机械制造技术课程设计-小卡轴的加工工艺及铣8的铣床夹具设计（全套图纸） .pdf

机械制造技术课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书 全套图纸，加 153893706 设计题目：设计题目： 制定小卡轴（如下图）的加工工艺，制定小卡轴（如下图）的加工工艺， 设计铣设计铣 8 的铣床夹具的铣床夹具 专专 业：业： 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师指导教师 哈尔滨理工大学课程设计说明书 机械工程系机械工程系 2015 年年 11 月月 20 日日 哈尔滨理工大学课程设计说明书 i 目录目录 序 言 . 1 第 1 章 零件的分析 . 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 第 2 章 工艺规程设计 . 4 2.1 确定毛坯的制造形式 4 2.2 基面的选择 4 2.3 制订工艺路线 6 2.4 机械加工余量的确立 6 第 3 章 夹具设计 . 12 3.1 定位基准的选择 12 3.2 切削力及夹紧力的计算 12 3.3 夹具简要操作说明 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 总结 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 序序 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它 们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用， 也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械 制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展 的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意 义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学 技术水平的重要指标。 小卡轴的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制 造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教 学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安 排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践 性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又 要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好 的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 第第1章章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 小卡轴的作用，待查。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1零件的技术要求 加工表面加工表面 尺寸及偏尺寸及偏 差差/mm 公差等级公差等级/mm 表面粗糙度值表面粗糙度值/ m 轴左右端面轴左右端面 60+1 it10 6.3 20 外圆面外圆面 20h10 it10 6.3 16 外圆面外圆面 16h10 it10 6.3 12 外圆面外圆面 12h10 it10 6.3 10 退刀槽退刀槽 10h10 it10 6.3 铣平行面铣平行面 it10 6.3 c2 c2 c2 c2 哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 2. 毛坯选用普通模锻,材料为 45 刚，具有较高的硬度、耐磨性。先 进行粗加工锯去多余部分,然后加工轴左右端面,再加工阶梯轴外圆表面. 最后精加工。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 第第2章章 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 由于阶梯轴类零件工作时，某些部位如轴颈（主要是与滑动轴承配 合的轴颈）往往要承受摩擦、磨损，严重时可能发生咬死（又称抱轴） 现象，使轴类零件运转精度下降。有时还需要承受多种载荷的作用，为 增强阶梯轴的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。由于中 批量生产,采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以 提高精度而且加工余量小等优点。 2.2 基面的选择基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与 合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过 程中会问题百出，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常 进行。 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量， 使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求 是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则：a 应选能加工出精基 准的毛坯表面作为基准。b 当必须保证加工表面与不加工表面的位置和 尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。c 要保证工件上某重要表面的 余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。d 当全部表面都需要加工 时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。 该小卡轴的外圆表面和左、右端面互为基准作为粗基准，以保证为后序 准备好精基准。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避 免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于 保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所 采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零 件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在 一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面 与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基 准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再 以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可 以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找 正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例 子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证 定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 根据小卡轴零件的技术要求和装配要求,选择该小卡轴轴线作为精 基准,零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工,即遵循”基准 统一”原则.小卡轴设计基准是轴线,选用其作为精基准定位加工轴的外圆 表面,实现设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求. 选择精基准的原则时，重点考虑的是有利于保证工件的加工精度并 使装夹更为方便。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 2.3 制订工艺路线制订工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置 精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考 虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。此 外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 表 3.1 工艺路线 工序号 工序内容 工序一 锻造、调质处理 工序二 粗车左端面 工序三 左端面打中心孔 工序四 粗车右端面 工序五 右端面打中心孔 工序六 车201612 外圆面 工序七 车10 退刀槽 工序八 车12 外圆面 工序九 铣 8 平行面 工序十 检验 2.4 机械加工余量的确立机械加工余量的确立 1. 左端面 由于左右端面要与其他接触面接触，粗糙度要求为 6.3，查相关资 料知粗车余量留 1mm，半精车余量 0.5mm。 2. 外圆面 粗车外圆面至21，加工余量 1mm,半精加工至20，加工余量 0.5mm 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 粗车外圆面至17，加工余量 1mm,半精加工至16，加工余量 0.5mm 粗车外圆面至13，加工余量 1mm,半精加工至12，加工余量 0.5mm 车槽至10，加工余量 1mm, 粗车右端外圆面至13，加工余量 1.5mm,半精加工至12，加工 余量 0.5mm 粗铣平行面至 9mm, 加工余量 1.5mm,半精加工至 8mm，加工余量 0.5mm 工序 1：粗车轴两端面 (1）工具材料：45 号刚，b =170240mpa，模锻； 工件尺寸 63mm，23mm 加工要求：粗车轴两端面，加工余量 1mm; 机床：c6140 车床 确定粗车端面刀具类型：yt15 硬质合金焊接式车刀；刀具耐用度 t=240min；刀具尺寸 25mmx25mm;刀片厚度 6mm; 010后角0= 6，副后角0=6，刃倾角s=0，主偏角 kr=75，副偏角 kr=15。 （2）切削用量 确定切削深度 ap：因为余量较小，故选择 ap= 1mm 确定每次进给量 fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用 不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 3.5， 使用 yt15 硬质合金端车刀加工，机床功率为 7.5kw（据简明手册 表 1.27，c6140 车床） f0.7 mm/min 故选择：f=0.51mm/min 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 （3）计算切削速度 vc 根据机械制造工艺与装备表 2- 20，查得各修正系数为： cv=242xv =0.15 yv =0.35 m=0.20 切削速度 vc=93m/min （4）确定机床主轴转速： ns =1000vc/dw=400.2r/min. 最终确定主轴转速为：400r/min （5）计算基本工时 查机械加工工序设计指导书表 3.9 得， tb=4/400=0.04min 。 工序 2：粗车小卡轴外圆面 （1）确定粗车外圆刀具类型：yt15 硬质合金焊接式车刀；刀具耐 用度 t=240min；刀杆尺寸 25mmx25mm；刀片厚度 6mm；010后 角06，副后角0=6，刃倾角s=0,主偏角 kr=75,副偏角 kr=0。 （2）确定切削用量 粗 车 外 圆 ， 加 工 余 量 为 2mm, 四 走 刀 ， 则 单 边 吃 刀 量 为 asp=2/1=1mm （3）确定进给量 f 由切削用量简明手册ht200，刀杆尺寸 25x25，工件直径为 32mm，则 f=0.40.5。再由简明手册表 4.23 查取 f =0.45。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度 由切削用量简明手册表 1.9 查取后刀面磨损最大限度为 0.81.0。 （5）确定切削速度 vc 根据机械制造工艺与装备表 2- 20，查得各修正系数为： 哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 cv=242xv =0.15 yv =0.35 m=0.20 切削速度 vc=93m/min （6）确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=400.2r/min. 最终确定主轴转速为：400r/min 计算基本工时 查机械加工工序设计指导书表 3.9 得， tb=211/(400*0.51)=1.03min 工序 3 半精车小卡轴外圆面 （1）确定半精车外圆刀具类型：yt15 硬质合金焊接式车刀；刀具 耐用度 t=240min；刀杆尺寸 25mm25mm ；刀片厚度 6mm；012 后角06，副后角0=6，刃倾角s=3,主偏角 kr=45, 副偏角 kr=15。 （2）确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为 0.5mm,四次走刀 确定进给量 由机械制造技术基础课程设计指导书表 560 得 f=0.030.3mm/r。再由简明手册表 412 查取 f =0.28mm/r。 （3）选择刀具磨钝标准及耐用度 后刀面磨钝标准为 0.81.0,耐用度为 t=240min。 （4）确定切削速度 vc 根据机械制造工艺与装备表 2- 20，查得各修正系数为： cv=198xv =0.15 yv =0.30 m=0.18 切削速度 vc=53m/min 确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=562.6r/min. 最终确定主轴转速为：560r/min （5）计算基本工时 查机械加工工序设计指导书表 3.9 得 哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 tb=154/(560*0.28)=0.98min。 工序工序 4 切槽切槽 切槽车刀，yg8 硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前 10，后角 6，副偏角 2 ，刃倾角 0，刀尖圆弧直径 0.5mm。 （1）确定背吃刀量 加工余量为 1mm,一次走刀 （2）确定进给量 由切削用量简明手册表 314 得 f=0.20.3mm/r。再由简明 手册表 412 查取 f =0.28mm/r （3）选择刀具磨钝标准及耐用度 后刀面磨钝标准为 0.81.0,耐用度为 t=240min （4）确定切削速度 vc 根据机械制造工艺与装备表 2- 20，查得各修正系数为： cv=68.8xv =0.15 yv =0.40 m=0.25 kv=0.71 切削速度 vc=27m/min 确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=429.9r/min. 最终确定主轴转速为：450r/min （5）计算基本工时 查机械加工工序设计指导书表 3.9 得， tb=8*4/(450*0.28)=0.25min。 工序 5 ：铣 8 平行面 刀具选取立铣刀，刀片采用 yg8。 （1）确定背吃刀量 加工余量为 1.5mm,一次走刀 （2）确定进给量及切削速度 哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 根据 x