輸出軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)-00000
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機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目: 輸出軸 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定及 鉆孔 專用夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 教 研 室 主 任 起 止 日 期 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 設(shè)計(jì)題目: 輸出軸 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定及 鉆孔 專用夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 教 研 室 主 任 起 止 日 期 新余學(xué)院課程設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 二級(jí)學(xué)院: 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)(班級(jí)) 化 設(shè)計(jì) 題目 輸出軸機(jī)械加工工藝規(guī)程制定及鉆孔專用夾具設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 如圖所示是輸出軸簡圖。毛坯材料為45鋼中批量生產(chǎn),采用通用 機(jī)床進(jìn)行加工。熱處理方式為調(diào)質(zhì),處理后硬度要求為200-230HBW。試 完成該零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及加工10—20孔鉆床夾具設(shè)計(jì)。 設(shè) 計(jì) 要 求 一、 設(shè)計(jì)者必須發(fā)揮獨(dú)立思考能力,禁止抄襲他人成果,不允許雷同。積 極主動(dòng)與指導(dǎo)教師流,每一進(jìn)展階段至少與指導(dǎo)教師交流二次。 二、設(shè)計(jì)成果: 1、夾具裝配圖一張, A1; 2、設(shè)計(jì)說明書一份; 3、工藝規(guī)程卡一套,工序卡3-5張。 設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容: (1) 封面 (2) 目錄 (3) 摘要和關(guān)鍵詞、 (4) 設(shè)計(jì)任務(wù)書 (5) 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的詳細(xì)過程 主要包括: 1) 零件的結(jié)構(gòu)分析 2) 生產(chǎn)類型的確定 3) 毛坯的選擇與毛坯簡圖的繪制 4) 工藝路線的擬定 5) 各工序的加工余量及工序尺寸的確定。 6) 切削用量的計(jì)算和確定 7) 時(shí)間定額的計(jì)算和確定 (6)專用夾具設(shè)計(jì)的詳細(xì)過程 1)明確夾具的功用,選擇夾具的類型 2)定位方案的選擇、分析、比較和確定 3)夾緊方案的選擇、分析、比較和確定 4)對(duì)定方案的選擇、分析、比較和確定 5)夾具各部分元件的選擇 6)夾具的精度分析 7)夾具的特點(diǎn) (7)參考文獻(xiàn)(要包含資料的編號(hào)、作者名、書名、出版地、出版者、出版 年月)。 三、定稿完成后,按照學(xué)校要求打印、裝訂,裝袋,并和電子稿一起交給老師,并準(zhǔn)備答辯。 工 作 量 1、夾具裝配圖一張, A1; 2、設(shè)計(jì)說明書一份; 3、工藝規(guī)程卡一套,工序卡3-5張。 工 作 計(jì) 劃 序號(hào) 環(huán)節(jié) 時(shí)間分配 備注 1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 0.5 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定 1.0 3 填寫機(jī)械加工工藝卡片 0.5 4 專用夾具設(shè)計(jì) 2 5 撰寫設(shè)計(jì)說明書 0.5 6 答辯 0.5 小 計(jì) 5天 參 考 資 料 1、《金屬切削加工手冊(cè)》; 2、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》; 3、《機(jī)械制造工藝學(xué)》; 4、《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》。 指導(dǎo)教師簽字 李玉平 教研室主任簽字 說明:此表一式叁份,學(xué)生、指導(dǎo)教師、二級(jí)學(xué)院各一份。 年 月 日 目目 錄 前 言 1 一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.技術(shù)要求分析 1 2.零件的工藝分析 1 二.選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖 2 1.選擇毛坯 2 2.毛坯尺寸的確定 2 三.選擇加工方法,制定加工藝路線 3 1.定位基準(zhǔn)的選擇 3 2.加工方法的選擇 3 四.工序設(shè)計(jì) 5 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 5 2.選用夾具 5 3.選用刀具 5 4.選擇量具 5 5.確定工序尺寸 6 五.確定切削用量及基本工時(shí) 8 1.切削用量 8 2.基本時(shí)間 15 六.夾具設(shè)計(jì) 15 1.確定定位方式,選擇定位元件 15 2.確定導(dǎo)向裝置 16 3.切削力和夾緊力的計(jì)算 16 4.確定工件夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 16 5.確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸 17 6.夾具使用說明 17 七.結(jié)論 18 八.參考文獻(xiàn) 18 輸出軸加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì) 摘 要:機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展對(duì)世界經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用,而機(jī)械加工工藝的編制是機(jī)械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設(shè)計(jì),著重于幾個(gè)重要表面的加工,具有一定的尺寸、形狀、位置要求,還有一些強(qiáng)度、表面粗糙度要求等,然而這些都會(huì)在文中得以體現(xiàn)。 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接,也是一次理論聯(lián)系實(shí)際訓(xùn)練。因此,它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計(jì)能將零碎的知識(shí)點(diǎn)都聯(lián)系起來,系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計(jì)。 本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝學(xué)這門課程的一個(gè)階段總結(jié),是對(duì)課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用過程。由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)所限,設(shè)計(jì)會(huì)有許多不足之處,所以懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。 一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.技術(shù)要求分析 題目所給定的零件車床輸出軸,其主要作用,一是傳遞轉(zhuǎn)矩,使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力;二是工作過程中經(jīng)常承受載荷;三是支撐傳動(dòng)零部件。零件的材料為45鋼,是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼,綜合力學(xué)性能良好,淬透性低,水淬時(shí)易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件,選用鑄件。 2.零件的工藝分析 從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡單,其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面,φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面,10個(gè)φ20的通孔,圖中所給的尺寸精度高,大部分是IT6級(jí);粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um,要求不高;位置要求較嚴(yán)格,表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對(duì)φ75、φ60外圓軸線的跳動(dòng)量為0.04mm, φ20孔的軸線對(duì)φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對(duì)φ55外圓軸線的對(duì)稱度為.0.08mm;熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理,到200HBW,保持均勻。 通過分析該零件,其布局合理,方便加工,我們通過徑向夾緊可保證其加工要求,整個(gè)圖面清晰,尺寸完整合理,能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小,符合要求。 二.選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖 1.選擇毛坯 毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用,材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性,毛坯的制造方法主要有以下幾種:1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料,推薦用型材或鍛件,但從經(jīng)濟(jì)方面著想,如用型材中的棒料,加工余量太大,這樣不僅浪費(fèi)材料,而且還增加機(jī)床,刀具及能源等消耗,而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度,沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量,所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。 2.毛坯尺寸的確定 毛坯(鍛件)圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的,經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定,內(nèi)圓角半徑按5-13確定。結(jié)果為:外圓角半徑:;內(nèi)圓角半徑:。按表5-11,外模鍛斜度,內(nèi)模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖 毛坯圖 三.選擇加工方法,制定加工藝路線 1.定位基準(zhǔn)的選擇 本零件為帶孔的軸類零件,孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)),為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選回轉(zhuǎn)軸線為定位基準(zhǔn),即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言,即選孔及一端面作為精基準(zhǔn)。由于本零件全部表面都需要加工,而孔作為精基準(zhǔn),應(yīng)先進(jìn)行加工,因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。 2.加工方法的選擇 ⑴回轉(zhuǎn)體表面面的加工:面的加工方法有很多,本零件主要是加工外圓面和端面。φ55、φ60外圓面的加工精度采用7級(jí)精度可以滿足要求,故可采取粗車-半精車-精車的加工方式。φ65、φ75外圓面的加工精度要采用6級(jí)精度才能達(dá)到要求,故采用粗車-半精車-粗磨-精磨的加工方式。 ⑵孔的加工:孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。對(duì)于內(nèi)孔采取在車床上鏜孔的方式。原因是結(jié)構(gòu)緊湊,重量不大,適用于車削加工。 通孔10φ20采用在車床上鏜孔的方式,斜孔2φ8在鉆床床鉆孔。 ⑶鍵槽的加工:零件上的鍵槽在銑床上銑。其公差等級(jí)為IT7,兩側(cè)的粗糙度為Ra3.2μm,槽底面的粗糙度為Ra6.3μm。可采用粗銑-精銑的加工方式。 ⑷兩端面的加工:端面的加工在銑床上進(jìn)行,其公差等級(jí)為IT7,粗糙度的 要求分別為Ra25μm,Ra,12.5μm。 3.制定工藝路線 制定工藝路線是制定工藝規(guī)程最重要的工作,也體現(xiàn)了工藝師工藝水平的重要方面。其原則是,在保證零件的幾何形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)率,降低成本,取得好的經(jīng)濟(jì)效益。 工藝路線的確定: ⑴基準(zhǔn)先行原則 該零件加工時(shí)應(yīng)該先φ55端面為粗基準(zhǔn)加工φ176外圓面及其端面,再以φ176為基準(zhǔn)加工φ55端面及其外圓面。 ⑵先粗后精原則 先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗加工將在較短時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金屬切削效率,另一方面滿足精車的余量均勻性要求,若粗加工后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí),則要安排半精加工。 ⑶先面后孔原則 對(duì)該零件應(yīng)該先加工圓柱表面,后加工孔,這樣安排加工順序,一方面是利用加工過的平面定位,穩(wěn)定可靠,另一方面是在加工過的平面上加工孔,比較容易,并能提高孔的加工精度。 ⑷先主后次原則 先加工主要表面,后加工次要表面。這里的主要表面是指基準(zhǔn)面,主要工作面。次要表面是指鍵槽、內(nèi)孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求。因此,在主要表面達(dá)到一定的精度之后,再以主要表面定位加工次要表面。 工藝路線安排如下: ⒈工序05 備料、模鍛。 ⒉工序10 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,粗車φ176外圓和粗銑φ176端面。 ⒊工序15 用三爪卡盤定位φ176回轉(zhuǎn)體表面,并且粗銑φ55端面和粗車φ55、φ60、φ65、φ75的回轉(zhuǎn)體表面。 ⒋工序20 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,半精車φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓。 ⒌工序25 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,粗磨φ65、φ75的外圓表面。 ⒍工序30 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,粗車、半精車過度錐面。 ⒎工序35 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn),粗鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。 ⒏工序40 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn),半精鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。 ⒐工序45 以φ80孔的中心線為基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸孔10φ20。 ⒑工序50 鉆斜孔2φ8。 ⒒工序55 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn),粗銑鍵槽。 ⒓工序60 熱處理:調(diào)質(zhì)處理硬度為200-230HBW。 ⒔工序65 精車φ65、φ75的外圓及錐面。 ⒕工序70 用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,精磨φ65、φ75的外圓表面。 ⒖工序75 以軸的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn),精銑鍵槽,用三爪卡盤定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,精銑φ176端面;用三爪卡盤定位φ176回轉(zhuǎn)體表面, 精銑φ55端面。 ⒗工序80 去毛刺、清洗、檢驗(yàn)。 四.工序設(shè)計(jì) 1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床 選擇加工設(shè)備及選擇機(jī)床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn),選擇了加工方式,機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào),取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。最終選擇的機(jī)床,其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng),初步選定的機(jī)床如下: 工序10、15、60、80中進(jìn)行的操作分別是粗銑φ176端面、銑φ55端面、粗銑鍵槽、精銑鍵槽,精銑φ176端面,精銑φ55端面,用的設(shè)備是X53T立式銑床。 工序50中鉆、擴(kuò)、鉸孔10φ20,工序55中鉆斜孔2φ8,選用Z3025搖臂鉆床。 其余工序如加工端面和外圓,都可以在CA6140臥式車床進(jìn)行。 2.選用夾具 本零件除銑銷,鉆小孔等工序需要專用夾具外,其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。 3.選用刀具 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率,工件的加工精度,已加工表面質(zhì)量,刀具的磨損和加工成本,所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個(gè)重要部分,刀具應(yīng)具有高剛度,足夠的強(qiáng)度和韌度,高耐磨性,良好的導(dǎo)熱性,良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性,抗粘接性,化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼,推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具,因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r(shí)摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時(shí)刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合金的刀具。粗車外圓柱面: 90半精車,精車外圓柱面:前角為90的車刀。鉆頭:高速鋼刀具,直徑為φ30;直徑為φ18;擴(kuò)孔鉆:直徑為φ19.8;鉸刀:直徑為φ20。鏜刀,刀桿長度為200.BH=1625。 4.選擇量具 本零件屬大批大量生產(chǎn),一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn),參考參考文獻(xiàn)[4]》相關(guān)資料,選擇如下:讀數(shù)值0.02、測(cè)量范圍0~150游標(biāo)卡尺,讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍0~150游標(biāo)卡尺。讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50~125的內(nèi)徑千分尺,讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50~125的外徑千分尺,讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50~125的內(nèi)徑百分表。 5.確定工序尺寸 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量(毛坯余量),應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量,然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表: ⑴外圓柱面φ176 軸段加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 2 IT10 6.3 176 粗車 3 IT12 12.5 179 毛坯 2 181 ⑵外圓柱面φ55軸段加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 55 半精車 1.5 IT10 3.2 56 粗車 2.5 IT12 6.3 57.5 毛坯 2 60 ⑶φ60軸段加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 60 半精車 1.5 IT10 3.2 61 粗 車 2.5 IT12 6.3 62.5 毛 坯 2 65 ⑷φ65軸段加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 65 半精車 1.5 IT10 3.2 66 粗車 2.5 IT12 6.3 67.5 毛坯 2 70 ⑸φ75軸段加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1.0 IT6 1.6 75 半精車 1.5 IT10 3.2 76 粗車 2.5 IT12 6.3 77.5 毛坯 2 80 ⑹φ104內(nèi)孔加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.8 IT7 3.2 104 粗鏜 3.2 IT10 6.3 103.2 毛坯 2 99 ⑺φ80內(nèi)孔加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.5 IT7 3.2 80 粗鏜 2.5 IT10 6.3 78.5 毛坯 2 76 ⑻φ50內(nèi)孔加工余量計(jì)算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序 尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.5 IT7 3.2 50 粗鏜 2.5 IT10 6.3 48.5 毛坯 2 46 五.確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。確定順序是確定、,再確定。本說明書選取工序1粗車外圓為例確定其切削用量及基本時(shí)間。 1.切削用量 本工序?yàn)榇周?。已知加工材料?5鋼,鍛件,有外皮;機(jī)床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。 確定外圓的切削用量。 所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀,根據(jù)表5-112,由于CA6140機(jī)床的中心高為200mm,故選用刀桿尺寸BH=16mm25mm,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-133,選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面,前角,后角、主偏角、,副偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。 ⑴確定背吃刀量 由于粗車雙邊余量為2.5mm,則=2.25mm。 ⑵確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114,在粗車鋼件、刀桿尺寸為、、工件直徑為時(shí),。按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量選擇。確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)表5-55,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力。 根據(jù)表5-123,當(dāng)鋼材、、,, (預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力。 Ff的修正系數(shù)為,,,故實(shí)際進(jìn)給力為,由于,所選的可用。 ⑶選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119,車刀后刀面最大磨損量取為1mm,可轉(zhuǎn)位車刀耐用度。 ⑷確定切削速度v 根據(jù)表5-120,當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時(shí),,時(shí),切削速度。 切削速度的修正系數(shù)為,,,,表2-9。則有: 切削用量包含切削速度、進(jìn)給量及背吃刀量三項(xiàng),確定方法是先確定背吃刀量、進(jìn)給量,最后確定切削速度。不同的加工性質(zhì),對(duì)切削加工的要求是不一樣的。因此,在選擇切削用量時(shí),考慮的側(cè)重點(diǎn)也不同。 粗加工時(shí),一般優(yōu)先選用盡可能大的背吃刀量,其次選擇較大的進(jìn)給量,最后根據(jù)刀具的耐用度情況選擇合適的切削速度。 精加工時(shí),一般選擇小得背吃刀量和進(jìn)給量,從而盡可能的提高切削速度。 ⑴粗車φ55+0.028-0.003外圓的切削用量 本工序?yàn)榇周囃鈭Aφ55,機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床。 已知:加工材料:45鋼,,鍛件,有外皮; 工件尺寸:坯件D=60㎜,車削后D=57.5㎜,加工長度㎜; 加工要求:車削后表面粗糙度6.3μm。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 7-4 選用的刀具為YT5牌號(hào)硬質(zhì)合金車刀,選擇的參數(shù)為: 主偏角,副偏角,后角,前角,刃傾角,刀尖圓弧半徑。 選擇切削用量: 確定背吃刀量ap 由于粗加工的余量為2.5mm,可以再一次走刀內(nèi)完成,故ap=2.5/2=1.25mm。 確定進(jìn)給量f 由于零件本次加工的加工余量小,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.1-47及《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-42,取f=0.51mm/r。 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-40,后刀面最大磨損限度取1.1mm,刀具的耐用度為T=60 Min。 確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Vf 本零件的材料為45鋼,,ap=1.25mm,f=0.51mm/r,根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-32對(duì)車削速度進(jìn)行修正:根據(jù)刀具的耐用度T=60min,得修正系數(shù)KTv=1.0;根據(jù)工件材料的強(qiáng)度,得修正系數(shù)KMv=1.0;根據(jù)毛坯狀態(tài)得修正系數(shù)Ksv=0.8;刀具的材料為YT5,得修正系數(shù)為:Ktv=0.65;此處為車削,得修正系數(shù)KKv =1.0;得修正系數(shù)為主偏角為60o得修正系數(shù)為KKrV=0.92。 所以,KTv=1.0,KMv=1.0,Ksv=0.8 ,Ktv=0.65,KKv =1.0,KKrV=0.92 切削速度的公式為V=Cv/(TmapXvfyv) 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-43,取數(shù)值: Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(TmapXvfyv)KTvKMvKsvKtvKKvKKrV 所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=67.92 m/min 轉(zhuǎn)速n=1000V/πd=100067.92/π60=360.32 r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-44,取CA1640機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇320 r/min,則實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π60320/1000=60.32 m/min 檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計(jì)算公式如下: Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz(N) Pm= FzV/601000 (KW) 式中,CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75,nFz,=-0.15,KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz, 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-32得:與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)KTFz= 1.0;與工件材料有關(guān)的系數(shù)KMFz =1.0;與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)KKrFz =0.94; 與前角有關(guān)的修正系數(shù)Kr.Fz =1.10。因此總的修正系數(shù)為 KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz =1.034 所以,切削力為 Fz =26501.251.00.510.7560.32-0.151.034=1118.5 N 切削功率為 Pm =1118.560.32/601000KW =1.124 KW 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,查得CA1640臥式車床主動(dòng)機(jī)功率PE =7.5 KW ,因?yàn)? Pm<PE,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為: ap=1.25mm; f=0.51mm/r V=60.32 m/min (n=320 r/min) ⑵半精車φ55+0.028-0.003外圓的切削用量 本工序?yàn)榘刖囃鈭Aφ55,原來的直徑為57.5㎜,車削后D=56㎜機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 7-4 選用的刀具為YT15牌號(hào)硬質(zhì)合金車刀,選擇的參數(shù)為: 主偏角Kr=45o,副偏角K, r=10o,前角γ。=10o,刃傾角λs=-5o,后角α。=6o,車刀刀尖圓弧半徑rε=0.6mm。 選擇切削用量: 確定背吃刀量ap 由于粗加工的余量為1.5mm,可以再一次走刀內(nèi)完成,故ap=1.5/2=0.75mm。 確定進(jìn)給量f 由于零件本次加工的加工余量小,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.1-47及《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-42,取f=0.30mm/r。 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-40,后刀面最大磨損限度取0.8mm,刀具的耐用度為T=60 Min。 確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Vf 本零件的材料為45鋼,,ap=0.75mm,f=0.30mm/r,根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-32對(duì)車削速度進(jìn)行修正:根據(jù)刀具的耐用度T=60min,得修正系數(shù)KTv=1.0;根據(jù)工件材料的強(qiáng)度,得修正系數(shù)KMv=1.0;根據(jù)毛坯狀態(tài)得修正系數(shù)Ksv=1.0;刀具的材料為YT15,得修正系數(shù)為:Ktv=1.0;此處為車削,得修正系數(shù)KKv =1.0;得修正系數(shù)為主偏角為45o得修正系數(shù)為KKrV=1.0。 所以,KTv=1.0,KMv=1.0,Ksv=1.0 ,Ktv=1.0,KKv =1.0,KKrV=1.0 切削速度的公式為V=Cv/(TmapXvfyv) 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-43,取數(shù)值: Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(TmapXvfyv)KTvKMvKsvKtvKKvKKrV 所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=170.43 m/min 轉(zhuǎn)速n=1000V/πd=1000170.43/π57.5=943.47 r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-44,取CA1640機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇710r/min,則實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π57.5710/1000=128.26 m/min 檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計(jì)算公式如下: Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz(N) Pm= FzV/601000 (KW) 式中,CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75,nFz,=-0.15,KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz, 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-32得:與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)KTFz= 1.0;與工件材料有關(guān)的系數(shù)KMFz =1.0;與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)KKrFz =1.0; 與前角有關(guān)的修正系數(shù)Kr.Fz =1.04。因此總的修正系數(shù)為 KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz =1.04 所以,切削力為 Fz =26500.751.00.300.75128.26-0.151.04=291.88 N 切削功率為 Pm =291.88128.26/601000 KW =0.624 KW 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,查得CA1640臥式車床主動(dòng)機(jī)功率PE =7.5 KW ,因?yàn)? Pm<PE,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為: ap=0.75mm; f=0.30mm/r V=128.26 m/min (n=710 r/min) ⑶精車φ55+0.028-0.003外圓的切削用量 本工序?yàn)榘刖囃鈭Aφ55,原來的直徑為56㎜,車削后D=55㎜,機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 7-4 選用的刀具為YT30牌號(hào)硬質(zhì)合金車刀,選擇的參數(shù)為: 主偏角Kr=30o,副偏角K, r=5o,前角γ。=10o,刃傾角λs=0o,后角α。=6o,車刀刀尖圓弧半徑rε=0.4mm。 選擇切削用量: 確定背吃刀量ap 由于粗加工的余量為1.0mm,故ap=1.0/2=0.5mm。 確定進(jìn)給量f 由于零件本次加工的加工余量小,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.1-47及《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-42,取f=0.08 mm/r。 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-40,后刀面最大磨損限度取0.5mm,刀具的耐用度為T=60 Min。 確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Vf 本零件的材料為45鋼,,ap=0.50mm,f=0.08mm/r,根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-32對(duì)車削速度進(jìn)行修正:根據(jù)刀具的耐用度T=60min,得修正系數(shù)KTv=1.0;根據(jù)工件材料的強(qiáng)度,得修正系數(shù)KMv=1.0;根據(jù)毛坯狀態(tài)得修正系數(shù)Ksv=1.0;刀具的材料為YT30,得修正系數(shù)為:Ktv=1.4;此處為車削,得修正系數(shù)KKv =1.0;得修正系數(shù)為主偏角為30o得修正系數(shù)為KKrV=1.13。 所以,KTv=1.0,KMv=1.0,Ksv=1.0 ,Ktv=1.4,KKv =1.0,KKrV=1.13 切削速度的公式為V=Cv/(TmapXvfyv) 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-43,取數(shù)值: Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。 V=Cv/(TmapXvfyv)KTvKMvKsvKtvKKvKKrV 所以帶入數(shù)據(jù)后可算得V=560.66 m/min 轉(zhuǎn)速n=1000V/πd=1000560.66/π56=3186.85 r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-44,取CA1640機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇1400 r/min,則實(shí)際切削速度為 V=πdn/1000=π561400/1000=246.3 m/min 檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的計(jì)算公式如下: Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz(N) Pm= FzV/601000 (KW) 式中,CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75,nFz,=-0.15,KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz, 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-32得:與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)KTFz= 1.0;與工件材料有關(guān)的系數(shù)KMFz =1.0;與主偏角有關(guān)的修正系數(shù)KKrFz =1.13; 與前角有關(guān)的修正系數(shù)Kr.Fz =1.08。因此總的修正系數(shù)為 KFz = KTFzKMFzKKrFzKr.Fz =1.2204 所以,切削力為 Fz =26500.51.00.080.75246.3-0.151.2204=106.2 N 切削功率為 Pm =106.2246.3/601000 KW =0.0.436 KW 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,查得CA1640臥式車床主動(dòng)機(jī)功率PE =7.5 KW ,因?yàn)? Pm<PE,故上述切削用量可用。最后確定的切削用量為: ap=0.5mm; f=0.08mm/r V=246.3 m/min (n=1400 r/min) ⑷粗車φ60+0.065 -0.045外圓的切削用量 按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇,則實(shí)際切削速度。 最后確定切削用量為: ,,,。 2.基本時(shí)間 確定粗車外圓的基本時(shí)間t 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時(shí)間為: 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時(shí)間為: 式中:,,,,, 則 其余工步切削用量及基本工時(shí)計(jì)算從略 六.夾具設(shè)計(jì) 本夾具是第13道工序鉆通孔的專用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.3-1996。 在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實(shí)現(xiàn)鉆孔的分度上。下面是夾具設(shè)計(jì)過程: 1.確定定位方式,選擇定位元件 工件以大端面和2個(gè)φ18孔定位基準(zhǔn),如圖3.1,屬一面兩孔定位。采用平面與兩定位銷組合定位方案,其中平面限制3個(gè)自由度,定位銷一個(gè)為圓柱銷,限制2個(gè)自由度,一個(gè)為菱形銷,限制1個(gè)自由度,共限制6個(gè)自由度屬完全定位。 兩定位銷設(shè)計(jì): (1)取兩銷中心距為140mm; (2)取圓柱銷直徑為; (3)按《機(jī)械制造工藝學(xué)》[1]表6-1選取菱形銷寬度:b=4mm; (4)按h6菱形銷確定菱形銷的直徑公差,最后得到。 2.確定導(dǎo)向裝置 本工序?yàn)樵谛泵嫔香@孔,采用特殊鉆套,如下圖。因生產(chǎn)批量較大,鉆套結(jié)構(gòu)宜設(shè)計(jì)成可換的。排屑間隙 h=0.7d= 0.78= 5.6mm,取 d=6mm。 鉆套導(dǎo)引高度H=1.25(h+L)=1.5(6+24)=45mm。 3.切削力和夾緊力的計(jì)算 本工序加工是鉆削可估算其夾緊力,其為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。實(shí)際效果可以保證 根據(jù)公式: 4.確定工件夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 在機(jī)械加工過程中,工件會(huì)受到切削力、摩擦力等外力的作用,為了保證在這些外力的作用下,工件仍能在夾具中保持定位的正確位置,而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動(dòng),一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置,把工件壓緊夾牢在定位元件上。本設(shè)計(jì)采用螺栓將零件固定在夾具體的卡槽來壓緊。 夾緊力計(jì)算:螺旋夾緊力的計(jì)算,根據(jù):《機(jī)械制造工藝學(xué)》[2] 的公式: 式中, ——作用在扳手上的力(N); L——作用力的力臂(mm); ——螺紋中徑(mm); α ——螺紋升角(); ——螺紋副的當(dāng)量摩擦角(); ——螺桿(或螺母)端部與工件(或壓板)之間的當(dāng)量摩擦角( ); r′——螺桿(或螺母)端部與工件(或壓板)之間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)。 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[12] 表 1-2-8,表 1-2-9,表 1-2-10 查得=, ,,又,,取,。 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[12]表 1-2-12 知 M12 螺栓的許用夾緊力為 10300N,2576.5N小于該值,夾緊力滿足要求。 5.確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸 ⒈夾具體 2.鉸鏈軸 3.支撐板 4.襯套 5.雙頭螺柱 6.鉆套 7.螺釘8. 螺釘 9.定位銷 10.螺旋加緊組件 6.夾具使用說明 安裝工件時(shí),抬起鉆模板,松開加緊機(jī)構(gòu)上的螺母35,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板30,把工件裝在定位板上,再旋轉(zhuǎn)兩塊壓板,擰緊螺母,通過兩塊壓板將零件加緊,放下鉆模板,首次裝夾時(shí)要調(diào)節(jié)支撐釘8或12,使鉆套中心線垂直夾具體底面,再轉(zhuǎn)動(dòng)菱形螺母11將鉆模板固定。 當(dāng)一個(gè)孔加工加工完畢時(shí),松開螺母35,拉出手柄1使定位銷與襯套13分開,轉(zhuǎn)動(dòng)定位板180度,放開手柄,擰緊螺母35夾緊。 七.結(jié)論 此次課程設(shè)計(jì)確定了填料箱蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時(shí)的工藝過程,同時(shí)也設(shè)計(jì)了其中一道鉆孔工序的夾具。 作為本學(xué)期的第一次課程設(shè)計(jì),需要我們綜合前階段所學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、金屬材料、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)等多門課程的知識(shí),同時(shí)還要運(yùn)用數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)以及設(shè)計(jì)手冊(cè)上的標(biāo)準(zhǔn)。所以此次課程設(shè)計(jì)是我們本科階段學(xué)習(xí)的知識(shí)的鞏固,也是一個(gè)總結(jié)。 八.參考文獻(xiàn) [1] 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003 [2] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006 [3] 徐學(xué)林.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].湖南大學(xué)出版社,2005 [4] 崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2007 [5] 胡農(nóng).車工技師手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [6] 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000 [7] 曾慶福.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].清華大學(xué)出版社,1989 [8] 趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000 [9] 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1996 [10] 陳宏鈞.車工實(shí)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [11] 艾興.切削用量簡明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004 18- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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