輸出軸的鉆2-φ8斜孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含3張CAD圖
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任務(wù)書(shū)
題目:設(shè)計(jì)“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備
內(nèi)容:
年產(chǎn)量:6000件
設(shè)計(jì)內(nèi)容:
繪制零件圖 3號(hào)或2號(hào) 1張
繪制毛坯圖 3號(hào)或2號(hào) 1張
工藝過(guò)程綜合卡 1號(hào) 1張
夾具總圖 1號(hào)或0號(hào) 1張
設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 20頁(yè)以上
時(shí)間分配 1)分析零件,畫(huà)零件圖 畫(huà)毛坯圖
共2天
2)制定工藝過(guò)程,填寫(xiě)綜合卡 5.5天
3)設(shè)計(jì)夾具 6天
4)編寫(xiě)說(shuō)明書(shū),答辯 1.5天
目錄
前 言: 1
一、零件的分析 2
1.技術(shù)要求分析 2
2.零件的工藝分析 2
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3
1.確定毛坯的制造形式 3
1.1選擇毛坯 3
1.2毛坯尺寸的確定 3
2.基面的選擇 4
2.1定位基準(zhǔn)的選擇 4
3.選擇加工方法,制定加工藝路線 4
3.1加工方法的選擇 4
3.2制定工藝路線 5
3.3選擇加工設(shè)備與工藝裝備 7
3.4選用夾具 8
3.5選用刀具 8
3.6選擇量具 8
3.7確定工序尺寸 9
四、確定切削用量及基本工時(shí) 12
1.切削用量 12
五、夾具設(shè)計(jì) 19
1.確定定位方式,選擇定位元件 19
2.確定工件夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 19
3.確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸 21
六、結(jié)論 23
七、參考文獻(xiàn) 24
輸出軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
前 言:
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接,也是一次理論聯(lián)系實(shí)際訓(xùn)練。因此,它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言,我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我也相信通過(guò)課程設(shè)計(jì)能將零碎的知識(shí)點(diǎn)都聯(lián)系起來(lái),系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計(jì)。
本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝學(xué)這門(mén)課程的一個(gè)階段總結(jié),是對(duì)課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程。由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)所限,設(shè)計(jì)會(huì)有許多不足之處,所以懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。
一、零件的分析
1.技術(shù)要求分析
? 題目所給定的零件車床輸出軸,其主要作用,一是傳遞轉(zhuǎn)矩,使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力;二是工作過(guò)程中經(jīng)常承受載荷;三是支撐傳動(dòng)零部件。零件的材料為45鋼,是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼,綜合力學(xué)性能良好,淬透性低,水淬時(shí)易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件,選用鑄件。
2.零件的工藝分析
從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面,φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面,10個(gè)φ20的通孔,圖中所給的尺寸精度不太高,大部分是IT7級(jí);粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um,要求不高;位置要求較嚴(yán)格,表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對(duì)φ75、φ60外圓軸線的跳動(dòng)量為0.04mm, φ20孔的軸線對(duì)φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對(duì)φ55外圓軸線的對(duì)稱度為.0.08mm;熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理,到200HBW,保持均勻。 通過(guò)分析該零件,其布局合理,方便加工,我們通過(guò)徑向夾緊可保證其加工要求,整個(gè)圖面清晰,尺寸完整合理,能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小,符合要求。
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
1.確定毛坯的制造形式
1.1選擇毛坯
毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用,材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性,毛坯的制造方法主要有以下幾種:1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料,推薦用型材或鍛件,但從經(jīng)濟(jì)方面著想,如用型材中的棒料,加工余量太大,這樣不僅浪費(fèi)材料,而且還增加機(jī)床,刀具及能源等消耗,而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度,沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量,所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。
1.2毛坯尺寸的確定
毛坯(鍛件)圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的,經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知精車-半精車-各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>。鑄件外圓角半徑:;內(nèi)圓角半徑:。,拔模斜度為3°。下圖為本零件的毛坯
毛坯圖
2.基面的選擇
2.1定位基準(zhǔn)的選擇
本零件為帶孔的軸類零件,孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)),為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選回轉(zhuǎn)軸線為定位基準(zhǔn),即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。由于本零件全部表面都需要加工,而孔作為精基準(zhǔn),應(yīng)先進(jìn)行加工,因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。
3.選擇加工方法,制定加工藝路線
3.1加工方法的選擇
⑴回轉(zhuǎn)體表面面的加工:面的加工方法有很多,本零件主要是加工外圓面和端面。φ55、φ60外圓面的加工精度采用7級(jí)精度可以滿足要求,故可采取粗車-半精車-的加工方式。φ65、φ75外圓面的加工精度要采用7級(jí)精度才能達(dá)到要求,故采用粗車-半精車-的加工方式。
⑵孔的加工:孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。對(duì)于內(nèi)孔采取在車床上鉆孔的方式。原因是結(jié)構(gòu)緊湊,重量不大,適用于車削加工。通孔10×φ20采用在車床上鉆孔的方式,斜孔2×φ8在鉆床床鉆。
⑶鍵槽的加工:零件上的鍵槽在銑床上銑。其公差等級(jí)為IT7,兩側(cè)的粗糙度為Ra3.2μm,槽底面的粗糙度為Ra6.3μm??刹捎勉娤鞯募庸し绞健?
⑷兩端面的加工:端面的加工在銑床上進(jìn)行,其公差等級(jí)為IT7,粗糙度的要求分別為Ra25μm,Ra,12.5μm。
3.2制定工藝路線
制定工藝路線是制定工藝規(guī)程最重要的工作,也體現(xiàn)了工藝師工藝水平的重要方面。其原則是,在保證零件的幾何形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)率,降低成本,取得好的經(jīng)濟(jì)效益。
工藝路線的確定:
⑴基準(zhǔn)先行原則 該零件加工時(shí)應(yīng)該先φ55端面為粗基準(zhǔn)加工φ176外圓面及其端面,再以φ176為基準(zhǔn)加工φ55端面及其外圓面。
⑵先粗后精原則 先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗加工將在較短時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金屬切削效率,另一方面滿足精車的余量均勻性要求,若粗加工后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí),則要安排半精加工。
⑶先面后孔原則 對(duì)該零件應(yīng)該先加工圓柱表面,后加工孔,這樣安排加工順序,一方面是利用加工過(guò)的平面定位,穩(wěn)定可靠,另一方面是在加工過(guò)的平面上加工孔,比較容易,并能提高孔的加工精度。
⑷先主后次原則 先加工主要表面,后加工次要表面。這里的主要表面是指基準(zhǔn)面,主要工作面。次要表面是指鍵槽、內(nèi)孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求。因此,在主要表面達(dá)到一定的精度之后,再以主要表面定位加工次要表面。
工藝路線安排如下:
⒈工序1? 備料、模鍛。
⒉工序2? 用三爪卡盤(pán)定位φ80回轉(zhuǎn)體表面,粗車φ176外圓和端面。粗車φ50、φ80、φ104內(nèi)孔和中心孔。
⒊工序3? 用三爪卡盤(pán)定位φ176回轉(zhuǎn)體表面,粗車φ55外圓柱表面和端面并且粗車φ60、φ65、φ75的回轉(zhuǎn)體表面和中心孔。
⒋工序4 熱處理:調(diào)質(zhì)處理硬度為200-230HBW。
⒌工序5 用三爪卡盤(pán)定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,以兩個(gè)中心孔為定位基準(zhǔn),半精車φ176外圓柱表面和端面并且半精車內(nèi)孔和φ50、φ80、φ104并倒角。
⒍工序6 用三爪卡盤(pán)定位φ176回轉(zhuǎn)體表面,以兩個(gè)中心孔為定位基準(zhǔn),半精車φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面和端面,并倒角。
7.工序7 用三爪卡盤(pán)定位φ176回轉(zhuǎn)體表面,以兩個(gè)中心孔為定位基準(zhǔn),銑鍵槽。
8.工序8 用三爪卡盤(pán)定位φ55回轉(zhuǎn)體表面,以兩個(gè)中心孔為定位基準(zhǔn),鉆,擴(kuò)孔10×φ20
9.工序9 用專用夾具一面一孔加一菱形銷定位,鉆2XΦ8的孔
10.工序10 用三爪卡盤(pán)定位φ176回轉(zhuǎn)體表面,以兩個(gè)中心孔為定位基準(zhǔn),磨削φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。
3.3選擇加工設(shè)備與工藝裝備
選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床
選擇加工設(shè)備及選擇機(jī)床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn),選擇了加工方式,機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào),取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。最終選擇的機(jī)床,其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng),初步選定的機(jī)床如下:
工序7銑鍵槽,用的設(shè)備是X51立式銑床。
工序8中鉆、擴(kuò)、鉸孔10×φ20,工序8中鉆斜孔2×φ8,選用Z3025鉆床。
工序9磨外圓,用的設(shè)備是M120外圓磨床。
其余工序如加工端面和外圓,都可以在CA6140臥式車床進(jìn)行。
3.4選用夾具
本零件除銑銷,鉆小孔等工序需要專用夾具外,其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤(pán)和心軸。
3.5選用刀具
由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率,工件的加工精度,已加工表面質(zhì)量,刀具的磨損和加工成本,所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個(gè)重要部分,刀具應(yīng)具有高剛度,足夠的強(qiáng)度和韌度,高耐磨性,良好的導(dǎo)熱性,良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性,抗粘接性,化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼,推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具,因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r(shí)摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時(shí)刀具磨損小壽命長(zhǎng),所以加工45鋼這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合金的刀具。粗車外圓柱面: 90°半精車外圓柱面:前角為90°的車刀。鉆頭:高速鋼刀具,直徑為φ30;直徑為φ18;擴(kuò)孔鉆:直徑為φ19.8。
3.6選擇量具
本零件屬大批大量生產(chǎn),一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn),參考參考文獻(xiàn)[4]》相關(guān)資料,選擇如下:讀數(shù)值0.02、測(cè)量范圍0~150游標(biāo)卡尺,讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍0~150游標(biāo)卡尺。讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50~125的內(nèi)徑千分尺,讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50~125的外徑千分尺,讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50~125的內(nèi)徑百分表。
3.7確定工序尺寸
確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量(毛坯余量),應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量,然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見(jiàn)下表:
⑴外圓柱面φ176 軸段加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
2.5
IT10
6.3
176
粗車
3
IT12
12.5
179
毛坯
±2
181.5
⑵外圓柱面φ55軸段加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT7
3.2
55
粗車
2.5
IT10
6.3
56.5
毛坯
±2
59
⑶φ60軸段加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT10
3.2
60
粗 車
2.5
IT12
6.3
61.5
毛 坯
±2
64
⑷φ65軸段加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT10
3.2
65
粗車
2.5
IT12
6.3
66.5
毛坯
±2
69
⑸φ75軸段加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT10
3.2
75
粗車
2.5
IT12
6.3
76.5
毛坯
±2
79
⑹φ104內(nèi)孔加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT7
3.2
104
粗車
2.5
IT10
6.3
105.5
毛坯
±2
108
⑺φ80內(nèi)孔加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT7
3.2
80
粗車
2.5
IT10
6.3
81.5
毛坯
±2
84
⑻φ50內(nèi)孔加工余量計(jì)算
工序名稱
工序間
余量/mm
工 序
工序基本尺寸/mm
標(biāo)注工序
尺寸公差/mm
經(jīng)濟(jì)精度/mm
表面粗糙度Ra/μm
半精車
1.5
IT7
3.2
50
粗車
2.5
IT10
6.3
51.5
毛坯
±2
54
四、確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。確定順序是確定、,再確定。本說(shuō)明書(shū)選取工序1粗車外圓為例確定其切削用量及基本時(shí)間。
1.切削用量
1)加工外圓柱面φ176
粗車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知:f=0.8~1.2mm/r取f=0.81mm/r ap=2.5mm 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70~90 m/min取Vc=80 m/min 則n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=125r/min故實(shí)際切削速度:Vc=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min校核功率:Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=73.4 m/min,n=125r/min,f=0.81mm/r。
2)加工外圓柱面φ55
粗車:確定進(jìn)給量f:查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知f=0.6~0.9mm/r 結(jié)合CA6140說(shuō)明書(shū)取f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查 《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70~90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 70.34m/min,n=320r/min f=0.71mm/r。
半精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知:
f=0.25~0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min
故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得n=660 r/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.75,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=120m/min,n=660r/min f=0.3mm/r。
3)加工外圓柱面φ60
粗車:d=70 確定進(jìn)給量f:查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知f=0.6~0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70~90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8 Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=70.34m/min,n=400r/min f=0.71mm/r。
半精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知:f=0.4~0.5mm/r 取f=0.45 ap=0.9mm 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知:Vc=1.667~2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得n=550 r/min 則Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 100.7m/min,n=510r/min ,f=0.45mm/r
精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》知: f=0.13~0.18mm/r 取f=0.15 mm/r再查外圓切削數(shù)據(jù)表知:Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min圓整得n=630 r/min取ap=0.55mm 故實(shí)際切削速度:Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 120.87m/min,n=630r/min f=0.15mm/r。
4)加工外圓柱面φ65
粗車:確定進(jìn)給量f:查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知f=0.6~0.9mm/r取f=0.71mm/r,查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70~90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm,功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=70.34m/min,n=320r/min, f=0.71mm/r。
半精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知:f=0.4~0.5mm/r 取f=0.45mm/r再查外圓切削數(shù)據(jù)表知:Vc=1.667~2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得n=510 r/min 取ap=0.9mm Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×108.7×0.45/60000=1.7Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=108.7m/min,n=510r/min f=0.45mm/r。
5)加工外圓柱面φ75
粗車: 確定進(jìn)給量f:查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知f=0.6~0.9mm/r取f=0.71mm/r查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70~90 m/min取Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min 取ap=2.5mm 校核功率:Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 80.384m/min,n=320r/min, f=0.71mm/r。
半精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知:f=0.4~0.5mm/r 取f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知:Vc=1.667~2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=1000×108/3.14×77.9=441.5r/min 圓整得n=450 r/min取ap=0.9mm Vc=n d/1000=450×3.14×77.9/1000=110m/min 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×110×0.45/60000=1.7Kw。由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 110m/min,n=450r/min f=0.45mm/r。
6)加工內(nèi)圓柱面φ80
車孔:查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P297知 f=0.35~0.40mm/r,Vc=0.833 ~1.666m/s取f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s;故n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min ,取ap=3mm校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 46.5m/min,n=200r/min f=0.35mm/r。
7)加工通孔φ20
鉆孔:鉆φ19.8的底孔:
查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》得:f=0.33~0.38mm/r, 取f=0.36 mm/r; Vc=0.96 ~1.13m/s, 取Vc =1m/s故n=1000Vc/ d=1000×60/3.14×19.8=965.1r/min根據(jù)X51機(jī)床說(shuō)明書(shū)得:n=945r/min故實(shí)際切削速度 Vc=n d/1000=945×3.14×19.8/1000=58.75m/min ,又取ap=6 mm 校核功率:Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×6×60.3×0.36/60000=5.0Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 23.1m/min,n=409r/min, f=0.2mm/r
8) 加工端面
粗車:查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得: f=0.66mm/r ,Vc=108m/min n=1000Vc/πd=190r/min。 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min 取ap=2mm 校核功率: Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.66×110.5/60000=5.6Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為η=0.8,機(jī)床功率Pc×η>Pm,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=110.5m/min,n=200r/min,f=0.66mm/r。
半精車:查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得:f=0.41mm/r ap=0.5mm Vc=120m/min n=1000Vc/πd=217.1r/min 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×0.5×0.41×120/60000=0.94Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw,效率為η=0.8,機(jī)床功率Pc×η>Pm,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc=120 m/min,n=217.1r/min,f=0.41mm/r。
9)銑鍵槽
粗銑:fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min Vf=n×fz=114.6mm/r功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×5×0.12×90/60000=2.07Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=4.5 Kw,效率為η=0.8,機(jī)床功率Pc×η>Pm,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 89m/min,n=945r/min,縱向Vf=105mm/r,橫向Vf=100 mm/r。
2.基本時(shí)間
確定粗車外圓的基本時(shí)間t
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時(shí)間為:
根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時(shí)間為:
式中:,,,,,
則
其余工步切削用量及基本工時(shí)計(jì)算從略
五、夾具設(shè)計(jì)
本夾具是第9道工序鉆斜孔的專用夾具。刀具為麻花鉆。
在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較高。因此,本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實(shí)現(xiàn)夾具。下面是夾具設(shè)計(jì)過(guò)程:
1.確定定位方式,選擇定位元件
工件以中心孔為定位基準(zhǔn),如圖,采用一面一孔加一菱形銷的定位方式,其中,一端面限制3個(gè)自由度,中心孔限制2個(gè)自由度,菱形銷限制1個(gè)自由度,共限制6個(gè)自由度屬完全定位。
2.確定工件夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)
在機(jī)械加工過(guò)程中,工件會(huì)受到切削力、摩擦力等外力的作用,為了保證在這些外力的作用下,工件仍能在夾具中保持定位的正確位置,而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動(dòng),一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置,把工件壓緊夾牢在定位元件上。本設(shè)計(jì)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)壓緊。
切削力計(jì)算:
刀具:高速鋼麻花鉆,鉆頭直徑為8mm
鉆孔時(shí)軸向力 (查《切削手冊(cè)》)
公式中=600,=1 , 0.7 ,是修正系數(shù)
所以
夾緊力計(jì)算:
螺旋夾緊力的計(jì)算,根據(jù):《機(jī)械制造工藝學(xué)》[2] 的公式:
式中, ——作用在扳手上的力(N); L——作用力的力臂(mm);
——螺紋中徑(mm); α ——螺紋升角(°);
——螺紋副的當(dāng)量摩擦角(°); ——螺桿(或螺母)端部與工件(或壓板)之間的當(dāng)量摩擦角(° );
r′——螺桿(或螺母)端部與工件(或壓板)之間的當(dāng)量摩擦半徑(mm)。
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[12] 表 1-2-8,表 1-2-9,表 1-2-10 查得=,
,,又,,取,。
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[12]表 1-2-12 知 M8 螺栓的許用夾緊力為 10300N,2576.5N小于該值,夾緊力滿足要求。
3.確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸
六、結(jié)論
本次的《機(jī)械加工技術(shù)》課程設(shè)計(jì)讓我又重新溫習(xí)了書(shū)本上的內(nèi)容,我明白了不論什么時(shí)候不管干什么事總是離不開(kāi)書(shū)本,不管什么時(shí)候從書(shū)上我們總可以找得到我們想要的東西。書(shū)上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)的,而基礎(chǔ)正是向更深的領(lǐng)域邁進(jìn),沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)我們永遠(yuǎn)都不會(huì)享受到成功的喜悅。這次的設(shè)計(jì)我基本上是滿意的,因?yàn)檫@是我和本組同學(xué)共同完成的這次設(shè)計(jì)。在此之前我總是莫名其妙感到茫然,不知道從何下手,后來(lái),經(jīng)過(guò)和同學(xué)的交流以及在網(wǎng)上查找資料,我終于知道了從哪開(kāi)始下手。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)使我明白了一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思路往往可以省掉一大半的時(shí)間,所以我感覺(jué)今后不論設(shè)計(jì)什么,一定要在設(shè)計(jì)思路上下工夫,哪怕前期很慢很慢,但是一旦有了思路那么后期的制作就會(huì)勢(shì)如破竹,會(huì)節(jié)省很大一部分的時(shí)間的。所以我建議同學(xué)們以后一定要在這方面下工夫。還有在繪制各種零件圖或毛坯圖的時(shí)候,一定要細(xì)心不能馬虎一點(diǎn),因?yàn)檫@些圖都比較煩瑣,所以必須一步一步來(lái),不可貪圖方便。
本次的課程設(shè)計(jì),老師要求得很嚴(yán)格,很感謝老師為我們這么的盡心和盡責(zé)。我們一定不會(huì)辜負(fù)老師的期望,一定會(huì)努力的學(xué)好每一門(mén)知識(shí),不能有驕傲和自滿的情緒。更加努力的完善和充實(shí)自己,為自己的美好明天努力奮斗。在最后仍然要再次謝謝老師對(duì)我們辛勤的輔導(dǎo),我們一定不會(huì)辜負(fù)您的期望,請(qǐng)您放心。
七、參考文獻(xiàn)
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[5] 吳宗澤.羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社,2012
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加工
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輸出軸的鉆2-φ8斜孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含3張CAD圖,輸出,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,CAD
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