KCSJ-12蝸桿工藝及夾具設(shè)計（全套設(shè)計及CAD圖紙）,kcsj,12,十二,蝸桿,工藝,夾具,設(shè)計,全套,cad,圖紙 機械制造基礎(chǔ)設(shè)計課程說明書蝸桿零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計機械制造工藝實訓(xùn)工藝規(guī)程設(shè)計說明書設(shè)計題目: 蝸桿零件的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 設(shè) 計 者 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 年 月 機械制造工藝實訓(xùn)工藝規(guī)程設(shè)計任務(wù)書題目：蝸桿零件的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計內(nèi)容：1繪制零件的毛坯圖或零件毛坯綜合圖(A3) 2設(shè)計零件的機械加工工藝規(guī)程，并填寫：（1）整個零件的機械加工工藝過程卡（A4）；（2）自選其中之一重要工序的機械加工工序卡（A4）。3編寫設(shè)計說明書。原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為8000臺/年，1件/臺；每日一班。班 級： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 2 目 錄前 言1一 零件的分析2l1. 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型2l2. 零件的作用2l3. 零件的工藝性分析和技術(shù)要求2l4. 選擇毛坯3二 工藝規(guī)程設(shè)計4l1. 定位基準(zhǔn)的選擇4l2. 零件表面加工方法的確定4l3. 制定工藝路線5l4. 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇8l5. 加工余量、工序尺寸和公差的確定8l6. 切削用量、時間定額的計算9設(shè)計小結(jié)17參考文獻17前 言 機械制造工藝實訓(xùn)是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機械類基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課程之后的一個綜合課程，它是將設(shè)計和制造知識有機的結(jié)合，并融合現(xiàn)階段機械制造業(yè)的實際生產(chǎn)情況和較先進成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用，而進行的一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，通過本課程的訓(xùn)練，將有助于我們對所學(xué)知識的理解，并為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及今后的工作打下一定的基礎(chǔ)。對于我本人來說，希望能通過本次課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)會將所學(xué)理論知識和工藝課程實習(xí)所得的實踐知識結(jié)合起來，并應(yīng)用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產(chǎn)工藝，而將有利于加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率提高的新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機器零件的制造中，為改善我國的機械制造業(yè)相對落后的局面探索可能的途徑。由于所學(xué)知識和實踐的時間以及深度有限，本設(shè)計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。一 零件的分析l 1. 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型該零件是蝸桿(見零件圖)。其年產(chǎn)量為8000臺，設(shè)其備品率為10%，機械加工費品率為1%，現(xiàn)制定該齒輪零件的機械加工工藝編程。 N=Qn(1+a%+b%)=80001(1+10%+1%) =8880(件/年)蝸桿零件的年產(chǎn)量為8880件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機械，根據(jù)教材表3-3生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定起生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。l 2. 零件的作用題目說給定的零件是ZA蝸桿軸，位于傳動系統(tǒng)中，一般與蝸輪配合使用。主要作用是用于空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的傳動機構(gòu)。零件上有兩個mm的軸段，用于與軸承內(nèi)圈相配合，其支承作用。零件上有帶鍵槽的mm的軸頭用于與聯(lián)軸器相連接傳遞運動和動力。l 3. 零件的工藝性分析和技術(shù)要求蝸桿軸這個零件從P108頁1零件圖上可以看出，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這三組加工表面分述如下：1.以兩端中心孔為中心的加工表面這一組的加工表面包括：兩端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面為兩端中心孔，這要是因為中心孔的軸線要用作后面加工的定位和工序基準(zhǔn)。2.以軸頭外圓面為中心的加工表面這一組的加工表面包括：軸段外圓面、一個的鍵槽、軸段外圓面。其中主要加工表面為軸段外圓面、一個的鍵槽，這是用來連接聯(lián)軸器的。3.以兩個軸段外圓面為中心的加工表面這一組的加工表面包括：兩個軸段的外圓面及左邊倒角、右邊定位軸肩。其主要加工表面為兩個軸段的外圓面，這是用來與軸承內(nèi)圈配合用于支承的。4.以分度圓直徑為的ZA蝸桿螺旋面為中心的加工表面這一組的加工表面包括：分度圓直徑為的ZA蝸桿螺旋面、軸段外圓面及兩側(cè)的退刀槽。主要加工表面為分度圓直徑為的ZA蝸桿螺旋面，這是用來與蝸輪配合用于傳遞運動和動力的。這四組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面把兩端中心孔軸線AB作為公共基準(zhǔn)，有圓跳動要求。鍵槽兩側(cè)面相對于公共基準(zhǔn)AB有對稱度要求。由以上分析可知，對于這四組加工表面而言，我們可以先加工兩端中心孔這一組加工表面，然后以其軸線為基準(zhǔn)，借助夾具進行其他三組表面的加工，并且保證它們之間的形狀精度要求。l 4. 選擇毛坯零件材料為45鋼，考慮到蝸桿在傳動過程中收到的振動，載荷，受力等方面的影響，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件產(chǎn)量為中大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，可以采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。二 工藝規(guī)程設(shè)計l 1. 定位基準(zhǔn)的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對于本零件來說，所有表面都需要加工，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，選取最大外圓面mm 作為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。設(shè)計基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)相重合，可以減少定位誤差和基準(zhǔn)不重合引起的誤差，因此選擇兩中心孔的公共中心線作為精基準(zhǔn)。l 2. 零件表面加工方法的確定 一；端面加工及鉆中心孔。 二；粗車外端面。三；再倒角、銑鍵槽。四；半精加工，磨削外圓面。 五；攻螺紋。 六；精磨外端面。l 3. 制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：銑端面，打中心孔工藝四：粗車外圓，以中心軸線為精基準(zhǔn)。工藝五：半精車外圓，倒角，車退刀槽工藝六：銑鍵槽工藝七：車螺紋工藝八：粗磨外圓工藝九：精磨軸頸及軸頭，螺紋面工藝十：研磨螺紋面工藝十一：去毛刺工藝十二：檢驗入庫2.工藝路線方案二工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：銑端面，打中心孔工藝四：粗車外圓，倒角，車退刀槽工藝五：半精車外圓面工藝六：銑鍵槽工藝七：粗磨無粗糙度要求外圓面工藝八：粗磨，精磨軸頸，軸頭工藝九：車螺紋工藝十：粗磨，精磨螺紋面工藝十一：研磨螺紋面工藝十二：去毛刺工藝十三：檢驗入庫3.工藝路線方案的比較與分析上述兩個工藝路線方案的特點在于：方案一對于整個蝸桿軸一起加工，減少裝夾次數(shù)，同時在加工過程中有效防止了加工產(chǎn)生的應(yīng)力對后加工工序的影響；方案二對不同部位進行粗、半精、精加工，不能對一臺機床進行連續(xù)運用。綜合比較選擇工藝路線方案一。工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：以作外圓面為粗基準(zhǔn)車端面，打中心孔。選擇六角車床工藝四：粗車蝸桿軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床工藝五：半精車外圓，倒角，車退刀槽，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床工藝六：銑鍵槽，選擇兩個外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通立式銑床，采用專用夾具。工藝七：車螺紋，選擇兩個外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通車床，采用專用夾具。工藝八：粗磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。工藝九：精磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。工藝十：研磨螺紋面工藝十一：去毛刺工藝十二：檢驗入庫考慮到本零件在結(jié)構(gòu)上的特點，顯然上述方案還有一些欠考慮之處。例如加工與軸承配合軸段的定位軸肩時，定位軸肩在模鍛上不易直接加工出來，采用車床加工更合適，因此，這應(yīng)該列為單獨的一道工序。綜合考慮，工藝路線方案為：工藝一：鍛造工藝二：去飛邊工藝三：以作外圓面為粗基準(zhǔn)車端面，打中心孔。選擇六角車床工藝四：粗車蝸桿軸所有外圓面，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床工藝五：車制兩個定位軸肩，以及兩個軸段退刀槽，以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床工藝六：調(diào)制工藝七：半精車外圓，控制軸線方向的各個軸段的長度。以中心孔軸線為精基準(zhǔn)。選擇普通車床工藝八：倒角工藝九：銑鍵槽，選擇兩個外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通立式銑床，采用專用夾具。工藝十：車螺紋，選擇兩個外圓面作為基準(zhǔn)，選擇普通車床，采用專用夾具。工藝十一：淬火工藝十二：粗磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以及磨制過渡圓角，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。工藝十三：精磨軸頭外圓面，兩個軸段外圓面，軸段外圓面及螺紋面，以兩中心孔軸心線為基準(zhǔn)。采用普通磨床。工藝十四：研磨螺紋面工藝十五：去毛刺工藝十六：檢驗入庫l 4. 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇 根據(jù)加工零件的形狀及表面精度要求，我們選擇普通車床根據(jù)表5-3，選擇C620-1。100分度游標(biāo)卡尺，通用三爪卡盤，頂尖夾具。l 5. 加工余量、工序尺寸和公差的確定蝸桿零件材料為45鋼，硬度為217255HBS，生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，采用普通模鍛，精度IT13。根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.mm軸段外圓面這段軸表面粗糙度為1.6,需要粗車，半精車，粗磨，半精磨加工。直徑加工余量為2Z=7mm。2. mm軸段沿軸線長度方向的加工余量長度余量取4mm，模鍛斜度為5。3.25軸段外圓面這段軸無表面粗糙度要求，需要粗車，半精車，直徑加工余量為2Z=7mm。4. 25軸段沿軸線長度方向的加工余量長度余量取3.5mm，模鍛斜度為5，外圓角為R4。5.外圓表面（30及36及30）考慮外圓表面直徑30加工長度為18,與其連接的外圓表面直徑為36mm且加工長度為7，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接根據(jù)外圓面直徑36取毛坯直徑，此段需粗車，半精車。直徑加工余量為2Z=7mm。6.外圓表面（30及36及30）沿軸線長度方向的加工余量長度余量取3.5mm，模鍛斜度為5，外圓角為R47.蝸桿外圓面直徑60這段軸表面粗糙度為0.8，需要粗車，半精車，粗磨，半精磨，粗研加工。直徑加工余量為2Z=10mm。8. 蝸桿外圓面直徑60沿軸線長度方向的加工余量長度余量取3.5mm，模鍛斜度為20，外圓角為R6。9外圓表面（30及36及30）考慮到與直徑30連接的外圓表面直徑為36mm且加工長度為7，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接根據(jù)外圓面直徑36取毛坯直徑，此段需粗車，半精車。直徑加工余量為2Z=7mm。 10外圓表面（30及36及30）沿軸線長度方向的加工余量長度余量取4mm，模鍛斜度為5，外圓角為R6。l 6. 切削用量、時間定額的計算 1） 車外圓面工步號工步內(nèi)容加工余量（mm）基本尺寸經(jīng)濟精度01粗車27左端面227IT1202粗車32右端面243IT1203粗車27外圓面227IT1204粗車32端面232IT1205粗車32外圓面232IT1206粗車43端面243IT1207粗車43外圓面243IT1208粗車39外圓面2.539IT1209粗車70左端面270IT1210粗車70外圓面370IT1211粗車70右端面270IT1212粗車43左端面243IT1213粗車43外圓面243IT1214粗車39外圓面2.539IT1215半精車左端面1.623IT1016半精車右端面1.634IT1017半精車23外圓面1.3823IT1018半精車28端面1.528IT1019半精車28外圓面1.528IT1020半精車34端面1.534IT1021半精車34外圓面1.634IT1022半精車39外圓面1.539IT1023半精車34外圓面234IT1024半精車64左端面1.564.5IT1025半精車64外圓面1.664IT1026半精車60.8右端面1.560.8IT1027半精車34外圓面234IT1028半精車39外圓面1.539IT1029半精車34外圓面1.834IT1030粗磨左端面0.421.4IT831粗磨右端面0.430.4IT832粗磨30.4外圓面0.230.4IT833粗磨60.8外圓面0.2560.8IT834粗磨20.24外圓面0.1220.24IT835精磨60.3外圓面0.1560.3IT62) 銑鍵槽銑刀：直柄鍵槽銑刀 （根據(jù)GB/T1112.1-1997）d=6mm，l=10mm，L=45mm采用一次行程銑鍵槽，=3.5mm，垂直切入時 =14mm/min，縱向切入時=47mm/min。3） 蝸桿螺紋刀具：選螺紋刀，材料硬質(zhì)合金取f=5mm/r,兩次粗加工的加工余量=4mm，半精加工的加工余量= 1.6mm ，粗磨加工余量=0.25mm，精磨加工余量=0.15mm。4） 工藝三：以作外圓面為粗基準(zhǔn)車端面，打中心孔本工序采用計算方法1.加工條件工件材料：45鋼正火，模鍛加工要求：車端面，打中心孔機床：普通車床C620-1刀具：刀具材料 YT15，刀桿尺寸1625mm2 ， ， ， ， ，刀尖半徑 中心鉆：帶護錐的中心孔刀具，基本尺寸為d=4mm2.計算切削用量1）粗車右端面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取=2mm。(2)選擇進給量。查表得，f=0.4mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當(dāng)=2mm，f=0.4mm/r時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100043=740.6r/min從機床主軸箱標(biāo)牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為680r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW，由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW，取機床效率=0.8，則=3.25kW/0.8=4.06KW所以機床效率夠用。2）粗車左端面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取=2mm。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當(dāng)=2mm，f=0.3mm/r時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標(biāo)牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW，取機床效率=0.8，則=2.35kW/0.8=2.93KW所以機床效率夠用3）粗車的外圓面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，肩軸采用一次切削，另兩個外圓面采用二次切削，取=2mm。(2)選擇進給量。查表得，f=0.4mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當(dāng)=2mm，f=0.4mm/r時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100043=740.6r/min從機床主軸箱標(biāo)牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為680r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力=2305N切削功率=2124.3/60000KW=3.25KW，由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW，取機床效率=0.8，則=3.25kW/0.8=4.06KW所以機床效率夠用。4）粗車的外圓面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2.3mm，所以取=2.3mm。(2)選擇進給量。查表得，f=0.5mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當(dāng)=2.3mm，f=0.5mm/r時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100070=454.96r/min從機床主軸箱標(biāo)牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力=2305N切削功率=2958.23/60000KW=5.419KW，由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW，取機床效率=0.8，則=5.419kW/0.8=6.77KW所以機床效率夠用。5）粗車32外圓面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取=2mm。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當(dāng)=2mm，f=0.3mm/r時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100032=995r/min從機床主軸箱標(biāo)牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.77KW，由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW，取機床效率=0.8，則=2.77kW/0.8=3.46KW所以機床效率夠用2）粗車27外圓面(1)選擇背吃刀量。根據(jù)已知條件，單邊余量Z=2mm，所以取=2mm。(2)選擇進給量。查表得，f=0.3mm/r。(3)選擇切削速度。工件材料為熱軋45剛，由表知，當(dāng)=2mm，f=0.3mm/r時，=100m/min。(4)確認機床主軸轉(zhuǎn)速=1000v/=100027=1179.5r/min從機床主軸箱標(biāo)牌上查得，實際主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，故實際切削速度/1000=3.14(5)校驗機床功率。由表知，單位切削力查表其它切削條件修正系數(shù)為1，故主切削力=2305N切削功率=1659.6/60000KW=2.35KW，由機床說明書知，普通車床C620-1主電動機功率為7.62KW，取機床效率=0.8，則=2.35kW/0.8=2.93KW所以機床效率夠用 設(shè)計小結(jié)這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次課程設(shè)計順利完成，與曠英姬老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝曠老師，特別是有次在中午休息時間，曠老師都跑到課程設(shè)計教室來指導(dǎo)我們，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。其次要感謝幫助過我的同學(xué)們，有了他們的幫助我才能更加順利的完成本次課程設(shè)計任務(wù)。參考文獻1盧秉恒. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機械工業(yè)出版社，20072. 柯建宏. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，20083. 趙家齊. 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書M.北京：機械工業(yè)出版社，19824. 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機械工業(yè)出版社，20045. 吳宗澤 羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計手冊M.北京：高等教育出版社, 20066. 管殿柱.計算機繪圖（AutoCAD）版M.北京：機械工業(yè)出版社,2007 19