矩形齿花键轴工艺过程及铣花键夹具设计【含CAD图纸、说明书】
产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 1 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 20 和 30 车 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数普通卧式车床 CA6140 1夹具编号 夹具名称 切削液三爪卡盘 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 夹一端,车端面,见平即可,钻中心孔 B2.5/8 P10 端面刀 0200mm/0.02mm 游标卡尺 710 89.2 0.45 2.5 2 0.16 1.3710 倒头装夹工件,车端面,保证总长 190mm,钻中心孔 B2.5/8 P10 端面刀 0200mm/0.02mm 游标卡尺 710 89.2 0.45 2.5 2 0.16 1.37描 图描 校装订号设 计(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 期产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 2 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 40 粗车 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数普通卧式车床 CA6140 1夹具编号 夹具名称 切削液三爪卡盘 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 粗车外圆 mm,保证长度为 100mm-0.5836P10 端面刀 0200mm/0.02mm 游标卡尺 900 101.7 0.4 2 1 0.31 1.3710 粗车外圆 mm,保证长度为 29mm.2 P10 端面刀 0200mm/0.02mm 游标卡尺 1400 109.9 0.4 1.5 3 0.22 0.5715 粗车外圆 mm ,保证长度为 30mm03. P10 端面刀 0200mm/0.02mm 游标卡尺 1400 87.9 0.4 1.5 1 0.075 0.57描 图描 校装订号设 计(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 期产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 3 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 60 精车 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数普通卧式车床 CA6140 1夹具编号 夹具名称 切削液三爪卡盘 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 精车外圆 mm,保证长度为 100mm05.836 P10 外圆韧,0200mm/0.2mm游标卡尺 1120 126.6 0.4 1 1 0.25 1.3710 精车外圆 mm,保证长度为 29mm(两处).2 P10 外圆韧,0200mm/0.2mm游标卡尺 1120 87.9 0.4 1 1 0.092 0.5715 精车外圆 mm ,保证长度为 30mm03. P10 外圆韧,0200mm/0.2mm游标卡尺 1120 70.3 0.4 1 1 0.094 0.57描 图 20 车切槽 3mm23mm(两处) P10 外圆韧,0200mm/0.2mm游标卡尺 1400 101.1 0.4 1 3 0.02 0.5725 车切槽 3mm18mm P10 外圆韧,0200mm/0.2mm游标卡尺 1400 19.1 0.4 1 2 0.014 0.57描 校 30 车倒角 C2、C0.5 P1045倒角刀 760 40.6 0.4 1 1 0.03 0.08装订号设 计(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 期产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 4 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 70 粗铣 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式铣床 XA6132 1夹具编号 夹具名称 切削液顶尖 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 粗铣花键 8X mm,保证小径 5mm-0.516-0.132P10 三面刃铣刀,0200mm/0.2mm 游标卡尺 95 29.8 1.2 2.5 1 11.5 10.96描 图描 校装订号设 计(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 期产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 5 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 80 精铣 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式铣床 XA6132 1 1夹具编号 夹具名称 切削液顶尖 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 精铣花键 8X mm,保证小径 mm-0.516-0.1532P10 三面刃铣刀,0200mm/0.2mm 游标卡尺 95 29.8 0.5 0.5 1 11.5 4.56描 图描 校装订号设 计(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 期产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 6 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 100 粗铣 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式铣床 XA6132 1夹具编号 夹具名称 切削液顶尖 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 粗铣键槽 mm,保证尺寸 18.2mm03.6 P10 三面刃铣刀,0200mm/0.2mm 游标卡尺 95 29.8 1.25 2.5 1 0.37 1.37描 图描 校装订号设 计(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 期产品型号 零件图号机械工程学院 机械加工工序卡片产品名称 零件名称 矩形花键轴 共 7 页 第 7 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号金工 110 精铣 45 钢毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数自由锻件 40mm200mm 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式铣床 XA6132 1夹具编号 夹具名称 切削液顶尖 柴油工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm进给次数 机动 辅助05 精铣键槽 mm,保证尺寸 18.2mm03.6 P10 三面刃铣刀,0200mm/0.2mm 游标卡尺 95 29.8 0.5 0.5 1 0.37 0.57描 图描 校装订号设 计(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 期产品型号 零(部)件图号 共 1 页机械工程学院 机械加工工艺过程卡片产品名称 零(部)件名称 齿轮 第 1 页材料牌号 45钢 毛坯种类自由锻件毛 坯 外 形 尺 寸 40mm200mm 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注工时工序号工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺设备 准终 单件10 下料 棒料 40mm200mm20 粗车 夹一端,车端面。见平即可,钻中心孔 B2.5/8 金工 CA6140 车夹具,P10 端面车刀,麻花钻2.5mm.游标卡尺30 粗车 倒头装夹另一端,车端面,保证总长 190mm,钻中心孔 B2.5/8 金工 CA6140 车夹具,P10 端面车刀,麻花钻2.5mm.游标卡尺40 粗车 以两中心孔定位装夹工件,粗车外圆各部,留加工余量 2mm,长度方向各留余量 2mm 金工 CA6140 车夹具,P10 外圆韧,游标卡尺50 热处理 调质处理 2832HRC60 精车 以两中心孔定位装夹工件,精车外圆各部尺寸,切槽2mm18mm,3mm23mm(两处),倒角 C2、C0.5 金工 CA6140 车夹具,P10 外圆纫,切草刀45倒角刀,游标卡尺70 粗铣 一夹一顶装夹工件,粗铣花键 8 mm,留加工余量 1mm05.16 金工 XA613280 精铣一夹一顶装夹工件,精铣花键 8 mm,保证小经 32.50mm15.032 金工 XA613290 划线 划 60+0.03mm 键槽线描图 100 粗铣 一夹一顶装夹工件,粗铣键槽 60+0.03mm,留加工余量 1mm 金工 XA6132110 精铣 一夹一顶装夹工件,精铣键槽 60+0.03mm,保证尺寸 18.2mm 金工 XA6132描校 120 清洗130 检验装订号编制(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 日期前 言地方及周边地区的快速发展需要越来越多的实用型应用型人才。高等职业教育根据“必须、够用”原则培养出一大批能把科学发现转化应用技术,把产品设计转化为工艺流程,把宏观决策转化为微观管理的技术型和管理型的人才。正是在这种背景下,我们为全面提升自身的知识结构、能力结构和素质结构进行此次毕业设计。毕业设计是继专业基础课程如机械制造工艺学、工程力学、机械设计、公差与技术测量等之后,并在一定生产实习的基础上进行的一个教学环节,要求我们综合运用所学知识,根据零件的结构特点和产品的加工要求,进行加工工艺规程和夹具的设计。机床夹具是保证机械产品质量高、数量多、成本的一种极重要的工艺装备。其主要作用是:可靠地保证工件的加工质量,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。机床夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。一个好的设计,应能稳定地保证工件的加工质量,生产效率高,成本低,排屑方便,操作安全、省力,制造、维护容易等其衡量指标。本人设计的课题是矩形齿花键轴铣花键设计。通过本次毕业设计,我能够综合的运用机械制造工艺学中的基本知识和理论,结合生产实习中的实践知识,独立地分析和解决工艺问题,已初步具备设计一定复杂程度的零件的工艺规程能力和运用夹具设计的基本原理和方法.拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,并熟悉和运用相关手册、图表等技术资料及编写技术文件等技能的一次综合训练的机会,为今后从事的工作打下良好的基础。作为一名高职院校的学生,我深知自己知识、能力和经验的不足,正是这种不足让我在今后的工作中更加谦虚谨慎、脚踏实地、不断进步,敬请各位老师多多指教 。目 录、 零件的工艺分析-(4)、 毛坯的选择-(4)、 基准的选择-(5)、 拟定机械加工工艺路线-(5)、 确定机械加工余量、工序尺寸及公差-(8)、 选择机床及工艺装备-(8)、 确定且学用量及基本工时-(9)、 铣花键夹具设计-(14)结论-(19)致谢-(20)参考文献-(21)要求:材料为 45钢大批量生产技术要求:调质处理 2832HRC一、 零件的工艺分析1、零件的功用、结构及特点 该零件是及其中常见的零件,也是重要零件。某主要功用是支撑住传动零件和传动转矩。该零件是旋转类零件,其长度大于直径,其加工表面为外圆柱面、矩形花键、键槽,该零件是以 20 的轴安装在孔上,并以键槽与孔定位,起传动作用。矩形 86+00.03花键轴主要工作中永受一定力。因此,要求一定强度、刚度、韧度。2、主要加工表面及其要求 矩形花键轴两端面对公共轴心线的圆跳动公差为 0.03mm,表面粗糙度 Ra为 1.6um 花键外圆 36 05.8对公共轴心线,圆跳动公差为 0.04mm,表面粗糙度 Ra为 3.2um 25 +00.03mm 外圆(两处) ,对公共轴心线圆跳动公差为 0.04mm,表面粗糙度 Ra为1.6um 20 +00.03mm 外圆,对公共轴心线圆跳动公差为 0.04mm,表面粗糙度 Ra为 3.2um 键槽的宽度为 6+00.03mm,深度为 1.8mm,表面粗糙度 Ra为 3.2um二、 毛坯的选择1、确定毛坯的类型,制造方法和尺寸及其公差 因零件材料为 45 钢,属于大批量生产,所以毛坯选用自由锻造成形 自由锻件尺寸公差等级为 CT15(见参考文献1中 3-1 )其余加工量及公差符合(JB249、2-1986)其余加工余量为 35 级。2、确定毛坯的技术要求 调质处理 2832HRC,使轴的整体具有较好的综合能力 未注倒角 C0.53、绘制毛坯图如图:三、 基准的选择该零件圆中较多尺寸及形位公差是以两中心孔及其端面为设计基准的。因此必须首先加工处两中心孔 B2.5/8 及其端面,为后续工序作为基准。根据粗精基准选择原则,确定加工表面的基准加工表 3-1 所示:表 3-1 加工表面的基准序号 加工标准 基准选择1 B2.5/8 中心孔及其两端面 轴外圆柱表面(粗基准)2 矩形花键轴外圆及倒角车槽 两中心孔 B2.5/83 矩形花键 8x6+00.03 两中心孔 B2.5/84 键槽 6+00.03 两中心孔 B2.5/8四、 拟定机械加工工艺路线1、确定各表面的加工方法根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,选定以下加工方法:矩形花键轴的两端面加工方法为车削,B2.5/8 孔的加工方法为钻,该轴外圆加工方法为车削,该倒角加工方式为车削,其花键加工方法为铣削,键槽的加工方法为铣削。具体方法如下 : 矩形花键轴两端面为 25 +00.03,公差等级 IT12,表面粗糙度 Ra为 6.3um(见参考文献1表 4-2 及表 4-5)需要进行粗车。 钻中心孔 B2.5/8 可直接采用麻花钻(2.5/8 钻头)钻削。 车矩形花键轴外圆车槽:倒角的表面粗糙度 Ra为 3.2cm1.6cm,公差等级为 IT8见参考文献1表 4-2 需粗车、精车才能达到要求。 矩形花键 8x -0.516mm,且保证小径 -0.1532mm 其表面粗糙度 Ra为 3.2cm。公差等级为 IT12,见参考文献表 4-2 需粗铣精铣。 键槽宽度 6 +00.03mm 其表面粗糙度 Ra为 3.2cm,公差等级为 IT9 见参考文献1表 4-2 只需粗铣即可。2、拟定加工工艺路线加工方案有以下两种,分别如表 4-1 和表 4-2 所示:表 4-1 加工方案一工序号 工序名称 工序内容 加工基准 工艺装备10 下料 棒料 40x200 锯床20 粗车 夹一端车端面,见平即可,钻中心孔B2.5/8外圆 车床30 粗车 倒立装夹工件,车端面,保证总长190mm 钻中心孔 B2.5/8外圆 车床40 粗车 以两中心孔定位装置装夹工作粗车外圆各部留加工余量 2mm,长度方向各留加工余量 2mm中心孔 车床50 热处理 调质处理 2832HRL60 精车 以两中心孔定位装夹工件,精车各部尺寸切槽 2x18mm,切槽3x23mm(两处)倒角 C2。 及 C0.5。以及钻中心孔 B2.5/8中心孔 车床70 粗铣 一夹一顶装夹工件精铣花键8x -0.516mm 留加工余量 1mm中心孔 车床80 精铣 一夹一顶装夹工件精铣花键8x -0.51mm 保证以小径 -0.1532mm中心孔 铣床90 划线 划 6+00.03mm 键槽线100 精铣 一夹一顶装夹工件精铣键槽 6 +00.03mm 保证尺寸 1mm 中心孔 铣床110 精铣 一夹一顶装夹工件精铣键槽 6 +00.03mm 保证尺寸 18.2mm中心孔 铣床120 清洗130 检验表 4-2 加工方案二工序号 工序名称 工序内容 加工基准 工艺设备10 下料 棒料 40x200 锯床20 粗铣 同时铣两端,钻中心孔 B2.5/8 外圆 专用机床30 粗车 以两中心孔定位粗车外圆各部孔留加工余量 2mm,长度方向留加工余量 2mm中心孔 车床40 粗车 以两中心孔定位粗车另一端加工余量2mm,长度方向各留加工余量 2mm中心孔 车床50 热处理 调质处理 2832HRL60 精车 以两中心孔定位装夹工件,精车一端切槽3x23mm 倒角 C2。 及 C0.5。中心孔 车床70 精车 以两中心孔定位装夹车槽另一端面,各部尺寸切槽 2x18mm,切槽 3x23mm 倒角C2。 及 C0.5中心孔 车床80 粗铣 一夹一顶装夹工件精铣花键 8x -0.516mm 留加工余量 1mm中心孔 铣床90 精铣 一夹一顶装夹工件精铣花键 8x -0.51mm 保证小径 -0.1532mm中心孔 铣床100 划线 划 6 +00.03mm 键槽线110 粗铣 一夹一顶装夹工件粗铣键槽 6 +00.03mm 留加工余量 1mm中心孔 铣床120 精铣 一夹一顶装夹工件精铣键槽 6 +00.03mm留加工余量 18.2mm中心孔 铣床130 清洗140 检验3、工艺路线方案的分析与比较方案一按工序集中原则,车外圆、车槽、车倒角,在同一台车床上完成,其优点是工艺路线短,减少工件装夹次数,易保证表面间的未知精度。需要车床数量少,减少工件在工序间的运输,减少附注时间和准备终结时间。方案二按工序分散原则,组织工序先在专用机床上,同时铣两端面,钻中心孔。其车一端外圆,车槽倒角在一台车床上,而另一端面外圆、车槽、车倒角在另一台车床上。其优点是所需设备和工艺装备数目多,缺点是工艺路线长,增加工件装夹次数。由于该零件形状规则,加工面集中适用单件小批量生产,看采用普通车床铣床等。尽量使工序集中以保证质量的要求,考虑选择方案一更为合理。五、 确定机械加工余量、工序尺寸及公差加工余量可采用查表修正法确定,确定工序尺寸的一般方法是:由加工表面的最后工序网前推算,最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注,当无基准转换时,同一表面多次加工的工序尺寸,只与工序加工余量有关,当基准不重合时,工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单项入体”原则标准,但毛坯和孔的距尺寸公差带一般取双向对称布置。中间工序尺寸的公差可以相应的加工经济精度表中查得。该零件工序无基准转换各表加工均用同意基准重合,查各种表面加工余量表,分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差,如表 5-1 所示:表 5-1 机械加工余量及工序尺寸工序号 工序内容 单边余量/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度 Ra/mm20 车一端端面 5 195 6.330 倒头车另一端端面 5 190 6.3粗车外圆台阶 -0.8362 -0.5836.3粗车外圆台阶 25 +00.03 4.5 27 +00.03 6.340粗车外圆台阶 20 +00.03 1.5 22 +00.03 6.3精车外圆台阶 -.581 360-0.1 3.2精车外圆台阶 25 +00.03 1 25 +00.03 1.6精车外圆台阶 20 +00.03 1 20 +00.03 3.2切槽 3x23 1 23 6.3切槽 2x18 1 18 6.3倒角 2.2x45。 。 2 -0.58363.250倒角 0.7x45。 1 25 +00.0320+00.031.6 3.260 粗铣花键 2.5 -.516.370 精铣花键 0.5 -0.5163.280 粗铣花键 2.5 5 +00.03 6.390 精铣花键 0.5 6 +00.03 3.2六、 选择机床及工艺装备1、选择机床 工序 10由于要求是棒料零件,为里达到 40x200 棒料,选用锯床加工切割合适。 工序 20、30、40、60粗车两端面、钻两中心孔及粗车、粗车外圆、切槽、倒角时,为提高效率,减少装卸时间适用 CA6140 型普通卧式车床比较合适,由于中心孔精度不用考虑,选麻花钻即可。 工序 70、80、100、110铣花键、键槽时,由于单件小批量生产,即选用卧式铣床 XA6132 铣比较合适。2、选择刀具该零件无特殊形状表面,小批量生产,一般采用通用或标准刀具,车床上粗车面用 P10外圆车刀钻孔用粗直柄。麻花钻查参考文献1中表 5-28 知,其直径范围 0.100.35 在外圆用 P10外圆车刀,切槽用切槽车刀,其直径为 1mm。倒角用 P1045 度倒角倒,铣矩形花键 -0.516mm。查参考文献1中表 5-40 所示,用三面刀铣刀,且铣刀直径为 90110mm。查参考文献1中 5-44 所示 d=100mm.孔径 D=32mm。z=6,Z=18。铣键槽 6+00.03mm。查参考文献1表 5-40 所示,用粗齿 i 面刀,且铣刀直径 90170mm。查表 5-44 所示 d=100mm。孔径 D=32mm。宽度 L=6,齿数 Z=18。3、选择夹具该零件加工工序 20、30、40、60 采用三爪卡盘,其余工序用顶尖。4、选择量具选择车端面,钻中心孔 B2.5/8 量具其端面尺寸未注公差。按 IT14 要求,其为 25 的标准公差 T 为 0.52mm,查参考文件机械制造技术课程设计指导中 5-56 ,计算其不确定度,允许值 n1=0.029mm。查参考文件机械制造技术课程设计指导中表 5-57 分度值,0.02mm 游标卡尺,其确定数值V=0.02mm。uu 1选用 0200mm/00.02mm 游标卡尺。车外圆、切槽及倒角外圆尺寸公差 T=0.13mm,按参考文献1表 5-56 中计算器基本确定度允许值u1=0.009mm,根据参考文献1表 5-59 选用分度值 0.02mm/0200mm 游标卡尺。铣矩形花键其键尺寸 -0.516mm,其公差 T=0.01mm。查参考文献1中表 5-59 可选用值 0.02mm/0-200mm 的游标卡尺。铣键槽其键槽尺寸槽宽 6+00.03mm。查参考文献1中表 5-56 和 5-59 均可选用分度值0.02mm/0200mm 的游标卡尺。根据生产类型和满足被加工零件的技术要求,结合工厂现有的生产条件,各工序所选用的机床和工艺装置如表 6-1 所示:表 6-1机床和工艺装备选择工序号 工序内容 机床设备和工艺装备10 车端面钻中心孔XA6140 型卧式车床、P 10 端面车刀、0200mm/0.02mm游标卡尺、 2.5mm 标准麻花钻、20 粗车、精车外圆切槽及倒角C336-1 回轮式转工基车床、P 10 端面车刀、P 10 切槽刀P1045。 倒角刀、 0200mm/0.02mm 游标卡尺30 粗铣、精铣矩形花键XA6132 型卧式铣床、P 10 花键铣刀、0200mm/0.02mm游标卡尺40 粗铣、精铣 XA6132 型卧式铣床、P 10 三面铣刀键槽 0200mm/0.02mm 游标卡尺七、确定切削用量及基本工时工序 20和 30粗车矩形花键轴两端面1、确定背吃刀量 ap 端面总加工余量为 10mm,一次走刀加工 ap=2.5mm2、确定进给量 f查参考文献1表 5-102 得 f=0.40.5mm/r,查参考文献1表 5-5 根据机床横向进给量,取 f=0.45mm/r3、确定切削速度 Vc查参考文献1表 5-109 和表 5-110 得:C v=242,Xi=0.15,Yv=0.35,m=0.20 修整Km=1.0,Khv=1.24,Khv=0.9,Kkrv=0.81,Ktv=1.0,刀具寿命选 T=60min,所以Vc=CvKv/TmapXvfYv=(24211.240.90.811/600.22.50.150.450.35)m/min=110.3m/min4、确定机床主轴转速 nn=1000Vc/d=1000110.3/(40)=878.2r/min查参考文献1表 5-5 相近较小的机床转速为 n=710r/min,所以实际的切削速度Vc=89.2m/min5、计算基本时间 TJ:切削加工长度 L=40mm,端面车刀选用主偏角 Kr=90,背吃刀量 ap =2.5, 查参考文献表 5-138 和表 5-139 得: L 1=(ap/tanKr)+(23)=3mm,L 2=(35)mm=4mm,L 3=5mm;L=(d-d1/2)+ L1+L2+L3=40/2+3+4+5=32mmTJ=Li/nf=322/9000.45=0.16min6、确定辅助时间 Tf查参考文献1表 5-153 得:装夹工件的时间为 0.8min,启动机床的时间为 0.02min,启动调节切削液的时间为 0.05min,取量具并测量尺寸的时间为 0.5min,共计 Tf=1.37min.工序 40粗车外圆台阶 -0.5836mm, 0.32mm, 2 0.3mm1、粗车外圆台阶 3 -.0mm1.1、 确定背吃刀量 ap 一次走刀量 ap=2mm1.2、 确定进给量 f查参考文献1表 5-102 得 f=0.40.5mm/r, 查参考文献1表 5-5 根据机床的横向进给量,取 f=0.4mm/r1.3、 确定切削速度 Vc查参考文献1表 5-109 和 P136 表 5-110, 查得 Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.20,修整系 Kmv=1.0,Khv=1.24,Khv=0.9,Kkrz=0.81,Kw=1.0;刀具寿命选 T=60min, 所以Vc=( Cv/T m ap XvfYv)Kv=1.01.240.90.811.0242/600.220.15 0.40.35=124.5m/min1.4、确定主轴转速 nn=1000Vc/d=1000124.5/36=1101.4r/min查参考文献1表 5-5 查、相近较小的机床转速为 n=900r/min,所以实际的切削速度 Vc=101.7m/min1.5 计算基本时间 TJ切削加工长度 L=100,外圆车刀选用主偏角 Kr=90,背吃刀量 ap=2, 查参考文献1表 5-138 和表 5-139 得:L 1=(ap/tanKr)+(23)=3mm,L 2=(35)mm=4mm,L3=5mm;L=L+L1+L2+L3=100+3+4+5=112mmTJ=( L/nf)i=112/0.4900=0.31min1.6、辅助时间 Tf 查参考文献1表 5-152 得,装夹工件的时间为 0.8min,启动机床时间为0.02min,启动调节切削液的时间为 0.05min,取量具并测量尺寸时间为 0.5min,共计 Tf=1.37min2、粗车外圆台阶 2 0.35mm方法同上:背吃刀量 ap=1.5mm,选进给量 f=0.4mm/r,机床转速 n=1400r/min,切削速度 Vc=109.9m/min,基本时间 TJ=0.22min,辅助时间 Tf=0.57min3、粗车外圆 2 0.3mm方法同上:背吃刀量 ap=1.5mm,选进给量 f=0.4mm/r,机床转速 n=1400r/min,切削速度 Vc=87.9m/min,基本时间 TJ=0.075min,辅助时间 Tf=0.57min工序 60精车外圆台阶 -0.5836mm, 0.32mm, 0.52mm 及切槽2mm18mm,3mm23mm,倒角 C2 、 C0.51、精车外圆台阶 36 05.8mm1.1、确定背吃刀量 ap 一次走刀量 ap=1mm1.2、确定进给量 f查参考文献1表 5-102 得 f=0.40.5mm/r, 查参考文献1表 5-5 根据机床的横向进给量,取 f=0.4mm/r1.3 确定切削速度 Vc查参考文献1表 5-109 和表 5-110,查得 Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.20,修整系数 Kmv=1.0,Khv=1.24,Khv =0.9,Kkrz=0.81,Kw=1.0;刀具寿命选 T=60min, 所以Vc=( Cv/T m ap XvfYv)Kv=1.01.240.90.811.0242/600.210.150.40.35=132.0m/min1.4、确定主轴转速 n:n=1000Vc/d=1000132.0/36=1167.8r/min查参考文献1表 5-5 查得相近较小的机床转速为 n=1120r/min,所以实际的切削速度 Vc=126.6m/min1.5、计算基本时间 TJ切削加工长度 L=100,车刀选用主偏角 Kr=90,背吃刀量 ap=1, 查参考文献1表 5-138 和表 5-139 得:L 1=(ap/tanKr)+(23)=3mm,L 2=(35)mm=4mm,L 3=5mmL=L+L1+L2+L3=100+3+4+5=112mmTJ=( L/nf)i=112/11200.41=0.25min1.6、辅助时间 Tf查参考文献1表 5-152 得,装夹工件的时间为 0.8min,启动机床时间为 0.02min,启动调节切削液的时间为 0.05min,取量具并测量尺寸时间为 0.5min,共计 Tf=1.37min1、车外圆台阶 25 +0.030mm方法同上,背吃刀量 ap=1mm,进给量 f=0.4mm/r.机床转速 n=1120r/min,切削速度Vc=87.9m/min,基本时间 TJ=0.092min,辅助时间 Tf=0.57min2、车外圆台阶 20 +0.030mm方法同上,背吃刀量 ap=1mm,进给量 f=0.4mm/r,机床转速 n=1120r/min,切削速度Vc=70.3m/min,基本时间 TJ=0.094min, 辅助时间 Tf=0.57min3、切槽 3mm23mm方法同上: 背吃刀量 ap=1mm,进给量 f=0.4mm/r.机床转速 n=1400r/min,切削速度Vc=101.1m/min, 基本时间 TJ=0.02min, 辅助时间 Tf=0.57min4、切槽 2mm18mm方法同上: 背吃刀量 ap=1mm,进给量 f=0.4mm/r.机床转速 n=1400r/min,切削速度Vc=79.1m/min, 基本时间 TJ=0.014min,辅助时间 Tf=0.57min5、倒角 C2 、C0.5取 n=760r/min, 基本时间 TJ=0.03min,辅助时间 Tf=0.08min,切削速度Vc=40.6m/min,进给量 f=0.4mm/r,背吃刀量 ap=1mm工序 70 粗铣矩形花键 8 0.516mm1、确定背吃刀量 ap一次走刀量 ap=2.5mm 2、确定进给量 f查参考文献1表 5-143 得粗铣时每进给量 f=afz=(0.060.08)18=(1.081.44)mm/r=1.20mm/r3、确定切消速度 Vc查参考文献1表 5-124 得 Vc=(2040)m/min=30m/min4、确定主轴转速 n n=1000Vc/d=100030/100=95.5r/min查参考文献1表 5-8 查得相近较小的机床转速为 n=95r/min,所以实际的切削速度Vc=29.8m/min5、计算机动时间 TJ查参考文献1表 5-8 查得 Fmz=75mm/min,L=100mm,L1=0.5d+(12)=0.56+2=5mm,L2=13=2mm,i=1,T j=(L+L1+L2)i/Fmz=100+5+2/75=1.43min;Tj 总 =8Tj=11.5min6、确定辅助时间 Tf查参考文献1表 5-153 取工件装夹时间为 0.8min,启动机床的时间为0.02min,启动调节切削液的时间为 0.05min,取量具并测量尺寸的时间为 0.5min,共计 Tf=1.37min,由于是 8 个,所以 Tf 总 =8Tf=10.96min工序 80精铣矩形花键 8 0.516mm1、确定背吃刀量 ap一次走刀量 ap=0.5mm2、确定进给量 f查参考文献1表 5-121 得 f=(0.51.0)mm/r=0.5mm/r3、确定切消速度 Vc查参考文献1表 5-124 得 Vc=(2040)m/min=30m/min4、确定主轴转速 nn=1000Vc/d=100030/100=95.5r/min查参考文献1表 5-8 查得相近较小的机床转速为 n=95r/min,所以实际的切削速度 Vc=29.8m/min5、计算机动时间 TJ查参考文献1表 5-8 查得 Fmz=75mm/min,L=100mm,L1=0.5d+(12)=0.56+2=5mm,L2=13=2mm,i=1,T j=(L+ L1+ L2)i/Fmz=100+5+2/75=1.43min;Tj 总 =8Tj=11.5min6、确定辅助时间 Tf启动机床的时间为 0.02min,启动调节切削液的时间为 0.05min,取量具并测量尺寸的时间为 0.5min,共计 Tf=1.37min,由于是铣 8 个键,所以 Tf 总 =8Tf=4.56min工序 100粗铣键槽 0.36mm1、确定背吃刀量 ap一次走刀 ap=2.5mm2、确定进给量 f查参考文献1表 5-119 粗铣时每转进给量 f=afz=(0.060.08)18=1.25mm/r3、确定切削速度 Vc查参考文献1表 5-124 得 Vc=(2040)m/min=30m/min4、确定主轴转速 nn=1000VC/d=10030/100=95.5r/min查参考文献1表 5-8 查得相近较小的机床转速为 n=95r/min,所以实际的切削速度 VC=29.8m/min5、计算机动时间 TJ 查参考文献1表 5-8 得 fMZ=75mm/minh=1.8mm L1=12=2mm L=30mm d=6mmTj=h+L1/fMC+L-d/fMZ=1.8+2/75+30-6/75=0.37min6、 确定辅助时间 Tf:查参考文献1表 5-153 装夹工件时间为 0.8min,启动机床的时间为 0.02min。启动调节切削液时间为 0.05min,取量具并车测量尺寸时间为 0.5min,其计 Tf=1.37min工序 110精铣键槽 0.36mm1、确定背吃刀量 ap一次走刀量 ap=0.5mm2、确定进给量 f查参考文献1表 5-121,得 f=(0.51.0)mm/r=0.5mm/r3、确定切削速度 Vc查参考文献1表 5-124 得 Vc=(2040)m/min=30m/min4、确定主轴转速 nn=1000VC/d=100030/100=95.5r/min查参考文献1表 5-8 查得相近较小的机床转速为 n=95r/min,所以实际的切削速度VC=29.8m/min5、计算机动时间 TJ查参考文献1表 5-8 得 fMZ=75mm/minh=1.8mm L1=12=2mm L=30mm d=6mmTO=h+L1/fMC+L-d/fMZ=1.8+2/75+30-6/75=0.37min6、确定辅助时间 Tf:启动机床的时间为 0.02min。启动调节切削液时间为 0.05min,取量具并车测量尺寸时间为 0.5min,其计 Tf=0.57min。八、铣花键夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度和成本,需要设计专用夹具。 根据工艺规程,零件为矩形花键轴,材料为 45 钢,现在要求设计铣 8 0.516mm 的花键夹具。其表面粗糙度为 3.2um,单件大批量生产。设计本夹具加工工艺所需设备:XA6132 卧式铣床。在铣花键之前,其它表面均已经加工好。所以在本次加工时,主要考虑加工宽为 0.516mm 的花键中心对 -0.583mm 轴中心的对称准差为 0.5mm。1、 定位方案及定位元件的选择根据工序加工的要求,要保证加工面宽为 0.516mm 的花键中心对 -0.5836mm 轴中心的对称准差为 0.5mm 技巧精度。所以在铣花键时应该限制三个自由度。一个是轴中心自由度,还有轴上的圆周旋转时的自由度。根据方案可采用万能分度盘式三爪卡盘与普通顶尖一夹一顶式组合定位。2、 夹紧方案的选择根据夹紧力的方向应朝向主要限位面以及作用点应该落在定位元件的支撑范围内的原则,夹紧力与垂直方向的夹角应该尽量小,以保证夹紧稳定可靠。由于,工件很长。属于典型长轴类零件,在上一步过程中采用了一夹一顶的方式对工件进行了定位,在这中间本身对工件已经有了一定的夹紧作用。为了防止在铣削花键加工过程中,因为受铣刀向下的压力而压弯工件,所以设计了一个 V 型托架在花键底部进行支撑并且起到夹紧固定作用。定位夹紧方案如图 8-1 所示。图 8-1 定位夹紧图3、 定位误差计算由于工件以三爪卡盘、顶尖一夹一顶式定位,因为是以中心轴为基准进行定位的,所以,在水平方向的定位误差为零,在垂直方向上的基准位移误差也为零,由此得出D0。由此可得:Y=0 B=0 D=0 误差为零对工件分析后,其设计基准是轴心线,工艺基准是轴心线,在加工中选用的定位基准也是轴心线,所以三个基准重合,都为轴心线。所以,定位方案满足加工要求,可以采用此方案。4、 对刀元件和对刀方案的选择由以上工艺过程可知,在铣花键铣刀对刀时,可采用侧装直角对刀块。对刀块可安放在一块 U 型托架的平面上,将直角对刀块的位置及角度调整到合适的位置,铣刀尽量靠着直角对刀块进刀,加工完一个槽,再用分度盘旋转 45进行加工下一个槽,依次类推直到加工完最后一个槽为止,即可满足铣花键的加工要求。5、 绘制夹具装配图夹具装配图如图 8-2 所示。图 8-2 夹具装配图6、 绘制夹具零件图按照夹具装配图,绘制所有非标准零件的零件图,如图 8-3 所示。V 型托架技术要求:1、 材料 20钢2、 热处理掺碳深度 0.8-1.2,56-64HRC3、 其他技术条件按 JB/T8044-1995的规定执行直角对刀块技术要求:1、 材料 20钢2、 热处理掺碳深度 0.8-1.2mm,56-64HRC3、 其他技术条件按 JB/T8044-1995的规定执行图 8-3 夹具体的零件图7、夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率。为此,在本道工序的铣床夹具就选择了一夹一顶的专用夹具夹紧方式。本工序在粗加工时,切削力较大,为了夹紧工件,特别在花键底部设计了一块 V 型托架,而这样将就使整个夹具起到组合夹紧作用。因此,在加工时不必为工件变形而担心,其次,在装夹和拆卸时也很方便,只需要将顶尖撤后、三爪卡盘松开即可取走工件。结果,本夹具总的感觉还比较紧凑而且合理,适合大批量生产使用。结 论通过这次毕业设计我学到了许多以前我没有接触过的东西和学到了许多书本中没有的知识,从中提高了我运用各种知识的能力,并懂了怎样运用手中的知识去设计有价值的东西,来提高效率。通过这次毕业设计让我学会了从机器功能的要求出发,合理选择紧固机构、调整机构,制定设计方案,正确计算零件的工作能力,确定它的尺寸、形状、结构及材料,并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题,进一步培养机械设计的基本技能。这次毕业设计培养了我机械设计的能力。通过毕业设计,使我具备了综合运用机械设计课程、机械制造课程和其他选修课程的理论和实际知识的能力,使我现在初步具备了解决机械设计问题的能力。通过设计时间,掌握了机械设计的一般规律,树立了正确的设计思想,进一步培养了我分析解决实际问题的能力。经过这次毕业设计培养了我运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削原理与刀具等)的知识,结合生产实习中学到的实践知识,独立的分析和解决工艺问题,具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。能根据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理和方法,学会拟定夹具设计方案,完成夹具机构设计,提高结构设计能力。进一步提高了我运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。这次毕业设计我自己觉得做得还是比较成功的,在老师的指导下我成功的把铣矩形齿花键铣床夹具画出来,虽然这次刚开始的时候遇到了很多困难,以前没接触过夹具,不知道从哪里下手做,在经过指导老师的指导和帮助下,自己感觉越来越有头绪了,路子就渐渐清新起来,原来我们对加工零件的定位基准怎么也拿不准,又不会判断。现在看来是很简单的事,自己搞复杂了。在对于标准件的选择还存在很多不足。还须在以后的日子里还需加倍努力学习,把它弄懂、弄会。以后的学习和生活中我会尽我所能将其完善,争取能设计出比现在更好的夹具来。在这次设计中所出现的一些不合理的机构将不再出现,我会在以后的工作中多积累一些这方面的知识,因为这不光能提高我自身的设计加工能力,同时也能为我创造财富。对于班级的同学我也要向他们说一声谢谢,是他们在我遇到困难时给我无偿的提供帮助,我能这么顺利地完成毕业设计多亏了他们的帮助。最后我还要感谢我的指导老师,是他给了我做毕业设计的机会,通过这次毕业设计我的各方面的能力都得到了提高,这对我以后找工作非常有帮助。致 谢我能顺利完成这次设计我要感谢我的指导老师,她在我做毕业设计的过程中给了我很多帮助,原本她的事情就多,每次我遇到问题向她请教时她都会很耐心的指导我,并给我提了很多宝贵的意见,正是由于她的宝贵意见才使我的课题得到完善,设计得比较合理,是他在百忙中抽出空余时间来指导我。正是由于她的悉心指导和耐心的教导才使我这么顺利地完成这次毕业设计,因此我要对她说一声“感谢” 。参 考 文 献1 刘长青主编.机械制造技术课程设计指导.武汉:华中科技大学出版社.20072华茂发、谢骐主编.机械制造技术.北京:机械工业出版社.20043于骏一、邹青主编.机械制造技术基础.北京:机械工业出版社.20044陈宏钧、方想明、马素敏主编.典型零件机械加工生产实例.北京:机械工业出版社.20055刘长青主编.机械制造技术.武汉:华中科技大学出版社.20056陈于萍主编.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社.2005
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