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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,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計(jì)能將零碎的知識點(diǎn)都聯(lián)系起來,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)這門課程的一個(gè)階段總結(jié),是對課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用過程。由于知識和經(jīng)驗(yàn)所限,設(shè)計(jì)會有許多不足之處,所以懇請老師給予指導(dǎo)。
一·零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
(一) 零件的作用
題目所給定的零件為CA6140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)的動力;二是工作過程中經(jīng)常承受載荷;三是支撐傳動零部件。
(二)零件的材料及其力學(xué)性能
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。小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理,大型件宜采用正火處理。其價(jià)格較便宜,經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火后可得到較好的切削性能,而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能,局部淬火后再回火,表面硬度可達(dá)52HRC-45HRC.
1技術(shù)要求分析
?題目所給定的零件輸出軸,其主要作用:一是傳遞轉(zhuǎn)矩,使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力;二是工作過程中承受載荷;三是支撐傳動零部件。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,淬火時(shí)易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件,選用鑄件。由于是大批量生產(chǎn),故采用模鍛。
2零件的工藝分析
結(jié)構(gòu)比較簡單,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高,大部分是IT6級;
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φ75、φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm, φ20孔的軸線對φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對φ55外圓軸線的對稱度為.0.08mm;
熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理,到200HBS,保持均勻。 通過分析該零件,其布局合理,方便加工,我們通過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。
3軸類零件的裝夾
軸類零件的加工通常采用三爪卡盤,三爪卡盤能自動定心,裝卸工件快。但是由于夾具的制造和裝夾誤差,其定心精度約為0.05—0.10mm左右。由于零件較長,常采用一夾一頂?shù)难b夾法,即工件定的一端用車床主軸上的卡盤夾緊,另一端用尾座頂尖支撐,這樣就克服了剛性差不能承受重切削的缺點(diǎn),為進(jìn)一步提高加工精度,可采用中心架作中間輔助支撐,適用于半精加工和精加工。
二·選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖
1選擇毛坯
軸類零件最常用的毛坯是棒料和鍛件,只有某些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸(如曲軸),在質(zhì)量允許下采用鍛件。由于毛坯經(jīng)過加熱,鍛造后能使金屬內(nèi)部的纖維組織表面均與分布,可獲得較高的抗拉,抗彎及抗扭強(qiáng)度,所以除光軸外直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋棒料或冷軋棒料,一般比較重要的軸大部分都采用鍛件,這樣既可以改善力學(xué)性能,又能節(jié)約材料,減少機(jī)械加工量。
根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小,毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛。自由鍛多用于中小批量生產(chǎn);模鍛適用于大批量生產(chǎn),而且毛坯制造精度高,加工余量小,生產(chǎn)效率高,可以鍛造形狀復(fù)雜的毛坯。本零件生產(chǎn)批量為大批量,所以綜上所敘選擇模鍛。
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》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量。結(jié)果為:外圓角半徑:;內(nèi)圓角半徑:。外模鍛斜度,內(nèi)模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖
毛坯圖
選加工方法,制定加工藝路線
1定位基準(zhǔn)的選擇
本零件為帶孔的管狀零件,孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)),為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選孔為定位基準(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)。工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí),一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn),這個(gè)是粗基準(zhǔn),該零件選用φ55外圓柱面作為粗基準(zhǔn)來加工φ176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則,在以后的工序中,則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn),φ176的外圓柱面和右端面作為定位基準(zhǔn),這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合,基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠,為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。
2零件表面加工方法的選擇
當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。
①粗加工階段:其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品,因此,主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率,去除內(nèi)孔,端面以及外圓表面的大部分余量,并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn),如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。
②半精加工階段:其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量,為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面,φ80、φ20孔等。
③精加工階段:其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度,留一定的精加工余量,為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求,主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。
熱處理工序的安排:熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能,消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能。熱處理主要分:預(yù)備熱處理,最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等。本零件輸出軸材料為45鋼,在加工過程中預(yù)備熱處理是在毛坯鍛造之后消除零件的內(nèi)應(yīng)力。
基面先行原則
該零件進(jìn)行加工時(shí),要將端面先加工,再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來加工,因?yàn)樽蠖嗣婧挺?5外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的,才能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確,從而保證各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出來。
先粗后精
即要先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗車將在較短時(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,若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí),則要安排半精車,以此為精車做準(zhǔn)備。
先面后孔
對該零件應(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的平面定位,穩(wěn)定可靠,另一方面是在加工過的平面上加工孔,比較容易,并能提高孔的加工精度,所以對于輸出軸來講先加工φ176外圓柱面,做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。
工序劃分的確定
工序集中與工序分散:工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多,工序集中使總工序數(shù)減少,這樣就減少了安裝次數(shù),可以使裝夾時(shí)間減少,減少夾具數(shù)目,并且利于采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行,每道工序的內(nèi)容很少,最少時(shí)每道工序只包括一簡單工步,工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備,刀具等比較簡單,機(jī)床調(diào)整工作簡化,對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。
同樣在該零件的加工方法的選擇中,我們考慮了工件的具體情況和我們學(xué)校的具體加工條件,一般我們按加工順序來闡述加工方案:
加工表面? ? ? ? 表面粗糙度? ? ? ? 公差/精度等級? ? ? 加工方法
φ176外圓柱面? ? ? ? Ra12.5? ? 自由公差? ? ? 粗車
φ176端面 Ra3.2 IT7? 粗車-半精車
φ55外圓柱表面? ? ? ? Ra1.6? ? ? ? IT6? ? ? ? 粗車-半精車-精車
φ60外圓柱面? ? ? ? Ra0.8? ? ? ? IT6? ? ? ? 粗車-半精車-精車
φ65外圓柱面? ? ? ? Ra1.6? ? ? ? IT6? ? ? ? 粗車-半精車-精車
φ75外圓柱面? ? ? ? Ra0.8? ? ? ? IT6? ? ? ? 粗車-半精車-精車
中心孔 Ra1.6 IT6 鉆孔-鉸孔
φ50內(nèi)圓柱面? ? ? ? Ra6.3? ? ? ? 自由公差? 粗銑
φ80孔? ? ? ? Ra3.2? ? ? IT7? ? ? ? 粗鏜-半精鏜-精鏜φ104孔? ? ? ? Ra6.3? ? ? ? 自由公差? ? 粗鏜
φ20通孔? ? ? ? Ra3.2? ? ? ? IT7? ? ? ?鉆孔-擴(kuò)孔-鉸孔
左端面? ? ? ? Ra6.3? ? ? ? ? ? ? ? 粗車
右端面? ? ? ? Ra1.6? ? ? ? ? ? ? ? 粗車-精車
鍵槽? ? ? ? Ra3.2? ? ? ? IT9? ? ? ? 粗銑-半精銑-精銑
倒角? ? ? ? Ra6.3? ? ? ? ? ? ? 粗車?
3制定藝路線
按照先加工基準(zhǔn)面,先粗后精,基準(zhǔn)統(tǒng)一等原則,該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行:
備料---模鍛---車端面打中心孔---粗車外圓---調(diào)質(zhì)---車端面修中心孔---精車外圓---精鏜孔—鉆均布的孔—銑鍵槽—鉆斜孔—去毛刺—檢驗(yàn)
考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況,采用工序分散輔助工序的安排:輔助工序一般包括去毛刺,倒棱角,清洗,除銹,退磁,檢驗(yàn)等??梢猿醪酱_定加工工藝路線,具體方案如下:
' `8 v方案
% F, ]' s+ C9 o0 Q4 d" F3 B三維網(wǎng)技術(shù)論壇1? ? 備料三維網(wǎng)技術(shù)論壇0 {: Z6 E# x; y! c. a
鍛造毛坯三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 u1 R( z0 k* V# l$ e0 Q# }' w" I' g5 H8 G: }#* a: v1 M" C# h三
2 ? 粗車網(wǎng)技術(shù)論壇. p# G3 v% l$ ^" q3 t
粗車右端面及圓柱面,半精鏜φ50,φ80,φ104的孔,鉆中心孔ia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江6 r2 t# l! Z8 U$ @5 b1 F
3 粗車
7 S2 x' O' Q7 G- c??B( ^& s% r粗車φ55,φ60,φ65,φ75外圓柱面,30°斜面,,鉆中心孔,倒角 ]??I3 p3 f* E+ \: A* _2 f
4 調(diào)制處理
5 精鉸中心孔
6. v$ Z5 g# a7 b" T7 W) G67? 半精車ad,機(jī)械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江* f1 Q& e2 ?. }6 y+ }) i+ @( r
半精車φ176端面,半精鏜L! K) fφ80的孔
8 精鏜
精鏜φ80的孔到達(dá)要求
7? 半精車2 q: i0 Z7 ?7 ]7 f) e
半精車φ55,φ60,φ65,φ75外圓柱面
9 精車
精車φ55,φ60,φ65,φ75外圓柱面到達(dá)要求
10 鉆孔
4 S# E, T" }- e7 f三維網(wǎng)技術(shù)論壇鉆φ20的底孔,擴(kuò)φ20的孔,鉸φ20的孔到達(dá)要求
$ O$ I- O1 T9 r2 D( {三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江11 銑鍵槽: R- i9 H& C, ?三維網(wǎng)技術(shù)論壇5 K- S; s( J' E2 w
0 f5 }1 ~' G& P??c, ?0 A3dportal.cn銑鍵槽到規(guī)定的要求三維網(wǎng)技術(shù)論壇8 b& h+ y& w2 h# g
12 鉆斜孔
鉆φ8的孔
13 去毛刺論壇- U. Q" b. s% o3 b+ h5 a1 g5 x
14 檢驗(yàn)
工藝方案的特點(diǎn)在于工序集中和工序分散和加工順序,從零件本身來考慮,由于軸類零件在切削加工時(shí)易產(chǎn)生彎曲變形,如采用工序分散,在加工時(shí)零件的位置精度無法保證,為了同時(shí)保證零件圖示的圓跳動要求。
機(jī)械加工工藝過程。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
四·工序設(shè)計(jì)
選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床
(1)工序2、3、6,7,9是粗車和精車。各工序的工步數(shù)不多,大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率,故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大,選用最常用的CA6140型臥式車床。
(2)工序2、8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大,又是回轉(zhuǎn)體,故宜在車床上鏜孔,選用C616A型臥式車床。
(3)工序11銑削。工序工步簡單,外廓尺寸不大,考慮本零件屬成批大量生產(chǎn),所選機(jī)床使用范圍較廣泛為宜,故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。
(4)工序10和12是擴(kuò)、鉆、鉸孔??刹捎脤S玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工,故選用Z525。
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和心軸。
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,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,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;鉸刀:直徑為φ20。鏜刀,刀桿長度為200.B×H=16×25。
4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、表面粗糙度見下表:
工序
號
工序
名稱
工序內(nèi)容
設(shè)
備
工藝裝備
1
備料
鍛造毛坯
2
粗車
粗車,¢179外圓柱面至¢176及端面至31,倒角,鉆中心孔
CA6140車床
YT5硬質(zhì)合金車刀,外徑千分尺,三爪自定心卡盤
3
粗鏜
粗鏜¢47的孔至¢50,¢77的孔至¢78.5,¢100的孔至¢104
CA6140車床
YT5硬質(zhì)合金鏜刀
游標(biāo)卡尺,三爪自定心卡盤
4
粗車
粗車¢61,¢66,¢71,¢81,的外圓柱面至¢58,¢63,¢68,¢78,斜面,倒角,鉆中心孔
CA6140車床
YT5硬質(zhì)合金車刀,外徑千分尺,三爪自定心卡盤
5
熱處理
調(diào)質(zhì)處理
YT5硬質(zhì)合金車刀,外徑千分尺,三爪自定心卡盤
6
鉸孔
精鉸中心孔至R1.6
CA6140車床
YT5硬質(zhì)合金鏜刀
游標(biāo)卡尺,三爪自定心卡盤
7
半精車
半精車右大端面至30,粗糙度R3.2
CA6140車床
YT15硬質(zhì)合金車刀,外徑千分尺,專用夾具
8
半精鏜
半精鏜¢78.5的內(nèi)孔至¢79.5
CA6140車床
YT15硬質(zhì)合金鏜刀
內(nèi)徑千分尺,專用夾具
9
鉸孔
精鉸¢80的內(nèi)孔到要求,倒角
CA6140車床
鉸刀,內(nèi)徑千分尺,專用夾具
10
半精車
¢58,¢63,¢68,¢78的外圓柱面至¢56,¢61,¢66,¢76
CA6140車床
YT15硬質(zhì)合金車刀,外徑千分尺,專用夾具
11
精車
¢55,¢60,¢65,¢75的外圓柱面
CA6140車床
YT30硬質(zhì)合金車刀,外徑千分尺,專用夾具
12
鉆孔
均布的10個(gè)孔到¢18
Z35
麻花鉆頭,游標(biāo)卡尺,專用夾具
13
擴(kuò)孔
擴(kuò)均布的10個(gè)孔到¢19.5
Z35
硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆,內(nèi)徑千分尺,專用夾具
14
鉸孔
精鉸均布的10個(gè)孔到¢20,R3.2
Z35
硬質(zhì)合金鉸刀內(nèi)徑千分尺,專用夾具
15
粗銑
鍵槽
XK5025
圓盤銑刀,游標(biāo)卡尺,專用夾具
16
半精銑
鍵槽
XK5025
圓盤銑刀,專用夾具,內(nèi)徑千分尺
17
精銑
鍵槽至R3.2,達(dá)到公差要求
XK5025
圓盤銑刀,專用夾具,內(nèi)徑千分尺
18
鉆孔
斜孔
Z535
硬質(zhì)合金鉆頭,游標(biāo)卡尺,專用夾具
19
去毛刺
去毛刺
CA6140車床
20
檢驗(yàn)
1加工余量,工序尺寸,及其公差的確定
? ?根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線,采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量,中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定,上下偏差按入體原則標(biāo)注,確定各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
表3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
粗車
3
IT12
12.5
176
毛坯
±2
179
表4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
精車
1?
IT6
1.6
55
半精車?
2
IT10?
3.2
56
粗車
3
IT12
6.3
58
毛坯
±2
61
表5φ60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
精車?
1
IT6
1.6
60
半精車?
2
IT10
3.2
61
粗車
3
IT12
6.3
63
毛坯
±2
66
表5φ65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
精車?
1
IT6
1.6
65
半精車?
2
IT10
3.2
66
粗車
3
IT12
6.3
68
毛坯
±2
71
表5φ75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
精車?
1
IT6
1.6
75
半精車?
2
IT10
3.2
76
粗車
3
IT12
6.3
78
毛坯
±2
81
表5φ104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
粗鏜?
3
IT10
6.3
104
毛坯
±2
101
表5φ80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
精鏜
半精鏜
1
2
IT7
IT8
3.2
6.3
80
79
粗鏜?
3
IT10
12.5
78
毛坯
±2
77
表5φ50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
粗鏜?
3
IT10
6.3
50
毛坯
±2
47
表6φ20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
鉸?
1
IT7
3.2
20
擴(kuò)孔
3
IT10
6.3
19
鉆孔
6
IT12
12.5
16
毛坯
±2
10
表7鍵槽的加工余量計(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
精銑
2
IT7
3.2
16
半精銑
4
IT10
6.3
14
粗銑
10
IT12
12.5
10
毛坯
±2
2、確定切削用量及功率的校核
? ?Ⅰ??加工外圓柱面φ176
? ???粗車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊》P433 得知:f=0.8~1.2mm/r取f=0.81mm/r??ap=1.3mm??
查《金屬切削手冊》知Vc=70~90 m/min取Vc=80 m/min 則n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140說明書取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)床說明書查得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
? ? Ⅱ??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》增訂組編??上海科學(xué)出版社表10-8
知f=0.6~0.9mm/r 結(jié)合CA6140說明書取f=0.71 mm/r ap=1.5mm??查《金屬切削手冊》知Vc=70~90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說明書取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)床說明書查得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》P433 得知:f=0.25~0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=1mm 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)床說明書查得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
精車:查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》表2-20知: Vc=150~160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.5mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得n=910 r/min??功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw??由于機(jī)床說明書查得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=160m/min,n=910r/min f=0.18mm/r
Ⅲ??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》增訂組編??上??茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6~0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊》知Vc=70~90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取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=1.5mm 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)床說明書查得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》P433 得知:f=0.4~0.5mm/r??取f=0.45 ap=1mm??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)床說明書查得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》表9-16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=0.5mm??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)床說明書查得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
Ⅳ? 加工外圓柱面65
粗車:??確定進(jìn)給量f:查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》增訂組編??上??茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6~0.9mm/r取f=0.71mm/r查《金屬切削手冊》知Vc=70~90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=1.5mm? ?功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw??由于機(jī)床說明書查得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》P433 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=1mm? ?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)床說明書查得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
精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊》表9-16知: f=0.13~0.18mm/r 取f=0.18mm/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=578.2 r/min??圓整得n=580 r/min故實(shí)際切削速度: Vc=n d/1000=580×3.14×66.1/1000=120.38m/min ap=0.5mm 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×120.38/60000×1000=0.46Kw??由于機(jī)床說明書查得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= 120.38m/min,n=580r/min f=0.18mm/r
Ⅴ 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》增訂組編??上海科學(xué)出版社表10-8知f=0.6~0.9mm/r取f=0.71mm/r查《金屬切削手冊》知Vc=70~90 m/min取Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min??取ap=1.5mm??校核功率:Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw??由于機(jī)床說明書查得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》P433 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=1mm? ?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)床說明書查得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
精車:查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊》表9-16知: f=0.13~0.18mm/r 取f=0.15mm/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 =1000×120/76.1×3.14=502.2 r/min圓整得n=500 r/min故實(shí)際切削速度: Vc=n d/1000=500×3.14×76.1/1000=119.48m/min ap=0. 5mm校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×119.48×0.15/60000=0.39 Kw??由于機(jī)床說明書查得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=119.48m/min,n=500r/min f=0.15mm/r
Ⅵ??加工內(nèi)圓柱面φ80
鏜孔:查《簡明加工工藝手冊》P294知:ap=d/2=0.75mm取 f=0.35mm/r ;Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得n=210r/min故實(shí)際切削速度:Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min??校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw??由于機(jī)床說明書查得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= 19.8m/min,n=210r/min, f=0.35mm/r
半精鏜孔:查《簡明加工工藝手冊》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說明書取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=0.5mm??
校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw??根據(jù)機(jī)床說明書查得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 f=0.3mm/r??ap=0.25mm??n=549r/min??Vc=nd/1000=×3.14×80/1000=138m/min??功率Pc=Kc×ap×Vc×0.001/60=2305×1.5×138/60×1000=7.9Kw??根據(jù)機(jī)床說明書查得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= 138m/min,n=560r/min f=0.3mm/r鏜孔:??查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》增訂組編表10-13??ap=3mm; S=0.30~0.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s則n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由CA6140說明書取n=160/min 故實(shí)際切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根據(jù)機(jī)床說明書查得Pc=7.5 Kw,效率為0.8,功率Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機(jī)床功率Pn<Pc,所以機(jī)床功率足夠,實(shí)際取值為Vc= 40.2m/min,n=160r/min f=0.4mm/r
Ⅶ??加工通孔φ20
鉆孔:查《簡明加工工藝手冊》P296 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)床說明書得: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=3 mm 校核功率:Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×6×60.3×0.36/60000=5.0Kw??由于機(jī)床說明書查得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
鉸孔:??查《簡明加工工藝手冊》表11-20知:f=0.3~0.65mm/r,取f=0.3 mm/r ;Vc=0.833 ~0.383m/s ,取Vc =0.60 m/s ;故n=1000Vc/ d=1000×0.6×60/3.14×20=573.25 r/min圓整得:n=580 r/min故實(shí)際切削速度??Vc=n d/1000=580×3.14×20/1000=36.4 m/min? ?ap=0.5mm? ?? ?校核功率:Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.1×36.4×0.3/60000=0.04Kw??由于機(jī)床說明書查得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= 36.4m/min,n=580r/min ,f=0.3mm/r
Ⅷ??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說明書取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min??取ap=3mm??校核功率:??Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.66×110.5/60000=5.6Kw??由于機(jī)床說明書查得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)床說明書查得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.
Ⅸ??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)床說明書查得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 精銑: fz=0.10mm/r??ap=0.5mm??Vc=150m/min??n=1000Vc/πd=1194.2r/min Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.10×150/60000=1.15Kw??由于機(jī)床說明書查得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=153.8m/min,n=1225r/min 縱向Vf=125mm/r,橫向Vf=130mm/r.
五、夾具設(shè)計(jì)
本夾具是工序5在立式鉆床上加工10個(gè)φ20通孔,所設(shè)計(jì)的夾具裝
配圖及工序簡圖如圖所示,夾具體零件圖如圖所示
有關(guān)說明如下:
(1)定位方案 工件以一個(gè)夾緊裝置可以限制工件的4個(gè)自由度,夾緊裝置上表面與零件臺階面限制一個(gè)自由度,共限制五個(gè)自由度。
(2)夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)如圖采用定位套。左端夾緊裝置作定位,右端半圓用于壓緊。手動調(diào)節(jié)螺母可實(shí)現(xiàn)工件的夾緊與松動。當(dāng)更換零件時(shí),可將螺母擰出螺栓,螺栓左端由于由一個(gè)銷釘控制,可繞銷釘轉(zhuǎn)動,從而可實(shí)現(xiàn)零件的更換與裝夾。
(3)對刀裝置
(4)夾具與機(jī)床連接元件 采用四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定位鍵A18h8 JB/T8016—1999,固定在夾具體底面的四個(gè)角的鍵槽中,用于確定鉆床夾具相對于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。
(5)夾具體 工件的定位元件和夾緊元件由連接座連接起來。
(6)使用說明 安裝工件時(shí),擰松定位套下端的螺母直至取出,向下轉(zhuǎn)動螺栓,將工件放入,再將螺栓復(fù)位,并擰緊螺母。工件因此而夾緊。
(7)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,即可用于下一道工序,可達(dá)到很高的生產(chǎn)效率,成為在立式鉆床上鉆孔的專用夾具。
六、設(shè)計(jì)心得
本次的《機(jī)械制造工藝》課程設(shè)計(jì)讓我又重新溫習(xí)了書本上的內(nèi)容,我明白了不論什么時(shí)候不管干什么事總是離不開書本,不管什么時(shí)候從書上我們總可以找得到我們想要的東西。書上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)的,而基礎(chǔ)正是向更深的領(lǐng)域邁進(jìn),沒有這個(gè)基礎(chǔ)我們永遠(yuǎn)都不會享受到成功的喜悅。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。或者是產(chǎn)生了干脆抄襲別人的想法,但是這一次袁老師制定的每天計(jì)劃,每天都要詢問我們的進(jìn)度,這樣子我感覺從一定程度上避免了同學(xué)不自己動腦的壞習(xí)慣,雖然杜絕不掉,但是我相信經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)后會有更多的同學(xué)愿意自主的完成自己的作業(yè)和老師分給他們的任務(wù)。而不再愿意抄襲別人的,至少我不會了。通過這次的課程設(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勢如破竹,會節(jié)省很大一部分的時(shí)間的。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,不可貪圖方便。
本次的課程設(shè)計(jì),老師要求得很嚴(yán)格,但是老師為了輔導(dǎo)我們不懂的問題不厭其煩的把我們不懂的問題講了一遍又一遍,真的很感謝老師為我們這么的盡心和盡責(zé)。我們一定不會辜負(fù)老師的期望,一定會努力的學(xué)好每一門知識,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我們辛勤的輔導(dǎo),我們一定不會辜負(fù)您的期望,請您放心。
老師您辛苦了!謝謝您!
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