CA6140车床床尾顶尖套筒机械加工工艺规程及夹具设计.doc

.辽 宁 工 业 大 学制造工程基础课程设计（论文）题目：CA6140车床床尾顶尖套筒机械加工工艺规程及夹具设计全套图纸加扣3012250582 学 院：机械工程与自动化学院专业班级： 工业工程 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 2018.7.02-2018.7.20课程设计（论文）任务及评语学 院：机械工程与自动化学院 教研室：机制教研室学 号学生姓名专业班级工业151班课程设计（论 文）题 目顶尖套筒机械加工工艺规程及工装设计课程设计（论文）任务1.设计内容（1）设计对象来源于生产实践，用于机床等机械装备，属轴类或盘套类零件； （2）针对指定零件，利用相应工程软件（WORD，EXCEL，CAXA电子图版（或其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。2.技术参数与要求设备年产量1万件，废品率、备品率各0.1%，每台设备含该零件件数：1；主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图（零件图见附页）；3.工作量（1）设计零件毛坯，绘制毛坯图1张。（2）制订零件加工工艺规程，绘制机械加工工艺过程综合卡1张。（3）针对某工序设计专用夹具，绘制夹具装配图1张。（4）编写课程设计说明书1份。指导教师评语及成绩图纸( 20)说明书( 20)答辩( 40)平时( 20)成绩： 指导教师签字： 年 月 日3辽宁工业大学课程设计说明书（论文）目 录第1章 零件分析和毛坯的确定21.1零件工艺分析及生产类型确定21.2毛坯类型及毛坯设计3第2章 机械加工工艺规程设计42.1 基准选择42.2 工艺路线设计42.3 机械加工余量和工序尺寸的确定42.4 主要工序切削用量及时间定额计算5第3章 专用夹具设计163.1 工序内容及加工要求163.2 定位基准选择163.3 夹具结构设计及工作流程16第4章 结论21参考文献225第1章 零件分析和毛坯的确定1.1零件工艺分析及生产类型确定本零件材料为45#钢,其力学性能: 用于制造要求强度较高，韧性中等的零件，通常在调质，正火状态下使用，表面淬火硬度一般在40-50HRC。毛坯形式为棒料，生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。零件的主要作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。从零件图上得到其他表面质量要求Ra6.3，零件的加工表面简单，多采用车削和钻销加工方式， 降低了工艺的复杂程度，孔采用专用夹具提高加工质量和加工效率。零件的加工多采用零件的中心作为基准，定位可靠，基准统一。生产纲领：N=Qn（1+a%）(1+b%) =100001(1+0.1%)(1+0.1%) =10020生产类型：质量0.15kg4kg由表1-4知该零件属于轻型零件500030992.750000由表1-5知该零件属于大批生产表1.1主要技术要求加工表面尺寸精度等级表面粗糙度端面74IT86.3外圆面直径749IT96.3外圆面直径318IT96.3内螺纹M813IT76.3端面42IT73.21.2毛坯类型及毛坯设计1.2.1确定毛坯种类 毛坯材料为45号刚，根据零件生产类型，制造精度，原材料，加工余量等综合考虑，因此应该选择棒料。 图1.1毛坯图 第2章 机械加工工艺规程设计2.1定位基准选择粗基准的选择：首先要加工的是表面。以外表面为粗基准，镗中心孔，然后采用心轴定位。钻孔的粗基准用车出来的外表面遵循了基准重合的原则。精基准的选择：选择加工后的表面，遵循基准统一的原则。2.2工艺方案设计 表2-1工序方案设计顶尖套筒的加工路线一般是先粗车端面再外圆最后中心孔。先按照加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按照下述工艺路线进行。下料粗车左右端面，粗车74，42外圆钻中心孔，铰中心孔31半精车外圆74，42钻通孔3-9，锪沉孔3-14，钻2-6.8螺纹底孔，攻螺纹铣凸台2.3机械加工余量和工序尺寸计算公差由表2-1、2-3（书）查得余量由表2-16、2-17（书）查得，公差由表1-6和2-40（书）查得，尺寸偏差按入体原则标注。基本尺寸、工序公差及偏差 表2-2加工余量和工序尺寸工序名称加工余量工序尺寸表面粗糙度半精车外圆1.26.3粗车外圆67412.5粗车左右端面1.27412.5半精车外圆1.26.3粗车外圆64212.4钻M8螺纹孔6.8M812.52.4 主要工序切削用量及时间定额计算 基本计算公式（1） 机床主轴转速计算公式车床： (2.1)式中: n-主轴转速（r/min） -切削速度（mm/min） -刀具直径（mm）钻床： (2.2)式中: n-主轴转速（r/min） -切削速度（mm/min） -刀具直径（mm）（2） 基本时间计算公式： (2.3)式中：-切入长度（mm） -切出长度（mm） n-主轴转速（r/min） f-进给量（mm/r） i-走刀次数(3) 辅助时间及总加工时间（作业时间）计算公式辅助时间的计算：=（0.150.2） ，取=0.2 (2.4)总加工时间的计算：=+ (2.5) 工序镗中心孔 1.粗车外圆1）加工条件工件材料：45号刚机 床：CA6140夹 具：三爪卡盘量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02）加工要求：Ra12.5刀 具：外圆车刀（主偏角，副偏角） 2）计算切削用量粗车表面：单边背刀吃量mm由 表5-122确定进给量 mm/r查表5-128（188页）削速度为m/min机床主轴转速由机床转速表 表5-63(150页) 取=400 实际速度m/min3） 时间定额的计算01.002. L=20 2 =3 由公式（2.3）（2.4）（2.5）求00得min min min2.粗车42外圆 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：CA6140 夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：外圆车刀（主偏角，副偏角） 2）计算切削用量 背吃刀量：3mm 查表5-122确定进给量f=0.5mm/r 切削速度156m/min 主轴转速 由机床转速表n=1120r/min 实际速度155m/min2） 时间定额 L=26mm 2 =2 =0.08min 0.2=0.016min =0.096min工序I 下料工序1.粗车右端面 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：CA6140 夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀具：端面车刀 2） 计算切削用量 背吃刀量：1.2mm 由 表5-122 确定进给量f=0.8 查表5-128切削速度为156m/min 机床主轴转速 由机床转速表n=710r/min 实际速度182.2m/min3) 时间定额 L=74 3 =3 由公式（2.3）（2.4）（2.5）求得0.15min ，0.03min ，0.18min2.粗车左端面 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：CA6140 夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：端面车刀 2）计算切削用量 背吃刀量：1.2mm 查表5-122确定进给量f=0.8mm/r 取切削速度156m/min 主轴转速 查主轴转速表 n=1400r/min 实际速度153.86m/min 3）时间定额 L=25.5mm 2 =2 0.023min 0.2=0.0046min =0.0276min 表2-3工序II加工简图工序IV1.半精车74外圆 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：CA6140 夹 具：三爪卡盘 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra3.2 刀 具：外圆车刀 2）计算切削用量 背吃刀量；0.6mm 查表得进给量 f=0.8 切削速度 123m/min 主轴转速： 查主轴转速表n=500r/min 3）时间定额 L=74 2 =3 由公式（2.3）（2.4）（2.5）求得0.2125min ，0.0425min ，0.255min 2.半精车42外圆 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：CA6140 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra3.6 刀 具：外圆车刀（主偏角，副偏角） 2）计算切削用量 背吃刀量：0.6mm 查表5-122确定进给量f=0.5mm/r 取切削速度123m/min 主轴转速 查主轴转速表 n=900r/min 实际速度146.95m/min 3）时间定额 L=42mm 2 =3 =0.0338min 0.2=0.0067min =0.041min 表2-4工序IV加工简图工序V 1.钻孔 9 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：钻床 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：中心钻 3） 计算切削用量 背吃刀量：2.9mm 查表得进给量f=0.3mm/r 切削速度6m/min 转速 由转速表 n=500r/min 实际速度7.22m/min 3）时间定额 L=17 2 =0 = 0.2=0.043min =0.263min 2.锪沉孔3-14 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：铣床 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：锪钻 2）计算切削用量 背吃刀量：0.2mm 查表5-150确定进给量f=0.24mm/r 取切削速度18m/min 主轴转速 查转速表 n=800r/min 实际速度20m/min3）时间定额 L=5mm =2 =0.035min 0.2=0.007min =0.042.min 3.钻M8螺纹孔 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：钻床 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：中心钻 2）计算切削用量 背吃刀量：3.9mm. 查表得进给量 f=0.24mm/r 切削速度：6.5m/min 主轴转速： 由主轴转速表得n=500r/min 实际速度7.22m/min 3）时间定额 L=17 0 =0 =0.125min 0.2=0.025min 1.22+0.24=0.15min 4.攻M8螺纹 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：立式钻床 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：丝锥 2）计算切削用量 背吃刀量：0.2mm 查表5-150确定进给量f=0.24mm/r 取切削速度18m/min 主轴转速 查转速表 n=800r/min 实际速度20m/min3）时间定额 L=17mm =2 =0.309min 0.2=0.0618min =0.3708.min 表2-5 工序V加工简图 工序VI 1.铣凸台 1）加工条件 工件材料：45号刚 机 床：铣床 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02） 加工要求：Ra12.5 刀 具：平面铣刀 2）计算切削用量 背吃刀量：0.2mm 查表5-150确定进给量f=0.24mm/r 取切削速度18m/min 主轴转速 查转速表 n=800r/min 实际速度20m/min3）时间定额 L=22mm =2 =0.237min 0.2=0.0474min =0.2844.min 表2-6 工序VI加工简图 第3章 专用夹具设计3.1 工序内容及加工要求1.工序内容:铣凸台 2.立式铣床夹具实现必须满足三个要求（1）夹具在立式铣床上的准确装卡（2）工件在夹具中占有正确的加工位置（3）刀具对于工件有准确的位置 图3-1零件图 3.2 定位基准选择 以孔端面作为定位基准3.3 夹具结构设计及工作流程确定夹具的结构1定位要则 1) 选择合理的定位基准 定位基准必须与工艺基准重合， 并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。 应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。 在选择定位元件时，要防止出现过定位现象。2)限制工件的自由度 工件在夹具上进行定位时，为保证加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夹紧力等的需要，必须限制住工件的六个自由度。如果工件以己加工过的光滑平面定位，必要时可以用六个以上的点定位，但各定位面上支承点的表面必须在同一平面上， 或其中的几个支承点采用辅助支承2夹紧要则 1)确保工件在加工时的正确位置不变的原则 a在夹紧过程中，不至于因工件的重力的影响而破坏正确定位确定定位方案及设置定位支承时，应尽量合工件重心位于支承范围内 当工件重心位置不在支承范围内时，夹紧力应垂直主基准并处在支承范围内，同时在适当的位置加初定位或辅助支承。3结构设计要则 夹具结构应符合合理、可靠、高效、经济和安全的原则)夹具结构和生产纲领的关系 1.熟悉被加工件的图样: (1)被加工件在产品中的作用，结构特点，主要加工表面和技术要求(2)了解被加工件的材料，毛坯种类，特点，重量，外形尺寸2.分析被加工件的工艺规程: (1)被加工件的工艺路线，有关工艺参数和工件在本工序以前的加工情况(2)在该工序加工中所使用的机床，工具及辅具的型号，规格，主要参数，机床与夹具連接安装部分的结构和尺寸 3.绘制装配图(1)绘制工件轮廓外形，定位，夹紧，加工部位和余量(2)绘制定位元件(3)绘制夹紧机构(夹紧状态)，松开过程的轨迹(4)绘制导向，对刀元件(5)绘制夹具体(6)绘制其它元件，如连接件，分度装置(7)标注定位面(点)夹紧面(点)(8)标注主要活动元件的装配尺寸，配合代号及外形尺寸(9)标注被加工件在夹具中的相关尺寸和主要参数，及夹具总重(10)标注夹具总装检验尺寸和技术要求(符合“机床夹具零件及部件技术条件(11)标注夹具零件序号(12)填写标题栏和明细表零件(13)打印装配图仔细研究后，采用短心轴，限制两个自由度，采用削边销，限制一个自由度，底板