軸加工工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設計

軸加工工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設計,加工,工藝,規(guī)程,鍵槽,夾具,設計 機械加工工藝卡片 工件名稱 銑鍵槽 工序號 零件名稱 軸 零件號 零件重量 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/min 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 1 銑鍵槽 鍵槽銑刀 游標卡尺 43 1 2 0.2 625 31 1 設計者 指導老師 共 1 頁 第 1 頁 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 鍛造 鍛造 2 退火處理 退火處理 3 車 車左端端面，鉆中心孔 CA6140 專用夾具，YG6車刀，中心孔鉆，游標卡尺 4 車 車右端端面，鉆中心孔 CA6140 專用夾具，YG6車刀，中心孔鉆，游標卡尺 5 車 粗車各段外圓 CA6140 專用夾具，YG6車刀，游標卡尺 6 銑 銑寬14mm鍵槽 X51 專用夾具，鍵槽銑刀，游標卡尺 7 銑 銑寬18mm鍵槽 X51 專用夾具，鍵槽銑刀，游標卡尺 8 鉗 修研中心孔 9 車 精車粗糙度為1.6的外圓，倒角 CA6140 專用夾具，YG6車刀，游標卡尺 10 磨 磨粗糙度為0.8的外圓 M2100 專用夾具，立銑刀，游標卡尺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 設計說明書 題目 軸的加工工藝及銑鍵槽夾具設計 班　　級：　 姓　　名：　 指導教師：　 完成日期：　 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 軸零件的工藝規(guī)程及銑鍵槽的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error. 目 錄 序言……………………………………………………….1 1. 零件分析 …………………………………………..2 1.1 零件作用 …………………………………….2 1.2零件的材料分析…………………………………2 1.3零件的工藝分析 ……………………………….2 2. 工藝規(guī)程設計………………………………………….3 2.1確定毛坯的制造形式 ………………………….3 2.2基面的選擇………………………………………3 2.3制定工藝路線 ………………………………….4 2.4確定切削用量及基本工時………………………5 3 夾具設計………………………………………………9 3.1問題的提出………………………………………9 3.2定位基準的選擇…………………………………9 3.3定位誤差分析……………………………………10 3.4切削力及夾緊力計算………………………….11 3.5夾具設計及操作簡要說明…………………….12 總 結(jié)………………………………………………………13 致 謝………………………………………………………14 參考文獻 …………………………………………………15 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 軸零件的工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 1、零件的分析 1.1零件的作用 下面所示為動力輸出裝置中的主要零件，零件的作用待查。零件圖附圖如下： 1.2零件的材料分析 本設計的零件是軸，選用45#鋼。45#鋼是優(yōu)質(zhì)素結(jié)構(gòu)鋼，屬于中碳鋼。其強度、硬度較高，而塑性、韌性略低。熱鍛、熱壓性能及被切削性能良好，冷加工變形能力及焊接性能中等。是機械行業(yè)最常用的鋼號之一，通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，還用于高頻或火焰表面淬火處理。其收縮率小。其密度基本和鐵的密度一樣與普通碳素鋼都差不多，和A3更是相近，是7.85g/cm*3。 1.3零件的工藝分析 軸主要加工面是外圓面、及階梯端面，它們有一定的粗糙度要求?，F(xiàn)分述如下： 1.φ55，φ48，φ64，φ68外圓表面及端面，其中φ68，φ55，φ48，φ64相對于基準A基準B的同軸度為0.025mm，外圓表面的粗糙度為1.6μm。 2. φ55外圓粗糙度為0.8μm， 3. 鍵槽粗糙度為0.8 由上面的分析可知，可以先車端面和中心孔，然后以兩中心孔定位端面和外圓及鍵槽。 二、工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為45，選擇鍛件毛坯。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已經(jīng)達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應該的。 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x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）粗基準的選擇。按照有關粗基準的選擇原則，應盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取φ55外圓面和右端面為粗基準。利用夾具卡住φ55外圓面并靠住夾具端面，消除5個自由度，達到部分定位。這里不需要完全定位。（2）精基準的選擇。主要原則有：①基準重合原則；②基準統(tǒng)一原則；③自為基準原則；④互為基準原則。 這里應該主要考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 1 鍛造 鍛造 2 退火處理 退火處理 3 車 車左端端面，鉆中心孔 4 車 車右端端面，鉆中心孔 5 車 粗車各段外圓 6 銑 銑寬14mm鍵槽 7 銑 銑寬18mm鍵槽 8 鉗 修研中心孔 9 車 精車粗糙度為1.6的外圓，倒角 10 磨 磨粗糙度為0.8的外圓 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 2.工藝路線方案二 1 鍛造 鍛造 2 退火處理 退火處理 3 車 車左端端面，鉆中心孔 4 車 車右端端面，鉆中心孔 5 車 粗車各段外圓 6 銑 銑寬14mm鍵槽 7 銑 銑寬18mm鍵槽 8 鉗 修研中心孔 9 檢驗 檢驗 10 入庫 入庫 由以上對比分析可知，我們選擇方案一比較好，方案一對粗糙度為1.6的外圓采用粗加工和精加工，粗糙度為0.8的外圓進行磨加工。 具體的加工路線如下 1 鍛造 鍛造 2 退火處理 退火處理 3 車 車左端端面，鉆中心孔 4 車 車右端端面，鉆中心孔 5 車 粗車各段外圓 6 銑 銑寬14mm鍵槽 7 銑 銑寬18mm鍵槽 8 鉗 修研中心孔 9 檢驗 檢驗 10 入庫 入庫 2.4機械加工余量及切削工時的計算如下 工序：車左端端面，鉆中心孔 工步一：車端面 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+30)/475=0.052min。 工序：車右端端面，鉆中心孔 與車左端端面，鉆中心孔的切削用量工時計算。 工序：粗車各外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(3+344)/475=0.72min。 工序：半精車各外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 1. 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(3+344)/475=0.72min。 工序：銑寬12mm鍵槽 1.確定每齒進給量 根據(jù)x51銑床說明書，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表3 現(xiàn)取 選擇銑刀磨鈍標準及耐磨度 根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 2.確定切削速度和每秒進給量 切削深度可根據(jù)銑鍵槽 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可二次走刀完成 表21中公式計算 也可查表 根據(jù)表9 當 時， 各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)機床說明書選擇 實際切削速度和每齒進給量為： 3.檢查機床功率 根據(jù)表5 當 時， 切削功率的修正系數(shù) 所以實際切削功率為 根據(jù)機床說明書，機床主軸允許的功率為 因為，所以此切削用量可以采用。 即 4.計算工時 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 工序：精車各外圓 選擇硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為尺圓弧面沒有精度要求，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(3+344)/475=0.72min。 3、夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計銑鍵槽的夾具設計。銑鍵槽一般都是用V型塊定位，我們選擇用v型塊定位，這樣夾緊可靠快速， 3.1問題的提出 本夾具主要用于銑鍵槽因此鍵槽的中心線一定要找正，劃線時一定要準確，以保零件的位置精度，另外因為是V型塊夾緊，因此夾緊對中不是問題，主要考慮提高勞動效率。 3.2定位基準的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，由零件圖可知，以φ55，φ64外圓為定位基準，采用2個V型塊定位，同時采用鉸鏈壓板壓緊。為了提高加工效率，采用鉸鏈壓板快速夾緊裝置夾緊。 3.3定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。 3.4切削力和夾緊力計算 由于主切削力起著幫助夾緊工件的作用，所以當其他切削分力均較小時，通?？刹槐赜嬎?。僅需較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的振動和轉(zhuǎn)動。由于所選擇的是螺母夾緊，所以所需的夾緊力是轉(zhuǎn)矩。 查得所需夾緊轉(zhuǎn)矩的計算公式為 T＝Q[r t g（ψ+φ）+ζf1]（N·M） 式中：T——應加在螺旋夾緊機構(gòu)上的夾緊轉(zhuǎn)矩（N·M） Q——夾緊力（N） r——螺紋的平均半徑（M） ψ——螺紋升角，tgψ=； n——螺紋線數(shù)； Ｐ——螺紋螺距； Φ——螺紋摩擦角，tgΦ=f，一般f=0.178,則Φ=10°； f1——支撐表面摩擦系數(shù)，一般取f1=0.15～0.3； ζ——支撐表面摩擦力矩的計算力臂（M），隨支撐表面的形式而改變，其值在本式中； 為計算方便，令k＝r t g（ψ+φ）+ζf1，則T＝kQ 當采用公制螺紋的螺旋夾緊機構(gòu)時，各種不同夾緊情況的k值見表3－23。 Φ=10°，f1=0.2,° d=12 mm，Ｐ=1.75 mm，r=5.43 mm ψ=2°56′，k=1.247 螺釘、螺母的夾緊力： Φ=10°，f=0.178,f1=0.2，° d=12 mm，板手長度Ｌ?=140 mm，加在板手上的力Ｐ1=45Ｎ， 夾緊力Ｑ=5050Ｎ 螺母的夾緊力： ?。?12 mm，板手長度80 mm，夾緊力Ｑ=2280Ｎ。 用板手：Ｌ=140 mm，Ｐ1=70Ｎ，Ｑ=3480Ｎ。 許用夾緊力：d=12 mm，Ｑ許=5790Ｎ。 3.5 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，本道工序就選擇了快速夾緊裝卸夾具。為了防止我們?nèi)〕龉ぜ臅r間，工件和上V型塊間摩擦，我們采用2個彈簧，這樣我們松開螺母的時間通過彈簧力把上V型塊頂開，使之脫離工件，這樣我們便可以方便的裝卸工件，提高生產(chǎn)效率。 總 結(jié) 設計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 這次設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們的設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。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)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 15