極限量規(guī)，孔量規(guī)選用錐柄圓柱塞規(guī)。 ????????????????? 機床設備和工藝裝備選擇? 表4 工序號 工序內(nèi)容 機床設備和工藝裝備 ? ? 10 ? ①??? 粗車端面 ? CA6140臥式車床、p10端面車刀、0～200mm/0.02mm游標卡尺 ②??? 粗車內(nèi)孔 標準p10內(nèi)孔車刀、三爪卡盤、150～200mm內(nèi)徑千分尺 ? 20 ? 粗車外圓 CA6140臥式車床、p10外圓車刀、150～200mm外徑千分尺、專用偏心夾具 ? 40 ①半精車端面 ? CA6140臥式車床、p10端面車刀、0～200mm/0.02mm游標卡尺、專用偏心夾具 ②精車側壁 50 磨削槽 CA6140臥式車床、p10車槽車刀、游標卡尺、專用偏心夾具 60 ? ①磨內(nèi)孔 ? M2120內(nèi)孔磨床，白剛玉平形砂輪、 塞規(guī)，專用夾具 70 ? ②磨外圓 M1331外圓磨床，白剛玉平形砂輪， 150～200mm外徑千分尺、專用偏心夾具 80 內(nèi)孔倒角 CA6140臥式車床、p10倒角車刀、 專用偏心夾具 90 拉削鍵槽 L6110拉床，標準鍵槽拉刀，專用偏心夾具，0～200mm/0.02mm游標卡 尺 ??????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????? 7 ?確定切削用量及基本工時 7.1、工序10 粗車端面和內(nèi)孔 （1）粗車偏心套端面 ?步驟如下是： ①確定背吃刀量 ：端面單邊總余量3mm，一次走刀加工 =2.0mm。 ②確定進給量f：根據(jù)表查得f=0.6～0.9mm/r；根據(jù)機床的橫向進給量，取f=0.8mm/r。 ③確定進給量f：根據(jù) 表查得 =235，m=0.20， ?修正系數(shù) 刀具壽命選T=60min，故=72.2m/min ④確定機床主軸轉(zhuǎn)速n：產(chǎn) ⑥輔助時間 ：查表得，裝夾工件時間為0.8min，啟動機床為0.02min 根據(jù)表查得相近較小的機床轉(zhuǎn)速為n=160r/min，所以實際切削速度 ⑤計算基本時間 ：端面車刀選用主偏角 背吃刀量 查表得 取 批量生產(chǎn)，啟動切削液的時間為0.05min，共計 =1.37min。 （2）粗車 內(nèi)孔 ①確定背吃到量 ：總加工余量為3.0mm，一次走刀加工， =2.5mm。 ②確定進給量f：根據(jù)表5-102查得f=0.6～0.9mm/r；根據(jù)機床的縱向進給量，取f=0.81mm/r。 ③確定切削速度 ：根據(jù)表查得 =235，m=0.20， =0.15， =0.45，修正系數(shù) =0.87， =1.0， =0.8， =0.81， =1.0，刀具壽命T=60min，故 =55.98m/min ④確定機床主軸轉(zhuǎn)速n： 根據(jù)表查得相近較小的機床轉(zhuǎn)速為n=320r/min，所以實際切削速度 =54.26m/min ⑤計算基本時間 ：切削加工長度L=91mm，內(nèi)孔車刀選用主偏角 =75 ， 背吃刀量 =2.5mm，查表得 ，取 =3mm， =（3～5）mm， =（3～5）mm?=0.39min ⑥輔助時間 ：查表得，換刀時間為0.5min，切削液的開啟時間為0.05min，測量尺寸時間為0.5min，共計 =1.05min。 7.2.工序40 （1）精車端面 ①確定背吃刀量 ，端面單邊剩余余量為1mm，二次走刀加工， =1.0mm。 ②確定進給量f：根據(jù)表查得f=0.6～0.9mm，查表5-5得f=0.61mm/r。 ③確定切削速度 ：根據(jù)表查得 修正系數(shù) =77.47m/min ④機床主軸轉(zhuǎn)速n: 根據(jù)表查得相近較小的機床轉(zhuǎn)速為n=250r/min,所以實際切削速度 =71.44m/min. ⑤計算基本時間 :切削長度L=91/2=45.5mm,端面車刀選用 =90 ,背吃刀量 =1mm,查表取 =3mm; =(3~5)mm;批量生產(chǎn) =(45.5+3+4+0)mm=52.5mm ⑥輔助時間 :查表得,開啟和關閉切削液時間為0.05min,換刀時間為0.5min,取量具并測量尺寸時間為0.5min,共計時間 =1.05min. (2)精車側壁 ①確定背吃刀量 :側壁加工余量為0.5mm,一次走刀加工完成, =0.5mm. ② 確定進給量f:根據(jù)表查得f=0.6～0.9mm/r,取f=0.5mm. ③確定切削速度 修正系 =0.87, =1.24, 刀具壽命選T=60min,故 ④確定機床主軸轉(zhuǎn)速n: 根據(jù)表查得相近較小的機床轉(zhuǎn)速為n=250r/min,所以實際切削速度 =94.985 m/min ⑤計算基本時間 :端面車刀選用主偏角 ,背吃量 =0.5mm,查表得 取 =3mm, =(3～5)mm ⑥輔助時間 :查表得,調(diào)節(jié)切削液的時間為0.05min,取量具并測量 尺寸時間為0.5min,共計 =1.0min. 8夾具設計 （一） 問題提出 本夾具用來車削外圓，由于對此孔無嚴格的精度要求，故設計夾具時主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度不是主要問題。 （二） 夾具設計 1、 定位基準的選擇： 考慮到工件的形狀，此工序選擇外圓柱面為定位基準，用V形3塊定位。 2、 切削力及夾緊力計算： 主切削力 = = =561N 徑向切削力 = = =378N 走刀力 = = =558N 夾緊力：由于工作狀態(tài)原因，對底座的夾緊力足以提供夾緊力，故無須驗算。 3、 夾具操作簡要說明： 本夾具操作簡單，省時省力，裝卸工件時只需靠壓板緊定螺栓的松緊即可輕松實現(xiàn)。 總結 通過此次課程設計，我們基本上掌握了零件的工藝過程的分析、工藝文件的編制，了解了一些機械制造技術基礎的知識，切身體會到了從毛坯到成品的工藝過程，從而對于本課有一個較為清析的輪廓印像。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 ? 總的來說，這次課程設計，使我們在基礎理論知識的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練，提高了我們的思考、解決問題、創(chuàng)新設計的能力，為以后的工藝設計打下較好的基礎。 ? 對于這門課程我們還只有一個初步的認識，所以請老師多多指正批評。如果要想更好的掌握這門課技術，還需要我們進一步的學習與實踐，在實際的工作中不斷的積累經(jīng)驗，這樣我們才能更好的學好這門技術，更好地了解機械制造工業(yè)，從而為以后的工作打下堅固的基礎。 參考文獻 【1】王愛玲．現(xiàn)代數(shù)控機床實用操作技術[M]．北京：國防工業(yè)出版社， 2O05． 【2】金捷 劉小菡 主編. 機械制造技術與訓練項目.上海：復旦大學出版社，2010 【3】唐應謙．數(shù)控加工工藝學[M]．北京：中國勞動社會保障出版社，2000． 【4】熊熙．數(shù)控加工實訓教程[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2003． 【5】劉立．數(shù)控車床編程與操作[M]．北京：北京理工大學出版社，2006． 【6】楊仲岡.數(shù)控加工技術.北京：機械工業(yè)出版社，2001. 【7】于華.數(shù)控機床的編程及實例.北京：機械工業(yè)出版社，1996. 【8】王先逵.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，1995. 12 寧波大紅鷹學院 機械加工工藝卡片 工件名稱 車外圓 工序號 Ⅴ 零件名稱 偏心套 零件號 零件重量 2.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 GCr15 HRC58-60 鍛件件 1.5 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式車床 C620 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/min 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 車車外圓到Φ121.5 高速鋼外圓車刀 游標卡尺 1 5 56.25 375 15.31 0.94 2 倒頭裝夾粗車外圓至Φ121.5 高速鋼外圓車刀 游標卡尺 1 5 56.25 345 15 0.94 設計者 周振超 指導老師 常秋香 朱火美 共 1 頁 第 1 頁 寧波大紅鷹學院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 資料編號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 偏心套 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 GCr15 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 1 下料 棒料Φ120x165 鋸床 準終 單件 2 鍛造 Φ155xΦ45xΦ104 3 熱處理 正火 4 粗車 夾毛坯外圓粗車內(nèi)孔尺寸至Φ55，粗車端面見平即可車外圓至Φ145長45 C620 5 粗車 倒頭裝夾車外圓至Φ145與上工序接刀保證總長95，再距端面46mm處車Φ100圓至尺寸Φ102，槽寬6使槽寬外面的端面距外端面43 C620 6 精車 倒頭用三爪卡盤夾工件外圓找正，車內(nèi)孔尺寸至Φ59，精車另一端面保證總長92，并做標記，精車Φ100圓及兩內(nèi)側端面，是槽寬為8，保證槽外端面靠外端面的距離為42 C620 7 鉗 劃鍵槽線非標記面 8 插 已有標記的端面及外圓定位按線找正插鍵槽，保證尺寸60及鍵槽尺寸64-64.5 B5020 9 鉗 修銼鍵槽毛刺 10 精車 精車Φ59內(nèi)孔及鍵槽定位用專用偏心夾具裝夾工件車偏心尺寸Φ120至Φ121.5長42.5 C620專用工裝 11 精車 以精車Φ59內(nèi)孔及鍵槽定位用專用偏心夾具裝夾工件另一端車偏心尺寸Φ120至Φ121.5長42.5 C620專用工裝 12 熱處理 淬火HRC58-60 13 熱處理 冰冷處理 14 熱處理 回火 15 磨 用專用偏心夾具裝夾工件Φ121.5外圓出，按Φ59內(nèi)孔找正，磨內(nèi)園尺寸至Φ60 M2110A專用工裝 16 鉗 修銼鍵槽中氧化皮 17 磨 以Φ60為內(nèi)孔，鍵槽和一端面定位裝夾工件，磨外圓至圖樣尺寸，并靠模此端外端面，保證偏心盤的厚度40mm為41mm并保證總長91mm M2110A專用工裝 18 檢驗 檢驗各部分尺寸 19 入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期