滚轮夹具设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩机电及自动化学院机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计设计题目：滚轮2011 年 6 月 27 日至 7 月 8 日机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩前 言制造技术基础课程设计是我们学完了机械制图、机械制造技术基础、工程材料、机械设计、CAD/CAM 等专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。并且，这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认知实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。这次的工艺规程课程设计，我的题目是滚轮的工艺规程设计。希望通过对滚轮的加工工艺规程的设计，可以进一步学习机械制造技术基础并掌握简单零件的加工工艺设计。虽然这是大学以来的第二次课程设计，但毕竟还是第一次接触制造工艺设计，对知识掌握、熟悉程度以及综合运用还会存在问题，因此在设计中难免会有考虑不周全或错误的地方，这些也是第一次设计时常见的问题，希望老师多多批评和指正。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目 录一、零件的分析 1二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式 12、基准选择 13、制定工艺路线 24、机加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 5 5、机床和刀具的选择 66、 确定切削用量 67、基本工时的确定 78、小结 15机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩一、零件的分析滚轮材料为 GCr15，即高碳铬轴承钢。根据工程材料知识可以知道：GCr15 的 C 的含量为 0.95%-1.05%,这样可以保证钢具有高的硬度和强度， Cr的含量为 0.15%,使材料的淬透性较低。可见，轴承钢具有高的硬度和高的弹性极限及高的接触疲劳强度和适当的韧性，并具有一定的耐腐蚀能力。主要用于制作中小型滚动轴承及冷冲模，量具，丝杠等。因此滚轮毛坯可选用锻件。生产批量为大批量生产，由生产批量可得到相关信息为：锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小；机床设备有专用的生产线，自动生产线，柔性自动生产线或数控机床；广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求；按零件产量和精度，广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。根据零件图可得到:零件整体要求精度比较高，其中 280、215 的圆面和端面需要金刚石车达到粗糙度要求（Ra0.4，Ra0.8 要求） ，其他表面和端面用半精车即可达到粗糙度要求和公差要求；螺纹孔利用钻头加工而成；其他倒角和圆角可以利用 45车刀和成型刀加工而成， 14的槽因为位置比较特殊，加工不便，因此需要专用刀具加工；同时还需要保证 215.0 0.0145 内圆的径向跳动。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式根据材料具有高的硬度和高的弹性极限及高的接触疲劳强度和适当的韧性，并具有一定的耐腐蚀能力。主要用于制作中小型滚动轴承及冷冲模，量具，丝杠等的特点，最终选用毛坯制造形式为锻件形式。2、基准选择根据零件图的要求，对零件而言，尽可能选择不加工面为粗基准，而对有若干不加工表面的工件选用要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准；同时根据零件毛坯的形式。粗基准选择为直径为 215 的内圆，同时加工出右端面和 280 的外圆面，再以右端面和 280 外圆为粗基准加工其他表面。精基准的选择根据互为基准原则和基准重合原则和统一基准原则，选择加工后的圆的外圆面、内圆面和端面做为精基准。特别提出钻孔时需要采用专用夹具以达到定位要求，同时定位精基准为 280 内圆轴线。3、制定工艺路线根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的经济度和粗糙度能力，查阅机械制造工艺学和机械制造工艺手册各加工面的加工方法：本工件主要加工面有 280 外圆面何 215 内圆面，要求粗糙度为 Ra0.4与 Ra0.8，精度较高初选两种加工方案如下：（1）粗车 半精车粗磨精磨抛光（2）粗车 半精车精车金刚石车由于工件外圆面与内圆面要求的同轴度以及内圆本身精度要求都比较高，用磨削加工超过了它的经济精度。而且工件是回转体，内圆的直径较大，用车削方法加工方便。所以选择第二种方法进行加工，具体方案如下表表 1加工面 尺寸及偏差粗糙度 Ra加工方案280 外圆面 280015.0.4 粗车半精车精车金刚石车255 内圆面 无 3.2 粗车半精车机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩215 内圆面 62 0145.0.8 粗车半精车精车金刚石车203 右端面 2033.2 粗车半精车精车金刚石车137 内圆面 137 04.3.2 粗车半精车240 外圆面 无 3.2 粗车半精车280 右端面 3.2 粗车半精车280 左端面 110 015.3.2 粗车半精车240 左端面 115 .3.2 粗车半精车255 右端面 17.5 03.2 粗车半精车215 右端面 68 1.00.8 粗车半精车精车金刚石车203 右端面 25.5 1.3.2 粗车半精车14槽 1550.3.2 粗车半精车倒角、圆角螺纹孔 钻铰攻丝工序安排如下（表 2）：表 2工序号 工序内容 定位基准及夹紧力01 粗车 280 外圆215 内圆及轴线。夹紧力作用在 215 内圆上垂直圆面向外粗车 280 右端面280 外圆及轴线、280 左端面夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里02粗车 215 内圆及 203 右端面203 内圆及 137 右端面255 内圆及 215 右端面、280 外圆及轴线、右端面。夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里03 粗车 240 左端面、280 外圆及轴线、及右端面。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里粗车 280 左端面及 240 外圆、137 内圆、14槽280 外圆及轴线、左端面。夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里04 调质处理 HRC283205 半精车 280 外圆215 内圆及轴线。夹紧力作用在 215 内圆上垂直圆面向外半精车 280 右端面280 外圆及轴线、240 左端面夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里06半精车 215 内圆及 203 右端面203 内圆及 137 右端面255 内圆及 215 右端面、280 外圆及轴线、右端面夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里07 加工 8M8 深 15 螺纹孔280 外圆、轴线及 215右端面夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里半精车 240 左端面280 外圆、轴线及右端面。夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里08半精车 280 左端面及 240 外圆137 内圆14槽280 外圆及轴线、左端面。夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩09 检验10表面淬火 HRC5862，淬硬层深 35mm11 精车 280 外圆215 内圆及轴线夹紧力作用在 212 内圆上垂直圆面向外12 精车 215 内圆及 203 右端面280 外圆、轴线及 215右端面夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里13 金刚石车 280 外圆215 内圆及轴线夹紧力作用在 215 内圆上垂直圆面向外14 金刚石车 215 内圆及 203 右端面280 外圆、轴线及 215右端面夹紧力作用在 280 外圆上垂直圆面向里15 车各倒角和圆角16 去毛刺17 清洗及终检4、机加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定表 3 滚轮加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表加工面最终尺寸 公差/粗糙度 单边余量 工序尺寸 毛坯尺寸机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩280 外圆面280015.Ra0.40.70.30.15粗车 282.3半精车280.9精车 280.3金刚石车280286255 内圆面 Ra3.20.7粗车 253.6半精车255209215 内圆面62 0145.Ra0.80.70.30.150.05粗车 212.6半精车214精车 214.6金刚石粗车214.9金刚石精车215209203 右端面 Ra0.80.70.30.150.1粗车 66.75半精车 67.45精车 67.75金刚石粗车67.9金刚石精车68240 外圆面 Ra3.20.7粗车 241.4半精车240286137 内圆面137 04.Ra3.2 0.7粗车 135.6半精车137131.8（2.6 单边）14槽（ 155）15501.Ra3.2 0.7粗车 153.6半精车155131.8机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩280 右端面 Ra3.21.3粗车半精车121.5280 左端面 Ra3.21.2粗车半精车240 左端面 Ra3.21.2粗车半精车121.5137 右端面 Ra3.21.1粗车半精车365、机床和刀具的选择综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度，机床和刀具分别选择如下：卧式车床 C6132 硬质合金车刀 YT15、金刚石车刀、14切槽专用刀具立式钻床 Z525 高速钢钻头6、 确定切削用量根据工件尺寸和相关要求，参考金属机械加工工艺人员手册等资料，选择如下：粗车的进给量 1mm/r，半精车的进给量 0.5mm/r，精车的进给量 0.25mm/r，车槽进给量 0.3 mm/r，金刚石车进给量 0.2 mm/r。钻孔进给量 0.4 mm/r，铰孔进给量 0.2 mm/r，攻丝切削速度0.3m/s机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩7、基本工时的确定(1)粗车 280 外圆切屑深度： 1.85mm 进给量 f=1mm/r切削速度：v =2m/s 转速：n r/min代人相关数据可得:n =135.4 r/min根据机床型号，选择转速 n=125 r/min粗车基本时间 i代人相关数据得：tj=58.32s（2）粗车 280 右端面、粗车 215 内圆、203 内圆、255 内圆切削深度： =1.8mm， =1.8mm， =1.55mm， 2.05mm进给量分别为:= = = =1mm/r1f23f4切屑速度V1= V2=V3 =V4=2m/s转速：n r/min代人相关数据可得:135.4 r/min179.8 r/min=278.9 r/min3n机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩=150.7 r/min4n根据机床型号，选择转速 125r/min180r/min=250 r/min3n=125 r/min4基本时间 i代人相关数据得：tj1=17.6stj2=22.3stj3=25.1stj2=84.95s（3）粗车 240 左端面、粗车 280 左端面及 240 外圆、137 内圆、14槽切削深度： =1.8mm， =1.8mm， =1.4mm，进给量分别为:= = = =1mm/r1f23f4切屑速度V1= V2=V3 =V4=2m/s转速：n r/min代人相关数据可得:159.2r/min机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩159.2r/min=281.8 r/min3n根据机床型号，选择转速 180r/min180r/min=250 r/min3n基本时间 i代人相关数据得：tj1=25.08stj2=19.3stj3=6.2s（4）半精车 280 外圆切屑深度： 0.7mm 进给量 f=0.5mm/r切削速度：v =2m/s 转速：n r/min代人相关数据可得:n =136.1r/min根据机床型号，选择转速 n=125 r/min粗车基本时间 i代人相关数据得：tj=111.4s（5）半精车 280 右端面、 215 内圆及 203 右端面、203 内圆及 137 右端面、255 内圆及 215 右端面切削深度： =1.2mm， =0.7mm， =1.1mm， 0.7mm机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩进给量分别为:= = = =0.5mm/r1f23f4切屑速度V1= V2=V3 =V4=2m/s转速：n r/min代人相关数据可得:136.1 r/min178.6 r/min=278.9 r/min3n=149.9 r/min4根据机床型号，选择转速 125r/min180r/min=250 r/min3n=125 r/min4基本时间 i代人相关数据得：tj1=13.1stj2=45.0stj3=16.2stj2=16.8s机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩（6）半精车 280 左端面及 240 外圆、 137 内圆、14槽切削深度： =1.2mm， =1.3mm， =0.7mm，进给量分别为:= = = =0.5mm/r1f23f4切屑速度V1= V2=V3 =V4=2m/s转速：n r/min代人相关数据可得:159.2r/min159.2r/min=278.9 r/min3n根据机床型号，选择转速 180r/min180r/min=250 r/min3n基本时间 i代人相关数据得：tj1=36.0stj2=13.3stj3=12.24s（7）精车 280 外圆切屑深度： 0.3mm 进给量 f=0.25mm/r机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩切削速度：v =3m/s 转速：n r/min代人相关数据可得:n =204.5r/min根据机床型号，选择转速 n=180 r/min粗车基本时间 i代人相关数据得：tj=146.7s（8）精车 215 内圆及 203 右端面切屑深度： 0.3mm 进给量 f=0.25mm/r切削速度：v =3m/s 转速：n r/min代人相关数据可得:n =266.8r/min根据机床型号，选择转速 n=250 r/min粗车基本时间 i代人相关数据得：tj=65.04s（9）金刚石车 280 外圆切屑深度： 0.15mm 进给量 f=0.2mm/r切削速度：v =3m/s 转速：n r/min代人相关数据可得:机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩n =204.7r/min根据机床型号，选择转速 n=180 r/min粗车基本时间 i代人相关数据得：tj=183.3s（10