CA6140车床手柄轴(CA6140车床)加工工艺钻M10螺纹底孔及夹具设计[含高清CAD图纸]
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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手柄轴共9页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号1粗车45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件可转位车刀工步号工 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/rmm机动辅助1粗车车端面CA6140200160.512117.72钻中心孔CA6140200143粗车外圆CA6140200160.51.1164.24粗车外圆CA6140200160.52130 516 17 1 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手柄轴共9页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号2切槽45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140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)准终单件高速钢工步号工 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/rmm机动辅助1粗车槽1 15.2X1.5CA61402000.08211.52粗车槽2 15X3CA61402000.08211.873粗车槽3 15.7X3CA61402000.08211.874粗车槽4 19X3CA61402000.08218.06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手柄轴共9页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号3粗车45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻铁1设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140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)准终单件可转位车刀工步号工 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/rmm机动辅助1粗车外圆CA614020025.10.522116.22粗车端面2CA61402000.521153 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手柄轴共9页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号4精车45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数C616A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)准终单件可转位车刀工步号工 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/rmm机动辅助1半精车外圆C616A40027.40.312222精车外圆C616A140091.50.20.829.43半精车外圆C616A40027.40.312804精车外圆C616A140091.50.20.82185精车外圆C616A140091.50.20.82186倒角C616A40091.50.20.815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手柄轴共9页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号5半精车45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数C616A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)准终单件两把刀如下工步号工 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/rmm机动辅助1确定半精车外圆C616A YT15硬质合金可转位刀40071.540.140.581282半精车外圆C616A YT15硬质合金车刀40071.540.150.5113345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手柄轴共9页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号6镗削45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床MQ1350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)准终单件砂轮PSA400100127A80M5B35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/rmm机动辅助1磨削右端面及圆锥面砂轮90094.30.21.8131.2234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手柄轴共9页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号7铣键槽45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数X62卧式铣床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)准终单件直柄立铣刀工步号工 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/rmm机动辅助1半精铣槽1直柄立铣刀200900.331222半精铣槽2直柄立铣刀200900.33122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手柄轴共9页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号8钻孔45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11 设备名称设备型号设备编号同时加工件数Z3025摇臂钻床 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)准终单件直柄麻花钻工步号工 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/rmm机动辅助1钻孔直柄麻花钻d=1410820.1622915.62钻孔直柄麻花钻d=8108217手动3.512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输出轴共9页第9页车间工序号工序名称材 料 牌 号9钻孔45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件设备名称设备型号设备编号同时加工件数Z3025摇臂钻床夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件10mm的丝锥工步号工 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/rmm机动辅助1攻螺纹10mm的丝锥1082170.161613992349机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140零件图号产品名称车床零件名称手柄轴共1页第1页材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数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/s准终单件粗车粗车左端面和凸台面及, 的圆柱,钻中心孔CA6140卧式车床三爪自定心卡盘111.7粗车切四个槽CA6140卧式车床三爪自定心卡盘30粗车粗车圆柱及右端面切四个槽CA6140卧式车床三爪自定心卡盘11.4半精车精车半精车,精车左边各圆柱面,倒角C616A卧式车床三爪自定心卡盘147半精车半精车右端面及圆锥面,倒圆角CK6108A卧式车床三爪自定心卡盘114磨削磨削右端面及圆锥面MQ1350专用夹具31.2铣键槽铣两键槽514X62卧式铣床专用夹具51.2钻孔钻,的两盲孔Z3025摇臂钻床专用夹具15.6攻螺纹用丝锥攻M10的内螺纹Z3025摇臂钻床专用夹具399热处理调质抛光镀铬抛光镀铬右端面及圆锥面去毛刺去除毛刺钳工台XIII终检按零件图样要求全面检查 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零 件 号4材 料45钢编 制机械加工工艺过程综合卡片零件名称手柄轴毛坯质量0.47kg指 导 生产类型中批毛坯种类模锻件审 核工序工步工序说明机床夹具或辅助工具刀具量具走刀次数走刀长度(mm)背吃刀量(mm)进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/s)工时定额/min基本时间辅助时间单件时间1粗车车端面CA6140夹具可转位车刀游标卡尺120120.52001617.717.7钻中心孔CA6140夹具可转位车刀游标卡尺120044粗车外圆CA6140夹具可转位车刀游标卡尺11021.10.52001664.264.2粗车外圆CA6140夹具可转位车刀游标卡尺12420.52001630302粗车槽1CA6140夹具高速钢游标卡尺1220.0820014.21.51.5粗车槽2CA6140夹具高速钢游标卡尺1320.0820014.21.871.87粗车槽3CA6140夹具高速钢游标卡尺10.520.0820014.21.871.87粗车槽4CA6140夹具高速钢游标卡尺10.520.0820014.28.068.063粗车外圆CA6140夹具可转位车刀游标卡尺122220.520025.116.216.2粗车端面2CA6140夹具可转位车刀游标卡尺12220.520025.115154半精车外圆C616A夹具可转位车刀千分尺28410.340027.42222精车外圆C616A夹具可转位车刀千分尺2220.80.2140091.59.49.4半精车外圆C616A夹具可转位车刀千分尺28410.340027.48080精车外圆C616A夹具可转位车刀千分尺2220.80.2140091.51818精车外圆C616A夹具可转位车刀千分尺2220.80.2140091.51818倒角C616A夹具可转位车刀千分尺110.80.240091.5555确定半精车外圆C616A夹具C616A YT15硬质合金可转位刀游标卡尺8150.50.1440071.54128128半精车外圆C616A夹具C616A YT15硬质合金车刀游标卡尺1130.50.1540071.5413136磨削右端面及圆锥面磨床MQ1350夹具砂轮PSA400100127A80M5B35千分尺1241.80.290094.331.231.27半精铣槽1X62卧式铣床夹具直柄立铣刀游标卡尺11430.3200902222半精铣槽2X62卧式铣床夹具直柄立铣刀游标卡尺11430.32009022228钻孔Z3025摇臂钻床夹具直柄麻花钻d=8游标卡尺922220.1610821715.615.6钻孔Z3025摇臂钻床夹具直柄麻花钻d=14游标卡尺13.53.50.16108217229攻螺纹Z3025摇臂钻床夹具10mm的丝锥游标卡尺116160.16108217399399目 录一、零件的分析 11.零件的作用12.零件的工艺分析13、零件的工艺分析2二、确定毛坯尺寸,设计毛坯图21.确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差22.确定机械加工余量33.确定毛坯尺寸34.确定毛坯尺寸公差35.设计毛坯图4三、基准的选择51.选择基准52.制定工艺路线5四 工序设定8五 确定切削用量及基本时间10六、参考文献19一、零件的分析1.零件的作用题目所既定的零件为输出轴,其主要作用,一是传递转矩,使主轴获得旋转的动力;二是工作过程中经常承受载荷;三是支撑传动零部件。2.零件的工艺分析从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单,其主要加工的面有16、20的外圆柱面,一个锥面凸台,一个M10的螺纹孔,图中所给的尺寸精度高,大部分是IT6级;粗糙度方面表现在键槽两侧面、20圆柱表面为Ra1.6, 16外圆柱面为Ra1.6,锥面凸台及端面为Ra0.8, 15.7键槽为Ra3.2,其余为Ra6.3。要求不高,位置要求较严格,表现在40的右端面、20圆柱面。热处理方面需要调质处理,到200HBS,保持均匀。 通过分析该零件,其布局合理,方便加工,我们通过径向夹紧可保证其加工要求,整个图面清晰,尺寸完整合理,能够完整表达物体的形状和大小,符合要求。3、零件的工艺分析3.1确定毛坯的制造形式毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一,也是一个比较重要的阶段,毛坯的形状和特征(硬度,精度,金相组织等)对机械加工的难易,工序数量的多少有直接影响,因此,合理选择毛坯在生产占相当重要的位置,同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定与零件的实际作用,材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性,毛坯的制造方法主要有以下几种:1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料为45号钢,推荐用型材或锻件,但从经济方面着想,如用型材中的棒料,加工余量太大,这样不仅浪费材料,而且还增加机床,刀具及能源等消耗,而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度,冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件,所以使用锻件。3.2零件的生产类型由设计题目知:中批量生产二、确定毛坯尺寸,设计毛坯图1.确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T 12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素:(1)锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求,确定其锻件公差等级为普通等级。(2)锻件质量 通过计算可知零件成品质量为0.36kg,估算为=0.478kg(3)锻件形状复杂系数SS=/=0.85/1.203=0.397该零件为圆形,假设其最大直径为44mm,长126mm,则由公式(5-4)、公式(5-5)得=/44412.27.85=1.203kg由于0.5655介于0.32与0.63之间,故零件形状复杂系数S属等级(4)锻件材质系数为(5)零件表面粗糙度 由零件图知除锥面及右端面=0.8以外其余各加工表面为1.6.。2.确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9,由此差得单边余量在厚度方向加工余量为1.52.0mm, 水平方向亦为1.52.0mm,即锻件各外径的单面余量为1.52.0mm,各轴向的单面余量亦为1.52.0mm。3.确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度1.6的表面,余量要适当增大。分析本零件,除锥面和右端面为0.8以外,其余各加工表面为1.6,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量值即可(当表面只粗加工时,可取所查数据中较小的值。当表面需经粗加工和半精加工时,可取其较大值)。综上所述,确定毛坯尺寸见表1表1手柄轴毛坯(锻件)尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸22440244122212610221044.确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从表5-6、表5-7中查得。本零件毛坯尺寸允许偏差件表2表2手柄轴毛坯(锻件)尺寸允许公差锻件尺寸偏差根据24表5-744106表5-61265.设计毛坯图确定圆角半径 锻件的外圆半径按表5-12确定。H=20 t=20 t/H=1 R=5三、基准的选择1.选择基准工件在加工第一道或最初几道工序时,一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准,这个是粗基准,该零件选用40外圆柱面作为粗基准来加工16、20外圆柱面和左端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则,在以后的工序中,则使用经过加工的表面作为定位基准,20的外圆柱面和左端面作为定位基准,这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合,基准统一。这样定位比较简单可靠,为以后加工重要表面做好准备。 2.制定工艺路线,选择加工方法2. 1零件表面加工方法的选择:市场经济的前提下,一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的,同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下,译稿工件的加工效率和经济性,而在具体的选择上,一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样,工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中,我们考虑了工件的具体情况,一般我们按加工顺序来阐述加工方案:查表(5-14) 表3 加工方法加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法20圆柱表面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车16外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车15.2槽Ra6.3IT11粗车15.7槽Ra3.2IT8粗车-半精车左端Ra6.3粗车右端锥面Ra0.8IT6粗车-半精车-磨削-抛光镀铬右端面Ra0.8IT6粗车-半精车-磨削-抛光镀铬14孔Ra3.2自由公差钻孔-丝锥攻螺纹键槽Ra3.2IT9粗铣-精铣倒角Ra6.3 2.2加工顺序的安排(1) 工序的安排 1、加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。 粗加工阶段:其任务是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品,因此,主要目标是提高生产率,去除内孔,端面以及外圆表面的大部分余量,并为后续工序提供精基准,如加工20、16圆柱表面及锥面。 半精加工阶段:其任务是使主要表面达到一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,如20、16外圆柱面。 精加工阶段:其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度,留一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求,主要目标是全面保证加工质量。 3、基面先行原则 该零件进行加工时,要将左端面先加工,再以左端面、外圆柱面为基准来加工,因为左端面和20外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的,才能使定位基准更准确,从而保证各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出来。 4、先粗后精 即要先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金属切削效率,另一方面满足精车的余量均匀性要求,若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时,则要安排半精车,以此为精车做准备。 5、先面后孔 对该零件应该先加工平面,后加工孔,这样安排加工顺序,一方面是利用加工过的平面定位,稳定可靠,另一方面是在加工过的平面上加工孔,比较容易,并能提高孔的加工精度,所以对于CA6140车床手柄轴来讲先加工20、16外圆柱面,做为定位基准再来加工其余面。 (1)工序划分的确定工序集中与工序分散:工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多,工序集中使总工序数减少,这样就减少了安装次数,可以使装夹时间减少,减少夹具数目,并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行,每道工序的内容很少,最少时每道工序只包括一简单工步,工序分散可使每个工序使用的设备,刀具等比较简单,机床调整工作简化,对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述:考虑到工件是大批量生产的情况,采用工序集中辅助工序的安排:辅助工序一般包括去毛刺,倒棱角,清洗,除锈,退磁,检验等。 (2)、热处理工序的安排 热处理的目的是提高材料力学性能,消除残余应力和改善金属的加工性能,热处理主要分预备热处理,最终热处理和内应力处理等,本零件CA6140车床手柄轴材料为45钢,在加工过程中预备热是消除零件的内应力,在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前,按规范在840温度中保持30分钟释放应力。 (3)、拟定加工工艺路线 根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则,可以确定加工工艺路线,具体方案如下:方案一1 备料 锻造毛坯2 热处理 退火(消除内应力)3 普车 粗、精车左端面,钻中心孔4 普车 粗车个圆柱面留半精车、精车余量5 普车 粗车15.2、15.7槽6 热处理 调质7 数控车 半精车15.7槽,倒角8 数控车 粗、精车右端面及圆锥凸台9 数控车 倒角10 磨 磨削右端面及圆锥凸台 、面 11 抛 抛光右端面及锥面12 钻床 钻孔813 绞 丝锥攻螺纹M1014 镗 镗孔1415 铣 铣键槽16 去毛刺 17检验方案二1 粗车 粗车左端面和钻中心孔,凸台面及, 的圆柱,2 粗车 切四个槽3 粗车 粗车圆柱及右端面4 半精车精车 半精车,精车左边各圆柱面,倒角5 半精车 半精车右端面及圆锥面,倒圆角6 磨削 磨削右端面及圆锥面7 铣键槽 铣两键槽5148 钻孔 钻,的两盲孔9攻螺纹 用丝锥攻M10的内螺纹10 热处理 调质11抛光镀铬 抛光镀铬右端面及圆锥面12去毛刺 去除毛刺13终检 按零件图样要求全面检查从零件本身来考虑,由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形,如采用工序分散,在加工时零件的位置精度无法保证,为了同时保证零件图示的圆跳动要求,所以采用工序集中。四、工序设定(选方案二) 确定刀具走刀路线主要是提高生产效率,正确的加工工艺程序,在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面:1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度2、应使走刀路线最短,减少刀具空行程时间,提高加工效率3、应使数值计算简单,程序段数量少,以减少编程工作量具体加工路线见走到路线图。机床的选择1、工序1、2、3是粗车,各工序的工步数不多,零件的外廓尺寸不大,精度要求不高,采用CA6140普通卧式车床即可 表5-55 。 2、工序4精车 精度要求比较高,表面粗糙度小,需选用较精密的车床,因此用C616A卧式车床 表5-55。3、工序5加工的是圆锥面,加工难度较大,所以用数控车床CK6108A卧式。4、工序6磨削圆锥面及右端面,加工精度比较高,所以选择磨床MQ1350。5、工序7铣键槽,加工精度比较低,选用X62卧式铣床。6、工序8、9钻孔和攻螺纹选用Z3025摇臂钻床。 刀具的选择 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率,工件的加工精度,已加工表面质量,刀具的磨损和加工成本,所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分,刀具应具有高刚度,足够的强度和韧度,高耐磨性,良好的导热性,良好的工艺性和经济性,抗粘接性,化学稳定性。由于零件CA6140车床输出轴材料为45钢,推荐用硬质合金中的YT15类刀具,因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。1粗车外圆用YT5,精车,精车选用YT15。为提高生产率和经济性可选用可转位车刀。切槽刀可选用高速钢GB5343.1-1995。2铣刀选用直柄立铣刀GB/T6117.1-1996。3攻螺纹选择直径为10mm的丝锥GB3464-83。4钻头直柄麻花钻GB1436-85。5砂轮选择PSA400A80M5B35表3.2-6。量具的选择根据本零件的尺寸和公差外圆加工面所选用的量具为游标卡尺和千分尺。内圆和孔测量也用千分尺。2.4加工余量,工序尺寸,及其公差的确定根据各资料及制定的零件加工工艺路线,采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量,中间工序公差按经济精度选定,上下偏差按入体原则标注,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:(查136)表5 加工余量、工序尺寸、表面粗糙度加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精20js6外圆2.21.00.8Ra6.3Ra3.2Ra1.620g6外圆2.21.00.8Ra6.3Ra3.2Ra1.616js6外圆6.21.00.8Ra6.3Ra3.2Ra1.6五、确定切削用量及基本时间切削用量包括被吃刀量a、进给量f、切削速度v,确定顺序事先确定af再确定v1、工序1切削用量及基本时间的确定1)切削用量 本工序为粗车车端面及外圆,已知加工材料为45号钢=670MPa,锻件,有外皮机床为CA6140型卧式车床,工件装卡在三爪自定心卡盘中确定粗车外圆的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀,根据表5-112,由于CA6140的中心高为200mm,故选刀杠尺寸=16mm25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状,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背吃刀量a 粗车双边余量2.2显然a为单边余量a=2.2/2=1.1mm.确定进给量f 根据表5-114,在粗车钢料、刀杠尺寸=16mm25mm,a工件直径为20到40时,f=0.3-0.5mm/r,按CA6140车床的进给量【表5-57】,选择f=0.5mm/r。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5-55,CA6140进给机构允许的进给力.根据表5-123,当钢料=57070MPa,a,f,v=65mm/min,进给力=760N.的修正系数为,设计心得故实际进给量为=7601.17=889.2N,所选的进给量f=0.5mm/r可用。2) 选择车刀模锻标准及耐用度,根据表5-119,车刀后刀面最大磨损量取为1mm,可转位车刀耐用度T=60min.3)确定切削速度v 根据表5-120,当用YT5硬质合金车刀=600钢料、a,f=0.54mm/r,切削速度123m/min。切削速度的修正系数为,故v-1090.80.650.811.15=52.8m/minn=按CA6140车床的转速(表5-56),选择,则实际切削速度。4)校验机床功率 由表5-125,当=570。HBS=.时,(表2-9),故实际切削的功率根据表5-59,当n=120r/mm,机床主轴允许功率.,故所选切削用量可在CA6140车床上进行。最后确定切削用量为确定粗车外圆端面及台阶面,的切削用量。采用车外圆的刀具加工这些表面。加工余量皆可一次走刀切除,车外圆端面及台阶面的,主轴转速与车外圆的相同。基本时间1)确定粗车外圆的基本时间,根据表2-21,车外圆基本时间为 式中l=102mm. ,1 2 )确定粗车外圆的基本时间: 式中,l=20mm. 3 )确定粗车端面1基本时间: ,L=式中, ,1.则 4)定粗车端面1基本时间: ,L=式中,1.则 5)工序基本时间的确定: 2、工序2切削用量及时间的确定本工序为粗车槽和倒角,已知条件与工序1相同,可采用工序1相同的可转位车刀。工步粗车槽120.080.273.31.5粗车槽220.080.273.31.875粗车槽320.080.273.31.875粗车槽420.080.273.38.063、工序3切削用量及时间的确定1)切削用量 本工序为粗车(端面及外圆)已知条件与工序1相同,车端面及外圆可采用工序1相同的可转位车刀。2)基本时间(1)确定粗车外圆的基本时间,根据表2-21,车外圆基本时间为 式中l=22mm, ,1 (2)确定粗车端面2基本时间的确定 ,L=式中, ,1.则 3)确定工序的基本时间: 4、工序4切削用量及基本时间的确定1)切削用量 本工序为半精车,精车加工(左边外圆、倒角)。已知条件与粗加工工序相同。 确定半精车外圆的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位刀。车刀形状,刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。根据表5-113,车刀几何形状为,。确定背吃刀量 。确定进给量f 2 根据表5-116及CA6140车床的进给量(表5-57),选择f=0.3mm/r.由于是半精加工,切削力较小,故不需校核机床进给机构强度。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119,车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm,耐用度T= 30min.确定切削速度v 根据表5-120,用YT15硬质合金刀加工钢料、时,切削速度。切削速度的修正系数为,其余的修正系数均为1(表2-9),故v=n=按CA6140车床的转速,【表5-56】,选择n= 400r/min,则实际切削速度= 27.4m/min.半精加工机床功率也可不校验。最后确定的切削用量:, 确定半精车外圆,端面、台阶面的切削用量。用半精车采外圆YT15硬质合金车刀加工这些表面。切槽采用高速钢成型切槽刀。2) 基本时间确定半精车外圆的的基本时间:确定半精车外圆的基本时间:确定精车20的基本时间确定精车16的基本时间 确定工序的基本时间: 5、工序5切削用量及基本时间的确定1) 切削用量 本工序为半精加工(右边外圆及右端面)。采用数控车床CK6108A型车床工件装卡在三爪自定心卡盘中。 确定半精车外圆及右端面的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位刀。车刀形状,刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。根据表5-113,车刀几何形状为,。确定背吃刀量 。确定进给量f 2mm/r根据表5-116及CA6140车床的进给量(表5-57),选择f=0.3mm/r.由于是半精加工,切削力较小,故不需校核机床进给机构强度。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119,车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm,耐用度T= 30min.确定切削速度v 根据表5-120,用YT15硬质合金刀加工钢料、时,切削速度。 切削速度的修正系数为,其余的修正系数均为1(表2-9),故v=n=按CK6108A车床的转速,【表5-56】,选择n= 400r/min,则实际切削速度= 27.4m/min.半精加工机床功率也可不校验。最后确定的切削用量:, 确定半精车外圆,端面、台阶面的切削用量。用半精车采外圆YT15硬质合金车刀加工这些表面。切槽采用高速钢成型切槽刀。2)基本时间确定半精车外圆的的基本时间:确定半精车右端面的基本时间: 确定工序的基本时间: 6、工序6的切削用量及基本时间的确定1)切削用量 本工序为磨削加工【磨右端面和圆锥面】MQ1350磨床,砂轮PSA400100127A80M5B35表3-262)基本时间的确定 S7、工序7键槽的切削用量及时间的确定1)切削用量 本工序为半精铣槽,所选刀具为直柄立铣刀。,d=5mm,L=14mm机床选用X62型卧式铣床。 确定每齿进给量。本工序要求保证的表面粗糙度为m(侧槽面),根据表5-144,每转进给量,现取则 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.4mm;耐用度 T= 60min(表5-149)。 确定切削速度和工作台每分钟进给量 。按表2-17中公式计算,得 根据X62型卧式车床主轴转速表(表5-57)选择 ,实际切削速度 ,工作台每分钟进给量.根据X62型卧式车床工作台进给量表【表5-76】,选择.则实际每齿进给量为=0.032 .2)基本时间 8、工序 8切削用量及基本时间的确定1) 切削用量 本工序为钻孔,刀具选用直柄麻花钻头(GB/6135.3-1996),直径 使用切削液。 确定进给量f。由于孔径和深度均很小,宜采用手动进给。 选择钻头磨钝标准及耐用度。根据表5-130,钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm; 耐用度T=20min. 确定切削速度,由表5-132, 的45钢加工性属5类。根据表5-127,暂定进给量 ,由表5-131可查 根据Z3025立式钻床说明书选择主轴实际钻速。2)基本时间 钻盲孔基本时间需要15.6s.9、工序 9切削用量及基本时间的确定1)切削用量 本工序为攻螺纹,刀具选用丝锥(GB/3464-83),mm,使用切削液。 确定进给量f。采用机器加工。 选择丝锥磨钝标准及耐用度。根据表5-130,丝锥后刀面最大磨损量为 0.8mm; 耐用度T=20min. 确定切削速度,由表5-132, 的45钢加工性属5类。根据表5-127,暂定进给量 ,由表5-131可查 根据Z3025立式钻床说明书选择主轴实际钻速。2)基本时间 攻螺纹基本时间需要.=(六、参考文献1、机械加工工艺手册 李 洪主编 北京出版社2、机械制造工艺 徐宏海主编 化学工业出版社 3、机械加工工艺设计手册 张耀宸主编 航空工业出版社4、金属切削速查速算手册 陈宏钧主编 机械工业出版社5、机械工人切削手册 机械工业出版社6、机械工程师简明手册 河南科学技术出版社7、机械制造基础 刘建亭主编 机械工业出版社此外还有:1王绍俊.机械制造工艺设计手册. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,19812刘文剑 曹天河.夹具工程师手册.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,19873艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册(第三版).北京:机械工业出版社,200419机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140零(部件)图号产品名称车床零(部件)名称共一页第一页材料牌号45钢毛坯种类模锻件毛坯外型尺寸44mm126mm每毛坯可制件数1每台件数1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/s准终单件正火2粗车粗车小端面;粗车外圆17.2mm,20mm;粗车沟槽3mm2.15mm,车沟槽1.5mm1mm,3mm0.5mmCM6125机床三爪自定心卡盘1073粗车粗车大端面及41mm的外圆CM6125机床三爪自定心卡盘1194半精车半精车小端面,半精车外圆17.2mm,20mm,半精车沟槽3mm2.15mm,车倒角CM6125机床三爪自定心卡盘1205精车精车外圆17.2mm,20mmCM6125机床三爪自定心卡盘1156粗车粗车圆锥面CM6125机床三爪自定心卡盘1367半精车半精车圆锥面CM6125机床三爪自定心卡盘顶1158精车精车圆锥面CM6125机床三爪自定心卡盘1569抛光圆锥面抛光18510镀铬圆锥面镀铬13211钻孔钻14mm ,8.5mm的孔Z518钻床专用夹具10512扩孔扩14mm ,8.5mm的孔Z518钻床专用夹具18013攻螺纹攻M10螺纹专用夹具11814粗铣粗铣键槽5mm3mm14mmX62卧式铣床专用夹具16915半精铣半精铣5mm3mm14mmX62卧式铣床专用夹具12816去毛刺去除全部毛刺钳工台17终检按零件图样要求全面检查机械加工工序2卡片机械加工工序卡片产品型号CA6140零(部件)图号手柄轴产品名称车床零(部件)名称 第一页车间工序号工序名材料牌号2粗车45钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每件台数模锻件44mm126mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CM61251夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘, 工位器具编号工位器具名称工序时间/s准终单件119工序步 工步内容工艺装备主轴转速/r.s-1切削速度/m.s-1进给量/mm.r-1背吃刀量/mm进给次数工步工时/s机动辅助 1 车小端面,保持尺寸mmYT5 90偏刀,游标卡尺161.10.21.516 2 车外圆19.2mm171.10.4114 3 车外圆 mm171.10.40.8114 4 车沟槽保持尺寸3mm2,775mm,及 61.5mm100.58手动0.715车沟槽保持尺寸1.5mm1mm 及 3mm100.58手动16车沟槽保持尺寸3mm0.5mm及 20.5mm,102.5mm100.58手动1机械加工工序5卡片机械加工工序卡片产品型号CA6140零(部件)图号产品名称车床零(部件)名称 第一页车间工序号工序名材料牌号5粗车45钢毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每件台数模锻件44mm126mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CM61251夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘工位器具编号工位器具名称工序时间/s准终单件119工序步 工步内容工艺装备主轴转速/r.s-1切削速度/m.s-1进给量/mm.r-1背吃刀量/mm进给次数工步工时/s机动辅助 1 精车外圆17.2mmYT30 90偏刀,游标卡尺402.030.20.4514 2 精车外圆mm332.030.20.45113 课 程 设 计 说 明 书 机械制造技术基础设计题目:手柄轴(CA6140车床)的加工工艺钻8.5螺纹孔的钻床夹具设计学院:机械工程学院班级:机自0802学号:0401080231姓名:冯立正 指导:章军老师题目:设计“手柄轴(CA6140车床)”零件的机械加工工艺规程及相关工序内容:零件图 1张 毛坯图 1张 机械加工工艺过程卡片 1张 机械加工工序卡片 2张夹具装配图 1张夹具体零件图 1张课程设计说明书 1份目录一、 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 零件的作用- 3 2. 热处理- 33. 零件的生产类型- 3二、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图1.选择毛坯- 32.确定机械加工余量、毛胚尺寸和公差- 33.确定机械加工余量- 44确定毛坯尺-45.确定毛坯尺寸公差-56.设计毛坯图-5三、选择加工方法,制定工艺路线1.定位基准的选择-62.零件表面加工方法的选择-63.制定工艺路线-6四、工序设计1.选择加工设备与工艺装备-82.确定工序尺寸-9五、确定切削用量及基本时间-11六、夹具设计-20七 参考文献-22 一 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 零件的工艺性分析 通过对该零件图的重新绘制,知原图样的视图正确,完整,尺寸,公差及技术要求齐全。该零件属轴类回转体零件,它的所有表面均需切屑加工,各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。 表面粗糙度要求较高 需经多次切削才能满足要求,手柄处镀铬,在镀铬之前须进行抛光处理以使镀铬均匀。本零件的最难加工的地方就是在斜面上钻孔,且要保证孔与键槽成,需要专用夹具。总体来说,本零件的工艺性较好。2. 零件的生产类型 依设计的题目知:生产纲领 N = 30000万/年 , 生产类型为大批大量生产 零件是机床CA6140的手柄轴,质量为0.445Kg.二 选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图1. 选择毛坯该材料为45钢。该零件在工作过程中则经常承受交变载荷,因此应选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。零件属批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故采用摸锻成型。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。2确定机械加工余量,毛坯尺寸和公差钢质摸锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素。(1) 锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求,确定其锻件公差等级为普通级。(2) 锻件质量Mf 根据零件0.445kg,估算为mf=1.0kg.(3) 锻件形状复杂系数S S=Mf/Mn 该锻件为圆形,假设其最大直径为46mm,长126mm Mn = 1.6kg S = 1/1.6 = 0.62故该零件的形状复杂系数S属S2级。(4) 锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢,故该锻件的材质系数属M1级。(5) 零件表面粗糙度 由零件图可知,除17.2mm, 15.7mm 粗糙度Ra = 1.6,圆锥面处Ra=0.8,其余均为6.3。 3. 确定机械加工余量 根据锻件质量,零件表面粗糙度,形状复杂系数查表5-9,由此得单边余量在厚度方向为1.7-2.2mm,水平方向亦为1.7-2.2mm,即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm,各轴向尺寸的单面余量为1.7-2.2mm。 4 确定毛坯尺寸 上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。Ra小于1.6m的表面,余量要适当加大。分析本零件,除17.2mm, 15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均为6.3,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。综上所述,确定毛坯尺寸见下表 手柄轴毛坯(锻件)尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸17.2221.2224大端40圆锥面2445. 确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量,材质系数,形状复杂系数从表5-6,表5-7中查的。本零件毛坯尺寸允许偏差见下表 手柄轴毛坯(锻件)尺寸允许偏差锻件尺寸偏差根据21.2 表5-6244422表5-7102126 6 设计毛坯图(1) 确定圆角半径 锻件的外圆角半径按表5-12确定,内圆角半径按表5-13确定。分析本锻件可确定外圆角R2, R3内圆角R3(2) 确定模锻斜度 按表5-11,外模锻斜度= 3(3)确定分模位置由于毛坯为轴类锻件,应采取轴向分模。为了便于起模及便于发现上,下模在模锻过程中的错移,选择最大直径即圆锥面处的对称平面为分模面,分模线为直线,属平直分模线。(4)确定毛坯的热处理方式钢质毛坯经锻造后应安排正火,以消除残余的锻造应力,并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化,均匀的组织,从而改善加工性。三 选择加工方法,制定工艺路线1.定位基准的选择以44的外圆和端面为粗基准,以17.2的外圆和端面为精基准。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆,端面,键槽,倒角,倒圆,沟槽,锥面,孔,螺纹。(1)17.2的外圆面,未标注公差尺寸,表面粗糙度Ra 1.6,需要粗车,半精车,精车(2)20的外圆,公差等级IT6,需要粗车,半精车,精车。(3)圆锥面,为保证镀铬均匀,在镀铬之前圆锥面需要粗车,半精车,精车,保证Ra = 1.6 然后抛光。(4)槽3x2.15 表面粗糙度为Ra3.2,需要粗车,半精车 槽1.5x1 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可。 槽3x0.5 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可(5) 两孔的表面粗糙度Ra6.3 需钻,扩(6)键槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗铣,半精铣。(7)端面 本零件为回转体端面,尺寸精度要求不高,所以大端面粗车即可满足要求,但是小端面作为精基准应该粗车,半精车3制定工艺路线方案一工序1 正火工序2 以20mm处的外圆及端面定位,车大端面,粗车41的外圆工序3 以粗车后的40mm处外圆面及端面定位,粗车另一端面,粗车17.2mm的外圆,粗车20mm的外圆,车1.5mm1mm沟槽,粗车3mm0.5mm沟槽,粗车3mm2.15mm沟槽工序4 以粗车的20mm的外圆及端面定位 ,半精车,精车40mm的外圆。工序5 以精车后的40mm的外圆及端面定位,半精车,17.2mm的外圆,半精车20mm的外圆,半精车3mm2.15mm的沟槽工序6 精车17.2mm的外圆,精车20mm的外圆,车倒角。工序7 以20mm的外圆定位,粗车,半精车,精车圆锥面。工序8 粗铣,半精铣键槽工序9 抛光工序10 镀铬工序11 钻,扩14mm孔及 8.5mm的螺纹孔工序12 攻螺纹工序13 去毛刺工序14 终检 方案 二工序1 正火工序2 粗车小端面,粗车17.2mm的外圆,粗车20mm的外圆粗车,车1.5mmx1mm沟槽,粗车3mmx0.5mm沟槽,粗车3mm2.15mm沟槽工序3 粗车大端面及41mm的外圆工序4 半精车小端面,半精车,17.2mm的外圆,半精车20mm的外圆,半精车3mm2.15mm的沟槽,车倒角工序5 精车17.2mm的外圆,精车20mm的外圆工序6 以加工过的20mm外圆及端面定位,粗车圆锥面工序7 半精车圆锥面工序8 精车圆锥面工序9 抛光工序10 镀铬工序11 钻14mm的孔和8.5mm的螺纹孔工序12 扩14mm的孔和8.5mm的螺纹孔工序13 攻M10的螺纹工序14 以20mm圆柱面及端面定位铣键槽5mm3mm14mm工序15 去毛刺工序16 终检方案比较:方案二比方案一更容易保证尺寸精度,方案二以车过的41mm的外圆定位保证了定位精度,方案一的小端面知粗车一次可能不能保证要求的表面粗糙度,方案一的粗加工,精加工拍的比较混乱,不符合加工要求。 综上所述,工艺路线应选择方案二。四 工序设计1 选择加工设备与工艺装备(1) 选择机床 根据不同的工序选择机床。a 工序1-8是粗车合半精车。各工序的工步数不多,成批生产不要求很高的生产率,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,选CM6125即可。b 工序11 钻孔,可采用专用夹具在立式钻床上加工,故选Z525型立式钻床。c 工序14是用整体硬质合金直柄立铣刀粗铣,半精铣键槽,用选用卧式铣床。考虑本零件属成批生产,所选机床使用范围较广为宜,故选常用的X62型铣床能满足加工要求。d 工序13攻螺纹,需要丝锥。 ( 2 ) 选择夹具本零件处粗铣及半精铣槽,钻孔等工序需要专用夹具外,其他工序使用通用夹具即可,选用三抓自定心卡盘。(3) 选择刀具 根据不同的工序选择刀具 A 在车床上的加工工序,一般选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金,粗加工用YT5,半精加工用YT15,精加工用YT30.为提高生产率及经济性,应选用可转位车刀(GB5343.1-1985,GB5343.2-1985). B 铣刀按表5-104选直柄键槽铣刀键槽bxh=5mmx3mm,半精铣铣刀选择直径d = 5 mm l = 8mm L = 52mm由于粗铣后宽度方向单边余量1mm,故粗铣时的铣刀选择d=3mm l =5mm L =37mm C 钻头的选择(a) 14mm的孔 扩孔选择直柄扩孔钻 d = 14mm,L =160mm l=108mm钻孔是直径方向的余量4mm,所以钻孔时选择直柄麻花钻d = 13mm l= 151mm l1 = 101mm(b) 8.5mm的孔 扩孔选择直柄扩孔钻d = 8.8mm L=125mm l =81mm钻孔时直径方向余量1.5 mm ,选用直柄麻花钻 d =7mm l =109mm l1=69mm(4) 选择量具本零件属成批生产,一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求,尺寸和形状特点,选择如下。a 选择外圆量具 外圆可选用读数值0.02,测量范围0150游标卡尺(表5-108)b 选择加工轴向尺寸所用量具 轴向尺寸所用量具可选用读数值0.05,测量范围0150游标卡尺(表5-108)选择加工槽所用量具c 选择加工槽所用量具 槽经粗铣,半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为:粗铣时均为IT14;半精铣时 ,槽宽IT13,槽深为IT14.。均可选用读数值为0.02mm,测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。2 确定工序尺寸(1)确定圆柱面的工序尺寸 圆柱面多次加工的工序至于加工余量有关。本零件个圆柱表面的工序加工余量,工序尺寸及公差,表面粗糙度见下表 圆柱表面的工序加工余量,工序尺寸及公差,表面粗糙度 /mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度及经济加工精度粗车半精车精车粗车半精车精车粗车半精车精车17.2mm外圆21.10.917.2IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.620g6mm外圆1.61.50.9IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.641mm外圆3_41_IT13Ra 6.3_(2) 确定各孔的工序尺寸加工对象工序双边余量工序尺寸及公差钻扩钻扩14mm孔1318.5mm孔71.5 (3) 确定各端面工序加工余量 /mm工序加工表面总加工余量工序加工余量2小端面21.53大端面224小端面20.5 (4) 确定轴向尺寸 a 第一段17.2mm的长度L1,由尺寸链可得 L1 = 2mmb 第二段17.2mm的长度L2,求解尺寸链可得 L2 = 12.5mm c 第二段20mmm的长度L3,由尺寸链可得 L3 = d 圆锥面处的轴向长度L4, 由尺寸链可得 L4 = (5) 确定铣槽的工序尺寸 半精铣即可达到零件图样的要求,槽宽5mm, 粗铣后半精铣的余量1.5mm, 所以粗铣的宽度工序尺寸3.5mm(6) 圆锥面抛光直径余量 0.1mm五 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量 ,进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定,f,再确定v。1. 工序3切削用量及基本时间的确定 (1) 切削用量 本工序为粗车(车端面和外圆)。已知材料为45钢,= 670MPa,锻件,有外皮;机床为CM6125型卧式车床,工件装卡在三爪自定心卡盘中。确定粗车外圆41mm的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面,前角=12 后角=6 ,主偏角= 90 ,副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm a 确定背吃刀量 粗车双边余量为3.0mm 所以 1.5mm b 确定进给量f 根据表5-114,在粗车钢料,刀杆尺寸为16mm 25mm,小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量,选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求,故需进行校验。根据表5-123,当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N,满足要求。c 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119,车刀后刀面的最大磨损量为1mm,可转位车刀耐用度T =30min d 确定切削速度V 根据表5-120,当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1400.80.650.811.15 = 67.8m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 44 = 491 r/min按CM6125车床的转速,选择 n = 500 r/min e 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时, = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 := 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min (2) 基本时间 a 确定粗车41mm的外圆基本时间根据表2-21 ,车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1所以Tj1= 8 S b 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (dd1) + + + d = 44mm = 2mm = 4mm = 0所以 Tj2 = 18S因此,总的切削基本时间为26S. 2 工序2切削用量确定(1) 确定粗车19.2mm 外圆的切削用量所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面,前角=12 后角=6 ,主偏角= 90 ,副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm (a) 确定背吃刀量 粗车双边余量为2mm 所以 = 1mm (b ) 确定进给量f 根据表5-114,在粗车钢料,刀杆尺寸为16mm 25mm,小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量,选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求,故需进行校验。根据表5-123,当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N,满足要求。(c) 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119,车刀后刀面的最大磨损量为1mm,可转位车刀耐用度T =30min (d) 确定切削速度V 根据表5-120,当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.80.650.811.15 = 66m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 21.2 = 954 r/min按CM6125车床的转速,选择 n = 1000 r/min (e) 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时, = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 := 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min(2)粗车22.4mm外圆的切削用量所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面,前角=12 后角=6 ,主偏角= 90 ,副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm (a) 确定背吃刀量 粗车双边余量为1.6mm 所以 = 0.8mm (b) 确定进给量f 根据表5-114,在粗车钢料,刀杆尺寸为16mm 25mm,小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量,选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求,故需进行校验。根据表5-123,当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N,满足要求。(c) 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119,车刀后刀面的最大磨损量为1mm,可转位车刀耐用度T =30min (d) 确定切削速度V 根据表5-120,当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.80.650.811.15 = 66m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 24 = 875 r/min按CM6125车床的转速,选择 n = 1000 r/min (e) 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时, = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 := 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min(3)粗车端面的切削用量= 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min(4) 确定沟槽的切削用量 进给量f 手动 转速v = 630r/min工序2基本时间确定(a) 确定粗车19.2mm的外圆基本时间根据表2-21 ,车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1所以Tj1= 4 S(b) 确定粗车22.4mm的外圆基本时间根据表2-21 ,车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=82mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1所以Tj1= 14 S(c) 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (dd1)/2 + + +d = 24mm = 2mm = 4mm = 0所以 Tj2 = 6S因此,总的基本时间为24S3 工序5切削用量确定(1)确定精车外圆17.2mm的切削用量。所选刀具为YT30硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面,前角=12 后角=6 ,主偏角= 30 ,副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm (a) 确定背吃刀量 粗车双边余量为0.9mm 所以 =0.45mm( b) 确定进给量f 根据表5-114,在精车钢料,刀杆尺寸为16mm 25mm,小于等于3.0mm , 按CM6125车床的进给量,选择f =0.2mm/r(c)速度V 根据表5-120,当用Y30硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.81.40.811.15 = 145m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 18.1= 2549r/min按CM6125车床的转速,选择 n = 2500r/min 精车20mm外圆切削用量确定所选刀具为YT30硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面,前角=12 后角=6 ,主偏角= 30 ,副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm a 确定背吃刀量 粗车双边余量为0.9mm 所以 =0.45mm b 确定进给量f 根据表5-114,在精车钢料,刀杆尺寸为16mm 25mm,小于等于3.0mm , 按CM6125车床的进给量,选择f =0.2mm/rc 确定切削速度V 根据表5-120,当用Y30硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.81.40.811.15 = 145m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 20.9= 2208r/min按CM6125车床的转速,选择 n = 2000r/min (2) 基本时间确定确定精车17.2mm的外圆基本时间根据表2-21 ,车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1所以Tj1= 4 S确定精车20mm的外圆基本时间根据表2-21 ,车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=82mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1所以Tj1= 13S因此 ,总的基本时间为15S (4) 工序6切削用量确定(1) 切削用量 本工序为粗车圆锥面。已知材料为45钢,= 670MPa,锻件,有外皮;机床为CM6125型卧式车床,工件装卡在三爪自定心卡盘中。确定粗车圆锥面的切削用量(以小端确定)。所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113,选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面,前角=12 后角=6 ,主偏角= 90 ,副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm a 确定背吃刀量 粗车双边余量为5.0mm 所以 = 2.5mm b 确定进给量f 根据表5-114,在粗车钢料,刀杆尺寸为16mm 25mm,小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量,选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求,故需进行校验。根据表5-123,当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N,满足要求。c 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119,车刀后刀面的最大磨损量为1mm,可转位车刀耐用度T =30min d 确定切削速度V 根据表5-120,当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1400.80.650.811.15 = 67.8m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 41 = 526r/min按CM6125车床的转速,选择 n = 500 r/min e 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时, = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 :=2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min (2) 基本时间 确定粗车圆锥面的基本时间根据表2-21 ,车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1所以Tj1= 8 S六 夹具设计 本夹具是工序11用麻花钻钻14,8.5孔的专用夹具,所设计的夹具装配图,供需简图及夹具体零件图如图所示。有关说明如下。(1) 定位方案 工件以 20的圆柱面及圆锥大端面为定位基准,采用V形块和平面的组合定位方案,两个V形块限制4个自由度,右边V形块的右端面限制一个自由度,共限制5个自由度。孔在圆周上无位置要求,该自由度不用限制。(2) 夹紧机构 根据生产率要求,运用手动夹紧可以满足。采用二位螺旋压板夹紧机构,拧紧螺母即可实现压紧,使用方便。压板夹紧力主要作用是防止工件在钻销力的作用下摆动和震动,手动螺旋夹紧是可靠的,可免去夹紧力计算。(3) 导引装置 为方便快捷的钻14 8.5两个孔,本夹具采用快换钻套,刀具在钻套的引导下准确的钻孔。(4) 夹具与机床的连接元件 采用10的定位销确定夹具与机床的相对正确位置,夹具体底座上开有两个U 形槽,用M14的螺栓固定在机床工作台上。(5) 夹具体 工件的定位元件,夹紧元件,导引装置用螺钉与夹具体底座连接起来,夹具体底座铸造加工出来,这样该夹具便有机连接起来,实现定位,夹紧,导引等功能。(6) 使用说明 安装工件时,松开右边铰链螺栓上的螺母,将两个铰链螺栓顺时针转动一个角度,然后将两块压板后撤,把工件放在V形块上,注意工件的圆锥大端面一定要紧贴在右边V 形块的右端面,实现可靠定位,然后把铰链螺栓放在铰链压板的U 形槽中,拧紧螺母实现可靠夹紧。(7) 结构特点 该夹具结构简单,操作方便。但斜面的制造误差以及V 形块在斜面上的安装误差,使孔的加工位置精度受到了限制,故适用于加工要求不高的场合。(8) 定位误差计算 工件采用V 形块定位,V 形块的定位误差= = 0.002692 因为斜面角度为15度,所以工件的水平方向的定位误差为y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,满足定位要求。七 参考文献1、机械制造技术基础课程设计指南 主编: 崇凯 2、金属加工工艺及工装设计 主编: 黄如林 汪群3、工程图学 主编: 鲁屏宇4、机械制造装备设计 主编: 冯辛安23
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