制定锥轴的加工工艺设计钻6×Φ9孔的钻床夹具课程设计【含CAD图纸】
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锥轴机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号5-40共 7页产品名称锥轴零(部)件名称第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号020车外圆35毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数模锻件95X1601设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助020车端面,粗车外圆90 、50、30CZ01-131511.20.2220.9021精车外圆90 、50、30 CZ01-160030.20.50.11编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期锥轴机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号5-40共 7页产品名称锥轴零(部)件名称第 3页车 间工序号工序名称材料牌号040车端面35毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数模锻件95X1601设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助030车锥面CZ01-150011.20.24.510.9编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期锥轴机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号5-40共 7页产品名称锥轴零(部)件名称第 4 页车 间工序号工序名称材料牌号050钻孔35毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数模锻件95X1601设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z30251夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助030钻削圆盘孔6X9mm莫式圆锥2号,d=9,L=50; 3009.20.24.561.2编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号5-40第 1页产品名称锥轴零(部)件名称共 1 页材料牌号35毛坯种类模锻件毛坯外形尺寸95160每毛坯件数1每台件数备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件010 锻件020车端面,粗车并精车外圆90 、50、30CA6140CZ01-1030钻两端油孔16mm深44mm,和8mm深94mmZ3025 ZZ01-1 040车锥面CA6140CZ01-1050钻削圆盘孔6X9mm和锪孔6X13mmZ3025ZZ01-1060钻削油孔2X10mmZ3025YT15070磨削外圆表面和端面M7130MZ01-1080铣削油槽R1.5mmX62KXZ01-1090热处理:渗碳0.81mm;淬火5862HRC(螺纹部分不淬火)100终检编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)、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制造技术课程设计说明书设计题目: 制定锥轴的加工工艺 设计钻69孔的夹具 专 业:班 级:学 号:姓 名:指导教师:机械工程系 年11月18日目录第1章 零件分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 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42.5 确定切削用量及基本工时5第3章 专用夹具设计143.1设计主旨143.2夹具设计143.2.1定位基准的选择143.2.2切削力和加紧力计算143.2.3定位误差分析153.2.4卡具设计及操作的简要说明15课程设计心得体会16参考文献17千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行1第1章 零件分析1.1 零件的作用本次题目为锥轴的夹具设计,锥轴形状和尺寸如图所示。从图中可以看出,在锥面上加有了一串螺旋油槽,自然为润滑所设计,锥轴的一个装配特点就是他的预紧力非常的大,而且越卡越紧,如果在锥面安装的配件需要处于旋转状态,则必须进行润滑。综合可看,此锥轴的作用主要在于装紧及其带动工件旋转。1.2 零件的工艺分析由图可以看出,此零件需要进行,车、钻、铣、磨、攻螺纹等多种加工工艺,而且相互之间有一定的位置要求。现分析如下:1、以中心轴为基准加工两个端面2、以中心轴为基准车削外圆,分别为90、50、30,还有一个锥度为10的锥面3、以中心轴为基准,钻削通油孔和固定孔,分别为613、8、16、34、以小端面为基准钻削孔2105、在锥面上铣3的半开油槽,而且需和8油孔相通6、以中心轴为基准铣倒角C1.5和C17、表面磨削,粗糙度分别为Ra=0.4um和Ra=0.8um8、以中心轴为基准攻螺纹M302由以上分析可知,对于众多加工工艺而言,可以先加工一些表面,然后借助于专用夹具加工其余表面和一些工艺孔和槽等,并且保证他们之间的位置精度要求。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为35钢。考虑到锥轴在旋转过程中要经常加速及正、反旋转,零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。由于为中批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用锻模。对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。锻造后应安排时效处理,以消除残余的锻造应力,防止在机械加工过程中出现变形情况。2.2 基面选择定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基准选择的正确、合理,可以保证加工质量,提高生产效率,否则,就会使加工工艺路线问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行。选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是:一要考虑如何分配各加工表面的余量:二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的。对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取90外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的六个自由度,达到完全定位。所以对于本零件可以先以锥轴右端小端面的外圆及30的右端面作为粗基准。选择精基准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。2.3 制定工艺路线制定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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。 工序一 锻造毛坏;工序二 时效处理; 工序三 粗车外圆90 、50、30工序四 车端面 工序五 精车外圆 90 、50、30工序六 钻孔613、和9工序七 钻孔16、8两个油孔工序八 以小端面为基准钻孔210 工序九 铣油槽R1.5 工序十 车削螺纹M302 工序十一 磨削外圆 工序十二 终检2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定据以上原始资料及加工路线,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:外圆表面(90) 考虑其零件外圆表面为粗加工表面,所以外圆表面为锻造毛坯,没有粗糙度要求,因此直接锻造而成。车削加工余量为: 粗车 2mm 精车 0.7mm 工序尺寸加工余量: 钻孔 2mm 扩孔0.125mm 铰孔0.035mm 精铰 0.003mm,其他尺寸铸造得到内孔为了节省材料,取25孔已铸成孔长度余量为2,铸成孔半径为23mm。 工序尺寸加工余量: 粗镗23mm孔至24mm余量为1mm 半精 、细镗至40mm,表面粗糙度达到1.6um外轮廓余量2mm 由于本设计规定的零件为中批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 2.5 确定切削用量及基本工时一、粗、精铣90上端面机床:X62型卧式铣床刀具:两块镶齿套式面铣刀(间距为80),材料:, ,齿数,为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=1mm 所以铣削深度=1每齿进给量:查表2.1-85,取铣削速度:查表2.1-85,取。机床主轴转速:,按照表3.1-74 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据表2.1-85,工步辅助时间为:1.23min二、粗、钻、扩、铰、精铰16孔工件材料为35,硬度200HBS。孔的直径为16mm,表面粗糙度3.2。加工机床为Z535立式钻床。钻头为16mm标准高速钢麻花钻。钻16mm孔确定钻削用量(1)决定进给量根据表3.4-1可查出f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔径之 l/d=85/25=3.86。,故mm/r.查Z535型立式钻床说明书,取。根据表3.4-3,钻头强度所允许的进给量。机床进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),根据表3.4-4,允许的进给量。由于选择的进给量远远小于,故所选可用(2)确定切削速度V、轴向力F、转矩T以及切削功率,用不同刀具材料进行钻、扩、铰孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10进行计算。根据所给条件,可直接在表3.4-15中用插入法计算得:,F=4732NT=51.69,=1.25kw由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对结果进行修正。由表3.4-9知,切削速度的修正系数,故查Z535型机床说明书,取。实际切削速度为。由表3.4-11,切削力及转矩的修正系数,故(3)校验机床功率 切削功率 =机床有效功率为(由Z535型机床说明书查出)由于,故选择的钻削用量可用,即相应地扩孔扩孔钻选用24.5标准高速钢扩孔钻。确定扩孔切削用量确定进给量根据表3.4-5,取。根据机床Z535型说明书,取。确定切削速度根据表3.4-34.取。由于切削速度与上表不同,切削速度尚需乘以修正系数故根据Z535机床说明书,取n=275r/min。实际扩孔速度3铰孔铰刀 选用25标准高速钢铰刀。确定铰孔切削用量一确定进给量 根据表3.4-6查出,按该表注4,进给量取小值。按Z535机床说明书取。二 切削速度 根据表3.4-40查出取 切削速度修正系数由表3.4-9查出故根据Z535机床说明书,取n=100r/min,实际铰孔速度4各工序实际切削用量根据以上计算,实际切削用量如下:钻孔:扩孔:铰孔:5基本工时计算钻孔:扩孔:铰孔:三、粗精铣锥形外轮廓机床:X62型立式铣床刀具:两块镶齿套式面铣刀(间距为),材料:, ,齿数Z=25,为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=0.5mm铣削深度=1mm 每齿进给量:表2.4-73,取铣削速度:参照表2.4-81,取机床主轴转速:,取 实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 =65mm刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间=0.31mm工步辅助时间为:2.07min最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其他加工数据,一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。钻10孔:莫式圆锥2号,d=10,L=175,根据工艺手册表3.1-10=30,2=118,=40,当20,钻头后刀面磨损极限值为0.8,耐用度T=60min。查切削手册。表2.12(1)背吃刀量:钻孔时=5(2)进给量: f=(0.250.31)0.75=0.180.23,f=0.2查切削手册表2.7(3)计算切削速度:V =式中:=4.4,=0.4,=0,=0.7,m=0.2,=1.0, =0.88,=1.1,=1.0,=0.87,=0.87查切削手册表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72V = 0.72=11.24 m/min=325根据z3025机床标准主轴转速,n=315,实际转速为=10.89m/min(4)基本时间:=式中已知=42,=12.13,=3,f=0.2,n=315,所以孔的基本时间:=0.9min铰孔10直柄机用铰刀,L=151mm,d=10mm,查工艺手册表3.1-16,T=40min查切削手册。表2.12(1)背吃刀量=0.125(2)进给量:f=0.651.4,按机床选取f=1.0(3)计算切削速度V =式中:=12.1,=0.3,=0.2,=0.65,m=0.4,=1.0, =0.66,=1.0,查切削手册表2.31 所以=0.66V = 0.66=5.78m/min=153.3根据z3025机床标准主轴转速,n=200,实际转速为=7.54m/min(4)基本时间=式中已知=42,=2.6,=18,f=0.63,n=200,所以孔的基本时间:=0.313min最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其他加工数据,一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第3章 专用夹具设计 为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,通常要设计专用夹具。根据课程设计任务书,设计第六道工序钻613mm孔的钻床专用夹具。3.1设计主旨本夹具主要用来钻613mm孔,对孔进行预加工。3.2夹具设计 在给定的零件中,对本序加工的主要考虑13mm内孔的位置相关尺寸。3.2.1定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑,选择法兰盘圆柱外表面和端面为定位基准面,保证加工基准和设计基准重合,再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。3.2.2切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 :扭矩 夹紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。3.2.3定位误差分析由于加工基准和设计基准重合,所以能很好的保证了加工精度。3.2.4卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。为了提高生产力,使用快速螺旋卡紧机构。课程设计心得体会此次课程设计的基本目的在于巩固和加深理论知识的掌握,培养我们综合运用工艺知识能力。通过课程设计的环节,锻炼了我们设计零件机械加工工艺规程的能力,掌握了加工方法及其机床、刀具、切削用量的选择与应用,学会了使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准,以及绘制工序图、制作工艺卡片等等。通过本次课程设计,了解并认识了一般机器零件的生产工艺过程,巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识,理论联系实际,对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的工作打下一个良好的基础。这也是难得的机会让我们更好了解从原料到产品成型、完工的所有工序。整个过程完成后使我深深体会到干任何事都必须要有耐心细致,说实话,课程设计真的有点累,当我一手清理自己的设计成果,回想起这两周路程,一种少有的伴随疲惫的成功喜悦。最后,我要感谢指导老师对我们的耐心指导,老师孜孜不倦的教诲使得我们的设计得以顺利完成。老师的指导使我们够把理论知识和实践操作有效的结合在一起,锻炼了技能技术,同时也让我发现了自身的不足之处。在以后的学习工作中,我还要继续学习,不断完善自身专业技术的不足,成长为一名优秀技术人员。参考文献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社,199612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社,200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社,20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社,20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社,2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社,198347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社,200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社,20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社,200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社,199412- 17 -
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