682 CA6140手柄軸零件的機械加工工藝及鉆孔夾具設計【CAD圖+工藝工序卡+說明書】,CAD圖+工藝工序卡+說明書,682,CA6140手柄軸零件的機械加工工藝及鉆孔夾具設計【CAD圖+工藝工序卡+說明書】,ca6140,手柄,零件,機械,加工,工藝,鉆孔,夾具,設計,cad,工序,說明書 課 程 設 計 說 明 書 ——機械制造技術(shù)基礎 設計題目： 手柄軸（CA6140車床）的加工工藝 鉆8.5螺紋孔的鉆床夾具設計 題目：設計“手柄軸（CA6140車床）”零件的機械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序 內(nèi)容： 零件圖 1張 毛坯圖 1張 機械加工工藝過程卡片 1張 機械加工工序卡片 2張 夾具裝配圖 1張 夾具體零件圖 1張 課程設計說明書 1份 目錄 一、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1. 零件的作用-------------------------------------------------------------------------- 3 2. 熱處理-------------------------------------------------------------------------------- 3 3. 零件的生產(chǎn)類型-------------------------------------------------------------------- 3 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 1.選擇毛坯------------------------------------------------------------------------------- 3 2.確定機械加工余量、毛胚尺寸和公差------------------------------------------- 3 3.確定機械加工余量------------------------------------------------------------------- 4 4確定毛坯尺-----------------------------------------------------------------------------4 5.確定毛坯尺寸公差--------------------------------------------------------------------5 6.設計毛坯圖-----------------------------------------------------------------------------5 三、選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準的選擇-----------------------------------------------------------------------6 2.零件表面加工方法的選擇-----------------------------------------------------------6 3.制定工藝路線--------------------------------------------------------------------------6 四、工序設計 1.選擇加工設備與工藝裝備-----------------------------------------------------------8 2.確定工序尺寸--------------------------------------------------------------------------9 五、確定切削用量及基本時間------------------------------------11 六、夾具設計---------------------------------------------------------20 七 參考文獻---------------------------------------------------------22 一 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1. 零件的工藝性分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。該零件屬軸類回轉(zhuǎn)體零件，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難獲得。 表面粗糙度要求較高 需經(jīng)多次切削才能滿足要求，手柄處鍍鉻，在鍍鉻之前須進行拋光處理以使鍍鉻均勻。本零件的最難加工的地方就是在斜面上鉆孔，且要保證孔與鍵槽成，需要專用夾具。總體來說，本零件的工藝性較好。 2. 零件的生產(chǎn)類型 依設計的題目知：生產(chǎn)綱領 N = 30000萬/年 ， 生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn) 零件是機床CA6140的手柄軸，質(zhì)量為0.445Kg. 二 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 1. 選擇毛坯 該材料為45鋼。該零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷，因此應選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。零件屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用摸鍛成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的。 2．確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 鋼質(zhì)摸鍛件的公差及機械加工余量按GB/T12362-2003確定。要確定毛坯尺寸公差及機械加工余量，，應先確定如下各項因素。 （1） 鍛件公差等級 由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。 （2） 鍛件質(zhì)量Mf 根據(jù)零件0.445kg,估算為mf=1.0kg. （3） 鍛件形狀復雜系數(shù)S S=Mf/Mn 該鍛件為圓形，假設其最大直徑為φ46mm,長126mm Mn = 1.6kg S = 1/1.6 = 0.62 故該零件的形狀復雜系數(shù)S屬S2級。 （4） 鍛件材質(zhì)系數(shù)M 由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。 （5） 零件表面粗糙度 由零件圖可知，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra = 1.6,圓錐面處Ra=0.8，其余均為6.3。 3. 確定機械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面粗糙度，形狀復雜系數(shù)查表5-9，由此得單邊余量在厚度方向為1.7-2.2mm，水平方向亦為1.7-2.2mm，即鍛件各外徑的單面余量為1.7-2.2mm，各軸向尺寸的單面余量為1.7-2.2mm。 4． 確定毛坯尺寸 上面查的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。Ra小于1.6m的表面，余量要適當加大。 分析本零件，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均為6.3，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。 綜上所述，確定毛坯尺寸見下表 手柄軸毛坯（鍛件）尺寸 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 φ17.2 2 φ21.2 φ 2 φ24 大端φ40圓錐面 2 44 5. 確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量，材質(zhì)系數(shù)，形狀復雜系數(shù)從表5-6，表5-7中查的。本零件毛坯尺寸允許偏差見下表 手柄軸毛坯（鍛件）尺寸允許偏差 鍛件尺寸 偏差 根據(jù) φ21.2 表5-6 φ24 φ44 22 表5-7 102 126 6． 設計毛坯圖 （1） 確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按表5-13確定。 分析本鍛件可確定外圓角R2, R3 內(nèi)圓角R3 (2) 確定模鍛斜度 按表5-11，外模鍛斜度α= 3° （3）確定分模位置 由于毛坯為軸類鍛件，應采取軸向分模。 為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上，下模在模鍛過程中的錯移，選擇最大直徑即圓錐面處的對稱平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。 （4）確定毛坯的熱處理方式 鋼質(zhì)毛坯經(jīng)鍛造后應安排正火，以消除殘余的鍛造應力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化，均勻的組織，從而改善加工性。 三 選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準的選擇 以φ44的外圓和端面為粗基準，以φ17.2的外圓和端面為精基準。 2.零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓，端面，鍵槽，倒角，倒圓，溝槽，錐面，孔，螺紋。 （1）φ17.2的外圓面，未標注公差尺寸，表面粗糙度Ra 1.6，需要粗車，半精車，精車 （2）φ20的外圓，公差等級IT6，需要粗車，半精車，精車。 （3）圓錐面，為保證鍍鉻均勻，在鍍鉻之前圓錐面需要粗車，半精車，精車，保證Ra = 1.6 然后拋光。 （4）槽3x2.15 表面粗糙度為Ra3.2,需要粗車，半精車 槽1.5x1 表面粗糙度為Ra6.3,粗車即可。 槽3x0.5 表面粗糙度為Ra6.3,粗車即可 (5) 兩孔的表面粗糙度Ra6.3 需鉆，擴 （6）鍵槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗銑，半精銑。 （7）端面 本零件為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗車即可滿足要求，但是小端面作為精基準應該粗車，半精車 3制定工藝路線 方案一 工序1 正火 工序2 以φ20mm處的外圓及端面定位，車大端面，粗車φ41的外圓 工序3 以粗車后的φ40mm處外圓面及端面定位，粗車另一端面，粗車φ17.2mm的 外圓，粗車φ20mm的外圓，車1.5mm×1mm溝槽，粗車3mm×0.5mm溝槽，粗車3mm×2.15mm溝槽 工序4 以粗車的φ20mm的外圓及端面定位 ，半精車，精車φ40mm的外圓。 工序5 以精車后的φ40mm的外圓及端面定位，半精車，φ17.2mm的外圓，半精車φ20mm的外圓，半精車3mm×2.15 mm的溝槽 工序6 精車φ17.2mm的外圓，精車φ20mm的外圓，車倒角。 工序7 以φ20mm的外圓定位，粗車，半精車，精車圓錐面。 工序8 粗銑，半精銑鍵槽 工序9 拋光 工序10 鍍鉻 工序11 鉆，擴φ14mm孔及 φ8.5mm的螺紋孔 工序12 攻螺紋 工序13 去毛刺 工序14 終檢 方案 二 工序1 正火 工序2 粗車小端面，粗車φ17.2mm的 外圓，粗車φ20mm的外圓粗車，車1.5mmx1mm溝槽，粗車3mmx0.5mm溝槽，粗車3mm×2.15mm溝槽 工序3 粗車大端面及φ41mm的外圓 工序4 半精車小端面，半精車，φ17.2mm的外圓，半精車φ20mm的外圓，半精車3mm×2.15mm的溝槽，車倒角 工序5 精車φ17.2mm的外圓，精車φ20mm的外圓 工序6 以加工過的φ20mm外圓及端面定位，粗車圓錐面 工序7 半精車圓錐面 工序8 精車圓錐面 工序9 拋光 工序10 鍍鉻 工序11 鉆φ14mm的孔和φ8.5mm的螺紋孔 工序12 擴φ14mm的孔和φ8.5mm的螺紋孔 工序13 攻M10的螺紋 工序14 以φ20mm圓柱面及端面定位銑鍵槽5mm×3mm×14mm 工序15 去毛刺 工序16 終檢 方案比較： 方案二比方案一更容易保證尺寸精度，方案二以車過的41mm的外圓定位保證了定位精度，方案一的小端面知粗車一次可能不能保證要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比較混亂，不符合加工要求。 綜上所述，工藝路線應選擇方案二。 四 工序設計 1 選擇加工設備與工藝裝備 （1） 選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。 a 工序1-8是粗車合半精車。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(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，精度要求不是很高，選CM6125即可。 b 工序11 鉆孔，可采用專用夾具在立式鉆床上加工，故選Z525型立式鉆床。 c 工序14是用整體硬質(zhì)合金直柄立銑刀粗銑，半精銑鍵槽，用選用臥式銑床?？紤]本零件屬成批生產(chǎn)，所選機床使用范圍較廣為宜，故選常用的X62型銑床能滿足加工要求。 d 工序13攻螺紋，需要絲錐。 ( 2 ) 選擇夾具 本零件處粗銑及半精銑槽，鉆孔等工序需要專用夾具外，其他工序使用通用夾具即可，選用三抓自定心卡盤。 （3） 選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具 A 在車床上的加工工序，一般選用硬質(zhì)合金車刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30.為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985）. B 銑刀按表5-104選直柄鍵槽銑刀 鍵槽bxh=5mmx3mm,半精銑銑刀選擇直徑d = 5 mm l = 8mm L = 52mm 由于粗銑后寬度方向單邊余量1mm，故粗銑時的銑刀選擇d=3mm l =5mm L =37mm C 鉆頭的選擇 (a) φ14mm的孔 擴孔選擇直柄擴孔鉆 d = 14mm,L =160mm l=108mm 鉆孔是直徑方向的余量4mm，所以鉆孔時選擇直柄麻花鉆d = 13mm l= 151mm l1 = 101mm (b) φ8.5mm的孔 擴孔選擇直柄擴孔鉆d = 8.8mm L=125mm l =81mm 鉆孔時直徑方向余量1.5 mm ,選用直柄麻花鉆 d =7mm l =109mm l1=69mm （4） 選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般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，選擇如下。 a 選擇外圓量具 外圓可選用讀數(shù)值0.02，測量范圍0—150游標卡尺（表5-108） b 選擇加工軸向尺寸所用量具 軸向尺寸所用量具可選用讀數(shù)值0.05，測量范圍0—150游標卡尺（表5-108） 選擇加工槽所用量具 c 選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑，半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差的等級為：粗銑時均為IT14；半精銑時 ，槽寬IT13，槽深為IT14.。均可選用讀數(shù)值為0.02mm，測量范圍0—150mm的游標卡尺進行測量。 2 確定工序尺寸 （1）確定圓柱面的工序尺寸 圓柱面多次加工的工序至于加工余量有關(guān)。本零件個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 圓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 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度及經(jīng)濟加工精度 粗車 半精車 精車 粗車 半精車 精車 粗車 半精車 精車 φ17.2mm外圓 2 1.1 0.9 φ φ φ17.2 IT13 Ra 6.3 IT11 Ra 3.2 IT6 Ra 1.6 φ20g6mm外圓 1.6 1.5 0.9 φ φ φ IT13 Ra 6.3 IT11 Ra 3.2 IT6 Ra 1.6 φ41mm外圓 3 — __ φ41 _____ _____ IT13 Ra 6.3 ____ _____ （2） 確定各孔的工序尺寸 加工對象 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 鉆 擴 鉆 擴 φ14mm孔 13 1 φ φ φ8.5mm孔 7 1.5 φ φ （3） 確定各端面工序加工余量 /mm 工序 加工表面 總加工余量 工序加工余量 2 小端面 2 1.5 3 大端面 2 2 4 小端面 2 0.5 （4） 確定軸向尺寸 a 第一段17.2mm的長度L1，由尺寸鏈可得 L1 = 2mm b 第二段17.2mm的長度L2，求解尺寸鏈可得 L2 = 12.5mm c 第二段20mmm的長度L3，由尺寸鏈可得 L3 = d 圓錐面處的軸向長度L4， 由尺寸鏈可得 L4 = (5) 確定銑槽的工序尺寸 半精銑即可達到零件圖樣的要求，槽寬5mm, 粗銑后半精銑的余量1.5mm, 所以粗銑的寬度工序尺寸3.5mm （6） 圓錐面拋光直徑余量 0.1mm 五 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量 ，進給量f和切削速度v。確定順序是先確定，f，再確定v。 1. 工序3切削用量及基本時間的確定 （1） 切削用量 本工序為粗車（車端面和外圓）。已知材料為45鋼，= 670MPa ,鍛件，有外皮；機床為CM6125型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 確定粗車外圓φ41mm的切削用量。 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為3.0mm 所以 1.5mm b 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)的輕度要求，故需進行校驗。 根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N 修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實際進給力為889.2N，滿足要求。 c 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min d 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min 切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故 V = 140×0.8×0.65×0.81×1.15 = 67.8m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 44 = 491 r/min 按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 500 r/min e 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW 切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65 故實際切削功率為 =0.72KW 滿足要求。 最后確定的切削用量為 ：= 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min (2) 基本時間 a 確定粗車φ41mm的外圓基本時間 根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為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 確定車端面的基本時間 Tj2 =i L/fn L = (d—d1) + + + d = 44mm = 2mm = 4mm = 0 所以 Tj2 = 18S 因此，總的切削基本時間為26S . 2 工序2切削用量確定 （1） 確定粗車φ19.2mm 外圓的切削用量 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm （a） 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為2mm 所以 = 1mm （b ） 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)的輕度要求，故需進行校驗。 根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N 修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實際進給力為889.2N，滿足要求。 （c） 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min （d） 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min 切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故 V = 138×0.8×0.65×0.81×1.15 = 66m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 21.2 = 954 r/min 按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 1000 r/min （e） 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW 切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65 故實際切削功率為 =0.72KW 滿足要求。 最后確定的切削用量為 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min （2）粗車φ22.4mm外圓的切削用量 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm （a） 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為1.6mm 所以 = 0.8mm （b） 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)的輕度要求，故需進行校驗。 根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N 修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實際進給力為889.2N，滿足要求。 （c） 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min （d） 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min 切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故 V = 138×0.8×0.65×0.81×1.15 = 66m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 24 = 875 r/min 按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 1000 r/min （e） 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW 切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65 故實際切削功率為 =0.72KW 滿足要求。 最后確定的切削用量為 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min （3）粗車端面的切削用量 = 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min （4） 確定溝槽的切削用量 進給量f 手動 轉(zhuǎn)速v = 630r/min 工序2基本時間確定 (a) 確定粗車φ19.2mm的外圓基本時間 根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為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) 確定粗車φ22.4mm的外圓基本時間 根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為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) 確定車端面的基本時間 Tj2 =i L/fn L = (d—d1)/2 + + + d = 24mm = 2mm = 4mm = 0 所以 Tj2 = 6S 因此，總的基本時間為24S 3 工序5切削用量確定 （1）確定精車外圓φ17.2mm的切削用量。 所選刀具為YT30硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm (a) 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為0.9mm 所以 =0.45mm ( b) 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在精車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于3.0mm ， 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.2mm/r (c)速度V 根據(jù)表5-120，當用Y30硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min 切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故 V = 138×0.8×1.4×0.81×1.15 = 145m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 18.1= 2549r/min 按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 2500r/min 精車φ20mm外圓切削用量確定 所選刀具為YT30硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為0.9mm 所以 =0.45mm b 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在精車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于3.0mm ， 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.2mm/r c 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用Y30硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min 切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故 V = 138×0.8×1.4×0.81×1.15 = 145m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 20.9= 2208r/min 按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 2000r/min （2） 基本時間確定 確定精車φ17.2mm的外圓基本時間 根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為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 確定精車φ20mm的外圓基本時間 根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為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 ，總的基本時間為15S (4) 工序6切削用量確定 （1） 切削用量 本工序為粗車圓錐面。已知材料為45鋼，= 670MPa ,鍛件，有外皮；機床為CM6125型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 確定粗車圓錐面的切削用量（以小端確定）。 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為5.0mm 所以 = 2.5mm b 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)的輕度要求，故需進行校驗。 根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N 修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實際進給力為889.2N，滿足要求。 c 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min d 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min 切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故 V = 140×0.8×0.65×0.81×1.15 = 67.8m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 41 = 526r/min 按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 500 r/min e 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW 切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65 故實際切削功率為 =0.72KW 滿足要求。 最后確定的切削用量為 ：=2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min (2) 基本時間 確定粗車圓錐面的基本時間 根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為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 夾具設計 本夾具是工序11用麻花鉆鉆14，8.5孔的專用夾具，所設計的夾具裝配圖，供需簡圖及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 20的圓柱面及圓錐大端面為定位基準，采用V形塊和平面的組合定位方案，兩個V形塊限制4個自由度，右邊V形塊的右端面限制一個自由度，共限制5個自由度?？自趫A周上無位置要求，該自由度不用限制。 （2） 夾緊機構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用二位螺旋壓板夾緊機構(gòu)，擰緊螺母即可實現(xiàn)壓緊，使用方便。壓板夾緊力主要作用是防止工件在鉆銷力的作用下擺動和震動，手動螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力計算。 （3） 導引裝置 為方便快捷的鉆14 8.5兩個孔，本夾具采用快換鉆套，刀具在鉆套的引導下準確的鉆孔。 （4） 夾具與機床的連接元件 采用10的定位銷確定夾具與機床的相對正確位置，夾具體底座上開有兩個U 形槽，用M14的螺栓固定在機床工作臺上。 （5） 夾具體 工件的定位元件，夾緊元件，導引裝置用螺釘與夾具體底座連接起來，夾具體底座鑄造加工出來，這樣該夾具便有機連接起來，實現(xiàn)定位，夾緊，導引等功能。 （6） 使用說明 安裝工件時，松開右邊鉸鏈螺栓上的螺母，將兩個鉸鏈螺栓順時針轉(zhuǎn)動一個角度，然后將兩塊壓板后撤，把工件放在V形塊上，注意工件的圓錐大端面一定要緊貼在右邊V 形塊的右端面，實現(xiàn)可靠定位，然后把鉸鏈螺栓放在鉸鏈壓板的U 形槽中，擰緊螺母實現(xiàn)可靠夾緊。 （7） 結(jié)構(gòu)特點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但斜面的制造誤差以及V 形塊在斜面上的安裝誤差，使孔的加工位置精度受到了限制，故適用于加工要求不高的場合。 （8） 定位誤差計算 工件采用V 形塊定位，V 形塊的定位誤差= = 0.002692 因為斜面角度為15度，所以工件的水平方向的定位誤差為y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,滿足定位要求。 七 參考文獻 1、《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》 主編： 崇凱 2、《金屬加工工藝及工裝設計》 主編： 黃如林 汪群 3、《工程圖學》 主編： 魯屏宇 4、《機械制造裝備設計》 主編： 馮辛安 機械加工工藝過程卡片 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 零（部件）圖號 產(chǎn)品名稱 車床 零（部件）名稱 共一頁 第一頁 材料牌號 45鋼 毛坯種類 模鍛件 毛坯外型尺寸 φ44mm×126mm 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時/s 準終 單件 正火 2 粗車 粗車小端面；粗車外圓φ17.2mm，φ20mm；粗車溝槽3mm×2.15mm，車溝槽1.5mm×1mm，3mm×0.5mm CM6125機床 三爪自定心卡盤 107 3 粗車 粗車大端面及φ41mm的外圓 CM6125機床 三爪自定心卡盤 119 4 半精車 半精車小端面，半精車外圓φ17.2mm，φ20mm，半精車溝槽3mm×2.15mm，車倒角 CM6125機床 三爪自定心卡盤 120 5 精車 精車外圓φ17.2mm，φ20mm CM6125機床 三爪自定心卡盤 115 6 粗車 粗車圓錐面 CM6125機床 三爪自定心卡盤 136 7 半精車 半精車圓錐面 CM6125機床 三爪自定心卡盤頂 115 8 精車 精車圓錐面 CM6125機床 三爪自定心卡盤 156 9 拋光 圓錐面拋光 185 10 鍍鉻 圓錐面鍍鉻 132 11 鉆孔 鉆φ14mm ，φ8.5mm的孔 Z518鉆床 專用夾具 105 12 擴孔 擴φ14mm ，φ8.5mm的孔 Z518鉆床 專用夾具 180 13 攻螺紋 攻M10螺紋 專用夾具 118 14 粗銑 粗銑鍵槽 5mm×3mm×14mm X62臥式銑床 專用夾具 169 15 半精銑 半精銑 5mm×3mm×14mm X62臥式銑床 專用夾具 128 16 去毛刺 去除全部毛刺 鉗工臺 17 終檢 按零件圖樣要求全面檢查 機械加工工序2卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 零（部件）圖號 手柄軸 產(chǎn)品名稱 車床 零（部件）名稱 第一頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 2 粗車 45鋼 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每件臺數(shù) 模鍛件 φ44mm×126mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 CM6125 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪自定心卡盤， 工位器具編號 工位器具名稱 工序時間/s 準終 單件 119 工序步 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速/r.s-1 切削速度/m.s-1 進給量/mm.r-1 背吃刀量/mm 進給次數(shù) 工步工時/s 機動 輔助 1 車小端面，保持尺寸mm YT5 90偏刀，游標卡尺 16 1.1 0.2 1.5 1 6 2 車外圓φ19.2mm 17 1.1 0.4 1 1 4 3 車外圓φ mm 17 1.1 0.4 0.8 1 14 4 車溝槽保持尺寸3mm×2，775mm,及 61.5mm 10 0.58 手動 0.7 1 5 車溝槽保持尺寸1.5mm×1mm 及 3mm 10 0.58 手動 1 6 車溝槽保持尺寸3mm×0.5mm及 20.5mm,102.5mm 10 0.58 手動 1 機械加工工序5卡片 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 零（部件）圖號 產(chǎn)品名稱 車床 零（部件）名稱 第一頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 5 粗車 45鋼 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每件臺數(shù) 模鍛件 φ44mm×126mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 CM6125 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪自定心卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序時間/s 準終 單件 119 工序步 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速/r.s-1 切削速度/m.s-1 進給量/mm.r-1 背吃刀量/mm 進給次數(shù) 工步工時/s 機動 輔助 1 精車外圓φ17.2mm YT30 90偏刀，游標卡尺 40 2.03 0.2 0.45 1 4 2 精車外圓φmm 33 2.03 0.2 0.45 1 13 28