内圆磨具主轴的加工工艺规程及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 机械制造工艺学是机械专业的一门主要专业课，是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主的技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强飞综合性。 本次毕业设计的课题是 内圆磨具主轴机械加工工艺规程设计及夹具设计 ，主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准 和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。 第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。 最后， 设计决定设计精磨莫氏 3 号内锥孔的专用夹具。 先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。 通过以上的概述，整个设计基本完成。 【关键词】 内圆磨具主轴 ；加工工艺；夹具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 BE a of a is of in in it of is to as on to is a of of of to of a of of on i in to a of of as of of a of to of of of to a a a Mo rd of a to of of of of is of be 【 a a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 序言 5 第一章 零件的分析 6 件的作用 6 6 第二章 确定毛坯、画毛坯 7 第三章 工艺规程的设计 8 8 艺路线的初步制定 9 艺方案的比较分析 10 械加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 14 、量具 15 16 第四章 夹具的设计 34 34 35 35 35 36 37 参考文献 38 致谢 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 序 言 毕业设计是一次综合性训练。它既是对以往基础课和专业知识的回顾，又是对自己能力的监测和评估。要求我们灵活的运用理论知识，去解决设计中遇到的问题，及至工艺设计更是一项细心严谨的设计科目。它涉及到学生对机制工艺学，机床、金属切削等专业知识的了解，同时要对工程材料、机械零件、机械制图等基础课程的掌握，并会查资料，寻找问题的突破口。在当 今市场经济活跃的环境下，还要考虑其经济性，并保证质量。 以往的实习，对我的设计很有帮助，它是设计的前提，是设计的序幕，在隆文革老师的指导下，从工厂实体讲解，工艺过程的分析，以及对夹具的装夹方式的讨论，为我这次设计带来了灵感，打开了眉目，初步的规划了其大体轮廓，将所学的指示融汇于设计当中。 当然，由于初次设计这个题目以及本人的能力层次加上经验的不足，设计当中尚有错误之处，在所难免，敬请指正。 本次设计得到了 师和其他任课老师及同学的大力帮助，使我从设计的盲区中走出来并最终完成设计，再次向他们致以衷心的感 谢。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第一章 零件的分析 件的作用 内圆磨具主轴是内圆磨床的关键部分，它与磨具相互连接直接参加表面成形运动。因此，它的工作性能对加工质量有着很重要的影响。 在普通的中型内圆磨具主轴的转速一般在 10， 00020， 000r/右，常由普通的交流异步电动机经平带传动。这种内圆磨具结构简单、维护方便、成本低，所以应用仍较广泛。但是在磨小孔时要求砂轮主轴的转速高达 80， 000120，000r/更高，此时带易产生打滑、发热和振动等现象，同时 力学强度也由易定的限制，所以带传动就不适用了。因此采用内连式中频电动机驱动的内圆磨具。 由于主轴在一定的转速下，传递一定的扭矩，为了保证轴上的传动件和轴承的工作条件，况且主轴直接带动磨具进行磨削。因此，对旋转精度、静刚度。抗震性、热变性、耐磨性都有较高的要求。 件的工艺性分析 附图 1 得知，其材料为 20材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性。 零件上的主要加工面为各外圆柱面，莫氏 3 号内锥， 1： 5 锥度， 85 孔， 30外柱面的的同轴度为 40圆柱面左端和 35圆柱面右端的垂直度 其尺寸精度直接影响主轴与轴承的装配精度。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两圆柱面同时加工出来。 工艺过程中还必需注意以下几个问题： 理选择材料和规定热处理的技术要求 ,对提高轴类零件的强度和寿命有重要影响。 求使零件得到良好的强度、刚度和所需的表面硬度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 状精度和位置精度以 及表面粗糙度要求都很高，故此就要采用许多高精度的机床及工装为它服务。 以在定位与夹紧点选择时，需要特别注意，以免在定位时产生较大误差或不稳定，在加紧时产生变形影响加工精度。 而降低切削力对工件变形的影响。 上应贯穿整个加工过程始末去毛刺是为了便于装配和维持必要的配合精度。 的质量好坏直接影响到车床的质量，所以主轴锥孔磨削是轴加工的关键工序 。 淬火 )工序之后，用以纠正 在热处理中产生的变形，最后达到精度和粗糙度的要求。 第二章 确定毛坯、画毛坯 根据零件材料和零件结构，确定毛坯为锻件。又由题目已知零件的生产纲领为每批 40件。由参考文献 5表 1 1生产类型为小批生产。毛坯锻造的方法选用自由锻造。通过计算，该零件质量为 4毛坯 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 2坯 第三章 工艺规程的设计 用二中心孔为精基准，能使加工遵循“基准重合”及基准统一的原则。 粗车外圆为精基准加工锥孔，能使加工遵循互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准。 3 号莫氏锥孔精度要求很高，需用 V 型夹具以 20圆作为精基准，以达到形为公差的要求。 内锥是，一端用卡爪夹住，一端搭重心架，亦是以外圆 作为精基准。 精加工，精加工外圆是采用锥堵，以锥堵中心孔作为精车外圆的精基准。 粗基准的选择 外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 艺路线的初步制定 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： 1、 车端面，钻中心孔； 2、 30圆柱面：粗车 粗磨 精磨； 3、 40外圆柱面：粗车 粗磨 4、 25外圆柱面：粗车 粗磨 5、 35外圆柱面 : 粗车 6、 车 1： 5 锥度和莫氏 3号内锥； 7、 钻 孔； 8、 钻螺纹孔，攻螺纹； 9、 铣平 25 外圆柱面。 因外圆柱面有较高的圆柱度和同轴度， 35 右端面和 40 左端面有较高的垂直度，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将各外圆柱面和两个端面同时加工出来，以保证其位置精度。 根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将各外圆柱面， 1： 5锥度，莫氏 3号内锥的粗加工放在前面，精加工放到后面，每一阶段中首先加工外圆柱面后加工 1： 5 锥度和莫氏 3 号内锥。 平面等次要面放到最后加工。 初步拟定加工工艺路线如下： 工序 粗车 (1)夹车两端面 (2)粗车各外圆柱面至草图尺寸， 1： 5锥度。 工序 精车 (1)车端面，保证 36右端面台阶到轴端长度为 40； (2)修钻中心孔 5 (3) 车端面，取总长 340 至尺寸。 工序 精车 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 (1) 车 00+ (2) 车 25， 35， 40至尺寸； (3) 车砂轮越程槽。 工序 粗磨 (1) 粗磨 40+ 30 （ 2） 粗磨 1： 5 锥度 工序 精磨 (1) 精磨 40， 35， 25外圆至尺寸； (2) 磨 纹大径至 (3) 精磨 30处至 30+ （ 4）精磨 1： 5锥度至尺寸，用涂色法检查按接触面大于 85%； （ 5）精磨 工序钻孔 . （ 1） 钻莫氏 3 号锥孔至 （ 2） 钻 ，钻 5孔 工序 车 (1) 莫氏 3号锥孔 ,留轴向尺寸 2015,倒角 (2) 车内槽圆柱部分为 持莫氏 5 号锥孔长度为 70, 序 铣 . (1) 铣 25为平面至 190 工序 （ 1）攻 口倒角 60。 工序 （ 1）外圆定位 ,粗磨锥孔 ,留磨量 序 （ 1）精磨锥孔至尺寸要求 . 艺方案的比较分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有问题还值得进一步讨论。 氏 3 号内锥 孔的精度要求较高，放到最后连续加工不能使其得到较多的时间进行自然时效，因此，为了减少工件受力变形和受热变形对莫氏 3号锥孔的加工精度，钻锥孔应放在粗车阶段进行。 30 外圆柱面有较高的同轴度和圆柱度，在加工过程中是以两中心孔为定位基准的，故在精加工之前应多中心孔进行精加工。 30外圆柱面为支承轴颈，要求表面具有较高的粗糙度，故在精加工30中多安排一步半精磨，以达到表面粗糙度的要求。 在精磨外圆柱面时，采用带有中心孔的锥度作为精基准，所以为了使锥孔与锥度的锥面配合的误 差低，故在进行精磨之前对莫氏 3号锥孔进行粗磨。 要保证零件的精度，在精加工之后应不该再有加工步骤，因此钻 12 为保证精加工达到要求，在精加工之前都应对作为精基准的中心孔进行研磨。 修改之后的工艺路线如下： 工序 下料 工序 锻造 工序 正火 工序 粗车 (1) 两端钻中心孔 2 （ 2）车外圆柱面全部至草图尺寸 (3) 钻莫氏 3号锥孔至 4）车莫氏 3号内锥和 1： 5锥度 工序 热处理 . 热处理 证各外圆对中心孔径向跳动不得大于 序 精车 . 一端夹牢，一端搭中心架 (1) 车端面，保证 36右端面台阶到轴端长度为 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 (2) 修钻中心孔 5(3) 车端面取总长为 340 (4) 钻孔深至 85， 60倒角 工序 精车 一夹一顶 （ 1） 车 0 30+ 2） 车 25至 25+ 3） 车 35至 35+ 4） 车砂轮越程槽 调头 一夹一顶 （ 5） 车 及 300+ 6） 车 40至 40+ 7） 车砂轮越程槽 工序 铣 （ 1） 铣圆柱面至 190 序 热处理 热处理 序 研 研磨两端中心孔 工序 粗磨 两顶尖（一端用锥堵） (1) 粗磨 40 外圆柱面，留 量 (2) 粗磨 30圆至 30+二处）台阶磨出即可 (3) 粗 磨 1： 5 锥度，留精磨余量 工序 粗磨 用 30外圆处定位 (1) 磨莫氏 3 号 内锥，留精磨余量 序 处理 低温时效处理，消除内应力 工序 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 一端夹住，一端搭中心架 （ 1） 钻 ，用导向套定位，螺纹不攻 （ 2） 调头，钻孔 5攻 （ 3） 锪 60中心孔 （ 4） 调头套钻套钻孔 纹不攻） （ 5） 锪 60中心孔，表面粗糙度 序 (1) 锥孔内塞入攻丝套 (2) 攻 螺纹至尺寸 工序 研中心孔 序 磨 工件装夹于二顶尖间 （ 1） 精磨 40 及 35， 25外圆至尺寸 （ 2） 磨 纹大径至 3） 半精磨 300+ 4） 精磨 1： 5锥度至尺寸，用涂色法检查按接触面大于 85% 工序 工件装夹二顶尖间，磨螺纹 （ 1） 磨 （ 2） 磨 工序 精研 精研中心孔 序 精磨 工件夹于二顶尖间 精磨 20至 序 精内磨 工件装在 20外圆为基准 （ 1） 精磨莫氏 3号内锥孔，涂色检查接触面大于 80% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 工序 检查 工序 清洗涂防锈油，入库工件垂直吊挂 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 主轴材料为 20 ,硬度为 坯重量为 4产类型为小批生产 12 级精度 ,根据上述资料用加工工艺方法 ,分别对各加工表面的机械加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸确定如下图所示 : 图 3坯图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 表 3工件直径 加工方法 加工余量 说明 30 粗车 精车 粗磨 半精磨 精磨 3 求精度较高安排半精加工 40 粗车 精车 粗磨 精磨 3 35 粗车 精车 精磨 3 25 粗车 精车 精磨 3 端面 粗车 3 铣柱面 粗铣 3 锥孔 钻孔 粗车 粗磨 精磨 18 6螺纹孔 钻 5 钻 择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为小批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 用机床。其生产方式以通用机床加专用夹 具为主。工件在机床上的装卸及 各机床间的传送均由人工完成。 粗车各外圆柱面， 1： 5锥度和莫氏 3号内锥 选择 择直头焊接式外圆车刀。 根据参考文献 3表 于 05选刀杆尺寸 6片厚度为 根据参考文献 3表 车刀外皮的锻件毛坯，可选用 选择专用夹具和游标卡尺，莫氏 3号塞规， 1： 5环规。 车削内外锥面是直接调整刀架角度。 断面，修钻中心孔，钻深孔，倒 60角 选择 床，选择粗车相同的刀具和中心钻。采用专用夹具，游标卡尺。 精车各外圆柱面和车螺纹 选择 床，车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。型号选择 用专用夹具和游标卡尺。 圆柱面 采用立铣，选择 择直径 0用夹具和游标卡尺。 磨外圆， 1： 5锥度 选择 择磨料为白刚玉，粒度号 择砂轮型号 采用锥堵定位，游标卡尺。 磨莫氏 3号锥孔 选择 择磨料为白刚玉，粒度号 采用 用游标卡尺。 螺纹孔 ,攻螺纹 选择 择内锥面 60 锪钻，丝锥，螺纹塞规。 圆柱面精磨 选择 择砂轮型号 ： 5环规和游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 螺纹 选择 择砂轮型号 规。 精磨 30外圆柱面 选择 择砂轮型号 标卡尺。 氏 3号内锥孔精磨 选择 床，选择砂轮型号 加工工序的设计要求能通过加工达到零件规定的加工精度，而在其能满足其精度要求的时需要尽可能的考虑经济问题，尽量的减少生产中费用。提高生产效率。通过各加工工序的加工，使毛坯以达到一下图所示的精度要求。各加工面要求达到的加工精度要求如下图所示： 图 3粗车 40 根据毛 坯件直径 D=50 粗加工的余量仅为 3 定切削深度在一此走刀完成，故 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 0=3 定进给量 f 根据参考文献 4表 粗车钢料，刀杆尺寸为 160 60 f=r 按 f=r 因此工 序为非强力重负荷切削，故对刀片的强度，刀杆和机床进给机构强度等不需要进行校验。 定车刀磨钝标准和耐用度 根据参考文献 1 刀后面最打磨损限度取为 1具耐用度T=60 定切削速度 根据参考文献 4表 用 质合金车刀加工 =800 890f 削速度 7m/ 切削速度的修正系数查参考文献 4表 c =v= m/n= D *1000 96r/据 择20r/f=r 这时实际切削速度 000=000m/验机床功率 切削时的功率可查参考文献 4表 当b=580 970p 4f r，57m/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 削功率的修正系数为： = 故实际的切削功率为： 4据 w 去机床的效率 n=机床的有效功率为： E 因 P故上述车削用量可用，即： f=r V=50m/n=320r/ 计算基本工时 参考文献 2表 削时间的计算公式为： 21 / t =（ 121+） x 1/ 粗车 30 切削深度 2Z=40 Z=3 可一次切除 , 3进给量 f=r 计算切削速度 根据参考文献 4表 用 质合金车刀加工 =800 890f 削速度 7m/ 切削速度的修正系数查参考文献 4表 c =v= m/n= D *1000=69r/据 择00r/f=r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 这时实际切削速度 000=000m/ 确定机床主轴转速 切削时的功率可查参考文献 4表 当b=580 970p 4f r，57m/削功率的修正系数为： = 故实际的切削功率为： 4据 w 去机床的效率 n=机床的有效功率为： E 因 P故上述车削用量可用，即： f=r V=50m/n=400r/ 计算基本工时 参考文献 2表 削时间的计算公式为： 21 /t =（ 71+） x 1/ 粗车螺纹大径（留 3 切削深度 给量 f= 计算切削速度 根据参考文献 4表 削速度 7m/ 切削速度的修正系数查参考文献 4表 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 =v= m/n= D *1000=21r/据 择20r/f=r 这时实际切削速度 000=000m/ 计算基本工时 参考文献 2表 削时间的计算公式为： 21 /t =（ 48+） x 1/ 粗车 35 切削深度 2Z=45 Z=3 可一次切除 , 3进给量 f=r 计算切削速度 根据参考文献 4表 用 质合金车刀加工 =800 890f 削速度 7m/ 切削速度的修正系数查参考文献 4表 c =v= m/n= D *1000=28r/据 择20r/f=r 这时实际切削速度 000=000m/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 确定机床主轴转速 切削时的功率可查参考文献 4表 当b=580 970p 4f r，57m/削功率的修正系数为： = 故实际的切削功率为： 4据 w 去机床的效率 n=机床的有效功率为： E 因 P故上述车削用量可用，即： f=r V=n=320r/ 计算基本工时 参考文献 2表 削时间的计算公式为： 21 /t =（ 63+） x 1/ 钻 3号莫氏锥孔 钻孔 钻床主轴转速 000v/ s(按机床选取25r/s) 所以实际速度为： v=s 计算基本工时 1l +2l +3l +l)/ wn 87/车 25 切削深度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 2Z=35 Z=3 可一次切除 , 3进给量 f=r 计算切削速度 根据参考文献 4表 用 质合金车刀加工 =800 890f 削速度 7m/ 切削速度的修正系数查参考文献 4表 c =v= m/n= D *1000=22r/据 择50r/f=r 这时实际切削速度 000=000m/ 确定机床主轴转速 切削时的功率可查参考文献 4表 当b=580 970p 4f r，57m/削功率的修正系数为： = 故实际的切削功率为： 4据 w 去机床的效率 n=机床的有效功率为： E 因 P故上述车削用量可用，即： f=r V=n=450r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 计算基本工时 参考文献 2表 削时间的计算公式为： 21 /t =（ 43+） x 1/ 粗车端面 初步加工 ,取 Z=3,一次加工 , 3. 进给量 f=r.(参考文献表 1表 计算切削速度 根据参考文献 1表 =60据参考文献 1表 = VC x mt x x =93r/ 确定机床主轴转速 n=D *1000=31000 =822r/据机床说明书得 n=900r/ 计算基本工时 . (I+1I +2I +3I )/ wn f =(36+2+0+5)/(= 精车 40 切削深度 2Z= Z=一次切除 , 进给量 f=r 计算切削速度 根据参考文献 4表 用 质合金车刀加工 =800 890纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 钢料，f 削速度 23m/ 切削速度的修正系数查参考文献 4表 c =v= m/23m/n= D *1000=231000 90r/据 择00r/f=r 这时实际切削速度 000=000m/124m/ 确定机床主轴转速 切削时的功率可查参考文献 4表 当b=580 970p 2f r，162m/据 w 去机床的效率 n=机床的有效功率为： E 因 P故上述车削用量可用，即： f=r V=124m/n=900r/ 计算基本工时 参考文献 2表 削时间的计算公式为： 21 /t =（ 121+2） x 1/（ = 精车 30 切削深度 2Z= Z=一次切除 , 进给量 f=r 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 计算切削速度 根据参考文献 4表 用 质合金车刀加工 =800