空心齿轮轴工艺及车外螺纹M20夹具设计[含高清CAD图工序卡说明书]
【温馨提示】 dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,请见压缩包内的文件及预览,所见即所得,请细心查看有疑问可以咨询QQ:414951605或1304139763
机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号1零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558 HRC铸件设备夹具辅助工具名称型号三瓜卡盘车床C A 6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/z主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1粗车左端20外圆外圆车刀卡尺4011.00.1447511930.0522半精车左端20外圆外圆车刀卡尺401040.14475119300503粗车10内孔内孔车刀卡尺3011.00.14475119.30.0374半精车10内孔内孔车刀卡尺3010.40.14475119.30.035设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号2零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558HRC锻件设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘车床C A 6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1粗车右端20,25,30,39等外圆外圆车刀卡尺11211.00.14475119.30.2462半精车右端20,25,30,39等外圆外圆车刀卡尺11210.14475119.30.245设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号3零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558HRC锻件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/z主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1铣右端键槽立铣刀卡尺20220.214504771.010设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号4零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558HRC锻件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻9孔麻花钻卡尺1614.50.2537571.980.2512铣槽立铣刀卡尺16130.24754770.040设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号5零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558HRC锻件设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘车床C A 6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/z主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1精车左端20外圆外圆车刀卡尺4010.10.160014.10.6682车M20X1.5-6g的螺纹螺纹车刀量规2010.750.260029.830.346设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号6零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558HRC锻件设备夹具辅助工具名称型号三爪卡盘车床C A 6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/z主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1精车右端20、25、30等外圆外圆车刀卡尺11210.10.160014.11.868设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称空心齿轮轴工序号7零件名称空心齿轮轴零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量455558HRC铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具滚齿机Y38安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/z主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1滚齿滚刀卡尺242440.24754777.073设计者 指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺过程卡片零件号工序号工序名称设备夹具刀具量具名称型号名称规格名称规格名称规格 锻造渗碳0.6mm,淬火5558HRC粗车,半精车左端20外圆及10内孔车床C6140A通用夹具外圆车刀,内孔车刀粗车,半精车右端20、25、30、39等的外圆,及10的内孔车床C6140A通用夹具外圆车刀,内孔车刀铣右端键槽立式铣床X51专用夹具立铣刀铣左端槽立式铣床X51专用夹具麻花钻,立铣刀VII滚齿滚齿机Y38专用夹具滚齿VIII 精车左端20外圆,车M20X1.5-6g的螺纹车床C6140A通用夹具外圆车刀,螺纹车刀IX精车右端20、25、30等外圆车床C6140A通用夹具外圆车刀X质检,入库毕业设计说明书题目:空心齿轮轴的工艺规程及车外圆夹具设计 学 生: 学 号: 专 业: 班 级: 指导老师: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。空心齿轮轴加工工艺规程及其铣右端键槽的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。ABSTRCTThis 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 140 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 procedure the 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 the part, to clamp concrete and the engine 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 error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 42.3制定工艺路线 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5确定切削用量及基本工时7三 夹具设计203.1问题的提出203.2定位基准的选择203.3切削力及夹紧力计算203.4定位误差分析223.5定向键和对刀装置设计233.6夹具设计及操作简要说明26总 结28致 谢29参考文献 30序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。空心齿轮轴的加工工艺规程及其铣右端齿轮轴的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养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。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用作用待查 1.2 零件的工艺分析从空心齿轮的零件图上可以看出,它有两组加工表面,这两组加工面之间也有一定的位置要求,现将这两组加工面分述如下: 1. 以20mm外圆为中心的加工面 这一组加工面包括:两端 20mm, 25mm的外圆,30mm的外圆及齿轮的外圆2. 左右两端槽及齿轮这一组加工面包括:铣右端键槽,铣左端槽及滚齿其中滚齿和基准A和基准B端面跳动公差0.018mm二. 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45,零件在工作过程中经常受到冲击性载荷,采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用锻造,锻造精度为2级,能保证锻件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 毛坯的设计空心齿轮轴零件材料为 45,硬度选用5558HRC,毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产,采用锻造,2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量,对毛坯初步设计如下: 1. 两端20的外圆面查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得单边余量Z=1.5mm2. 两个25的外圆面查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得,单边余量Z=1.5mm3. 30的外圆面查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得 ,单边余量Z=1.5mm4. 39的外圆面(及齿轮的齿顶圆所在面)查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得 ,单边余量Z=1.5mm5. 两端10mm的内孔查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表4-3得,单边余量Z=1.0mm6.左右两端槽在此处,因为加工的槽不是很大,所以可以不必留余量。 因其它表面均为不加工表面,而且锻造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求,所以,不需要在其它表面上留有加工余量。根据上述原始资料及加工工艺,确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸,这样毛坯的尺寸就可以定下来了,毛坯的具体形状和尺寸见图.2 “空心齿轮轴”零件毛坯简图。2.2 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,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,使生产无法进行。 粗基准的选择:对于零件的加工而言,粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出,空心齿轮轴比较规则,所以粗基准比较容易选择。选择右端20外圆面作为粗基准。(即当零件有不加工表面时,应该以这些不加工表面作为粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准)来选取。工件被三爪卡盘夹紧,限制六个自由度,实现完全定位对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。 2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点,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成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来。 方案一工序:锻造。工序:表面渗碳0.6mm,淬火5558HRC工序:粗车,半精车左端20外圆及10内孔工序:粗车,半精车右端20、25、30、39等的外圆,及10的内孔工序:铣右端键槽工序:铣左端槽工序:精车左端20外圆,车M20X1.5-6g的螺纹工序:精车右端20、25、30等外圆工序:滚齿工序X:终检,入库。方案二工序:锻造。工序:表面渗碳0.6mm,淬火5558HRC工序:粗车,半精车左端20外圆及10内孔工序:粗车,半精车右端20、25、30、39等的外圆,及10的内孔工序:精车左端20外圆,车M20X1.5-6g的螺纹工序:精车右端20、25、30等外圆工序:铣右端键槽工序:铣左端槽工序:滚齿工序X:终检,入库。上述两种方案看起来大体合理,不过仔细一看都有不足之处。第一个 方案先是进行粗加工和半精加工,然后铣槽,再进行精加工;而方案二则是粗加工,半精加工之后,接着就精加工,然后铣槽,这样的话,工件表面 的精度有可能在后面的加工过程被破坏,所以方案一相对比较合理,把精加工放到后面。具体的加工路线如下工序:锻造。工序:表面渗碳0.6mm,淬火5558HRC工序:粗车,半精车左端20外圆及10内孔工序:粗车,半精车右端20、25、30、39等的外圆,及10的内孔工序:铣右端键槽工序:铣左端槽工序:精车左端20外圆,车M20X1.5-6g的螺纹工序:精车右端20、25、30等外圆工序:滚齿工序X:终检,入库。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量和工步如下: 1. 两端20的外圆面查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得单边余量Z=1.5mm2. 两个25的外圆面查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得,单边余量Z=1.5mm3. 30的外圆面查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得 ,单边余量Z=1.5mm4. 39的外圆面(及齿轮的齿顶圆所在面)查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表3-2得 ,单边余量Z=1.5mm5. 两端10mm的内孔查机械制造工艺与机床夹具设计指导,表4-3得,单边余量Z=1.0mm6.左右两端槽在此处,因为加工的槽不是很大,所以可以不必留余量。 2.5 确定切削用量及基本工时工序:锻造。工序II:表面渗碳0.6mm,淬火5558HRC工序III:粗车,半精车左端20外圆及10内孔工步一:粗车左端20外圆 选硬质合金外圆车刀1) 车削深度,因为后面还有半精加工,精加工,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(40+1)/475=0.052min。工步二:半精车20外圆 选择硬质合金内孔车刀1) 车削深度,因为后面还有精加工,故可以选择ap=0.4mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(40+0.4)/475=0.050min。工步三:粗车10内孔1) 车削深度,因为后面还有半精加工,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(30+1)/475=0.037min。工步四:半精车10内孔 选择硬质合金内孔车刀1) 车削深度,选择ap=0.5mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(20+0.5)/475=0.035min。工序:粗车,半精车右端20、25、30、39等的外圆,及10的内孔工步一:粗车右端20,25,30,39等外圆 选硬质合金外圆车刀1) 车削深度,因为后面还有半精加工,精加工,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(116+1)/475=0.246min。工步二:半精车右端20,25,30,39等外圆 选硬质合金外圆车刀1) 车削深度,因为后面还有半精加工,精加工,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(116+0.4)/475=0.245min。工序:铣右端键槽选择刀具刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时: ,则机动工时为总的时间T=2t=1.010min工序:铣左端槽工步一:钻9孔确定进给量:根据参考文献表2-7,当钢的,时,。由于本零件在加工31孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则根据Z525机床说明书,现取切削速度:根据参考文献表2-13及表2-14,查得切削速度所以 根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步二:铣槽选择刀具刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量4) 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则5) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6) 计算工时切削工时: ,则机动工时为工序:精车左端20外圆,车M20X1.5-6g的螺纹工步一:精车左端20外圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.1mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.1mm/r 3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=;其中l=40mm; =0.1mm; =0mm; t=0.668(min)工步二:车M20X1.5-6g的螺纹1) 切削深度 单边余量为Z=0.75mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 427.2r/min与427.2r/min相近的机床转速为475r/min。现选取=475r/min。所以实际切削速度=5)切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=;其中l=20mm; =0.75mm; =0mm; t=0.346(min)工序:精车右端20、25、30等外圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.1mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.1mm/r 3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=;其中l=112mm; =0.1mm; =0mm; t=1.868(min)工序:滚齿选择刀具刀具选取滚刀,模数m=1.5,齿数n=24,齿形角a=202. 决定滚削用量1)决定滚削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内走完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据Y38型滚床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为总的工时T=24t=7.073min工序X:终检,入库。三、 夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。由指导老师的分配,决定设计车床夹具。4 加工外圆及孔车夹具4.1 车床夹具设计要求说明车床夹具主要用于加工外圆及孔车夹具设计。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。(1) 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多,有通用的三爪卡盘、四爪卡盘,花盘,顶尖等,还有自行设计的心轴;专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转,刀具做进给运动定心式车床夹具 在定心式车床夹具上,工件常以孔或外圆定位,夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时,由于零件形状较复杂,难以装夹在通用卡盘上,因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状,故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘,上面开有若干个T形槽,安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件,可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称,要注意平衡。(2) 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件,常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动,夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少,属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具,所以零件在车床上加工用专用夹具。4.2车床夹具的设计要点(1)定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时,要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合,夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时,则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转,故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外,整个夹具还要受到重力和离心力的作用,转速越高离心力越大,这些力不仅降低夹紧力,同时会使主轴振动。因此,夹紧机构必须具有足够的夹紧力,自锁性能好,以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具,夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。(2)夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此,要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接,用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。根据径向尺寸的大小,其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式:1)对于径向尺寸D140mm,或D(23)d的小型夹具,一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中,并用螺杆拉紧,如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。2)对于径向尺寸较大的夹具,一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图1-b所示的过渡盘,其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合,并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开,可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上,用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度,可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构,如图1-c所示,过渡盘在其长锥面上配合定心,用活套在主轴上的螺母锁紧,由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高,但端面要求紧贴,制造上较困难。图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后,其端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙,用螺钉均匀拧紧后,即可保证端面与锥面全部接触,以使定心准确、刚度好。图1 车床夹具与机床主轴的连接过渡盘常作为车床附件备用,设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸,可查阅有关手册4.3 定位机构由零件图分析孔F的加工要求,必须保证孔轴向和径向的加工尺寸,得出,夹具必须限制工件的六个自由度,才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下:选择定位元件为:支承板,支撑钉,定位销,上下盖板。支撑板限制了X,Y,Z方向的移动自由度,X,Y方向的转动自由度,支撑钉限制了Z方向的转动自由度。可见,定位方案选择合理。4.4夹紧机构选择工件的夹紧方案,夹紧方案的选择原则是夹得稳,夹得劳,夹得快。选择夹紧机构时,要合理确定夹紧力的三要素:大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下:1.夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置;2.夹紧力要适当,既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动,又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4机构应尽量简单,制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质,确定夹紧动力源类型为手动夹紧,夹紧装置为压板,压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。4.5零件的车床夹具的加工误差分析工件在车床夹具上加工时,加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示,在夹具上加工时,尺寸的加工误差的影响因素如下所述:(1)定位误差由于C面既是工序基准,又是定位基准,基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时,定位基准与限位基准是重合的,基准位移误差为零。因此,尺寸的定位误差等于零。(2)夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差,以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.(3)安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合,夹具的安装误差几乎可以忽略不计。(4)加工方法误差如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm零件的车床夹具总加工误差是:精度储备:故此方案可行。4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面,应有适当的尺寸精度和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理。(2)应有足够的强度和刚度为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动,夹具体应有足够的壁厚,刚性不足处可适当增设加强筋。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大,结构比较复杂,而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性,应做到装卸工件方便,夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下,应尽量能减轻重量,缩小体积,力求简单。(4)应便于排除切屑在机械加工过程中,切屑会不断地积聚在夹具体周围,如不及时排除,切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度,切屑的抛甩可能缠绕定位元件,也会破坏定位精度,甚至发生安全事故。因此,对于加工过程中切屑产生不多的情况,可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间:对于加工过程中切削产生较多的情况,一般应在夹具体上设置排屑槽。(5)在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,支承面积应足够大,安装基面应有较高的配合精度,保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空,大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸,然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.7 零件的车床专用夹具简单使用说明(1)夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便,悬臂尺寸要短,重心尽可能靠近主轴。(2)当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时,将产生较大的离心力和振动,影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产,特别是在转速较高的情况下影响更大。因此,对于重量不对称的夹具,要有平衡要求。平衡的方法有两种:设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中,常用适配的方法进行夹具的平衡工作。(3)为了保证安全,夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此,还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题,必要时应该加防护罩。总 结毕业设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入设计打下了好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了好多,也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次毕业设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994年3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社出版,1983年4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990年5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981年10月6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997年第 30 页 共 30页
收藏