进给偏心轴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：进给偏心轴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151 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课程设计（论 文）题 目进给偏心轴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18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1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133.1 工序内容及加工要求133.2 定位基准选择133.3 夹具结构设计及工作流程14第4章 结论15参考文献16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: 。毛坯形式为模锻件，生产批量为2万件/年，生产纲领为大批生产。零件的主要作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。焊接性差。从零件图上得到进给偏心轴的表面要求，12h6和达到Ra1.6。图1.1 毛坯图表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10IT96.3左右外圆16 12IT83.2退刀槽30.5IT83.2大外圆20IT96.3外圆孔6.116IT96.3螺纹孔6.818IT96.31.2 毛坯类型及毛坯设计（1）毛坯种类的选择零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为45、生产类型为批量生产、结构形状很简单、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择型材成型。（2）毛坯设计棒料的公差按GB/T 12362-2003确定。由该零件的公用和技术要求，其棒料公差为普通级。选用毛坯尺寸如下图所示。 图1.2 毛坯图第2章 机械加工工艺规程设计2.1定位基准选择定位基准是设计工艺过程中的重要工作之一，也是保证零件加工精度的关键，对确定加工顺序、加工工序多少、夹具结构等都有重要影响，选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。 图2-1 毛坯图粗基准选择应满足以下要求（1） 保证各重要支撑孔的加工余量均匀（2） 保证装入偏心轴的零件与箱壁有一定的间隙为了满足上诉要求，应选择主要支撑孔作为主要基准，即以偏心轴的输出轴和输入轴的支撑轴为粗基准。半精车端面粗车外圆19.4半精车16.6外圆精车16外圆车倒角，钻6.8孔，车内倒角粗车偏心外圆15.半精车偏心外圆12.6，精车偏心外圆12车刀槽钻6.1外圆孔攻M8螺纹孔铣槽2.2工艺路线设计 2.3机械加工余量和工序尺寸的确定（1）机械加工余量进给偏心轴的零件材料为45号刚，硬度170240HBS，生产类型为大批生产，采用金属型铸造毛坯。（2）工序尺寸根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸。 （1）由基本尺寸12mm，16mm，粗糙度1.6可得，加工方案为：粗车-半精车-精车 基本尺寸24mm，粗糙度3.2，可得加工方案:粗车半精车（2）加工余量由机械加工余量手册查得。（3）基本尺寸、工序公差及偏差。表2.212外圆工序尺寸及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗车215.60.039半精车1.412.20.045精车0.3120.28表2.316外圆工序尺寸及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗车2.319.40.039半精车1.416.60.050精车0.3160.34表2.420外圆工序尺寸及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗车2.319.40.027表2.5 M8孔工序尺寸及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差钻孔2.56.10.027攻螺纹16.80.17表2.66.1外圆工序尺寸及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差钻孔2.56.10.027表2.7铣槽工序尺寸及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差铣槽2.5180.0272.4 主要工序切削用量及时间定额计算 （1）主轴计算公式车床： （1）n-主轴转速（r/min）-切削速度（m/min）-工件直径（mm）（2）基本计算公式 （2）L- -切入长度 （3） （3）辅助时间及总加工时间（作业时间）计算公式辅助时间 （4）总加工时间 （5）工序I 工步1粗车左端面 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺刀具：硬质合金刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=2mm，进给量f=0.35mm/z，从而选取切削速度=54m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*54/*20=859r/min由机床转速表 取=700实际转速：v=nd/1000=710*3.14*20/1000=44.59m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(20+2.5+4)/0.35*710=0.11min=6.6s Tf=Tj*0.2=6.6*0.2=1.32s T=Tj+Tf=7.92s工步2 粗车19.4右段外圆（1） 加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺刀具：硬质合金刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=2.3mm，进给量f=0.6mm/z，从而选取切削速度=43m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*43/*20=682r/min由机床转速表 取=700实际转速：v=nd/1000=700*3.14*20/1000=42.64m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(10+2.5+4)/0.6*700=0.031min=2.44s Tf=Tj*0.2=1.44*0.2=0.488s T=Tj+Tf=2.92s 工步3半精车16.6外圆 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺刀具：硬质合金刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=0.6mm，进给量f=0.25mm/z，从而选取切削速度=54m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*54/*16=1074r/min由机床转速表 取=1120实际转速：v=nd/1000=1120*3.14*16/1000=56.27m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(16+3+3)/0.25*1120=0.08min=6.4s Tf=Tj*0.2=6.4*0.2=1.28s T=Tj+Tf=7.68s工步4 精车16外圆 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=0.3mm，进给量f=0.2mm/z，从而选取切削速度=54m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*54/*16=1075r/min由机床转速表 取=1120实际转速：v=nd/1000=1120*3.14*16/1000=56.27m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(16+2.5+4)/0.2*1120=0.1min=6s Tf=Tj*0.2=6*0.2=1.2s T=Tj+Tf=7.2s工步5 半精车退刀槽 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量查查阅相关资料，背吃刀量=0.9mm，进给量f=0.2mm/z，从而选取切削速度=35m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*54/*11=1563r/min由机床转速表 取=1400实际转速：v=nd/1000=1400*3.14*11/1000=48.36m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(11+3+4)/0.2*1400=0.06min=3.6s Tf=Tj*0.2=3.6*0.2=0.72s T=Tj+Tf=4.32s工步6 钻6.8孔 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺刀具：麻花钻（2）计算切削用量查阅相关资料，直径d=6.8mm，进给量f=0.33mm/z，从而选取切削速度=19m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*19/*7=864r/min由机床转速表 取=960实际转速：v=nd/1000=960*3.14*7/1000=21.1m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(7+2)/0.21*960=0.045min=2.7s Tf=Tj*0.2=2.7*0.2=0.54s T=Tj+Tf=3.24s工步7粗车15.6外圆（1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：专用夹具量具：游标卡尺刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=1.1mm，进给量f=0.36mm/z，从而选取切削速度=43m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*42.6/*16=848r/min由机床转速表 取=710实际转速：v=nd/1000=710*3.14*16/1000=38.62m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(16+3+5)/0.36*710=0.09min=5.4s Tf=Tj*0.2=5.4*0.2=1.08s T=Tj+Tf=6.48s工步8 半精车12.6外圆（1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：专用夹具量具：游标卡尺刀具：硬质合金刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=0.9mm，进给量f=0.23mm/z，从而选取切削速度=76.8m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*76.8/*12=1120r/min由机床转速表 取=1120实际转速：v=nd/1000=1120*3.14*12/1000=42.2m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(12+2.5+4)/0.23*1120=0.08min=4.8s Tf=Tj*0.2=4.8*0.2=0.96s T=Tj+Tf=5.76s工步9 精车12外圆（1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：专用夹具量具：游标卡尺刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=0.3mm，进给量f=0.2mm/z，从而选取切削速度=109m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*109/*12=2893r/min由机床转速表 取=1400实际转速：v=nd/1000=1400*3.14*12/1000=92.75m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(12+3+4)/0.2*1400=0.07min=4.2s Tf=Tj*0.2=4.2*0.2=0.84s T=Tj+Tf=5.04s车退刀槽 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：三爪卡盘量具：三用游标卡尺刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=2.1mm，进给量f=0.3mm/z，从而选取切削速度=42.6m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*42.6/*15=904r/min由机床转速表 取=900实际转速：v=nd/1000=900*3.14*15/1000=42.39m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(15+3+4)/0.3*900=0.08min=4.8s Tf=Tj*0.2=4.8*0.2=0.96s T=Tj+Tf=5.76s工序II 钻6.1外圆 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：专用夹具量具：游标卡尺刀具：麻花钻（2）计算切削用量查阅相关资料，直径d=6.1mm，进给量f=0.19mm/z，从而选取切削速度=22m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*22/*6.1=1148r/min由机床转速表 取=1360实际转速：v=nd/1000=1360*3.14*6.1/1000=26.05m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(6.1+2)/0.19*1360=0.031min=1.86s Tf=Tj*0.2=1.86*0.2=0.372s T=Tj+Tf=2.232s工序III 攻M8螺纹 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：专用夹具量具：游标卡尺刀具：螺纹丝锥（2）计算切削用量查阅相关资料，直径d=8mm，进给量f=0.2mm/z，从而选取切削速度=20m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*20/*8=796/min由机床转速表 取=960实际转速：v=nd/1000=960*3.14*8/1000=24.11m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(8+2+2)/0.2*1360=0.044min=2.64s Tf=Tj*0.2=2.64*0.2=0.528s T=Tj+Tf=3.168s工序IV 铣槽 （1）加工条件 机床：CA6140卧式车床夹具：专用夹具量具：游标卡尺刀具：盘铣刀（2）计算切削用量查阅相关资料，背吃刀量=3mm，进给量f=0.08mm/z，从而选取切削速度=33m/min。主轴转速n=1000Vc/d=1000*33/*16=657r/min由机床转速表 取=855实际转速：v=nd/1000=855*3.14*16/1000=42.96m/min(3)时间定额计算 Tj=Li/fn=(16+5+1)*1/0.08*855=0.32min=19.2s Tf=Tj*0.2=19.2*0.2=3.84s T=Tj+Tf=23.04s第3章 专用夹具设计3.1工序内容及加工要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计钻孔夹具。本专用夹具是工序9的专用夹具，在立式钻床加工一个直径6.1mm的通孔。3.2 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用45号钢，采用手动夹紧。选择外圆面，用V型块，定位销固定，并用压板夹紧。V型块和定位销为定位基准 工件以V型块为定位基准，限制四个自由度，定位销限制一个自由度。3.3 夹具设计及工作流程设计方法：钻床夹具的用途是来完成工序II，通过一次装夹，完成6.1孔加工。采用双V型块压块一定位销的定位方式，使定位准确方便拆装。 夹具设计主要参考了金属切削机床夹具设计手册6中的设计示例P409-418。夹具中的V型块、定位销、压板、压紧螺柱、压紧螺母、螺钉等均按照标准件表选取的。夹具应用在立式钻床z5140上，与机床的连接部分按机床主轴的联系尺寸设计。所设计的夹具如图： 2-2 3-3第4章 结论本次制造工程基础课程设计的课题进给偏心轴的加工工艺规程及夹具设计，完成了以下内容：1. 从工艺方法上分析零件，分析零件的作用、设计基准及技术要求：分析零件的精度、表面粗糙度及主要及加工表面的尺寸：分析零件的机械加工的工艺性、材质。考虑了两种加工方案，分析比较之后，选择较为合理的方案。确定方案后选择毛坯，确定毛坯