齿轮轴机械加工工艺规程和夹具设计-铣18槽
齿轮轴机械加工工艺规程和夹具设计-铣18槽,齿轮轴,机械,加工,工艺,规程,夹具,设计,18
摘要本文是对齿轮轴零件的加工应用及加工工艺分析,包括零件图的分析、毛坯的选择、零件的夹紧、工艺路线的制定、刀具的选择、切削参数的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺。此外,还设计了一种专用夹具,可对支撑件的两道工序进行加工。关键词 齿轮轴,加工工艺,专用夹具,设计IAbstractThis paper is the application of gear shaft parts processing and processing process analysis, including the analysis of part drawings, blank selection, parts of the clamping, the formulation of the process line, the selection of cutting tools, cutting parameters, processing process to fill in the documents. Choose the correct processing method and design the reasonable processing technology. In addition, a special fixture is designed, which can process the two processes of the supporting parts.Keywords gear shaft, machining process, fixture, design目录1. 引言22工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析32.2 工艺规程设计42.2.1 确定毛坯的制造形式42.2.2 基面的选择42.2.3 制定工艺路线42.2.4 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.2.5 确定切削用量83 基本工时214 铣16槽夹具设计264.1研究原始质料264.2定位基准的选择264.3 切削力及夹紧分析计算264.4 误差分析与计算284.5 定向键与对刀装置设计294.6 夹具设计及操作的简要说明30结论32致谢33参考文献341. 引言机械制造技术基础课程设计是要求学生综合运用所学课程,具备工艺设计和结构设计的基本能力的教学环节。此外,还需要为毕业设计进行全面的培训和准备。通过课程设计,对机械制造技术基地的学生进行如下方面的培养:能够熟练运用机械制造技术基础课程的基本理论,并在生产实践中学习到的实用知识和正确解决零件加工定位与夹紧、工艺路线安排、确定尺寸等问题,保证零件加工质量。提高结构设计能力。通过对夹具设计的培训,学生可以根据加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理、保证加工质量的夹具。学习如何使用手册和图表。掌握与本设计相关的各类材料的名称来源,并能熟练使用。2工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用该零件是齿轮轴,它位于传动系统中。其主要功能是利用空间交错两轴传动运动和动力传动机构。零件上有两个轴接头,以配合轴承内环及其支承功能。所述部件上带有键槽的轴头与所述联轴器连接,以传递运动和动力。2.1.2 零件的工艺分析齿轮轴这个零件从零件图上可以看出,它一共有四组加工表面,而这四组加工表面之间有一定的位置要求,现将这三组加工表面分述如下:1.以两端为中心的加工表面这一组的加工表面包括:两端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面为两端中心孔,这要是因为中心孔的轴线要用作后面加工的定位和工序基准。2.以外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括:轴段外圆面、一个的键槽、轴段外圆面。其中主要加工表面为轴段外圆面、一个的键槽,这是用来连接联轴器的。3.以两个轴段外圆面为中心的加工表面这一组的加工表面包括:两个轴段的外圆面及左边倒角、右边定位轴肩。其主要加工表面为两个轴段的外圆面,这是用来与轴承内圈配合用于支承的。4.以分度圆直径为齿轮中心的加工表面这一组的加工表面包括:分度圆直径为的齿轮中心。这四组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:轴头外圆面,两个轴段外圆面,轴段外圆面把两端中心孔轴线AB作为公共基准,有圆跳动要求。键槽两侧面相对于公共基准AB有对称度要求。由以上分析可知,对于这四组加工表面而言,我们可以先加工两端中心孔这一组加工表面,然后以其轴线为基准,借助夹具进行其他三组表面的加工,并且保证它们之间的形状精度要求。2.2 工艺规程设计2.2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为40Cr钢,考虑到蜗杆在传动过程中收到的振动,载荷,受力等方面的影响,因此应该选用锻件,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠,由于零件产量为中大批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,可以采用模锻成型,这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。2.2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。3(1)粗基准的选择对于一般的轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说,所有表面都需要加工,按照有关粗基准的选择原则,选取最大外圆面作为粗基准。(2)精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。设计基准,工序基准,定位基准相重合,可以减少定位误差和基准不重合引起的误差,因此选择两中心孔的公共中心线作为精基准。2.2.3 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面,粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面,半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量,其余表面加工到尺寸要求。70半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。80铣键槽,选择两个60mm 外圆面作为基准。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm,以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库2.工艺路线方案二10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面,粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面,半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量,其余表面加工到尺寸要求。70铣键槽,选择两个60mm 外圆面作为基准。80半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm,以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库3.工艺路线方案的比较与分析上述两个工艺路线方案的特点在于:方案一对于整个齿轮轴一起加工,减少装夹次数,同时在加工过程中有效防止了加工产生的应力对后加工工序的影响;方案二对不同部位进行粗、半精、精加工,不能对一台机床进行连续运用。综合比较选择工艺路线方案一。10锻 造20去飞边30粗车齿轮轴右端面,粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,留2mm加工余量40粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量50调质处理60半精车齿轮轴右端面,半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,其中外圆 60mm、65mm留0.5mm加工余量,其余表面加工到尺寸要求。70半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆 75mm加工到尺寸要求。80铣键槽,选择两个60mm 外圆面作为基准。90插齿轮100粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm,以及磨制过渡圆角。110粗、精磨左端面及外圆75mm。120去毛刺130检验140入库考虑到本零件在结构上的特点,显然上述方案还有一些欠考虑之处。例如加工与轴承配合轴段的定位轴肩时,定位轴肩在模锻上不易直接加工出来,采用车床加工更合适,因此,这应该列为单独的一道工序。综合考虑,工艺路线方案为:工艺一:锻造工艺二:去飞边工艺三:以作外圆面为粗基准车端面,打中心孔。选择六角车床工艺四:粗车齿轮轴所有外圆面,以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺五:车制两个定位轴肩,以及两个轴段退刀槽,以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺六:调制工艺七:半精车外圆,控制轴线方向的各个轴段的长度。以中心孔轴线为精基准。选择普通车床工艺八:倒角工艺九:铣键槽,选择两个外圆面作为基准,选择普通立式铣床,采用专用夹具。工艺十:车螺纹,选择两个外圆面作为基准,选择普通车床,采用专用夹具。工艺十一:淬火工艺十二:粗磨轴头外圆面,两个轴段外圆面,轴段外圆面及螺纹面,以及磨制过渡圆角,以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。工艺十三:精磨轴头外圆面,两个轴段外圆面,轴段外圆面及螺纹面,以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。工艺十四:研磨螺纹面工艺十五:去毛刺工艺十六:检验入库2.2.4 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定蜗杆零件材料为40Cr钢,硬度为217255HBS,生产类型为中、大批生产,采用普通模锻,精度IT13。根据原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1.轴段外圆面这段轴表面粗糙度为1.6,需要粗车,半精车,粗磨,半精磨加工。直径加工余量为2Z=7mm。2. 轴段沿轴线长度方向的加工余量长度余量取4mm,模锻斜度为5。3直径65轴段外圆面这段轴无表面粗糙度要求,需要粗车,半精车,直径加工余量为2Z=7mm。4直径65轴段沿轴线长度方向的加工余量长度余量取3.5mm,模锻斜度为5,外圆角为R4。2.2.5 确定切削用量3.1工序30 粗车齿轮轴右端面,粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,留2mm加工余量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = (3-1).确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表4.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 (3-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (3-6)根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=3.2工序40 粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量1、加工条件(1)选择刀具1) 选择直头焊接式外圆车刀2)依据,根据表1.1,车床CA6140的中心高度,所以选择的刀杆尺寸BxH=16mmX25mm,刀片的厚度为4.5mm。3)依据,根据表1.2,粗车毛坯为45钢,可以选择YT15硬质合金刀具。4)依据,根据表1.3,车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304545副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10续表12 车刀几何形状角度倒棱宽度0.4(0.30.8)f10.40.80.5(2)选择切削用量 1)、确定切削深度ap 由于粗加工余量仅为2.9mm,可在一次走刀内切完,故 ap=2.9mm2)、进给量依据,根据表1.4,在粗车钢料,刀杆的尺寸为16mmX25mm,ap=2.9mm,以及工件直径小于40mm时, 依据,根据CA6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求,故需进行校验依据,根据CA6140车床的使用说明书得其进给机构允许的进给力为。依据,根据表1.21,当钢的强度=570670MPa, (预计)时,进给力为N。依据,根据表1.29-2,切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.0,故实际进给力为 N由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力,故所选的进给量可用 3)、车刀磨钝标准及耐用度T依据,根据表1.9,车刀的后刀面最大磨损量取为1.0mm(1.01.4),车刀的寿命T=60min。4)、确定切削速度依据,根据表1.28,切削速度的修正系数为=1.0,=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故 =0.94 依据,根据表1.27,切削速度的计算 故 =110m/min r/min依据,根据CA6140车床的使用说明书,选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。3.3工序60 半精车齿轮轴右端面,半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,其中外圆60mm、65mm留0.5mm加工余量,其余表面加工到尺寸要求。1、加工条件(1)选择刀具1) 选择直头焊接式外圆车刀2)依据,根据表1.1,车床CA6140的中心高度,所以选择的刀杆尺寸BxH=16mmX25mm,刀片的厚度为4.5mm。3)依据,根据表1.2,粗车毛坯为45钢,可以选择YT15硬质合金刀具。4)依据,根据表1.3,车刀几何形状如表12表12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304545副偏角101515前角51010后角585刃倾角00倒棱前角-10 -15-10续表12 车刀几何形状角度倒棱宽度0.4(0.30.8)f10.40.80.5(2)选择切削用量 1)、确定切削深度ap 由于粗加工余量仅为2.9mm,可在一次走刀内切完,故 ap=2.9mm2)、进给量依据,根据表1.4,在粗车钢料,刀杆的尺寸为16mmX25mm,ap=2.9mm,以及工件直径小于40mm时, 依据,根据CA6140车床的使用说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求,故需进行校验依据,根据CA6140车床的使用说明书得其进给机构允许的进给力为。依据,根据表1.21,当钢的强度=570670MPa, (预计)时,进给力为N。依据,根据表1.29-2,切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.0,故实际进给力为 N由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力,故所选的进给量可用 3)、车刀磨钝标准及耐用度T依据,根据表1.9,车刀的后刀面最大磨损量取为1.0mm(1.01.4),车刀的寿命T=60min。4)、确定切削速度依据,根据表1.28,切削速度的修正系数为=1.0,=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故 =0.94 依据,根据表1.27,切削速度的计算 故 =110m/min r/min依据,根据CA6140车床的使用说明书,选择 这时实际切削速度为 =120m/min最后决定的车削用量为。工序70 半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆75mm加工到尺寸要求。1、加工条件(1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。(2)、背吃刀量ap 查,得半精车余量ap=0.9mm1)、进给量 依据,根据表1.6,材料为碳钢,当表面粗糙度为,(预计)时,。 依据,根据CA6140车床的使用说明书选择 2)、车刀磨钝标准及耐用度T 依据,根据表1.9,选择车刀的后刀面的最大磨损量为0.5mm,刀具的寿命T=60min。3)、切削速度 依据,根据表1.28,可查得切削速度的修正系数为=1.0,=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故 =0.94 依据,根据表1.27,切削速度的计算 故 =158m/min r/min依据,根据CA6140车床的使用说明书,选择 这时实际切削速度为 =97m/min最后决定切削用量工序80 粗铣键槽机床的选择:X52K型铣床(1)选择刀具:查,根据表2.1-72,因为铣削宽度,可查得立铣刀 2)查,根据表2.1-20,选择7:24锥柄立铣刀,标准系列L=198mm,标准系列l=63mm,粗齿数为4。(2)选择切削用量1)决定铣削深度 铣削深度由工序决定,因为每次的铣削深度不大,故均可以一次性走完,则粗铣削时为3.4mm。2)决定每齿进给量 查,根据表2.1-72,当铣削宽度=12mm时,铣刀的每齿进给量,取,所以。3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查,根据表2.1-75,可选择高速钢立铣刀,粗铣,后刀面的最大磨损限度为0.30.5mm,查,根据表2.1-76,可选用的高速钢立铣刀,其耐用度T=90min。4)决定切削速度 查,根据表2.1-77可查得:=1.18,=1.0,=0.9,=1.2,=1.0,=1.25(铣削余量较小时,) 铣削速度计算公式: 查,根据表2.1-77可查得: 所以 m/min r/min 查,根据表3.30,X52K型铣床的使用说明书,选择: 这时实际切削速度为 m/min3.6.1精铣键槽(1)选择的机床、刀具的型号、尺寸均和粗铣相同(2)选择切削用量1)决定铣削深度根据,可查得精铣=0.6mm。2)决定每齿进给量 查,根据表2.1-72,当铣削宽度时,铣刀每齿进给量,取,所以 mm/r3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查,根据表2.1-75,可选择高速钢铣刀,立铣刀,精铣,后刀面的最大磨损限度为0.20.25mm,查,根据表2.1-76,可查得选用的高速钢立铣刀,其耐用度T=90min。4)决定切削速度 查,根据表2.1-77可查得:,(铣削余量较小时,) 铣削速度计算公式: 查,根据表2.1-77,可查得: 所以 m/min r/min 查,根据表3.30, XK5532型数控铣床的使用说明书,选择: 这时实际切削速度为 m/min工序100: 粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm,以及磨制过渡圆角。 1)确定磨削深度=0.5mm 2)确定进给量,取f= 0.05mm/r 3)根据机床选n=2667r/min,计算出= =2093.6m/min 4)基本时间=,故 =0.195min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min 则=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6)小结综上所述,机床为磨床床M114W,主轴转速为2667r/min,切削速度2093.6m/min,进给量f=0.05mm/r,切削深度0.4mm,机动时间0.195min, 辅助时间0.2min。8.16.1工序 磨外圆达到尺寸要求,磨外圆尺寸要求 1)确定磨削深度=0.4mm 2)确定进给量,取f= 0.05mm/r 3)根据机床选n=2667r/min,计算出= =2093.6m/min 4)基本时间=i,故 =0.66min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min,则=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6)小结综上所述,机床为磨床M114W,主轴转速为2667r/min,切削速度2093.6m/min,进给量f=0.05mm/r,切削深度0.4mm,机动时间0.66min, 辅助时间0.2min。工序100: 粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm,以及磨制过渡圆角。 1)确定磨削深度=0.5mm 2)确定进给量,取f= 0.05mm/r 3)根据机床选n=2667r/min,计算出= =2093.6m/min 4)基本时间=,故 =0.195min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min 则=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6)小结综上所述,机床为磨床床M114W,主轴转速为2667r/min,切削速度2093.6m/min,进给量f=0.05mm/r,切削深度0.4mm,机动时间0.195min, 辅助时间0.2min。工序110 粗、精磨左端面及外圆75mm。 1)确定磨削深度=0.5mm 2)确定进给量,取f= 0.05mm/r 3)根据机床选n=2667r/min,计算出= =2093.6m/min 4)基本时间=i,故 =0.66min 5) 计算,查表得辅助时间=0.2min,布置工作地时间=0.3min,休息与生理需要时间=0.1min,则=0.66+0.2+0.3+0.1=1.26min 6)小结综上所述,机床为磨床M114W,主轴转速为2667r/min,切削速度2093.6m/min,进给量f=0.05mm/r,切削深度0.4mm,机动时间0.66min, 辅助时间0.2min。3 基本工时3.1工序30 粗车右端面式中,l=75mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量,则L=80mm,故 min3.2工序30 粗车68外圆留2.5mm的余量,粗车50外圆留2.5mm的余量,粗车至图纸尺寸外圆留2.5mm余量式中,l=413.5mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=418.5mm,故 min3.2工序30 粗车外圆留2mm的余量,粗车外圆留2mm的余量,以及对应的台阶面,粗车外圆留2mm的余量式中,l=263mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=268mm,故 min3.2.1半精车左端面,保证总长614.5,半精车68外圆以及外圆台阶达到尺寸要求,半精车50外圆以及外圆台阶达到尺寸要求,半精车外圆以及外圆台阶留1mm余量式中,l=413.8mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=415.8mm,故 min3.2.1 掉头装夹,半精车外圆留2mm的余量,半精车外圆留1mm的余量,以及对应的台阶面. 半精车外圆留1mm的余量式中,l=413.8mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=415.8mm,故 min3.2.2工序110 车退刀槽4X38, 车退刀槽3X38式中,l=45mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min3.2.2工序110 精车外圆以及外圆台阶留0.5mm余量,并倒角0.5x45度式中,l=45mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min3.2.2工序110 精车外圆留0.8mm的余量,精车外圆留0.5mm的余量,以及对应的台阶面式中,l=45mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=47mm,故 min3.2.2工序110 车螺纹M40X1.5-6g式中,l=75mm, 根据,根据表1.26,车削时的入切量以及超切量为,则L=77mm,故 min3.5.1精铣 式中,。,则,min3.5.1精铣 式中,。,则,min324 铣18槽夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣18槽,该槽对中心线要满足对称度要求以及其槽两边的平行度要求。在铣此槽时,为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择根据工件的加工要求,该工件必须限制工件的六个自由度,现根据加工要求来分析其必须限制的自由度数目及基准选择的合理性。(1) 为了保证58必须限制Z向的移动及X向的转动。(2) 为了保证18和槽面的对称度必须保证Z向的转动,X向的移动,Y向的转动。(3) 为了保证轴肩与键槽右端的长度为5,必须限制Y向的移动。4.3 切削力及夹紧分析计算刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式: 有:根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值,即: 安全系数K可按下式计算: 式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5121可知其公式参数: 由此可得: 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:式中参数由参考文献5可查得: 其中: 螺旋夹紧力:该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如2.1.由表得:原动力计算公式 即: 由上述计算易得: 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。4.4 误差分析与计算注:V型块夹角=90。基准位移误差:工件以外圆柱面在V型块定位,由于工件定位面外圆直径有公差D,因此对一批工件来说,当直径由最小DD变大到D时,工件中心(即定位基准)将在V型块的对称中心平面内上下偏移,左右不发生偏移,即工件由变大到,其变化量(即基准位移误差)从图(a)中的几何关系退出:Y=基准不重合误差:从图(b)中设计基准与定位基准不重合,假设定位基准不动,当工件直径由最小DD变到最大D时,设计基准的变化量为,即基准不重合误差B=。从图(c)中可知,设计基准为工件的下母线。即,上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反,故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求4.5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示: 图5.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4:表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺,其结构如图5.3所示: 图5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5:表5.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.254.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋夹紧机构)。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛的应用。结论JS008接头的加工工艺及夹具设计,主要是对JS008接头的加工工艺和夹具进行设计。JS008接头的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线,机械加工余量和切削用量、基本工时的确定,夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理,夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的,能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题,如出现工艺路线的不合理,甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时,因定位基准选择不合理,出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小,尺寸等不合理,而达不到夹紧的目的,也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的指导下,经过三个多月自身的不断努力,这些问题都一一解决。在这个过程中,对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解,增强了对本专业综合知识运用的能力,使我对专业知识、技能有了进一步的提高,为以后从事专业技术的工作打下基础。 致谢首先,我要感谢老师对我的毕业设计指导。在毕业设计中,他给予了我学术和指导性的意见。我万分的感谢他们给我的宝贵的指导意见和鼓励。我也非常感谢我的父母。在学习和生活上,他们一直都很支持我,使我能全身心地投入到学习中。最后,很感谢阅读这篇毕业设计(论文)的人们。感谢你们抽出宝贵的时间来阅读这篇毕业设计(论文)。33参考文献1 李旦等,机床专用夹具图册,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005。2 孙已德,机床夹具图册,北京:机械工业出版社,1984。3 何玉林,机械制图,重庆:重庆大学出版社,20001983。4 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会,形状和位置公差,北京:中国计划出版社,2004。5 淘济贤等,机床夹具设计,北京:机械工业出版社,1986。6 李洪,机械加工工艺师手册,北京:机械工业出版社,1990。7 机械设计手册编委会,机械设计手册卷4,北京:机械工业出版社,1998。8 东北重型机械学院,机床夹具设计手册,上海:上海科学技术出版社,1979。9 贺光谊等,画法几何及机械制图,重庆:重庆大学出版社,1994。10 丁骏一,典型零件制造工艺,北京:机械工业出版社,1989。11 孙丽媛,机械制造工艺及专用夹具设计指导,北京:冶金工业出版社,2002。12 东北重型机械学院等,机床夹具设计手册,上海:上海科学技术出版社,1979。13 孟少龙,机械加工工艺手册第1卷,北京:机械工业出版社,1991。14 金属机械加工工艺人员手册修订组,金属机械加工工艺人员手册,上海:上海科学技术出版社,1979。16 马贤智,机械加工余量与公差手册,北京:中国标准出版社,1994。17 上海金属切削技术协会,金属切削手册,上海:上海科学技术出版社,1984。18 周永强,高等学校毕业设计指导,北京:中国建材工业出版社,200234学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30车40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车齿轮轴右端面,粗车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,留2mm加工余量外圆车刀、三爪卡盘5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工40车40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆60mm、75mm、留2mm加工余量外圆车刀、三爪卡盘5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60车40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1半精车齿轮轴右端面,半精车外圆60mm、65mm、80mm、141.78 ,其中外圆60mm、65mm留0.5mm加工余量,其余表面加工到尺寸要求。外圆车刀、三爪卡盘5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70车40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆60mm留0.5mm加工余量、半精车外圆75mm加工到尺寸要求。外圆车刀、三爪卡盘5001.270.8311510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工80铣40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1铣键槽,选择两个60mm 外圆面作为基准。铣刀,游标卡尺30019.30.5211510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工90插齿轮40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数插齿机11夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1插齿轮插刀、专用夹具30019.30.5211510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工100粗精磨40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通磨床M11411夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精磨右端面及外圆60mm、65mm,以及磨制过渡圆角。砂轮、游标卡尺35020.50.5211510 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 期学院机械加工工序卡片产品型号齿轮轴零件图号产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴共8页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工110粗精磨40Cr钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通磨床M11411夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精磨左端面及外圆75mm。砂轮、游标卡尺35020.50.5211510 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
收藏