3424 輸出軸工藝及夾具設計
3424 輸出軸工藝及夾具設計,輸出,工藝,夾具,設計
1輸出軸工藝及夾具設計第 1 章 零件分析零件的工藝分析以及生產(chǎn)類型的確定1.1 工藝分析輸出軸零件材料為 45 鋼,用于輸出扭矩,承受扭轉(zhuǎn)、交變載荷。熱處理為調(diào)質(zhì) 200HBS,即淬火+高溫回火,目的是降低硬度,便于切削加工,同時消除或減少內(nèi)應力,使零件達到較高的綜合力學性能,考慮安排在粗加工之后,半精加工之前。該輸出軸是由軸類和盤類零件組合而成的回轉(zhuǎn)體零件。主要加工表面有 56057、 、 、 的外圓、 80內(nèi)孔和 120法 蘭 孔 、鍵槽、大小端面。次要表面有過渡錐面、 2油孔、 54、 內(nèi)孔。軸頸各外圓精度等級均為 IT6,有形位公差,且 67、 外圓尺寸遵循包容要求。原尺寸公差等級為非標準公差,查文獻【2】附錄 3-4 修正為+0.1+0.21+0.21+0.215657、 、 、。原標注粗糙度為 12.5 修正為 0.16。8的內(nèi)孔,精度等級為 IT7,有位置度要求。原尺寸公差等級為非標準公差,查文獻【2】附錄 3-4 修正為+0.418。零件圖中斜面與 2油孔軸線不垂直,便于鉆孔將斜面角度改為 451.2 生產(chǎn)類型的確定查文獻【1】表 6-3 零件生產(chǎn)綱領為 8000 件/年,輸出軸為中型零件,故確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2第 2 章 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯圖2.1 毛坯的選擇經(jīng)過對零件的工藝分析,零件材料為 45 鋼,由于輸出軸外圓由 5到 176尺寸變化較大,采用棒料作為毛坯切削量太大,浪費時間和材料。另外,該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用模鍛可提高生產(chǎn)率又可大大減少加工余量,以實現(xiàn)節(jié)省材料和減少后續(xù)加工,降低成本。因此,確定毛坯為鍛件。2.2 毛坯尺寸及公差的確定確定鍛件公差等級為普通級。 1各軸頸外圓粗糙度為 0.16, 102法蘭孔內(nèi)表面粗糙度為 3.2, 80內(nèi)孔為 3.2 其余 5均大于 12.5。由鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查文獻【3】表 5-25。確定厚度(直徑 6方向)單邊余量為 2.5:3.2,選取 3。水平方向 2.5:3.5,選取 3,查文獻【3】表 5-24 鍛件內(nèi)孔直徑的機械加工單邊余量 50內(nèi)孔單邊余量為 3.0, 50、 14內(nèi)孔單邊余量為 2.5。查文獻【3】表 5-16 得毛坯各尺寸公差為:2.7+2.72.799096、 、 、 7 .03.83.411218、 、2.7+2.70909643、 1.85.641.、 、2.3 毛坯圖3選擇加工方法、制定加工工藝路線2.4 定位基準的選擇精基準的選擇 根據(jù)輸出軸的裝配要求,選擇兩頂尖中心孔作為定位精基準,中心孔作為設計基準,用其作為定位基準既符合基準重合,又符合基準統(tǒng)一。當零件的外圓精加工后可以以外圓為精基準加工法蘭孔,由于半精加工利用中心孔加工的外圓同心度非常高,以外圓作為基準加工出來的孔的同軸度也很高。粗基準的選擇 工件為回轉(zhuǎn)體,屬于軸類零件,一般情況下以外圓作為粗基準,保證定位準確夾緊可靠,利用外圓加工出中心孔。4第 3 章 零件表面加工方法的選擇3.1 加工階段的劃分粗加工階段:其任務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,如加工 55、60、65、75、176 外圓柱表面。半精加工階段:其任務是使主要表面達到一定的精加工余量,為主要表面的精加工做好準備,如 55、60、65、75 外圓柱面,80 內(nèi)孔、 102法蘭孔等。精加工階段:其任務就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度,并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求,主要目標是全面保證加工質(zhì)量,如各軸頸外圓精磨。熱處理工序的安排:熱處理的目的是提高材料力學性能,消除殘余應力和改善金屬的加工性能。熱處理主要分:預備熱處理,最終熱處理和內(nèi)應力處理等。本零件輸出軸材料為 45鋼,加工前進行正火預備熱處理是在毛坯鍛造之后消除零件的內(nèi)應力。粗加工之后,為消除因加工變形殘余內(nèi)應力,同時降低材料的硬度,獲得零件材料較高的綜合力學性能,采用調(diào)質(zhì)處理。加工表面表面粗糙度公差/精度等級 加工方法55端面 Ra3.2 IT7 粗銑-精銑176端面 Ra3.2 IT7 粗銑-精銑55外圓柱表面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨60外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨565外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨75外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨176外圓柱面 Ra3.2 IT8 粗車-半精車50孔 Ra12.5 IT11 粗鏜80孔 Ra3.2 IT7 粗鏜-半精鏜 -精鏜104孔 Ra12.5 IT11 粗鏜20通孔 Ra3.2 IT7 鉆孔-擴孔 -粗鉸 -精鉸鍵槽 Ra3.2 IT8 粗銑-精銑3.2 工藝路線的確定基面先行原則 該零件進行加工時,同時銑兩端面打中心孔,再以中心軸線為基準來加工,因為兩端面和 75外圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設定的,才能使定位基準更準確,從而保證各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出來。先粗后精原則 我們先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗加工將在較短時間內(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,則要安排半精加工。先面后孔原則 對該零件應該先加工圓柱表面,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 75外圓柱面,做為定位基準再來加工其余各孔。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),可以使裝夾時間減少,減少夾具數(shù)目,并且利于采用高生產(chǎn)率的機床。故工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行,每道工序的內(nèi)容很少,最少時每道工序只包括一個簡單工步,工序分散可使每個工序使用的設備,刀具等比較簡單,機床調(diào)整工作簡化,對操作工人的技術水平也要求低些??紤]到該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),設計工藝路線是我們主要考慮工序集中,將粗精加工盡量安排在一個工序中。工藝方案:(鍛出各階梯孔毛坯)1、備料2、精鍛3、預備熱處理4、銑兩端面打中心孔65、粗車各外圓及錐面6、熱處理7、修研中心孔8、半精車各外圓及錐面9、倒角去毛刺切槽10、粗鏜三階梯孔11、半精鏜、精鏜 孔8012、鉆、擴、鉸、精鉸 孔213、鉆 油孔214、粗銑、精銑鍵槽15、精銑兩端面16、修研中心孔17、粗磨 外圓56057、 、 、18、精磨 外圓、 、 、3.3 各工序加工余量的確定0.215外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/m精磨 0.1 IT6 0.16 55 0-.1950.16粗磨 0.4 IT7 1.25 55+0.1=55.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 55.1+0.4=55.5 046.53.2粗車 4.4 IT11 16 55.5+1.1=56.6 19.16鍛造 8.156.6+4.4=61 860.216外圓7工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/m工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/m精磨 0.1 IT6 0.16 60 0.1960.16粗磨 0.4 IT7 1.25 60+0.1=60.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 60.1+0.4=60.5 046.53.2粗車 4.4 IT11 16 60.5+1.1=61.6 190.16鍛造 8.161.6+4.4=66 80.2165外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序間尺寸/mm 尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/m精磨 0.1 IT6 0.16 65 0.19650.16粗磨 0.4 IT7 1.25 65+0.1=65.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 65.1+0.4=65.5 46.53.2粗車 4.4 IT11 16 65.5+1.1=66.6 019.16鍛造 8.166.6+4.4=71 8.70.2175外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度 表面粗糙工序間尺寸/mm 尺寸、公 表面粗糙8/mm 度 Ra/m 差/mm 度 Ra/m精磨 0.1 IT6 0.16 75 0.19750.16粗磨 0.4 IT7 1.25 75+0.1=75.103.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 75.1+0.4=75.5046.573.2粗車 4.4 IT11 16 75.5+1.1=76.6019.16鍛造 8.176.6+4.4=818.過渡錐面工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序間尺寸/mm 尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/m半精車 1.0 IT8 3.2 82116 054.054.16823.2粗車 5.0 IT11 1.6(82116)+1=( 83117)02.02.31.6鍛造 8.1(83117)+5=(88122)(88122)8.1外 圓176工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/m工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/m半精車 1.0 IT8 3.2 1 7 6 063.13.2粗車 5.0 IT11 16 176+1=177 25.07169鍛造 8.1177+5=182 8.125小 頭 端 面176大 頭 端 面工序間 工序間工序名稱供需間余量 /mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/m工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/m精銑 1.0 IT7 1.6 247 046.271.6粗銑 2.0 IT11 16 247+1=248 9.0816鍛造 8.1248+2=250 125130.418孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/m精鏜 0.5 IT7 3.2 80 0.383.2半精鏜 1.5 IT9 6.3 80-0.5=79.5 .740956.3粗鏜 3 IT11 12.5 79.5-1.5=78 .1812.5工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/m工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/m精銑 1.0 IT7 1.6 244 046.21.6粗銑 2.0 IT11 16 244+1 =245029.516鍛造 8.1245+2 =2478.14710鍛造 1.678-3=75 1.6750.2413孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m工序間尺寸/mm尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/m精鉸 0.06 IT7 3.2 20 0.21粗鉸 0.14 IT8 6.3 20-0.06=19.94 .3094擴孔 1.8 IT10 10 19.94-0.14=19.8 .81鉆孔 18 IT11 12.5 19.8-1.8=18 0.31750孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/m工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/m粗鏜 4 IT11 12.5 50 5012.5鍛造 1.650-4=46 1.641010孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/m工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/m粗鏜 5 IT11 12.5 104 10412.5鍛造 1.8104-5=99 .890.43516鍵 槽工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度 表面粗糙工序間尺寸/mm 尺寸、公差 表面粗糙11/mm 度Ra/ m/mm 度Ra/m精銑 2 IT8 3.2 50 0.253.2粗銑 3.5 IT11 16 50+2=52 0.161.652+3.5=55.5 .4第 4 章 確定切削用量及工序時間4.1 確定切削用量55、60、65、75、176 外圓加工以下以 55 詳解其余加工要求一樣省略詳解已知:加工材料:45 鋼, MPa60b,鍛件,有外皮;工件尺寸:坯件 1D,車削后 5D,加工長度 80l;加工要求:車削后表面粗糙度 aR粗車選擇機床 CA6140,雙頂尖定位選擇刀具 選擇直頭焊接式外圓車刀(可轉(zhuǎn)位)根據(jù)書目【4】表 1.1,由于 CA6140 車床的中心高 200(表 1.31) ,故選刀桿尺寸 B12H=16 25,刀片厚度 4.5根據(jù)書目【4】表 1.2,粗車帶外皮的鍛件毛坯,選擇 YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀車刀幾何形狀 由書目【4】 表 1.3,選擇選擇卷屑槽帶倒棱前刀面, 60r,10r, 6o, 12o, 0s, mr.1選擇切削用量 (1)確定切削深度 pa 由于粗加工余量僅為 4.4 ,可在一次走刀內(nèi)切完,故 pa=4.4/2=2.2(2)確定進給量 f 根據(jù)書目【4】表 1.4,f=0.50.9 /r,按 CA6140 車床說明書,選擇 f=0.86/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求,故需進行校驗。根據(jù) CA6140 車床說明書,CA6140 機床進給機構(gòu)允許的進給力 F max 3530N 。根據(jù)書目【4】表 1.21,當鋼的強度 MPab6705 ,pa2.4,f 1.8 /r , 45r, 6cm/min(預計)時,進給力為 107Ff。根據(jù)書目【4】表 1.29-2,切削時 fF的修正系數(shù)為 ,0.1voFfK0.1KsFf, 1.rFf,故實際進給力為 87f,由于 F f Fmax,故所選的 f=0.86/r 可用。(3)確定切削速度 c 根據(jù)書目【4】表 1.10,YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀加工鋼材, MPab6705,pa3,f 0.97/r , 109tm/min切削速度修正系數(shù)為 65.t, 92.0r, 8.0s, .1, .,0.1,故c= t=109 0.650.92 0.8=52.1 m/min 則 n= Dc=27614.3.50r/min,由 CA6140 車床說明書,選擇 n=250r/min,則實際切13削速度為 c=min/8.47in/102564.3Dn綜上:55: pa=2.2,f=0.86/r, c=47.8m/min,n=250r/min60: =2.2,f=0.86/r, =51.8m/min,n=250r/min 65: p=2.2,f=0.86/r, c=55.7m/min,n=250r/min75: a=2.2,f=0.86/r, =50.8m/min,n=200r/min176: p=2.5,f=0.86/r, c=57.18m/min,n=100r/min半精車選擇刀具車道形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為 YT150,車刀幾何形狀為 45r, r, 8o, 12o, 3s , mr0.1選擇切削用量確定切削深度 papa=1.1/2=0.55確定進給量 f 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)書目【4】表 1.6,當表面的粗糙度為 )min(/50,.1,2.3R預 計rma 時, rmf/35.0。根據(jù) CA6140 車床說明書,選擇 rf/.0(3)確定切削速度 c 根據(jù)書目【4】表 1.10,YT15 牌號硬質(zhì)合金車刀加工鋼材,MPab6705, p1.4,14f0.38/r , 176tm/min.切削速度的修正系數(shù)均為 1.0,故 c=176m/min.則n= D10c=min/3.90in/.54.3rr,根據(jù) CA6140 車床說明書,選擇 n=900r/實際切削速度為 min/160i/95.1i/16.54.1c 綜上:55: pa=0.55,f=0.3/r, c=160m/min,n=900r/min 60: =0.55,f=0.3/r, =108.4m/min,n=560r/min65: p=0.55,f=0.3/r, c=104.5m/min,n=500r/min75: a=0.55,f=0.3/r, =108.2m/min,n=450r/min 176: p=0.5,f=0.3/r, c=111.2m/min,n=200r/min 粗磨 選擇機床外圓磨床 1320,雙頂尖定位 選擇磨具選擇平形砂輪,根據(jù) 外圓磨床說明書,選取砂輪尺寸為 mbmdss 40,40砂 輪 寬 度砂 輪 直 徑,砂輪磨削速度 s/35,取 ss/3選擇磨削方法采用縱向磨法 砂輪運動為旋轉(zhuǎn)和橫進給,工件運動為旋轉(zhuǎn)和縱向往復確定被吃刀量 )(rpfa 工件直徑為 mdw5.,根據(jù)書目【7】表 5.5-8,選擇工件速度為 min/18w,,/3204)8.0(8.50( rmbfsa )選擇 rfa/2, 單 行 程1ap。由表 5.5-8,修正系數(shù)為.1.1,15故 單 行 程單 行 程單 行 程 /02./0196./25.107. mmmap 縱向進給量 rfa確定砂輪轉(zhuǎn)速 sn106ssd,式中 min/,/ rnmdsmss 砂 輪 轉(zhuǎn) 速砂 輪 直 徑,砂 輪 速 度 ,則i/143in401.36rrnss 確定工件轉(zhuǎn)速 wn10wd,式中 min/,min,/ rnmdww工 件 轉(zhuǎn) 速工 件 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 ,則 103i/5.4.38rrn,確定軸向進給量 fmin/,10nffwa外 圓 磨 削 軸 向 進 給 速 度式 中 ,min/06.2in/1032f 綜上:55: i/.,/i,/103i,/143/2. rfrrnm faws單 行 程 , 60: in895120n75.94n0a fs 單 行 程 , 65: mi/3.,/mi,/6.1i,/143/15. rfrrnm faws單 行 程 ,75: n19220n709n08a fs 單 行 程 ,精磨磨床、磨具、磨削方法均與粗磨相同確定被吃刀量 )(rpfa工件直徑為 mdw5.,根據(jù)書目【7】表 5.5-8, min/402w,選擇工件速度為 in/29w, ,/24160).4(8.0( rmbfsa )選擇 rfa/,16單 行 程/049.map,由表 5.5-8,修正系數(shù)為5.0.21,故 單 行 程單 行 程 /023./95.04.0mmap 縱向進給量 rfa/確定砂輪轉(zhuǎn)速 sn106ssd,式中 min/,/ rnmdsmss 砂 輪 轉(zhuǎn) 速砂 輪 直 徑,砂 輪 速 度 ,則i/143in401.36rrnss 確定工件轉(zhuǎn)速 wn10wd,式中 min/,min,/ rnmdww工 件 轉(zhuǎn) 速工 件 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 ,則6.17i/.54.329rrn確定軸向進給量 fmin/,10nffwa外 圓 磨 削 軸 向 進 給 速 度式 中 ,min/35.in/106.72f 綜上:55: in/35.,/20in,/6.17in,/143/023. rfrrnma faws 單 行 程 ,60: m07m53fs單 行 程 , 65: i/2.,/i,/.i,/. rfrr faws單 行 程 , 75: n3920n619n14304nma fs 單 行 程 ,.021端 面 7端 面粗銑(選擇機床 XZ21.4, cmp=14kw, p2.0am)1.選擇刀具(1)根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.2 選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡明17手手冊表 3.1 p4am時,端銑刀直徑 08dm, e60a,但 YT15 最小直徑為100mm,所以取 01d e8a,查切削用量簡明手冊表 3.15 知 z=5(2)銑刀形狀 查切削用量簡明手冊表 3.2,由于 58bmpa:,故選擇6,3,5,8,10,5,frerosokk2.選擇切削用量(1)銑削深度 p2am(2)決定每齒進給量 zf 采用對稱端銑以提高效率。查切削用量簡明手冊表 3.5, zf=0.120.18mm/z,因采用不對稱端銑, zf=0.18mm/z。(3)選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查切削用量簡明手冊表 3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.01.2,取 1.2,查切削用量簡明手冊表 3.8,由于 01dm,故刀具壽命 T=180min。(4)決定切削速度 cv及每分鐘進給量 fv查切削用量簡明手冊表 3.15,當 01dm,z=5, p5a, zf0.18mm/z 時,ct137/minv, t436/inr, f t349/inv。各修正系數(shù) mvnvf1.0k,ssvf0.8k,故c1.0./ikmfvf.349279nn6.834./ikr查機械制造工藝設計簡明手冊表 4-2-47,取 n=378r/min, fv=300mm/min3.1407/min18.7/in0cdz.59/8fvzn綜上,1855: p2.0am, fv=300mm/min,n=378r/min , c18.7/minv, z0.159/fmz176: , f=235mm/min,n=162r/min, 2, 8精銑(選擇機床 XZ21.4, cmp=14kw, p1.0am)1.選擇刀具(1)根據(jù)切削用量簡明手冊表 1.2 選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡明手手冊表 3.1 p4a時,端銑刀直徑 08d, e60a,但 YT15 最小直徑為100mm,所以取 01dm e8a,查切削用量簡明手冊表 3.15 知 z=5(2)銑刀形狀 查切削用量簡明手冊表 3.2,由于 58bmpa:,故選擇6,3,5,8,10,5,frerosokk2.選擇切削用量(1)銑削深度 p2am(2)決定每齒進給量 zf 采用對稱端銑以提高效率。查切削用量簡明手冊表 3.5, zf=0.120.18mm/z,因采用不對稱端銑, zf=0.18mm/z。(4)決定切削速度 cv及每分鐘進給量 fv查切削用量簡明手冊表 3.15,當 01dm,z=5, p1.5am, zf0.18mm/z 時,ct15/minv, t491/inr, f t39/inv。各修正系數(shù) vnvf1.0k,ssvf0.8k,故c .2./ikmfvf.39134nn4.089./ikr查機械制造工藝設計簡明手冊表 4-2-47,取 n=378r/min, fv=300mm/min3.17/min18.7/in00cd19z30.159/78fvmzn綜上,55: p1.0a, fv=300mm/min,n=378r/min , c18.7/minv, z0.159/fmz176: 2, f=235mm/min,n=162r/min, 2, 8816圓 錐 面小頭面、大頭面粗車選擇機床 CA6140,雙頂尖定位(2)選擇刀具 選擇直頭焊接式外圓車刀(可轉(zhuǎn)位)根據(jù)書目【4】表 1.1,由于 CA6140 車床的中心高 200(表 1.31) ,故選刀桿尺寸 BH=16 25,刀片厚度 4.5根據(jù)書目【4】表 1.2,粗車帶外皮的鍛件毛坯,選擇 YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀車刀幾何形狀 有書目【4】 表 1.3,選擇選擇卷屑槽帶倒棱前刀面, 60r,10r, 6o, 12o, 0s, mr.1(3)選擇切削用量 確定切削深度 pa 由于粗加工余量僅為 5,可在一次走刀內(nèi)切完,故 pa=5/2=2.5確定進給量 f 根據(jù)書目【4】表 1.4,f=0.50.9 /r,按 CA6140 車床說明書,選擇 f=0.86/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求,故需進行校驗。根據(jù) CA6140 車床說明書,CA6140 機床進給機構(gòu)允許的進給力 F max 3530N 。根據(jù)書目【4】表 1.21,當鋼的強度 MPab6705 , p2.8,f 1.8 /r, 5r, 6cm/min(預計)時,進給力為 fF128。根據(jù)表 1.29-2,切削時 f的修正系數(shù)為0.1KoFf, 0.1sFf,201.KrFf,故實際進給力為f280.142.8,由于 F f Fmax,故所選的 f=0.86/r 可用。(3)確定切削速度 c根據(jù)書目【6】表 5-2, min/5in,/650mc選 擇 ,則105/in198./i3.48cnrrD,根據(jù) CA6140 車床說明書,選擇 20/in,則實際切削速度為 .20m/i5.610c,綜上: pa=2.5,f=0.86/r , c=55.26m/min,n=200r/min =2.5,f=0.86mm/r , =61.3m/min,n=160r/min 半精車 (1)選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為 YT15,車刀幾何形狀為 45r, r, 8o, 12o, 3s , mr0.1(2)選擇切削用量確定切削深度 papa=1.0/2=0.5確定進給量 f 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)書目【4】表 1.6,當表面的粗糙度為 )min(/50,.1,2.3R預 計rma 時, rmf/35.0。根據(jù) CA6140 車床說明書,選擇 f/0(3)確定切削速度 c 根據(jù)書目【6】表 5-2,YT15 牌號硬質(zhì)合金車刀加工碳素鋼,21)6705(250MPaSb硬 度 , mp23.0, rmf/3.01,13tm/min,選取 in/1mt,則n= Dc=/i4.3/i.483rr,根據(jù) CA6140 車床說明書,選擇 n=450r/min,則實際切削速度為 .1850/in17.3/min0cn綜上: pa=0.5,f=0.3/r, c=117.3m/min,n=400r/min =0.5,f=0.3/r , =118.2/min,n=320r/min 階梯孔加工機床:由于加工零件是回轉(zhuǎn)體,且加工零件輪廓尺寸不大,故選用車床 C616刀具:硬質(zhì)合金 YT15 類鏜刀 鏜桿 200 BH =1625粗鏜 50 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=4/2=22)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8/r,參照 機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量,取 f=0.8/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,工件材料為 45鋼,切削速度 v=40m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100040/(50)=254.8r/min參照機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=248 r/min,由公式(5-1)可求得該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=24850/1000=38.9m/min粗鏜 104 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=5/2=2.52)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8/r,參照 機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進22給量,取 f=0.8/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,工件材料為 45鋼,切削速度 v=45m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100040/(104)=122.5/min參照機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=120r/min,由公式(5-1 )可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=120 104/1000=39.2m/min粗鏜 80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=3/2=1.52)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8/r,參照 機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量,取 f=0.8/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,工件材料為 45鋼,切削速度 v=40m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100040/(78)=163.3r/min參照機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=173r/min,由公式(5-1 )可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=173 78/1000=42.4m/min半精鏜 80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=1.5/2=0.752)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5/r,參照 機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量,取 f=0.50/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,工件材料為 45鋼,切削速度 v=90m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100090/(79.5)=360.5r/min參照機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=360r/min,由公式(5-1 )可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=360 79.5/1000=90.0m/min23精鏜 80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=0.5/2=0.252)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2/r,參照 機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量,取 f=0.2/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-30,工件材料為 45鋼,切削速度 v=80m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100080/(80)=318.5r/min參照機械制造工藝設計簡明手冊表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=360r/min,由公式(5-1 )可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=360 80/1000=90.4m/min加工通孔 20機床:選用立式鉆床 Z535(1)鉆孔刀具:高速鋼莫氏錐柄麻花鉆 直徑 181)背吃刀量的確定 取 ap=18/2=92)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2/r3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-22,工件材料為 45鋼,切削速度 v=18m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100018/(18)=318.5r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=400 r/min,由公式(5-1)可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=400 18/1000=22.6m/min(2)擴孔刀具:硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 材料 YT15 直徑 19.81)背吃刀量的確定 取 ap=1.8/2=0.92)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-24,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量,取 f=0.43/r.243)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-24,工件材料為 45鋼,切削速度 v=56.5m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100056.5/(19.8)=908.7r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=1100 r/min,由公式(5-1)可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=110019.8/1000=68.4m/min(3)粗鉸孔刀具:硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 材料 YT15 直徑 201)背吃刀量的確定 取 ap=0.14/2=0.072)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-31,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.6/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量,取 f=0.57/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-31,工件材料為 45鋼,切削速度 v=3m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=10003/(19.94)=47.9r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=68 r/min,由公式(5-1)可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=68 19.94/1000=4.2m/min(4)精鉸孔刀具:硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 材料 YT15 直徑 201)背吃刀量的確定 取 ap=0.06/2=0.032)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-31,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量,取 f=0.43/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-31,工件材料為 45鋼,切削速度 v=6m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=10006/(19.94)=95.8r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=100 r/min,由公式(5-1)可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=100 20/1000=6.3m/min鉆 8 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=8/2=42)進給量的確定 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-22,選取該工步的25每轉(zhuǎn)進給量 f=0.1/r,參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的實際進給量,取 f=0.1/r.3)切削速度的計算 由機械制造技術基礎課程設計指導課程表 5-22,工件材料為 45鋼,切削速度 v=22m/min。由公式(5-1 )n=1000v/ d=100022/(8)=875.8r/min參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=960r/min,由公式(5-1)可求得該工序的實際鉆削速度 v=nd/1000=960 8/1000=23.5m/min銑鍵槽粗銑選擇機床立式銑床,X51,雙頂尖定位選擇刀具選用高速鋼直柄立銑刀,根據(jù)書目【8】表 2.1-20 刀具尺寸為 3,16齒 數(shù) 為md(1)選擇切削用量確定銑削寬度 wa鍵槽寬 mb6,取銑削寬度 maw4.15確定被吃刀量 p由于加工余量不大,故可在一次走刀內(nèi)切完,則 map5.3確定每齒進給量 zf粗銑鍵槽采用粗齒,選齒數(shù) 3,根據(jù)書目【8】 表 2.1-72,當mdaw16,20時, zmfz /05.6.,選取 zfz/06.(2)確定銑削速度 根據(jù)書目【8】表 2.1-93,當mazdpw1,31in,時,Wmm4.0in,/21銑 削 功 率 為,銑削速度 0n,則in/18i/164.320rrd,根據(jù) X51 銑床說明書,選擇 in/380r,則26實際切削速度為r/min09.1r/in103864.nd(3)確定進給速度 f in/4.68min/3806.nfzf ,根據(jù) X51 銑床說明書,選擇mi/65f綜上: min/380in,/65in,/09.1,/06.,5.3,4.1 rmzfaa fzpw 精銑機床、刀具均與粗銑相同(1)選擇切削用量確定銑削寬度 wa鍵槽寬 mb6,取銑削寬度 maw16確定被吃刀量 p由于加工余量不大,故可在一次走刀內(nèi)切完,則 map2確定每齒進給量 zf精銑采用細齒選 6齒 數(shù) ,根據(jù)書目【8】表 2.1-72,當 mdw16,0時,zmfz /04.6.,選取 zmfz/04.(2)確定銑削速度 根據(jù)書目【8】表 2.1-93,當mazdpw10,6,1in6,時,Wmm73.0in,/24銑 削 功 率 為,銑削速度 0n,則in/4in/16.3201rrd,根據(jù) X51 銑床說明書,選擇 in/490r,則實際切削速度為r/min6.24r/i0916.3d(3)確定進給速度 f27min/6.17in/4906.mnfzf ,根據(jù) X51 銑床說明書,選擇mi/105f綜上: min/490in,/105in,/6.24,/04.,2,6 rzfa fzpw 4.2 基本工時本次設計選 55 外圓粗車計算基本工時,式中 , 根據(jù)書目【4】表 1.26,車削時的入切量及超切nfLtmyl,80ml量 ,則 ,y8.3.3.80in9.i6.253nfLtm第 5 章 夾具設計本夾具是工序 80 在立式鉆床上加工 10 個 20 通孔,所設計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28有關說明如下:(1)定位方案 工件以一個夾緊裝置可以限制工件的 4 個自由度,夾緊裝置上表面與零件臺階面限制一個自由度,共限制五個自由度。(2)夾緊機構(gòu) 夾緊機構(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)螺母可實現(xiàn)工件的夾緊與松動。當更換零件時,可將螺母擰出螺栓,螺栓左端由于由一個銷釘控制,可繞銷釘轉(zhuǎn)動,從而可實現(xiàn)零件的更換與裝夾。29(3)對刀裝置(4)夾具與機床連接元件 采用四個標準定位鍵 A18h8 JB/T80161999,固定在夾具體底面的四個角的鍵槽中,用于確定鉆床夾具相對于機床進給方向的正確位置。(5)夾具體 工件的定位元件和夾緊元件由連接座連接起來。30(6)使用說明 安裝工件時,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,再將螺栓復位,并擰緊螺母。工件因此而夾緊。(7)結(jié)構(gòu)特點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,即可用于下一道工序,可達到很高的生產(chǎn)效率,成為在立式鉆床上鉆孔的專用夾具。參考文獻1、機械制造工藝裝備 曹秋霞主編 機械工業(yè)出版社2、機械制造工藝基礎 李長勝主編 機械工業(yè)出版社3、機械加工工藝設計手冊 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社4、機床夾具設計 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社5、機械制造基礎 劉建亭主編 機械工業(yè)出版社機械制造技術課程設計31任務書題目:設計輸出軸零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆 1020 孔工序的專用夾具內(nèi)容:(1)零件毛坯合圖 1 張(2)機械加工工藝規(guī)程卡片 1 套(3)夾具裝配圖 1 張(4)夾具體零件圖 1 張(5)課程設計說明書 1 份原始資料:該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領為 8000 件/年;每日一班目錄32第 1 章 零件分析 11.1 工藝分析 11.2 生產(chǎn)類型的確定 1第 2 章 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯零件合圖22.1 毛坯選擇 22.2 毛坯尺寸及公差確定 22.3 毛坯零件合圖 22.4 定位基準的選擇 3第 3 章 零件表面加工方法的選擇43.1 加工階段的劃分 43.2 工藝路線的確定 43.3 各工序加工余量的確定 6第 4 章 確定切削用量及工序時間 104.1 確定切削用量 10334.2 基本工時 26第 5 章 夾具設計 27參考文獻 29
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