CA6140普通车床轴套机械工艺规程设计及其夹具设计.doc

辽 宁 工 业 大 学制造工程基础课程设计（论文）题目： CA6140普通车床轴套机械工艺规程设计及其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151班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 2018.7.2-2018.7.20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 目轴套零件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11.1零件工艺分析及生产类型确定11.2毛坯类型及毛坯设计2第2章 机械加工工艺规程设计32.1 基准选择32.2 工艺路线设计32.3 机械加工余量和工序尺寸的确定32.4 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193.1 工序内容及加工要求193.2 定位基准选择193.3 夹具结构设计及工作流程19第4章 结论21参考文献2215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: 。毛坯形式为棒料，生产批量为2万件/年，生产纲领为大批生产。零件的主要作用是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。从零件图上得到轴套的表面要求，的外圆和的孔均要求达到粗糙度Ra1.6，左右两个端面要求达到Ra3.2的粗糙度，而左右两面的键槽则要求达到Ra3.2的粗糙度，具体要求见图如下：图1.1.1表1.1.2主要技术要求加工表面尺寸精度等级表面粗糙度两端面69IT83.2外圆IT61.6外圆IT61.6外圆IT61.6外圆IT61.6内孔IT71.6左键槽IT93.2右键槽IT93.21.2毛坯类型及毛坯设计 毛坯图的尺寸都都是在加工零件图的基准上，加上总的加工余量从而得到毛坯的尺寸。毛坯的基准一般与零件图一致。由该零件的尺寸要求，确定该零件毛坯为45号钢的棒料，长度为71.4mm,直径为37.4的圆柱形棒料，如图1.2.1所示 图1.2.1第2章 机械加工工艺规程设计2.1定位基准选择该轴套类零件定位基准分析：1. 该零件先以外圆作为粗基准，车外圆,车端面和钻通孔此即为自为基准原则。2. 半精加工外圆与端面时，采用了外圆，工件中心作为定位基准。避免重复装夹所造成的误差，且符合基准重合，基准统一原则。3. 钻孔时采用了外圆及工件中心为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。4. 铣削时采用了外圆及轴肩为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。2.2工艺路线设计拟定工艺路线如下： 第一工序： 下料 第二工序如下：（1）粗车右端面，半精车右端面，钻孔，粗铰孔，精铰孔，粗车外圆，半精车外圆，精车外圆，车退刀槽，车右端倒角。（2）粗车左端面，半精车左端面，粗车外圆，半精车外圆，精车外圆，车退刀槽，车左端倒角。 第三工序：第一公步,铣左键槽;第二公步，铣右键槽。2.3机械加工余量和工序尺寸的确定。第二工序，第一工位如下：第一、二工步：粗车,半精车右端面右端面方向粗加工余量ap=1.4mm,故切削深度为1.0mm,走刀长度19.0mm。右端面方向半精加工余量ap=0.5mm,故切削深度为0.5mm，走刀长度为19.0mm。第三、四、五工步：钻孔，粗铰孔，精绞孔。钻孔时的加工余量ap=15mm,故切削深度为7.5mm，走刀长度为70.2mm。钻孔后粗绞的加工余量ap=15.95mm,姑切削深度为7.975mm，走刀长度为70.2mm。粗绞后精绞的加工余量ap=16mm,因此切削深度为8.0mm，走刀长度为70.2mm。第六工步：粗车外圆毛坯厚度方向粗加余量ap=4.0mm故的切削深度为4.8mm,走刀长度为30mm。的切削深度为2.3mm，走到长度为25mm。第七工步：半精车外圆毛坯厚度方向半精加工余量ap=2.8mm故和的切削深度均为1.4mm。走刀长度分别为30mm，25mm。第八工步：精车外圆毛坯厚度方向精加工余量ap=0.6mm故和的切削深度均为0.3mm，走刀长度分别为30mm，25mm。第九工步：车退刀槽退刀槽为2mm米宽，0.5mm深的退刀槽故切削深度为0.5mm，走刀长度为2mm。第十工步：车右端倒角右端倒角为的倒角故走刀长度和切削深度均为0.5mm.第二工序，第二工位如下：第一、二工步：粗车，半精车左端面左端面方向粗加工余量ap=1.4mm,故切削深度为1.0mm，走刀长度为19.0mm。左端面方向半精加工余量ap=1.0mm,故切削深度为0.5mm，走刀长度为19.0mm。第三工步：粗车外圆毛坯厚度方向粗加工余量为ap=4.0mm故切削深度为3.3mm，走刀长度为14mm。第四工步：半精车外圆毛坯厚度方向半精加工余量为ap=2.8mm故切削深度为1.4mm，走刀长度为14mm。第五工步：精车外圆毛坯厚度方向精加工余量为ap=0.6mm故切削深度为0.3mm，走刀长度为14mm。第六工步：车退刀槽退刀槽分别为和的退刀槽故切削深度分别为0.5mm与0.7mm，走刀长度分别为2mm和2.2mm。第七工步：车左端倒角左端倒角为的倒角故走刀长度和切削深度均为1mm第三工序，第一工位如下：第一工步：铣左键槽因为左键槽的基本参数为故左键槽的切削深度为2.5mm，走刀长度为8mm。第二工步：铣右键槽因为右键槽的基本参数为故右键槽的切削深度为2.5mm，走刀长度为16mm。2.4 主要工序切削用量及时间定额计算第二工序，第一工位如下：（1） 粗车右端面1） 加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀2)计算切削用量查表3-32得知f=0.4mm/r,查表5-2得知=75m/min由n=1000v/d,得出n=638.32r/min由机床转速表查得主轴转速为n=633r/min由表2-24查的基本时间的计算公式为，综合公式为带入数据得公式为=0.108min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.022min作业时间Tz=Tj+Tf=0.130min(2)半精车右端面1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀2）计算切削用量查表5-2得知=100m/min查表3-33得知f=0.35mm/r由n=1000v/d,得出n=851.10r/min由机床转速表查得主轴转速为n=900r/min带入数据得公式为=0.086min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.017min作业时间Tz=Tj+Tf=0.104min(3)钻孔1）加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：钻头2）计算切削用量查表5-23得知f=0.12mm/r得知=38m/min由n=1000v/d,得出n=848.83r/min由机床转速表查得主轴转速为n=900r/min由表2-26查得相关公式为，综合公式为带入数据得公式为=0.775min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.155min作业时间Tz=Tj+Tf=0.930min（4）粗铰孔1）加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金铰刀2）计算切削用量查表5-32得知f=0.30mm/r得知=40m/min由n=1000v/d,得出n=798.27r/min由机床转速表查得主轴转速为n=710r/min由表2-26查得相关公式为，见表2-27综合公式为带入数据得公式为=0.775min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.155min作业时间Tz=Tj+Tf=0.930min（5）精绞孔1）加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金铰刀2）计算切削用量查表5-32得知f=0.30mm/r得知=60m/min由n=1000v/d,得出n=1193.66r/min由机床转速表查得主轴转速为n=1120r/min由表2-26查得相关公式为，见表2-27综合公式为带入数据得公式为=0.241min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.048min作业时间Tz=Tj+Tf=0.289min（6） 粗车外圆1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金刀2）计算切削用量查表3-32得知f=0.5mm/r,查表5-2得知=56m/min由n=1000v/d,得出n=476.61r/min由机床转速表查得主轴转速为n=500r/min由表2-24查得相关公式为，综合公式为将相关数据带入得=0.304min，=0.280min（基本时间）辅助时间Tf1=Tj20%=0.068min,Tf2=Tj20%=0.056min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.408min,作业时间Tz2=Tj+Tf=0.336min（7）半精车外圆1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金刀2）计算切削用量查表3-33得知f=0.39mm/r,查表5-2得知=90m/min由n=1000v/d,得出n1=1008.73r/min,n2=857.72r/min由机床转速表查得主轴转速为n1=1018r/min,n2=900r/min由表2-24查得相关公式为，综合公式为将相关数据带入得=0.198min，=0.196min（基本时间）辅助时间Tf1=Tj20%=0.040min,Tf2=Tj20%=0.039min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.238min,作业时间Tz2=Tj+Tf=0.235min（7） 精车外圆1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金刀2）计算切削用量查表3-33得知f=0.30mm/r,查表5-2得知=130m/min由n=1000v/d,得出n1=1616.42r/min，n2=1352.30r/min由机床转速表查得主轴转速为n1=1580r/min,n2=1400r/min由表2-24查得相关公式为，综合公式为将相关数据带入得=0.083min，=0.081min（基本时间）辅助时间Tf1=Tj20%=0.017min,Tf2=Tj20%=0.016min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.099min,作业时间Tz2=Tj+Tf=0.097min（8） 车退刀槽1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：无刀具：2mm切断刀2）计算切削用量 查表5-3得知f=0.08mm/r,查表5-4得知=35m/min由n=1000v/d,得出n=445.63r/min由机床转速表查得主轴转速为n=450r/min由表2-24查的基本时间的计算公式为，综合公式为带入数据得公式为=0.250min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.050min作业时间Tz=Tj+Tf=0.30min第二工序，第二工位如下：（1） 粗车左端面1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀2）计算切削用量查表3-32得知f=0.4mm/r,查表5-2得知=75m/min由n=1000v/d,得出n=638.32r/min由机床转速表查得主轴转速为n=633r/min由表2-24查的基本时间的计算公式为，综合公式为带入数据得公式为=0.108min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.022min作业时间Tz=Tj+Tf=0.130min（2） 半精车左端面1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀2）计算切削用量 查表5-2得知=100m/min查表3-33得知f=0.35mm/r由n=1000v/d,得出n=851.10r/min由机床转速表查得主轴转速为n=900r/min带入数据得公式为=0.086min(基本时间)辅助时间Tf=Tj20%=0.017min作业时间Tz=Tj+Tf=0.104min(3) 粗车外圆 1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金刀2）计算切削用量 查表3-32得知f=0.5mm/r,查表5-2得知=56m/min由n=1000v/d,得出n=476.61r/min由机床转速表查得主轴转速为n=500r/min由表2-24查得相关公式为，综合公式为将相关数据带入得=0.20min（基本时间）辅助时间Tf1=Tj20%=0.04min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.24min（4）半精车外圆1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金刀2）计算切削用量查表3-33得知f=0.39mm/r,查表5-2得知=90m/min由n=1000v/d,得出n1=912.35r/min由机床转速表查得主轴转速为n1=900r/min由表2-24查得相关公式为，综合公式为将相关数据带入得=0.133min基本时间）辅助时间Tf1=Tj20%=0.027min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.160min（5）精车外圆1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：硬质合金刀2）计算切削用量查表3-33得知f=0.30mm/r,查表5-2得知=130m/min由n=1000v/d,得出n1=1446.86r/min由机床转速表查得主轴转速为n1=1400/min由表2-24查得相关公式为，综合公式为将相关数据带入得=0.055min（基本时间）辅助时间Tf1=Tj20%=0.011min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.066min（6）车退刀槽1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：无刀具：切断刀2）计算切削用量 查表5-3得知f=0.08mm/r,查表5-4得知=35m/min由n=1000v/d,得出n=397.89r/min由机床转速表查得主轴转速为n=400r/min由表2-24查的基本时间的计算公式为，综合公式为带入数据得公式为=0.281min,=0.294min(基本时间)辅助时间Tf1=Tj20%=0.056min,Tf2=Tj20%=0.059min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.338min,Tz1=Tj+Tf=0.353min第三工序，第一工位如下：（1） 铣左键槽1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra3.2刀具：键槽铣刀2）计算切削用量由表5-7得知f=0.16mm/r,查表3-36得知=140m/min由n=1000v/d,得出n1=1591.558r/min由机床转速表查得主轴转速为n1=1500r/min由表2-28得知基本时间的计算公式为，综合公式为代入数据得=0.345min辅助时间Tf1=Tj20%=0.069min作业时间Tz1=Tj+Tf=0.414min（2） 铣右键槽1)加工条件工件材料：45号钢机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺0-200(精度0.02)加工要求：Ra3.2刀具：键槽铣刀2）计算切削用量由表5-7得知f=0.16mm/r,查表3-36得知=140m/min由n=1000v/d,得出n2=1782.54r/min由机床转速表查得主轴转速为n2=1800r/min由表2-28得知基本时间的计算公式为，综合公式为代入数据得=0.505min辅助时间Tf2=Tj20%=0.101min作业时间Tz2=Tj+Tf=0.606min第3章 专用夹具设计3.1工序内容及加工要求工序内容：因为此零件的生产为大批量生产，即每年2万件的生产批量，故应设计适用于产品固定且大批量生产的专用夹具。因此工序的内容即为设计铣削和的键槽的工艺步骤设计专用的、相关的夹具。加工要求：本夹具要求能够于加工两个键槽和时起限制零件自由度的作用。加工处于不同键槽时，要求零件仅能够沿X轴做回转运动，即要限制住零件的5个自由度。3.2定位基准选择工件以外圆和轴肩作为定位的基准，采用外圆与轴肩与压板项组合的定位方案，位于两个V形槽上的外圆限制了沿Y轴方向上的移动自由度与该方向上的旋转自由度，沿Z轴方向上的移动自由度与该方向上的旋转自由度，一共限制4个自由度，轴肩限制了X轴方向上的移动自由度，也就是限制了1个自由度。3.3 夹具结构设计及工作流程铣床夹具设计的主要目的是用来完成工序，通过装夹及调节键槽铣刀，完成轴上两个键槽的加工。夹具设计的主要目的是实现完成键槽的加工工步。夹具应用在立式铣床上。夹具的具体结构见夹具工程图。夹具的二维设计如下:图3.3.1图3.3.2图3.3.3第4章 结论通过课程设计，针对所给的轴套零件图进行了相关加工工艺的设计，以及针对此轴套加工工艺中的第三道