主轴的铣键槽夹具设计及机械加工工艺装备含4张CAD图
主轴的铣键槽夹具设计及机械加工工艺装备含4张CAD图,主轴,键槽,夹具,设计,机械,加工,工艺,装备,设备,cad
机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称车床零件名称车床主轴共 13 页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号3粗车各外圆45 钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件44 240mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数C620-1 卧式车床1夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1粗车16 外圆90外圆车刀,三爪卡盘,卡 板23061.80.62.7612粗车26 外圆230520.82.5913粗车40 外圆23031.420.60.841设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签字日 期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称车床零件名称车床主轴共1页第1页材 料 牌 号45 钢毛 坯 种 类模锻件毛坯外形尺寸44 240mm每毛坯件数1每 台 件 数1备 注工序 号工 名序 称工序内容车间工段设 备工艺装备工时准终单件1备 料专用夹具2锻 造模 锻立式精锻机专用夹具3热处理正 火回火炉4车削车端面,钻中心孔C620-1 卧式车床专用夹具5粗车粗车各外圆C620-1 卧式车床专用夹具6热处理7半精车半精车外圆面C620-1 卧式车床专用夹具8钻孔钻 8Z535 立式钻床专用夹具9钻孔钻 16,钻扩通孔 5Z535 立式钻床专用夹具10车车 8 孔及其倒角,车 16 孔及其倒角C620-1 卧式车床三爪卡盘11铣铣前端键槽主轴铣床专用夹具12钻螺纹孔钻 M6-7H 螺纹底孔Z535 立式钻床专用夹具13钻攻 M6-7H 螺纹14精车精车各外圆、车退刀槽, 倒角C620-1 车床三爪卡盘15车车螺纹 M16-6gC620-1 卧式车床三爪卡盘16粗精磨粗精磨外圆 26 至图纸要求外圆磨床专用夹具19钳工20清洗21检验设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期I任 务 书一、设计题目:主 轴 机械加工工艺规程及铣键槽工艺装备设计 二、原始资料(1) 被 加 工 零 件 的 零 件 图1 张(2) 生 产 类 型 :( 中 批 或 大 批 大 量 生 产 )三、上交材料1所 加 工 的 零 件 图1 张2毛 坯 图1 张3 编 制 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片1 套4编 制 所 设 计 夹 具 对 应 的 那 道 工 序 的 机 械 加 工 工 序 卡 片1 套5 绘 制 夹 具 装 配 图 ( A0 或 A1 )1 张6 绘 制 夹 具 中 1 个 零 件 图 ( A1 或 A2 。 装 配 图 出 来 后 , 由 指 导 教 师 为 学 生 指 定 需 绘 制 的 零 件 图 ,一 般 为 夹 具 体 )。1 张 7课 程 设 计 说 明 书 ,包 括 机 械 加 工 工 艺 规 程 的 编 制 和 机 床 夹 具 设计 全 部 内 容 。( 约 5000-8000 字 )1 份四、进度安排本 课 程 设 计 要 求 在 3 周 内 完 成 。1 第 l 2 天 查 资 料 , 绘 制 零 件 图 。2第 3 7 天 ,完 成 零 件 的 工 艺 性 分 析 ,确 定 毛 坯 的 类 型 、制 造 方 法 , 编 制 机 械 加 工 工 艺 规 程 和 所 加 工 工 序 的 机 械 加 工 工 序 卡 片 。3第 8 10 天 ,完 成 夹 具 总 体 方 案 设 计( 画 出 草 图 ,与 指 导 教 师 沟 通 , 在 其 同 意 的 前 提 下 , 进 行 课 程 设 计 的 下 一 步 )。4 第 11 13 天 , 完 成 夹 具 装 配 图 的 绘 制 。5 第 14 15 天 , 零 件 图 的 绘 制 。6 第 16 18 天 , 整 理 并 完 成 设 计 说 明 书 的 编 写 。7 第 19 天 21 天 , 完 成 图 纸 和 说 明 书 的 输 出 打 印 。 答 辩五、指导教师评语该生设 计 的 过 程 中 表 现 一 般, 设 计 内 容 反 映 的 基 本 概 念 及 计 算 一 般,设 计 方 案 合 理,图 纸 表 达 基 本 清 晰, 说 明 书 撰 写 一 般, 答 辩 表 现 一 般。综合评定成绩: II摘要本 次 设 计 内 容 涉 及 了 机 械 制 造 工 艺 及 机 床 夹 具 设 计 、 金 属切 削 机 床、 公 差 配合 与 测 量等 多 方面 的 知 识。 主 轴 加工 工 艺规 程 及 其夹 具 设 计是 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 要首 先 对 零件 进 行分 析 ,了 解零 件 的工 艺 再设 计 出毛 坯 的结 构 ,并 选择 好 零 件 的加 工 基 准, 设 计 出零 件 的 工艺 路 线; 接 着 对零 件 各 个工 步 的工 序 进 行尺 寸 计 算, 关 键 是决 定 出各 个 工 序的 工 艺 装备 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 件 以 及其 它 部 件; 计 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 中注 意 改进 。关 键词 ; 工 艺、 工 序 、 切 削用 量 、 夹 紧 、 定 位、 误差 。3AbstractThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedurethe craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计4the part, to clamp concrete and theengine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords; The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error6目 录摘要IIAbstractIII1 零 件的 工 艺分 析 及生 产 类型 的 确定11.1 零 件的 用 途11.2 零 件的 工 艺分 析21.2.1 主 轴零 件 需要 加 工部 位 的技 术 要求21.2.2 审 核主 轴 的工 艺 性21.2.3 确 定主 轴 的生 产 类型22 工 艺规 程 设计32.1 选 择毛 坯32.2定 位基 准 的选 择32.2.1 粗 基准 的 选择32.2.2 精 基准 的 选择32.2.3 基 准的 转 换32.3 零 件表 面 加工 方 法的 选 择42.4 制 订工 艺 路线42.4.1 加 工阶 段 的划 分42.4.2 制 定的 主 轴的 工 艺路 线52.5 确 定毛 坯 尺寸 , 设计 毛 坯图52.7 确 定切 削 用量 及 基本 工 时92.7.1 粗 车 M16-6g 外 圆92.7.2 粗 车 26 外 圆102.7.3 粗 车 40 外 圆113夹 具设 计123.1 问 题的 提 出123.2 定 位基 准 的选 择123.3 切 削力 及 夹紧 力 计算133.3.1. 夹 紧力 方 向的 确 定133.3.2. 夹 紧力 作 用点 的 选择133.3.3. 夹 紧力 大 小的 估 算133.4. 定 位误 差 分析153.5 夹 具设 计 及操 作 简要 说 明154 总结16参 考文 献1891 零件的工艺分析及生产类型的确定1.1 零 件 的 用 途题 目 所 给 的 零 件 是 主 轴 , 如 图 1 所 示 , 他 主 要 位 于 主 轴 箱 部 , 主 要 作 用 是 传 递 回 转 和 扭 矩 。电 动 机 的 回 转 运 动 和 扭 矩 是 通 过 各 级 变 速 齿 轮 等 传 递 到 主 轴 ,再 通 过 主 轴 传 递 给 工 件 或 刀 具 的 。主 轴 必 须 具 有 较 高 的 回 转 精 度 ,以 保 证 工 件 几 何 形 状 的 正 确 ;为 机 床 附 件 和 有 关 工 艺 装 备 提 供 安 装 基 面 ,直 接 或 间 接 地 支 持 和 导 向 作 用 ;当 棒 料( 毛 坯 ) 需 从 主 轴 中 心 通 孔 通 过 作 贯 穿 送 料 时 , 主 轴 内 孔 还 具 有 支 承 作 用 。图 1.11.2 零 件 的 工 艺 分 析1.2.1 主 轴 零 件 需 要 加 工 部 位 的 技 术 要 求通 过 对 主 轴 零 件 图 分 析 , 主 要 加 工 部 位 技 术 要 求 如 表 1-1 所 示 。表 1-1 主 轴 零 件 技 术 要 求加 工 表 面尺 寸 及 偏 差/mm公 差 /mm 及 精 度 等 级表 面 粗 糙 度/um形 位 公 差 /mm40mm 轴400-0.0160.016 , IT6Ra3.226mm 轴260-0.0130.013 , IT6Ra1.616mm 孔半 圆 键25 8-0.015-0.0250.01,IT9外 螺 纹M16-6g内 螺 纹M6-7H此 外 主 轴 右 端 面 中 心 孔 16mm 相 对 于 基 准 A 的 圆 跳 动 误 差 为 0.020mm 右 端 40mm 轴 的 圆 度 误 差 为 0.007mm, 左 端 面 相 对 于 基 准 A 的 垂 直 度 误 差 为 0.025mm ; 26mm 轴 相 对 于 基 准 A 的 圆 跳 动 误 差 为 0.015mm。1.2.2 审 核 主 轴 的 工 艺 性分 析 零 件 图 可 知 , 图 纸 视 图 正 确 、 完 整 ,尺 寸 、 公 差 及 技 术 要 求 齐 全 。该 零 件 除 主 要 表 面 外 ,其 余 表 面 加 工 精 度 均 要 求 较 低 ,不 需 要 高 精 度 机 床 加 工 ,通 过 铣 削 、钻 床 的 粗 加 工 就 可 以 达 到 加 工 要 求 ;而 主 要 工 作 表 面 虽 然 加 工 精 度 相 对 较 高 ,但 可 以 在 正 常 生 产 条 件 下 ,采 用 较 经 济 的 方 法 保 质 保 量 地 加 工 出 来 。由 此 可 见 ,该 零 件 工 艺 性 较 好 。1.2.3 确 定 主 轴 的 生 产 类 型根 据 要 求 , 该 零 件 为 大 批 量 生 产 。2 工艺规程设计2.1 选 择 毛 坯该 零 件 材 料 为 45 钢 。 考 虑 到 零 件 在 工 作 过 程 中 经 常 承 受 交 变 载 荷 及 冲 击 性 载 荷 ,选 用 锻 件 毛 坯 ,以 使 金 属 纤 维 尽 量 不 被 切 断 ,保 证 零 件 工 作 可 靠 。 由 于 零 件 为 大 批 量 生 产 ,而 且 零 件 的 轮 廓 尺 寸 不 大 , 从 提 高 生 产 率 、 保 证 加 工 精 度 上 考 虑 ,采 用 模 锻 成 形 。2.2定 位 基 准 的 选 择2.2.1 粗 基 准 的 选 择为 取 得 中 心 孔 作 为 精 加 工 的 定 位 基 准 ,所 以 机 械 加 工 的 第 一 道 工 序 是 铣 两 端 面 中 心 孔 。为 此 可 选 择 前 圆 柱 面 作 为 粗 基 准 。这 样 ,当 反 过 来 再 用 中 心 孔 定 位 , 加 工 支 承 轴 颈 时 , 可 以 获 得 均 匀 的 加 工 余 量 , 有 利 于 保 证 这 两 个 高 精 度 轴 颈 的 加 工 精 度 。2.2.2 精 基 准 的 选 择为 保 证 零 件 的 加 工 精 度 和 装 夹 准 确 方 便 ,依 据“ 基 准 重 合 ”原 则 和“ 基 准 统 一 ”原 则 ,以 及 尽 可 能 在 一 次 装 夹 中 加 工 较 多 的 工 件 表 面 , 所 以 在 主 轴 精 加 工 的 全 部 工 序 中选 择 主 轴 右 端 面 16mm 中 心 孔 作 为 精 加 工 基 准 。中 心 孔 在 使 用 过 程 中 的 磨 损 会 影 响 定 位 精 度 ,故 必 须 经 常 注 意 保 护 并 及 时 修 整 。特 别 是 在 关 键 的 精 加 工 工 序 之 前 ,为 了 保 证 和 提 高 定 位 精 度 ,均 需 重 新 修 整 中 心 孔 。使 用 锥 堵 时 应 注 意 :当 锥 堵 装 入 中 心 孔 后 ,在 使 用 过 程 中 ,不 能 随 意 拆 卸 和 更 换 ,都 会 引 起 基 准 的 位 置 变 动 , 从 而 造 成 误 差 。2.2.3 基 准 的 转 换轴 的 加 工 通 常 按 照 基 准 统 一 的 原 则 ,以 两 顶 尖 为 定 位 基 准 进 行 加 工 ,主 轴 钻 孔 后 ,以 锥 堵 或 锥 套 心 轴 代 替 。内 锥 面 加 工 则 以 支 承 轴 颈 为 定 位 基 准 。2.3 零 件 表 面 加 工 方 法 的 选 择根 据 零 件 图 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ,查 文 献 33 表 1.4-7 和 表 1.4-8 ,确 定 加 工 件 各 表 面 的 加 工 方 法 如 表 2-1 所 示 。表 2-1 零 件 各 表 面 加 工 方 法加 工 表 面尺 寸 精 度 等 级表 面 粗 糙 度 Ra/ mm加 工 方 案主 轴 左 端 16 外 圆 mm3.2粗 车 半 精 车26mm 外 圆IT61.6粗 车 半 精 车 精 车40mm 外 圆IT63.2粗 车 半 精 车16mm 孔12.5钻5mm 孔12.5钻半 圆 键 槽12.5粗 车 半 精 车2.4 制 订 工 艺 路 线2.4.1 加 工 阶 段 的 划 分该 主 轴 加 工 质 量 要 求 较 高 ,结 合 表 2-1 ,可 将 加 工 阶 段 划 分 成 粗 加 工 ,半 精 加 工 和 精 加 工 几 个 阶 段 。 在 粗 加 工 阶 段 , 首 先 将 粗 基 准 准 备 好 , 使 后 续 工 序 都 可 采 用 精 基 准 定 位 加 工 , 保 证 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 。粗 加 工 阶 段 :该 阶 段 是 在 主 轴 毛 坯 锻 造 和 正 火 后 进 行 的 ,包 括 车 端 面 、打 中 心 孔 和 粗 车 外 圆 等 工 序 。其 主 要 任 务 是 切 除 毛 坯 上 大 部 分 余 量 , 同 时 可 以 发 现 锻 件 的 裂 纹 或 其 他 缺 陷 。半 精 加 工 阶 段 :主 轴 毛 坯 在 粗 加 工 后 需 要 进 行 调 质 阶 段 ,然 后 再 进 行 半 精 加 工 。半 精 加 工 阶 段 包 括 各 半 精 车 工 序 ,中 心 通 孔 及 螺 孔 等 次 要 表 面 加 工 等 工 序 。其 主 要 任 务 是 :为 精 加 工 做 好 准 备 ;对 一 些 要 求 不 高 的 表 面 , 使 之 达 到 图 样 要 求 。精 加 工 阶 段 : 在 热 处 理( 高 频 淬 火 后 )之 后 进 行 的 , 其 主 要 任 务 是 最 后 全 面 地 保 证 工 件 达 到 图 样 的 要 求 。此 外 ,为 防 止 主 轴 螺 纹 和 花 键 等 工 作 表 面 在 热 处 理 过 程 中 变 形 或 撞 伤 ,故 其 最 终 加 工 也 安 排 在 此 阶 段 中 进 行 。2.4.2 制 定 的 主 轴 的 工 艺 路 线由 于 主 轴 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 , 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 其 加 工 工 序 , 减 少 工 件 的 装 夹 次 数 , 缩 短 辅 助 时 间 , 还 有 利 于 保 证 各 种 加 工 表 面 之 间 的 相 对 位 置 精 度 。 在 遵 循 “ 先 基 准 后 其 他 ” 原 则 、 “ 先 粗 后 精 ” 原 则 、 “ 先 主 后 次 ” 原 则 和 “ 先 面 后 孔 ” 原 则 的 基 础 上 , 综 合 考 虑 热 处 理 工 序 和 辅 助 工 序 ,制 定 的 主 轴 的 工 艺 路 线 为 : 下 料 车 端 面 , 钻 中 心 孔 粗 , 半 精 车 各 外 圆 切 槽 车 螺 纹 铣 键 槽 钻 40mm 各 孔 , 螺 纹 精 加 工 各 外 圆2.5 确 定 毛 坯 尺 寸 , 设 计 毛 坯 图( 1) M16-6g 外 圆 的 加 工 余 量查 表 5-285-36粗 加 工 余 量 =1.5mm 半 精 加 工 余 量 =1.0mm 磨 削 加 工 余 量 =0.2mm毛 坯 的 总 加 工 余 量 = 粗 加 工 余 量 + 半 精 加 工 余 量 + 磨 削 加 工 余 量=1.5+1.00.2=2.7mmM16-6g 的 工 序 尺 寸 基 本 尺 寸精 车 直 径 D=16+0.2=16.2mm 半 精 车 直 径 D1 =16.2+1=17.2mm 毛 坯 直 径 D0 =17.2+1.5=18.7(2)26 外 圆 的 加 工 余 量查 表 5-285-36粗 加 工 余 量 =2.0mm 半 精 加 工 余 量 =1.3mm 精 加 工 余 量 =0.2mm 磨 削 加 工 余 量 =0.2mm毛 坯 的 总 加 工 余 量 = 粗 加 工 余 量 + 半 精 加 工 余 量 + 精 加 工 余 量 + 磨 削 加 工 余 量 =2.0+1.3+0.2+0.2=3.7mm26 的 工 序 尺 寸 基 本 尺 寸精 车 直 径 D=26+0.2=26.2mm半 精 车 直 径 D1 =26.2+0.2=26.4mm 粗 车 直 径 D2=26.4+1.3=27.7mm毛 坯 直 径 D0 =27.7+2.0=29.7mm(3) 40 外 圆 的 加 工 余 量查 表 5-285-36 半 精 加 工 余 量 =1.4mm 粗 加 工 余 量 =2.0mm 磨 削 加 工 余 量 =0.2mm毛 坯 的 总 加 工 余 量 = 粗 加 工 余 量 + 半 精 加 工 余 量 + 磨 削 加 工 余 量=1.4+2.0+0.2=3.6mm40 的 工 序 尺 寸 基 本 尺 寸半 精 车 直 径 D1 =40+0.2=40.2mm 粗 车 直 径 D2=40.2+1.4=41.6mm 毛 坯 直 径 D0 =41.6+2.0=43.6mm(4) 16 的 中 心 孔 的 加 工 余 量粗 加 工 余 量 =0.8mm 半 精 加 工 余 量 =0.1mm 磨 削 加 工 余 量 =0.3mm毛 坯 的 总 加 工 余 量 = 粗 加 工 余 量 + 半 精 加 工 余 量 + 磨 削 加 工 余 量=0.8+0.1+0.3=1.2精 镗 孔 D1=16-0.3=15.7mm 粗 镗 孔 D2=15.7-0.1=15.6mm 毛 坯 D0=15.6-0.8=14.8mm(5)M6-7H毛 坯 直 径 D0=5.2mm(6)5 中 心 孔 的 加 工 余 量粗 加 工 余 量 =0.15mm 半 精 加 工 余 量 =0.05mm 毛 坯 的 总 加 工 余 量 =粗 加 工 余 量 +半 精 加 工 余 量 =0.15+0.05=0.20mm半 精 加 工 直 径 D1=5-0.05=4.95mm 毛 坯 直 径 D0=4.95-0.15=4.8mm(7)8 25 平 键粗 加 工 余 量 =1mm 半 精 加 工 余 量 =1mm 毛 坯 的 总 加 工 余 量 =粗 加 工 余 量 + 半 精 加 工 余 量 =1+1=2mm 半 精 加 工 直 径 D1=8-1=7mm 毛 坯 直 径 D0=7-1=6mmmm(8)M16-6g 外 圆 长 度加 工 余 量 为 0.8mm 毛 坯 长 度 L=23+0.8=23.8mm (9) 26 外 圆 长 度加 工 余 量 为 0.8mm毛 坯 长 度 L=52+0.8=52.8mm (9)40 外 圆 长 度加 工 余 量 为 0.8mm 毛 坯 长 度 L=160+0.8=160.8mm2.6 工 序 设 计通 过 对 主 轴 加 工 工 艺 路 线 分 析 ,参 考 文 献 8 中 第 3,4,5 章 相 关 表 格 ,确 定 加 工 各 个 工 序 所 需 的 加 工 设 备 与 工 艺 装 备 如 表 2-2 ,,2-3 所 示 。表 2-2 加 工 设 备 与 工 艺 装 备 方 案 一工 序 号工 序 内 容工 序 一热 处 理 ( 正 火 )工 序 二车 端 面 , 钻 中 心 孔 。 选 用 C620-1 卧 式 车 床 及 专 用 夹 具工 序 三粗 车 各 外 圆 。 选 用 C620-1 卧 式 车 床 及 专 用 夹 具工 序 四热 处 理 ( 调 质 )工 序 五半 精 车 外 圆 面 , 选 用 C620-1 卧 式 车 床 及 三 爪 卡 盘工 序 六钻 8 选 用 Z535 立 式 钻 床 加 工 以 及 专 用 夹 具工 序 七钻 16 , 钻 扩 通 孔 5。 选 用 Z535 立 式 钻 床 加 工 以 及 专 用 夹 具工 序 八车 8 孔 及 其 倒 角 。选 用 C620-1 卧 式 车 床 及 三 爪 卡 盘工 序 九车 16 孔 及 其 倒 角 。 选 用 C620-1 卧 式 车 床 及 三 爪 卡 盘工 序 十铣 前 端 键 槽 至 图 纸 要 求 ,选 主 轴 铣 床 以 及 专 用 夹 具工 序 十 一钻 M6-7H 螺 纹 底 孔工 序 十 二攻 M6-7H 螺 纹 。 选 用 Z535 立 式 钻 床 加 工 以 及 专 用 夹 具工 序 十 三精 车 各 外 圆 、车 退 刀 槽 , 倒 角 。选 用 C620-1 车 床 及 三 爪 卡 盘工 序 十 四车 螺 纹 M16-6g。 选 用 C620-1 卧 式 车 床 及 三 爪 卡 盘工 序 十 五粗 精 磨 外 圆 26 。 选 用 外 圆 磨 床 和 专 用 夹 具工 序 十 六钳 工工 序 十 七清 洗工 序 十 八检 验表 2-3 加 工 设 备 与 工 艺 装 备 方 案 二工 序 号工 序 内 容工 序 一热 处 理 ( 正 火 )工 序 二车 端 面 , 钻 中 心 孔 , 粗 车 各 外 圆工 序 三热 处 理 ( 调 质 )工 序 四半 精 车 各 外 圆工 序 五钻 8 孔工 序 六车 16 孔 , 5 孔 及 其 倒 角工 序 七铣 键 槽 至 图 纸 要 求工 序 八车 M16-6g 螺 纹工 序 九攻 M6-7H 螺 纹工 序 十精 车 各 外 圆 , 车 退 刀 槽 , 并 倒 角工 序 十 一粗 磨 26 , 40 外 圆工 序 十 二粗 磨 端 面工 序 十 三精 磨 26工 序 十 四钳 工工 序 十 五检 验上 述 两 个 工 艺 方 案 的 特 点 在 于 ,方 案 二 是 按 照 先 面 后 孔 的 规 则 来 加 工 零 件 ,这 样 虽 然 可 以 保 证 加 工 零 件 的 精 度 ,但 在 实 际 加 工 过 程 中 会 遇 到 麻 烦 ,这 样 在 加 工 过 程 中 会 带 来 不 小 的 麻 烦 。相 比 之 下 ,方 案 一 可 以 避 免 这 样 的 事 情 发 生 ,而 且 能 够 更 好 的 定 位 零 件 。而 且 方 案 一 的 工 序 比 较 简 洁 ,减 少 了 工 件 装 夹 的 次 数 。另 外 通 过 加 工 精 度 的 对 比 , 也 可 以 发 现 ,第 一 种 方 案 的 加 工 过 程 比 较 符 合 精 度 要 求 ,可 以 避 免 零 件 产 生 比 较 严 重 的 误 差 。经 分 析 比 较 ,用 方 案 一 加 工 零 件 更 易 加 工 又 符 合 设 计 要 求 , 故 采 用 方 案 一 。2.7 确 定 切 削 用 量 及 基 本 工 时2.7.1 粗 车 M16-6g 外 圆( 1)切 削 深 度 :单 边 余 量 Z 2.76mm ,一 次 走 刀 , ap 2.76mm。( 2 )进 给 量 : 查 表4 , f 0.6-0.9mm/r 。 按 机 床 说 明 书 取 f=0.6mm/r 。( 3) 计 算 切 削 速 度 :按 表 21 V ( Cv/601 - m Tm apxv fyv ) Kv式 中 : Cv=242 ,xv 0.15 yv 0.35 m 0.20 ,Kv KMv Ktv Kkrv Ksv KTv KKv其 中 : Ktv 1.0 , Kkrv 0.81 , KSV 0, KTv 1.0 , KKv 1.0KMv 0.637/ b 0.637/0.735 0.87 V= (242/601-0.2 3600 0 . 2 2.76 0 . 1 5 0.6 0 . 3 5 ) 0.87 1.0 0.81 0.8 1.0 1.0 1.03m/s( 61.8m/min)18( 4) 确 定 主 轴 转 速 :ns 1000v/ dw 1000 61.8/3.14 96 205.02r/min 按 机 床 选 取 n 230r/min , 所 以 实 际 切 削 速 度 V nW dw /1000 3.14 96 230/1000 69.33m/min ( 1.16m/s )( 5) 校 验 机 床 功 率 :由 表 22 中 查 得 : Pm FzV 10 - 3 KW, 式 中 Fz 可 由 表 13 查 出 , 当 b 0.569-0.951GPa ,ap 2.0mm ,f 0.6mm/r ,V 1.66m/s 时 , Fz 2350N, 切 削 力 Fz 的 修 正 系 数 为 KKrFz 0.89 , Kr 0Fz 1.0( 表 22-3 ) 故 Fzc 2350 0.89=2091.5N Pmc FzV 10 - 3 2091.5 1.16 10 - 3 =2.43kw 按 机 床 说 明 书 , 当 n 230r/min 时 , 机 床 主 轴 允 许 功 率 PE 5.9kw , 因 Pmc PE 故 所 选 切 削 用 量 可 在 C620-1 车 床 上 进 行 。( 6) 校 验 机 床 进 给 系 统 强 度 :根 据 C620-1 机 床 说 明 书 , 其 进 给 机 构 允 许 走 刀 力 Fmax3530N, 由 表 16 , 当 b 0.669-0.794GPa, ap 2.8mm, f 0.75mm/r, V 1.66m/s,Kr 90 时 ,走 刀 力 Fxc 760N。 切 削 时 Fx 的 修 正 系 数 为 :Kr0Fx 1.0K sFx 1.0KKrFx 1.17( 表 22-3 )故 实 际 走 刀 力 为 : Fxc 760 1.0 1.0 1.17 889.2N, 则 所 选 进 给 量 :f 0.6mm/r( 7) 切 削 工 时查 工 艺 手 册 表 7-1 : T L I1 I 2 /n f 式 中 : L 35.5 I 1 4 I 2 3 T 35.5+4+3/230 0.6 0.31min ( 18.6s )考 虑 到 该 零 件 台 阶 面 较 多 , 如 若 各 台 阶 面 都 采 用 不 同 的 转 速 和 不 同 的 进 给 量 , 则 效 率 不 高 , 故 在 不 影 响 加 工 质 量 的 情 况 下 ,粗 车 该 轴 时 : 采 用 主 轴 230r/min , 粗 车 进 给 量 f 0.6mm/r。2.7.2 粗 车 26 外 圆( 1) 切 削 深 度 : 单 边 余 量 2.59mm, 一 次 走 刀 , ap 2.59mm( 2) 进 给 量 : f=0.6mm/r( 3)主 轴 转 速 :230r/min ,所 以 实 际 切 削 速 度 V nW dw /1000 3.14 72 230/1000 52m/min( 0.87m/s )( 4) 切 削 工 时 :T L l 1 l 2 /n f L 400.5 l 1 4 l 2 0 T 400.5+4/230 0.6=2.93min2.7.3 粗 车 40 外 圆( 1) 切 削 深 度 : 单 边 余 量 0.84mm, 一 次 走 刀 , ap 0.84mm( 2) 进 给 量 : f=0.6mm/r( 3) 主 轴 转 速 : n=230r/min所 以 实 际 切 削 速 度 : V nW dw /1000 3.14 43.5 230/1000 31.42m/min( 0.524m/s )( 4) 切 削 工 时 :T L l 1 l 2 /n f , 式 中 : L 115.5 l1 4 l2 0 T 115.5+4/230 0.6=0.866min3夹具设计3.1 问 题 的 提 出在 机 械 制 造 中 ,用 以 装 夹 工 件( 和 引 导 刀 具 )的 装 置 ,称 为 夹 具 。 它 是 用 来 固 定 加 工 对 象 ,使 之 占 有 正 确 位 置 ,接 受 施 工 或 检 测 的 装 置 。 在 机 械 加 工 过 程 中 ,为 了 保 证 加 工 精 度 ,首 先 要 使 工 件 在 机 床 上 占 有 正 确 的 位 置 ,确 定 工 件 在 机 床 上 或 夹 具 中 占 有 正 确 的 位 置 的 过 程 , 称 为 工 件 的 定 位 。定 位 后 将 其 固 定 ,使 其 在 加 工 过 程 中 始 终 保 持 定 位 位 置 不 变 的 操 作 称 为 夹 紧 。工 件 在 机 床 或 夹 具 上 定 位 、夹 紧 的 过 程 称 为 工 件 的 装 夹 。用 以 装 夹 工 件 的 装 置 称 为 机 床 夹 具 ,简 称 夹 具 。本 夹 具 主 要 用 于 铣 键 槽 ,本 道 工 序 加 工 精 度 要 求 不 高 ,为 此 ,只 考 虑 如 何 提 高 生 产 效 率 上 , 精 度 则 不 予 考 虑 。3.2 定 位 基 准 的 选 择拟 定 加 工 路 线 的 第 一 步 是 选 择 定 位 基 准 。定 位 基 准 的 选 择 必 须 合 理 ,否 则 将 直 接 影 响 所 制 定 的 零 件 加 工 工 艺 规 程 和 最 终 加 工 出 的 零 件 质 量 。 基 准 选 择 不 当 往 往 会 增 加 工 序 或 使 工 艺 路 线 不 合 理 , 或 是 使 夹 具 设 计 更 加 困 难 甚 至 达 不 到 零 件 的 加 工 精 度( 特 别 是 位 置 精 度 ) 要 求 。因 此 我 们 应 该 根 据 零 件 图 的 技 术 要 求 ,从 保 证 零 件 的 加 工 精 度 要 求 出 发 , 合 理 选 择 定 位 基 准 。 此 道 工 序 后 面 还 有 精 加 工 , 因 此 本 次 铣 没 有 较 高 的 技 术 要 求 ,也 没 有 较 高 的 平 行 度 和 对 称 度 要 求 ,所 以 我 们 应 考 虑 如 何 提 高 劳 动 效 率 ,降 低 劳 动 强 度 , 提 高 加 工 精 度 。 我 们 采 用 外 圆 和 端 面 为 定 位 基 准 , 采 用 V 型 块 和 支 承 钉 定 位 , 为 了 提 高 加 工 效 率 , 缩 短 辅 助 时 间 , 决 定 用 直 压 板 作 为 夹 紧 机 构 。3.3 切 削 力 及 夹 紧 力 计 算确 定 夹 紧 力 就 是 确 定 夹 紧 力 的 大 小 、方 向 和 作 同 点 。在 确 定 夹 紧 力 的 三 要 素 时 要 分 析 工 件 的 结 构 特 点 、加 工 要 求 、切 削 力 及 其 他 外 力 作 用 于 工 件 的 情 况 , 而 且 必 须 考 虑 定 位 装 置 的 结 构 形 式 和 布 置 方 式 。 夹 紧 力 的 三 要 素 对 夹 紧 结 构 的 设 计 起 着 决 定 性 的 作 用 。 只 有 夹 紧 力 的 作 用 点 分 布 合 理 , 大 小 适 当 , 方 向 正 确 才 能 获 得 良 好 的 效 益 。3.3. 1. 夹 紧 力 方 向 的 确 定( 1) 夹 紧 力 方 向 应 垂 直 于 主 要 定 位 基 准 面( 2) 夹 紧 力 的 方 向 最 好 与 切 削 力 、 工 件 重 力 方 向 一 致 3.3. 2. 夹 紧 力 作 用 点 的 选 择( 1) 应 能 够 保 持 工 件 定 位 稳 定 可 靠 , 在 夹 紧 过 程 中 不 会 引 起 工 件 产 生 位 移 或 偏 转 。( 2) 应 尽 量 避 免 或 减 少 工 件 的 夹 紧 变 形( 3) 夹 紧 力 作 用 点 应 尽 量 靠 近 加 工 部 位 3.3. 3. 夹 紧 力 大 小 的 估 算( 1) 首 先 假 设 系 统 为 刚 性 系 统 , 切 削 过 程 处 于 稳 定 状 态 。( 2) 常 规 情 况 下 , 只 考 虑 切 削 力 ( 矩 ) 在 力 系 中 的 影 响 ; 切 削 力 ( 矩 ) 用 切 削 原 理 公 式 计 算 。( 3) 对 重 型 工 件 应 考 虑 工 件 重 力 的 影 响 。 在 工 件 做 高 速 运 动 场 合 , 必 须 计 入 惯 性 力 。( 4) 分 析 对 夹 紧 最 不 利 的 瞬 时 状 态 , 按 静 力 平 衡 方 程 计 算 此 状 态 下 所 需 的 夹 紧 力 即 为 计 算 夹 紧 力( 1) 刀 具 采 用 键 槽 铣 刀 8mm z=24 机 床 : x51 立 式 铣 床C a XF f yz a uF z由 3 所 列 公 式 得 F = F Pe0d qvnwF查 表9. 4 8 得 其 中 :修 正 系 数 KV =1.0 CF =30 qF =0.83 XF=1.0 yF =0.65 uF =0.83 aP =8Z=24 WF =0 代 入 上 式 ,可 得 F=889.4N 因 在 计 算 切 削 力 时 ,须 把 安 全 系 数 考 虑 在 内 安 全 系 数 K=K 1 K2 K3 K4 其 中 : K 1 为 基 本 安 全 系 数 1. 5 K2 为 加 工 性 质 系 数 1. 1 K3 为 刀 具 钝 化 系 数 1.1 K 4 为 断 续 切 削 系数 1.1 所 以F = KF = 1775.7N( 2) 夹 紧 力 的 计 算选 用 夹 紧 螺 钉 夹 紧 机 由 N ( f1 + f2 ) = KF 其 中 f 为 夹 紧 面 上 的 摩 擦 系 数 , 取f1 = f2 = 0.25F = Pz + GG 为工 件 自 重 所 以 N =F f1 + f2= 3551.4N夹 紧 螺 钉 : 公 称 直 径 d=12mm, 材 料 45 钢 性 能 级 数 为 6.8 级sB = 6 100MPas = 8 sB s 10= 480MPa螺 钉 疲 劳 极 限 : s-1 = 0.32sB = 0.32 600 = 192MPa极 限 应 力 幅 : sa lim= ekmku s-1 = 51.76Mpa ks许 用 应 力 幅 : sa = sa lim = 17.3MPaSa螺 钉 的 强 度 校 核 : 螺 钉 的 许 用 切 应 力 为 t = sa lim = 17.3Sa s=3. 54 取 s=42得t = 120MPa4 FH= 2.8 t 满 足 要 求 1.3 4 N= 15MPa s22dcdc经 校 核 :满 足 强 度 要 求 ,夹 具 安 全 可 靠 ,使 用 快 速 螺 旋 定 位 机 构 快 速 人 工 夹 紧 , 调 节 夹 紧 力 调 节 装 置 , 即 可 指 定 可 靠 的 夹 紧 力3.4. 定 位 误 差 分 析工 件 的 工 序 基 准 为 孔 心 ,当 工 件 孔 径 为 最 大 ,定 位 销 的 孔 径 为 最 小 时 , 孔 心 在 任 意 方 向 上 的 最 大 变 动 量 等 于 孔 与 销 配 合 的 最 大 间 隙 量 。本 夹 具 是 用 来 在 铣 床 上 加 工 ,所 以 工 件 上 孔 与 夹 具 上 的 定 位 销 保 持 固 定 接 触 。此 时 可 求 出 孔 心 在 接 触 点 与 销 中 心 连 线 方 向 上 的 最 大 变 动 量 为 孔 径 公 差 多 一 半 。工 件 的 定 位 基 准 为 孔 心 。工 序 尺 寸 方 向 与 固 定 接 触 点 和 销 中 心 连 线 方 向 相 同 ,则 其 定 位 误 差 为 :Td=Dmax-Dmin=0. 053-0.024=0.029 本 工 序 采 用 V 型 块 , 一 挡 销 定 位 , 工 件 始 终 靠 近 挡 块 的 一 面 。 故 应 当 能 满 足 定 位 要 求 。3.5 夹 具 设 计 及 操 作 简 要 说 明如 前 所 述 , 在 设 计 夹 具 时 , 应 该 注 意 提 高 劳 动 生 产 率 避 免 干 涉 。 应 使 夹 具 结 构 简 单 , 便 于 操 作 , 降 低 成 本 。提 高 夹 具 性 价 比 。 本 道 工 序 为 铣 床 夹 具 选 择 了 直 压 板 夹 紧 方 式 。本 工 序 为 铣 切 削 余 量 小 ,切 削 力 小 ,所 以 一 般 的 手 动 夹 紧 就 能 达 到 本 工 序 的 要 求 。本 夹 具 的 最 大 优 点 就 是 结 构 简 单 紧 凑 。夹 具 的 夹 紧 力 不 大 ,故 使 用 手 动 夹 紧 。为 了 提 高 生 产 力 , 使 用 快 速 螺 旋 夹 紧 机 构 。总 结这 次 设 计 是 大 学 学 习 中 最 重 要 的 一 门 科 目 ,它 要 求 我 们 把 大 学 里 学 到 的 所 有 知 识 系 统 的 组 织 起 来 ,进 行 理 论 联 系 实 际 的 总 体 考 虑 ,需 把 金 属 切 削 原 理 及 刀 具 、 机 床 概 论 、 公 差 与 配 合 、机 械 加 工 质 量 、 机 床 夹 具 设 计 、机 械 制 造 工 艺 学 等 专 业 知 识 有 机 的 结 合 起 来 。同 时 也 培 养 了 自 己 的 自 学 与 创 新 能 力 。因 此 本 次 设 计 综 合 性 和 实 践 性 强 、涉 及 知 识 面 广 。所 以 在 设 计 中 既 了 解 了 基 本 概 念 、基 本 理 论 ,又 注 意 了 生 产 实 践 的 需 要 ,将 各 种 理 论 与 生 产 实 践 相 结 合 ,来 完 成 本 次 设 计 。这 次 设 计 是 培 养 学 生 综 合 运 用 所 学 知 识 , 发 现 , 提 出 ,分 析 和 解 决 实 际 问 题 , 锻 炼 实 践 能 力 的 重 要 环 节 , 更 是 在 学 完 大 学 所 学 的 所 有 专 业 课 及 生 产 实 习 的 一 次 理 论 与 实 践 相 结 合 的 综 合 训 练 。这 次 毕 业 设 计 使 我 以 前 所 掌 握 的 关 于 零 件 加 工 方 面 有 了 更 加 系 统 化 和 深 入 合 理 化 的 掌 握 。 比 如 参 数 的 确 定 、 计 算 、 材 料 的 选 取 、 加 工 方 式 的 选 取 、 刀 具 选 择 、 量 具 选 择 等 ; 也 培 养 了 自 己 综 合 运 用 设 计 与 工 艺 等 方 面 的 知 识 ; 以 及 自 己 独 立 思 考 能 力 和 创 新 能 力 得 到 更 进 一 步 的 锻 炼 与 提 高 ;再 次 体 会 到 理 论 与 实 践 相 结 合 时 ,理 论 与 实 践 也 存 在 差 异 。回 顾 起 此 次 设 计 , 至 今 我 仍 感 慨 颇 多 , 的 确 , 从 选 题 到 完 成 定 稿 ,从 理 论 到 实 践 , 在 整 整 一 学 期 的 日 子 里 ,可 以 说 学 到 了 很 多 很 多 的 的 东 西 ,同 时 巩 固 了 以 前 所 学 过 的 知 识 ,而 且 学 到 了 很 多 在 书 本 上 所 没 有 学 到 过 的 知 识 。通 过 这 次 毕 业 设 计 使 我 懂 得 了 理 论 与 实 际 相 结 合 是 很 重 要 的 ,只 有 理 论 知 识 是 远 远 不 够 的 ,只 有 把 所 学 的 理 论 知 识 与 实 践 相 结 合 起 来 ,从 理 论 中 得 出 结 论 ,才 能 真 正 的 实 用 ,在 生 产 过 程 中 得 到 应 用 。在 设 计 的 过 程 中 遇 到 了 许 多 问 题 ,当 然 也 发 现 了 自 己 的 不 足 之 处 ,对 以 前 所 学 过 的 知 识 理 解 得 不 够 深 刻 ,掌 握 得 不 够 牢 固 ,通 过 这 次 毕 业 设 计 ,让 自 己 把 以 前 所 学 过 的 知 识 重 新 复 习 了 一 遍 。这 次 设 计 虽 然 顺 利 完 成 了 ,也 解 决 了 许 多 问 题 ,也 碰 到 了 许 多 问 题 , 老 师 的 辛 勤 指 导 下 , 都 迎 刃 而 解 。同 时 , 在 老 师 的 身 上 我 也 学 得到 很 多 额 外 的 知 识 ,在 此 我 表 示 深 深 的 感 谢 !同 时 ,对 给 过 我 帮 助 的 所 有 同 学 和 各 位 教 研 室 指 导 老 师 再 次 表 示 忠 心 的 感 谢 !参 考 文 献 1 哈 尔 滨 工 业 大 学 李 益 民 .机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 M 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 .2005. 7 2 王 启 平 .机 床 夹 具 设 计 M . 哈 尔 滨 : 哈 工 大 出 版 社 1985.12 3 东 北 重 型 机 械 学 院 . 机 床 夹 具 设 计 手 册 M. 上 海 :上 海 科 学 技 术 出 版 社 1980. 1 4 徐 灏 . 机 械 设 计 手 册 M . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 1991. 9 5 周 昌 治 , 杨 忠 鉴 , 赵 之 渊 . 机 械 制 造 工 艺 学 M . 重 庆 : 重 庆 大 学 出 版 社 1994. 10 6 肖 继 德 , 陈 宁 平 .机 床 夹 具 设 计 M . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 2005. 3 7 孙 丽 媛 .机 械 制 造 工 艺 及 用 夹 具 设 计 指 导 M. 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 2002. 5 8 朱 龙 根 .机 械 零
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