CA6140普通车床床头齿轮机械加工工艺规程及夹具设计论文.doc

辽 宁 工 业 大 学制造工程基础课程设计（论文）题目：CA6140普通车床床头齿轮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： 学 号： 学生姓名： 指导教师： * 教师职称： * 起止时间： 201*.12.*-201*.12.*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课程设计（论 文）题 目CA6140普通车床床头齿轮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 -1第2章 机械加工工艺规程设计-22.1 基准选择 -22.2 工艺路线设计 -22.3 机械加工余量和工序尺寸的确定-22.4 主要工序切削用量及时间定额计算-3第3章 专用夹具设计-143.1 工序内容及加工要求-143.2 定位基准选择-143.3 夹具结构设计及工作流程-14第4章 结论-17参考文献-1817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。从零件图上得到安装，床头齿轮的表面有粗糙度要求达到Ra0.8。内孔有粗糙度要求IT1 Ra0.8，两端面Ra3.2，齿轮要求达到IT7,Ra0.8，其余加工表面尺寸要求IT12-IT11，其余表面要求Ra3.2，零件的平均精度中上等，工序数量较存在在车削工序上，零件的加工表面简单，多采用车削加工方式，对于零件的外圆，端面。倒角和刀槽，采用车床加工，降低了工艺的复杂程度，提高加工质量和加工效率，零件的加工多采用外源和基准，定位可靠。 1.2毛坯类型及毛坯图设计 毛坯类型：锻件图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，首先要加工的是端面，用一次粗基准加工最多的表面，将轴的一侧加工出粗基准，完成半斤车，保证项目加工的精基准。精基准的选择，选择上部加工的外圆表面可以定其中心为此加工的精基准，在加工内孔，利用半精车加工的位置作为精基准。2.2工艺路线设计I粗车左端面、车左外圆、车左内孔II粗车右端面、车右外圆、车右内孔III粗车凹槽，半精车凹槽IV半精车左端面、车左外圆、车左内圆、车左侧槽、车左内孔凹槽V半精车右端面、车右外圆、车右内孔VI铣凹槽VII热处理VIII滚齿IX钻8孔X锪18沉头孔2.3机械加工余量，工序尺寸及公差的确定130.5外圆工序尺寸及公差确定（1） 加工方案：由基本尺寸130.5mm，公差0.25mm，公差等级IT6，查表得加工方案为粗车-半精车。（2） 毛坯总余量及公差由表2-1、2-3和2-5（书）查得，粗车、半精车 余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（书2）查得，公差由表1-6和2-40（书3）查得，尺寸偏差按入体原则标注。（3） 基本尺寸，工序公差及偏差- 119.3外圆工序尺寸及公差确定（1） 加工方案由基本尺寸119.3mm，公差0.013mm，公差等级IT6，查表1-6（书）得加工方案为粗车半精车（2） 毛坯总余量及公差由表2-1、2-3和2-5（书）查得，粗车、半精车。余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（书2）查得，公差由表1-6和2-30（书3）查得，尺寸偏差按入体原则标注。（3） 基本尺寸、工序公差及偏差 2.4主要工序切削用量及时间定额计算 工序一：粗车凹槽，半精车凹槽粗车凹槽 加工条件工件材料：45机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：三用游标卡尺1350.02加工要求：Ra3.2刀具：外圆车刀由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=99.95m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100099.95/（3.1493.5）=340.44r/min 由机床转速表 4-1 取nw=450rmin 得实际vc=nd0/1000=4503.1493.5/1000=132.12m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=37+2+4+4/0.8450=0.13min 辅助时间Tf=Tj20%=0.026min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.156min半精车凹槽 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=133.19m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000133.19/（3.1491）=471.06r/min 由机床转速表 4-1 取nw=560rmin得实际vc=nd0/1000=7103.1491/1000=155.66m/min 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=37+2+4+4/0.5560=0.168min 辅助时间Tf=Tj20%=0.0336min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.2016min工序二：粗车左端面、车左外圆、车左内孔加工条件工件材料：45机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：三用游标卡尺1350.02加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀、外圆车刀粗车左端面由表5-2查得端面方向ap=2mm由表4-3查得取fz=0.81mm/rvc=Cv*Kv/ f*ap*t其中Cv=227，t=60min得Vc-63.7 m/mim机床主轴转速n=1000Vc/d0=149.6r/min 由机床转速表 4-2 取nw=200rmin 得实际vc=nd0/1000=2003.14135.5/1000=83.52m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=(L+l+l1+l2)i/fn=67+4+4+4/0.81200=0.46min辅助时间Tf=Tj20%=0.093min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.55min 粗车130.5外圆 查表5-2，通过公式R=F+2RMA+CT/2计算粗加工余量为1.1，取ap=1.75mm 由表4-3查得取 ft=0.79mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=75.66m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100075.66/（3.14133）=181.07r/min 由机床转速表 4-2 取nw=250rmin 得实际vc=nd0/1000=2503.14132/1000=103.62m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.79250=0.11min 辅助时间Tf=Tjx20%=0.022min作业时间Tz=Tj+Tf=0.132min 粗车68内孔 由表2-17查得取ap=1.25mm 由表4-3查得取 ft=0.79mm/rvc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=105.12m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000105.12/（3.1470.5）=499.74r/min 由机床转速表 4-1 取nw=560rmin 得实际vc=nd0/1000=5603.1470.5/1000=123.83m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=106+2.72+4+4/0.8560=0.26min 辅助时间Tf=Tj20%=0.052min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.312min 粗车121.8外圆 由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=99.95m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100099.95/（3.14121.8）=263.49r/min 由机床转速表 4-2 取nw=400rmin 得实际vc=nd0/1000=4003.14121.8/1000=151.72m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.8400=0.068min 辅助时间Tf=Tj20%=0.0136min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.0816min 工序三：粗车右端面、车右外圆、车右内孔加工条件工件材料：45机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：三用游标卡尺1350.02加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀、外圆车刀, 内圆车刀粗车右端面 由表2-17查得取ap=2mm 由表5-1查得取 ft=0.81mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=63.7m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100063.7/（3.14110.8）=182.99r/min 由机床转速表 4-2 取nw=250rmin 得实际vc=nd0/1000=2503.14110.8/1000=87.02m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=60+4+4+4/0.81250=0.36min辅助时间Tf=Tj20%=0.072min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.432min 粗车右110.8外圆 由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.8mm/rvc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=99.95m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100099.95/（3.14110.8）=287.14r/min 由机床转速表 4-1 取nw=400rmin 得实际vc=nd0/1000=4003.14113.3/1000=142.30m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=45+2+4+4/0.8400=0.153min 辅助时间Tf=Tj20%=0.031min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.184min粗车右100.3内孔 由表2-17查得取ap=1.25mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/rvc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=105.12m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000105.12/（3.14100.3）=333.77r/min 由机床转速表 4-1 取nw=450rmin 得实际vc=nd0/1000=4503.14100.3/1000=135.02m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=44+2.72+4+4/0.8450=0.152min 辅助时间Tf=Tj20%=0.0304min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.1824min 工序四：半精车左端面、车左外圆、车左内圆、车左侧槽、车左内孔凹槽加工条件工件材料：45机床：CA6140夹具：三爪卡盘量具：三用游标卡尺1350.02加工要求：Ra3.2刀具：端面车刀、外圆车刀，内圆车刀半精车左端面 由表2-22查得端面方向ap=0.5mm 由表5-1查得取fz =0.51mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=114.52m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=279.3r/min 由机床转速表 4-1 取nw=400rmin 得实际vc=nd0/1000=4003.14130.5/1000=163.99m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/fn=67+3+4+4/0.5400=0.39min 辅助时间Tf=Tj20%=0.078min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.468min 半精车130.5外圆 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=120.04m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000120.04/（3.14130.5）=292.8r/min 由机床转速表 4-2 取nw=400rmin 得实际vc=nd0/1000=4003.14130.5/1000=163.9m/min 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.5400=0.11min 辅助时间Tf=Tj20%=0.022min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.132min 半精车68内孔 由表2-17查得取ap=0.9mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=129.6m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000129.6/（3.1468.7）=600.78r/min 由机床转速表 4-1 取nw=900rmin 得实际vc=nd0/1000=9003.1468.7/1000=194.31m/min 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=62+0.52+4+4/0.5900=0.13min 辅助时间Tf=Tj20%=0.026min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.156min 半精车119.3外圆 切倒角 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=133.19m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000133.19/（3.14119.3）=343.97r/min 由机床转速表 4-2取nw=450rmin 得实际vc=nd0/1000=4503.14119.3/1000=168.57m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.5450=0.098min 辅助时间Tf=Tj20%=0.0196min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.1176min切空内两槽 由表2-17查得取ap=1.5mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r 得vc=120.04m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000120.04/（3.1471）=538.16r/min 由机床转速表 4-12取nw=560rmin 得实际vc=nd0/1000=5603.1471/1000=111.53m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=0.046min 辅助时间Tf=Tj20%=0.009min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.055min工序五：半精车右端面、车右外圆、车右内孔半精车右端面 由表2-17查得取ap=1mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/rvc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=114.52m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000114.52/（3.14108.3）=336.59r/min 由机床转速表 4-1 取nw=450rmin 得实际vc=nd0/1000=4503.14108.3/1000=153.03m/mim 时间定额的计算: 由表5-43查得 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=60+3+4+4/0.8450=0.197min 辅助时间Tf=Tj20%=0.039min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.236min半精车右108.3外圆 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=393，t=60min得vc=133.19m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000133.19/（3.14108.3）=391.66r/min 由机床转速表 4-1 取nw=450rmin 得实际vc=nd0/1000=4503.14108.3/1000=160.80m/mim 时间定额的计算:基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=45+2+4+4/0.8450=0.153min 辅助时间Tf=Tj20%=0.031min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.184min半精车右97.8内孔 由表2-17查得取ap=0.9mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r vc=Cv*Kv/ f*ap*t 其中cv=227，t=60min得vc=129.6m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000230.02/（3.1497.8）=439.08r/min 由机床转速表 4-1 取nw=500rmin 得实际vc=nd0/1000=5003.1497.8/1000=147.58m/mim 时间定额的计算: 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=44+2.52+4+4/0.5500=0.222min 辅助时间Tf=Tj20%=0.044min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.266min。工序六 铣凹槽铣凹槽ap=20mm f=0.36mm/r Vc=23m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100070/（3.1420）=1114.7r/min 由机床转速表 4-1 取nw=1120rmin 得实际vc=nd0/1000=11203.1420/1000=70.14m/mim时间定额的计算: 基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=34+100+100/0.081120=156.7s辅助时间Tf=Tj20%=31.34s作业时间Tz=Tj+Tf=188.04s。工序七 热处理工序七 滚齿滚小齿： ap=0.25mm f=0.08mm/r Vc=70m/min 机床主轴转速n=996r/min 时间定额的计算 Tj=8.26min 辅助时间Tf=Tj20%=1.652min 作业时间Tz=Tj+Tf=9.912min滚大齿：ap=0.25mm f=0.36mm/r Vc=23m/min 机床主轴转速n=996r/min 时间定额的计算Tj= 8.26min 辅助时间Tf=Tj20%=1.652min 作业时间Tz=Tj+Tf=9.912min工序九：钻8孔钻8 孔： 加工条件 工件材料：45 机 床：立式钻床Z525 夹 具：专用夹具 量 具：三用游标卡尺1250.02 加工要求：Ra12.5 刀 具：7 直柄短麻花钻计算切削用量f=0.2mm/r Vc=24m/min 主轴转速n=1000Vc/d0=100024/3.147=1091.89r/min 取n=960 实际得vc=nd0/1000=9603.148/1000=25.2m/min时间定额的计算 切入行程l1=3mm切出行程计算l2=3mm，切削长度lw=4mm 进给量查表 4-10取得f=0.2mm/r基本时间Tj= =0.052min 辅助时间Tf=Tj20%=0.0104min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.0624min工序十：锪18沉头孔锪18沉头孔： 背吃刀量 ap=0.05mm 进给量由 表 4-10取f=0.1mm/r 经计算切削速度vc=10m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100010/3.1415=212.3r/min 取n=195r/min 实际切削速度vc=nd0/1000=1953.1415/1000=9.185m/min 时间定额的计算 进给量查表取得f=0.08mm/r 基本时间Tj=0.449min 辅助时间Tf=Tj15%=0.067min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.516min第3章 专用夹具设计3.1工序内容及加工要求机械制造业中广泛采用的能迅速把工件固定在准确位置上或同时能够确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装备统称为夹具。在金属切削机床上采用的夹具统称为机床夹