CA6140普通车床螺钉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 CA6140普通车床螺钉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： 工业工程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工程151课程设计（论 文）题 目螺钉轴机械加工工艺规程及夹具设计课程设计（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： 2018 年 7 月 20 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 毛胚类型及毛胚设计.1第2章 机械加工工艺规程设计.22.1基准选择.22.2工艺路线分析.22.3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.4第3章专用夹具的设计 .113.1 工序内容及加工要求.113.2 定位基准选择.113.3 铣床夹具的设计与工作流程.11第四章 结论 .14 参考文献.155第1章 零件分析和毛坯的确定1.1.1零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。1.1.2生产类型的确定生产类型：质量0.15kg4kg查表知该零件属于轻型零件500030992.750000查表知该零件属于大批生产1.2毛坯种类及毛坯制造毛坯材料为45号钢，根据零件生产类型，制造精度，原材料，加工余量等综合选择型材。 第2章 机械加工工艺规程设计2.1基准选择:图2.1 毛坯图1.该零件先以外圆作为粗基准，车外圆，车端面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。避免重复装夹所照成的误差，且符合基准重合，基准统一原则。3.钻孔时采用了外圆及轴肩为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。4.铣四方面时采用了外圆及径向孔为定位基准，符合前述的基准重合及基准统一原则。2.2工艺路线设计：I 平右端面，粗车、半精车外圆、车退刀槽、车螺纹.II平左端面，半精车外圆及倒角III打7孔IV粗铣、半精铣四个方面工艺路线设计1下料2粗车右端面3粗车外圆124车右端倒角5车退刀槽6半精车12外圆7半精车10外圆8车M10螺纹9平左端面10车左端倒角11半精车16外圆12钻7孔13粗铣四方面14半精铣四方面2.3机械加工余量和工序尺寸的确定:1.端面查课程设计指南，粗糙度要求为6.3m，其加工方式采用粗车-半精车。2.外圆表面粗糙度为6.3m，加工精度为IT9，查课程设计指南，其加工方法为粗车-半精车。3.退刀槽表面粗糙度为6.3m，加工精度为IT7，查课程设计指南，其加工方式为粗车-半精车。4.外圆表面粗糙度为0.8m，加工精度为IT7，查课程设计指南，其加工方法为粗车-半精车-精车。具体见表1.1 表1.1主要技术要求加工表面尺寸精度等级表面粗糙度两端面12IT86.3外圆面1038IT96.3退刀槽4IT96.3外螺纹M1013IT76.3外圆面1217IT70.82.4 主要工序切削用量及时间定额计算:平右端面、粗车、半精车外圆、车退刀槽、车外螺纹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（量程 050）加工要求：Ra6.3 、 Ra0.8 刀具：90度端面车刀、硬质合金刀、45度偏刀、3mm切断刀、螺纹车刀。平右端面端面方向 ap=1mm由查得取fz=0.3mm/r由表查得取 vc=0.7m/s=42m/min机床主轴转速 n=1000*0.7/d0=1000*0.7/(3.14*18)=743r/min由机床转速表8-12 取n=710 r/min得实际vc=nd0/1000=710*3.14*18/1000=40.13m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.2*710=142mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11+12)i/vf=(18+2+2)/142=0.15min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.03min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.18min粗12外车圆端面方向 ap=2.5mm由表查得取fz=0.3mm/r由表查得取 vc=0.7m/s机床主轴转速 n=1000Vc/d=1000*0.7/(3.14*12)=1114r/min由机床转速表8-12 取n=1120r/min得实际vc=nd0/1000=1120*3.14*12/1000=42.2m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.2*1120=224mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11)i/vf=(37+4)/224=0.18min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.037min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.217min车退刀槽端面方向 ap=1.5mm由表查得取fz=0.12mm/r由表查得取 vc=0.51m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.51/(3.14*12)=1082r/min由机床转速表8-12 取n=1120r/min得实际vc=nd0/1000=1120*3.14*9/1000=31.61m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.51*1120=571mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11)i/vf=(12+4)/571=0.023min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.005min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.028min半精车直径12外圆端面方向 ap=0.5mm由表查得取fz=0.6mm/r由表查得取 vc=0.9m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.9/(3.14*12)=1433r/min由机床转速表8-12 取n=1400r/min得实际vc=nd0/1000=1400*3.14*12/1000=52.75m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.6*1400=840mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11)i/vf=(38+4)/840=0.05min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.01min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.06min半精车直径10外圆端面方向 ap=1mm由表查得取fz=0.6mm/r由表查得取 vc=0.7m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.7/(3.14*10)=1337r/min由机床转速表8-12 取n=1400r/min得实际vc=nd0/1000=1400*3.14*10/1000=43.96m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.6*1400=840mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11)i/vf=(17+4)/840=0.025min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.005min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.03min车外螺纹端面方向 ap=0.5mm由表查得取fz=0.35mm/r由表查得取 vc=0.2m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.21/(3.14*10)=401r/min由机床转速表8-12 取n=400r/min得实际vc=nd0/1000=400*3.14*10/1000=12.56m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.35*400=140mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11+12)i/vf=(13+2+2)/571=0.12min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.024min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.144min 平左端面端面方向 ap=2mm由表查得取fz=0.3mm/r由表查得取 vc=0.7m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.7/(3.14*18)=743r/min由机床转速表8-12 取n=710r/min得实际vc=nd0/1000=710*3.14*18/1000=40.13m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.2*710=142mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11+12)i/vf=(18+2+2)/142=0.15min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.03min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.18min半精车直径16外圆端面方向 ap=1mm由表查得取fz=0.6mm/r由表查得取 vc=0.7m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.7/(3.14*10)=1337r/min由机床转速表8-12 取n=1400r/min得实际vc=nd0/1000=1400*3.14*10/1000=43.96m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.6*1400=840mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11+12)i/vf=(9+2+2)/840=0.015min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.003min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.018min钻直径7孔加工条件：工件材料：45号钢机床：立式钻床Z535夹具：专用夹具1量具：游标卡尺（量程 050）加工要求：Ra6.3刀具：直径7锥柄麻花钻端面方向 ap=3mm由表查得取fz=0.2mm/r由表查得取 vc=19.8m/s机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*0.7/(3.14*18)=743r/min由机床转速表8-12 取n=900 r/min得实际vc=nd0/1000=900*3.14*7/1000=19.78m/min时间定额的计算：每分钟进给量;vf=fz*nw=0.2*900=180mm/min由表查得基本时间 Tj=Li/vf=(1+11+12)i/vf=(12+5+2)/180=0.11min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.02min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.13min粗铣半精铣四方面：加工条件：工件材料：45号钢机床：卧式铣床X60夹具：专用夹具2量具：游标卡尺（量程 050）加工要求：Ra6.3刀具：三面刃铣刀粗铣四方面:端面方向 ap=1.8mm由表查得取fz=0.06mm/r由表查得取 vc=0.7m/s=42m/min机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*50/(3.14*8*18)=1407.458r/min由机床转速表8-12 取n=1225 r/min得实际vc=nd0/1000=1225*3.14*8*18/1000=43.518m/min时间定额的计算：切入行L1=0.5（d-）=3mm切出行程计算L2=3mmFm=fn=0.06*1225=73.5基本时间tj=(l+l1+l2)i/fm=0.236min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.047min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.283min半精铣四方面：端面方向 ap=1mm由表查得取fz=0.04mm/r由表查得取 vc=0.7m/s=42m/min机床主轴转速 n=1000vc/d0=1000*61/(3.14*8*1.414)=1717.098r/min由机床转速表8-12 取n=1500 r/min得实际vc=nd0/1000=1500*3.14*8*1.414/1000=53.29m/min时间定额的计算：切入行L1=0.5（d-）=3mm切出行程计算L2=3mmFm=fn=0.04*1500=60基本时间tj=(l+l1+l2)i/fm=0.289min辅助时间Tf=Tj*0.2=0.058min作业时间 Tz=Tj+Tf=0.347min第三章 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具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和成本。机床夹具作用实现需满足三个条件:（1）夹具在机床上准确定位。（2）工件在夹具中占有正确的加工位置。（3）刀具相对于工件有相对的位置。3.2 定位基准的选择采用自定心的定位方式，定位基准为外圆，使用三爪卡盘方式夹紧。3.3铣床夹具的设计与工作流程分度装置夹具的用途是完成工序VI，通过一次装夹，完成轴头上铣四个方面工步的加工，限制了5个自由度。夹具设计主要参考了机床夹具设计实例教程中的设计示例。夹具中的分度销、十字槽沉头螺钉、弹簧、垫圈、螺母、内六角圆柱头轴肩螺钉等均按照标准件表选取的。夹具应用在立式铣床机床上，与机床的连接部分按机床主轴的联系尺寸设计。图3-1、3-2分别是夹具的左视图、主视图。 3-1 铣四方面夹具主视图 3-2铣四方面夹具左视图第4章 结论螺钉轴在选择毛坯类型时，根据螺钉轴的材料类型和力学性能等条件，我选择棒料为毛坯。棒料为毛坯件，加工时可以减少不必要的加工时间，同时可以减少材料，减少机械加工量。在整个螺钉轴设计的过程中，主要的关键是设计螺钉轴的工艺流程。在仔细分析零件后，充分考虑加工时间、