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机械
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钻孔
装备
设计
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小轴的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计,机械,加工,工艺,规程,钻孔,装备,设计
- 内容简介：
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称小轴共1页第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工60钻13mm孔45号钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件40x15011设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液钻床专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1粗钻12mm孔Z525型钻床，麻花花钻专用夹具内径千分尺96017.59665.9712扩孔钻12.85mm孔Z525型钻床麻花钻 专用夹具内径千分尺1953.6558.565.9713粗铰12.95mm孔Z525型钻床，铰刀专用夹具内径千分尺97370.265.9714精铰13mm孔Z525型钻床，铰刀专用夹具内径千分尺97375.865.971设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号36产品名称零件名称共页第页材 料 牌 号45毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸40x150每毛坯件数每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件5热处理退火10粗车粗车大端面，36mm外圆，倒角CM6125型卧式车床外圆车刀，游标卡尺15粗车粗车右端面，台阶端面，26mm外圆，倒角CM6125型卧式车床外圆车刀, 游标卡尺25半精车半精车两端中心孔CM6125型卧式车床外圆车刀, 游标卡尺30半精车半精车26mm外圆，台阶端面，倒角CM6125型卧式车床外圆车刀，游标卡尺40精车精车26mm外圆，台阶端面，CM6125型卧式磨床外圆车刀，游标卡尺45钻孔钻5x90圆锥孔Z525型立式钻床葱钻，游标卡尺50钻孔钻6mm通孔Z525型立式钻床麻花钻， 游标卡尺55钻孔钻13mm孔Z525型立式钻床麻花钻，游标卡尺60铣键槽铣6x16mm键槽10x47mm键槽X60型卧式铣床铣刀，游标卡尺65铣槽铣14x5.5mm槽X60型卧式铣床铣刀，游标卡尺70去毛刺钳工台平锉75清洗清洗机80终检游标卡尺，塞规设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）熊天盛标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期16辽宁工程技术大学课程设计辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：小轴的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计班级：渉机07-1姓名：熊天盛学 号：0707110125指导教师：冷岳峰完成日期：一、设计题目小轴的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图） 1张（2）生产类型：中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张（5）夹具装配图 1张（6）夹具体零件图 1张（7）课程设计说明书（约50008000字） 1份四、进度安排(参考)（1）熟悉零件，画零件图 2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片 5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图） 9天（4）编写说明书 3天（5）准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师冷岳峰日期摘要机械制造课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学业中占有重要的地位。这次设计的是小轴，有零件图、毛坯图、夹具体图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是小轴。了解小轴的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定小轴的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。AbstractMachinery Manufacturing Technology curriculum design is finished we learn all the basic course of the University, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important position. This is the shaft design, parts map, rough map, one of the assembly, machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must familiar with the parts, the parts subject to the shaft. Shaft understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, finalizing the shaft of the road map, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.目录1零件工艺分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析21.2.1以36mm外圆面中心的加工表面21.2.2以轴心线两端为中心的加工表面21.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析21.4零件的生产类型32 确定毛坯图及尺寸32.1确定毛坯32.2确定机械加工余量32.3确定机械加工余量32.4确定毛坯尺寸及公差33制定工艺路线43.1基准选择43.1.1 粗基准选择53.1.2 精基准的选择53.2制定工艺路线53.3零件表面加工方法的选择63.3.1车36mm外圆面。63.3.2 粗、精车26 mm外圆面63.3.3 粗车26mm端面64确定切削用量及基本时间74.1切削用量计算74.1.1钻孔74.1.2扩孔74.1.3 粗铰工步84.1.4精铰工步84.2、时间定额的计算94.2.1基本时间tj的计算94.2.2辅助时间ta的计算104.2.3. 其他时间的计算104.2.4单件时间tdj的计算115 专用夹具设计115.1定位设计125.2定心夹紧装置设计及切削力与夹紧力的计算125.2.1定心夹紧装置设计125.2.2切削力的计算与夹紧力分析：135.3夹具体的设计135.4夹具设计及操作的简要说明146小结147 体会15参考文献161 零件工艺分析1.1零件的作用题目所给定的零件是小轴，小轴产生旋转运动，带动其他部件使其运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性的复杂的交变载荷。其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。1.2零件的工艺分析由主轴零件图可知，原图样的视图正确，完整，技术要求齐全。26mm外圆及台阶端面要求Ra0.8um有些高！其余要求均比较低！该零件属于轴类回转体零件，他的所有表面均需要切削加工。需加工外圆面，端面以及孔和键槽。可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求.现分析如下:1.2.1以36mm外圆面中心的加工表面这一组加工表面包括: 直径为5mm的中心孔， ,这组加工表面有一定的位置要求，主要是：（1）右端面对A的圆跳动公差为0.015mm；（2）粗糙度为0.81.2.2以轴心线两端为中心的加工表面这一组加工表面：键槽16 mm，键槽47mm，右端面 26 mm ， 13mm的埋头孔， 6的通孔这组加工表面有一定的位置要求，主要是：(1)键槽16mm键槽47mm与26轴心线的对称度公差为0.04mm。(2) 13mm的内孔粗糙度为12.5（3） 6通孔的轴线与 26轴心线的垂直度公差为0.11.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析（1）小轴在模锻时，要在直径方向上留出工艺尺寸量； （2）为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则； （3）主轴加工应充分考虑在切削时平衡装置；（4）对加工轴26、36时，应该考虑其与轴线的端面圆跳动要求；（5）在铣键槽时应注意与26mm轴心线的对称度公差的问题；1.4零件的生产类型 由题意知该零件质量为1.4kg，属于轻型零件。生产类型为中批生产2 确定毛坯图及尺寸2.1确定毛坯零件材料为45钢。考虑到主轴的零件不大，零件比较简单，在工作过程中经常正反向旋转，承受交变载荷及冲击性载荷。应采用锻造。而且投资较少，成本较低，生产周期短。2.2确定机械加工余量 钢制模锻件的公差及机械加工余量按GB/T 12362-2003确定。 1锻件公差等级为普通级 2锻件质量mf 根据成品质量1.4kg，估算为mf=2.5kg 3锻件形状复杂系数S=0.426。由于介于0.32和0.63之间，故锻件形状复杂系数S属于S2级。 4锻件材质系数，由于材料为45号钢，是质量分数小于0.65%的碳素钢，故属于M1级。 5零件表面粗糙度 由零件图纸知，26mm外圆及台阶端面为Ra0.8外，13mm孔为Ra12.5！其余均一般要求！2.3确定机械加工余量根据锻件质量，零件技术要求查表5-9，外径单边余量为1.7-2.2mm，轴向单边余量为1.7-2.2mm。2.4确定毛坯尺寸及公差查表5-6计算后，如图所示锻件外圆角半径查表5-12得外圆角半径r=2mm 内圆角半径R=3mm3制定工艺路线3.1基准选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3.1.1 粗基准选择在小批生产的条件下，保证基准的统一。小轴加工粗基准的选择尽量选择同一个基准，所以在这种情况下我们选择36mm外圆面做为粗基准。3.1.2 精基准的选择加工输出轴的的键槽时，选择36mm圆的右端面，考虑到36mm圆的端面的粗糙度要求为0.8，端面跳动为0.015。可以保证下面加工的精度。3.2制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案 1制锻件2热处理3粗车外圆面4粗车端面5半精车端面6半精车中心孔7半精车外圆面倒角8精车外园面。端面9钻5x90mm圆锥孔10钻6mm通孔11钻13mm埋头孔12铣键槽4x16mm键槽10x47mm13铣14x5.5槽14去毛刺15清洗16终检3.3零件表面加工方法的选择3.3.1车36mm外圆面。 由于这些表面的粗糙度要不较高，它们的表面粗糙度都是，根据工序要求，轴径36 mm加工分粗、精车。粗车：参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-16，其直径余量规定为5mm，现取3mm。精车：参照机械制造技术基础课程设计指导书表2-17，其余量规定为 1.0轴径36 mm锻造毛坯的基本尺寸分别为：36+3.0+1.0=40mm。根据机械加工工艺手册表2.3-11,锻件尺寸公差等级选用CT1113，再查表2.3-9可得锻件尺寸公差为1.6mm。对轴径36mm有毛坯的名义尺寸为：36+3.0+1.0=40.0 mm毛坯最小尺寸为：40.0-1.6=38.4 mm毛坯最大尺寸为：40.0+1.6=41.6mm而对于轴径36 mm、26mm粗糙度要求为Ra 0.8,精车能达到要求，此时直径粗加工余量2Z=6mm精加工为1mm能满足加工要求。3.3.2 粗、精车26 mm外圆面根据工艺要求，26 mm端面精度要求粗糙度为Ra0.8。需要粗、精车加工就可以了。3.3.3 粗车26mm端面根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra12.5，需要粗车就可以了，此时的粗加工余量2Z=6mm，精加工余量取2Z=1.0mm就能满足加工要求。4确定切削用量及基本时间 在这只计算钻-精铰13mm孔此工序的切削用量和时间定额4.1切削用量计算4.1.1钻孔1）背吃刀量的确定 取ap=12mm.2) 进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，按铸铁硬度为160200HBS计算，切削速度v选取为19m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=2016.98 r/min ,参照Z4006A型立式钻床的主轴转速，取转速n=2900 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=27.318 m/min。4.1.2扩孔1）背吃刀量的确定 取ap=0.85mm.2) 进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.15 mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，按铸铁硬度为160200HBS计算，切削速度v选取为20m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=649.94 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=20.92 m/min。4.1.3 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取ap=0.1mm。 2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.15mm/r。3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为3m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=95.925 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.0 m/min。4.1.4精铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.05mm。2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.15mm/r。3） 切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为3m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=127.4r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=95.54r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.05m/min。4.2、时间定额的计算4.2.1基本时间tj的计算（1） 钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=29mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=3/2*cot54+1mm=3.064mm; f=0.1mm/r;n=2016.98mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。tj =L/fn=19+1+3.064/2016.98*0.1=0.11min=6.6s根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=19mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.15mm/r;n=649.94mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。tj =L/fn=19+1+5.3/649.94*0.15=0.26min=15.6s（2） 粗铰工步根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=19mm; f=0.15mm/r; n=95.9r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(19mm+0.37mm+15mm) /(0.15mm/min x 95.9r/min)=2.4min=144s。（3） 精铰工步同上，根据表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02的条件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=19mm; f=0.15mm/r; n=95.9 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(19mm+0.19mm+13mm) /(0.15mm/min x 95.9r/min)=2.24 min=134.4s。4.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x(15.6+6.6)s=3.33s;粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x144s=21.6s;精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x134.4s=20.16s;4.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于后盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(22.2s+3.33s)=1.53s;粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(144s+21.6s)=9.94s;精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(134.4s+20.16s)=9.27s;4.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=22.2s+3.33s+1.53s=27.06s;粗铰工步tdj粗铰=144s+21.6s+9.94s=175.54s;精铰工步tdj精铰=134.4s+20.16s+9.27s=163.83s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=27.06s+175.54s+163.83s=366.43s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。5 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工轴零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工埋头孔夹具一套。其中加工孔的夹具将用于立式钻床，刀具分别为麻花钻！本夹具主要用来钻直径13mm孔，圆面处的孔较小选择钻头时要选择较为合理的，强度硬度还有深度度都要考虑清楚，加工到本道工序前要完成26mm外圆及外圆右端面的粗、精车，磨削。因此本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。5.1定位设计工件定位的实质，就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。任何一个刚体（工件）在空间直角坐标系内都有六个自由度，即沿三个坐标轴的移动X、Y、Z和绕此三个坐标轴的转动、。夹具设计就需要对工件的自由度进行限制，从而起到定位作用。根据题目要求，现在对工件进行定位设计。定位主要满足限制其五个自由度就可以了。所以本套夹具我们采用典型的v型块！由零件图可知，。为了保证精度。根据基准重合、基准统一原则。在选择13mm孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣端面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。5.2定心夹紧装置设计及切削力与夹紧力的计算5.2.1定心夹紧装置设计夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构所组成。设计本夹紧装置考虑到夹紧简单、夹紧力可靠。由于z525钻床输出轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠，方便实用。本道工序夹具的定位元件选用一个定位销、两个v型块来对输出轴定位。再用一个螺旋顶针对工件夹紧，从轴径方向夹紧工件。由于夹紧力方向与钻削力方向不同，轴心线方向上受到力的作用，所以用一定位销来定位。夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：1）在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置；2）夹紧应可靠和适当；3）夹紧装置应操作方便、省力、安全；4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。 5.2.2切削力的计算与夹紧力分析：由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册17得：钻削力 钻削力矩 式中： 5.3夹具体的设计本道工序的夹具设计中需要对夹具体单独进行设计，以此来满足加工要求。夹具体选用HT200铸造，主要考虑工件的定位与夹紧来设计夹具体的结构尺寸与加工要求。具体要求如下：1）工件靠36端面及26mm外圆面定位，；2）工件夹紧选用活动v型块夹紧，需要在夹具体左边设计一个支座支撑螺旋顶针；3）在与36外圆端面定位时要考虑其精度要求；所以综合上面几点，对夹具体的设计如下：1）在设计右边支座时，需要设计两个孔与圆柱销配合，而且支座与工件接触面需要精加工来保证工件的定位精度，所以对其进行粗、
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