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主轴零件加工工艺及铣键槽夹具设计【全套CAD图纸】【原创毕业设计】

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摘  要
本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
主轴零件的工艺规程及其铣键槽的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。

关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
Abstract
This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.
Process design, process of spindle parts and a keyway milling fixture design is including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.

Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error
目录
摘  要 1
Abstract 2
目  录 3
第1章 绪论  4
1.1 引言  4
1.2 研究内容  4
1.3 机械加工工艺规程  4
1.4 机械加工工艺规程的设计原则  5
1.5 机床夹具的工作原理及设计步骤  5
1.5.1 机床夹具的工作原理  5
1.5.2 机床夹具的设计步骤  5
第2章 工艺规程设计  7
2.1毛坯的制造形式  7
2.2零件分析  7
2.3 基面选择  8
2.3.1 粗基准的选择  8
2.3.2精基准的选择  8
2.4制定工艺路线  9
2.5确定切削用量及基本工时  9
第3章 主轴的专用夹具设计  19
3.1问题的提出  19
3.2定位基准的选择  19
3.3切削力和夹紧力的计算  19
3.4定位误差分析  21
3.5定向键与对刀装置的设计  22
3.6夹具设计及操作简要说明  24
结论 26
参考文献 27
致 谢 28

                       第一章  绪论
1.1 引言
制造技术的重要性是不言而喻的,它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题,特别是在市场经


济的今天,它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程,在人类发展的初期,为了生存,制造了石器以便于狩猎,此后,出现了陶器,铜器,铁器,和一些简单的机械,如刀,剑,弓,箭等兵器,锅,壶,盆,罐等用具,犁,磨,碾,水车等农用工具,这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程,主要围绕生活必需和存亡征战,制造资源,规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展,制造技术的范围,规模的不断扩大,技术水平的不断提高,向文化,艺术,工业发展,出现了纸张,笔墨,活版,石雕,珠宝 ,钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会,出现了大工业生产,使得人类的物质生活和文明有了很大的提高,对精神和物质有了更高的要求,科学技术有了更快更新的发展,从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产,内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车,火车和舰船,喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展,集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平,纳米技术的出现开创了微创机械的先河,因此,人类的活动与制造密切相关,人类活动的水平受到了限制,宇宙飞船,航天飞机,人造飞机,人造卫星以及空间工作站等技术的出现,使人类活动走出了地球,走向太空 。
1.2 研究内容
机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。
制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求,有较高的生产效率,技术先进,经济效益高,劳动条件良好。
制订工艺规程的程序:
1、计算生产纲领,确定生产类型
2、分析产品装配图,对零件图样进行工艺审查
3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度
4、制订工艺路线
5、进行工序设计(确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备,计算时间定额等。)


内容简介:
分 类 号 密 级 宁毕业设计(论文)毕业设计(论文)题目所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日诚 信 承 诺我谨在此承诺:本人所写的毕业设计(论文)主轴工艺规程及其铣键槽的专用夹具均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。 承诺人(签名): 年 月 日摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。主轴零件的工艺规程及其铣键槽的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。AbstractThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Process design, process of spindle parts and a keyway milling fixture design is including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error目录摘 要1Abstract2目 录3第1章 绪论 41.1 引言 41.2 研究内容 41.3 机械加工工艺规程 41.4 机械加工工艺规程的设计原则 51.5 机床夹具的工作原理及设计步骤 51.5.1 机床夹具的工作原理 51.5.2 机床夹具的设计步骤 5第2章 工艺规程设计 72.1毛坯的制造形式 72.2零件分析 72.3 基面选择 82.3.1 粗基准的选择 82.3.2精基准的选择 82.4制定工艺路线 92.5确定切削用量及基本工时 9第3章 主轴的专用夹具设计 193.1问题的提出 193.2定位基准的选择 193.3切削力和夹紧力的计算 193.4定位误差分析 213.5定向键与对刀装置的设计 223.6夹具设计及操作简要说明 24结论26参考文献27致 谢28 第一章 绪论11 引言制造技术的重要性是不言而喻的,它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题,特别是在市场经济的今天,它更占有十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程,在人类发展的初期,为了生存,制造了石器以便于狩猎,此后,出现了陶器,铜器,铁器,和一些简单的机械,如刀,剑,弓,箭等兵器,锅,壶,盆,罐等用具,犁,磨,碾,水车等农用工具,这些工具和用具的制造过程都是简单的制造过程,主要围绕生活必需和存亡征战,制造资源,规模和技术水平都非常有限。随着社会的发展,制造技术的范围,规模的不断扩大,技术水平的不断提高,向文化,艺术,工业发展,出现了纸张,笔墨,活版,石雕,珠宝 ,钱币金银饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会,出现了大工业生产,使得人类的物质生活和文明有了很大的提高,对精神和物质有了更高的要求,科学技术有了更快更新的发展,从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产,内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车,火车和舰船,喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展,集成电路制造技术的进步左右了现代计算机的水平,纳米技术的出现开创了微创机械的先河,因此,人类的活动与制造密切相关,人类活动的水平受到了限制,宇宙飞船,航天飞机,人造飞机,人造卫星以及空间工作站等技术的出现,使人类活动走出了地球,走向太空 。12 研究内容机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求,有较高的生产效率,技术先进,经济效益高,劳动条件良好。制订工艺规程的程序:1、 计算生产纲领,确定生产类型2、 分析产品装配图,对零件图样进行工艺审查3、 确定毛坯种类、形状、尺寸及精度4、 制订工艺路线5、 进行工序设计(确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备,计算时间定额等。)13 机械加工工艺规程制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求,有较高的生产效率,技术先进,经济效益高,劳动条件良好。制订工艺规程的程序:1、计算生产纲领,确定生产类型2、分析产品装配图,对零件图样进行工艺审查3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度4、制订工艺路线5、进行工序设计(确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备,计算时间定额等。)14 机械加工工艺规程的设计原则设计机械加工工艺规程应遵循如下原则:1) 可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。在设计机械加工工艺规程时,如果发现图样上某一技术要求规定得不适当,只能向有关部门提出建议,不得擅自修改图样或不按图样上的要求去做。2) 必须能满足生产纲领的要求。3) 在满足技术要求和生产纲领要求的前提下,一般要求工艺成本最低。4) 尽量减轻工人的劳动强度,保障生产安全。15 机床夹具的工作原理及设计步骤151 机床夹具的工作原理工件通过定位元件在夹具中占有正确位置;工件和夹具通过连接元件在机床上占有正确位置;工件和夹具通过对刀、引导元件相对刀具占有正确位置,从而保证工件相对机床位置正确、工件相对刀具位置正确,最终保证满足工件加工要求。152 机床夹具的设计步骤1、明确设计任务,收集研究设计的原始资料2、确定夹具结构方案,绘制结构草图3、绘制夹具总图4、标注总图尺寸、公差与配合和技术条件5、编写零件明细表6、绘制夹具零件图第2章 工艺规程设计21毛坯的制造形式零件材料为40Cr,由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用棒料,棒料精度为7级,能保证棒料的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2. 2零件分析要对该零件的外圆面、端面和孔进行加工。具体加工要求如下:128.571h6外圆面 粗糙度1.6128.571h6端面 粗糙度1.695外圆面 4号莫氏锥度孔 粗糙度0.816孔 粗糙度12.595端面 粗糙度1.660js6外圆面 粗糙度1.650h6外圆面 粗糙度1.645外圆面 M481.5 40外圆面 30js6外圆面 粗糙度1.6R12.7槽 3211.9键槽 宽8的键槽 4512键槽 粗糙度3.24-M16螺纹2-M12螺纹技术要求:1.热处理4045HRC。2.未注倒角均为145%d。3.去毛刺。23 基面的选择定位基准有粗基准和精基准,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。231 精基准的选择选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。1) 用设计基准作为定位基准,实现“基准重合”,以免产生基准不重合误差。2) 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时,应尽可能采用此组精基准定位,实现“基准统一”,以免生产基准转换误差。3) 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时,应选择加工表面本身作为精基准,即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4) 为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度,可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5) 有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠,可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据该主轴零件的技术要求和装配要求,选择主轴的基准工A及其端面作为定位精基准,零件上有很多表面都可以采用它作为基准进行加工,即遵循“基准统一”原则。232 粗基准的选择1)如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求,应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面,则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2)如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀,应选择该表面作精基准。3)如需保证各加工表面都有足够的加工余量,应选加工余量较小的表面作粗基准。4)选作粗基准的表面应平整,没有浇口、冒口、飞边等缺陷,以便定位可靠。5)粗基准一般只能使用一次,特别是主要定位基准,以免产生较大的位置误差。此设计选择40外圆毛坯作为定位粗基准。24制定工艺路线 制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来。工序01棒料工序02热处理40-45HRC工序03粗车、半精车128.571h6外圆面及其端面;粗车、半精车4号莫氏锥度孔工序04粗车、半精车其余各外圆面及端面;车各退刀槽;扩16孔工序05精车128.571h6外圆面及其端面;精车4号莫氏锥度孔(保证开始尺寸31.267、末端尺寸26.5)工序06精车95端面、60js6外圆面、50h6外圆面及30js6外圆面工序07车M481.5螺纹工序08粗铣、半精铣2-R12.7槽工序09铣3211.9键槽;铣宽8的键槽工序10粗铣、半精铣4512键槽工序11钻、攻4-M16螺纹;钻、攻2-M12螺纹工序12:检验到图纸要求并入库25确定切削用量及基本工时工序01棒料工序02热处理40-45HRC工序03粗车、半精车128.571h6外圆面及其端面;粗车、半精车4号莫氏锥度孔工步一:粗车、半精车128.571h6外圆面及其端面1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(25+0.5+65)2/(4750.16)min=2.382min。工步二:粗车、半精车4号莫氏锥度孔1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(0.5+107+0)2/(4750.16)min=2.829min。工序04粗车、半精车其余各外圆面及端面;车各退刀槽;扩16孔工步一:粗车、半精车其余各外圆面及端面1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(310+0.5)2/(4750.16)min=8.171min。工步二:车各退刀槽1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(3+0.5)4/(4750.16)min=0.184min。工步三:扩16孔利用钻头将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按车床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工序05精车128.571h6外圆面及其端面;精车4号莫氏锥度孔(保证开始尺寸31.267、末端尺寸26.5)工步一:精车128.571h6外圆面及其端面1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(25+0.5) /(4750.16)min=0.336min。工步二:精车4号莫氏锥度孔(保证开始尺寸31.267、末端尺寸26.5)1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(0.5+107+0) /(4750.16)min=1.414min。工序06精车95端面、60js6外圆面、50h6外圆面及30js6外圆面1) 车削深度, ap=0.5mm。2)机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min4) 计算切削速度 按切削手册,查得 Vc98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)计算基本工时tmL/ Vf=(0.5+17.5+57+57+37) /(4750.16)min=2.224min。工序07车M481.5螺纹1) 切削深度 单边余量为Z=1.5mm 一次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 636.9r/min与676.9r/min相近的机床转速为700r/min。现选取=700r/min。所以实际切削速度=5)切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=;其中l=16mm; =1.5mm; =4mm; t=0.307(min)工序08粗铣、半精铣2-R12.7槽立式铣床选择刀具刀具选取键槽铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度2) 决定每次进给量及切削速度 根据立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1000当1000r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时: ,则机动工时为工序09铣3211.9键槽;铣宽8的键槽工步一:铣3211.9键槽立式铣床选择刀具刀具选取键槽铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度2) 决定每次进给量及切削速度 根据立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1300当1300r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时: ,则机动工时为工步二:铣宽8的键槽立式铣床选择刀具刀具选取键槽铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度2) 决定每次进给量及切削速度 根据立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1000当1000r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时: ,则机动工时为工序10粗铣、半精铣4512键槽立式铣床选择刀具刀具选取键槽铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2) 决定每次进给量及切削速度 根据立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1000当1000r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时: ,则机动工时为工序11钻、攻4-M16螺纹;钻、攻2-M12螺纹工步一:钻4-M16螺纹底孔13.6选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 v=35m/min(切削表2.15)=819.6r/min按机床选取=34.2m/min基本工时:=0.711min工步二:攻4-M16螺纹选择M16mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即 V=40m/min=796.2r/min 按机床选取基本工时:=0.137min工步三:钻2-M12螺纹底孔10.2选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 v=35m/min(切削表2.15)=1092.8r/min按机床选取=32.0m/min基本工时:=0.172min工步四:攻2-M12螺纹选择M12mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即 V=40m/min=1061.6r/min 按机床选取基本工时:=0.032min工序12:检验到图纸要求并入库第3章 主轴的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,需要设计专用夹具。由指导老师的分配,决定设计工序08粗铣、半精铣2-R12.7槽的铣床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于粗铣、半精铣2-R12.7槽,精度没有太高的要求,因此本道工序加工精度要求不高,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。60js6外圆、95端面已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的60js6外圆和95端面作为定位基准,来设计本道工序的夹具。 3.3切削力和夹紧力的计算(1)刀具: 采用键槽铣刀机床: 立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=10mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠,3.4定位误差分析定位误差是指采用调整法加工一批工件时,由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸(通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸)或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时,由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化,即定位基准的最大变动量,故由此引起的误差称为基准位置误差,而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图1所示 图1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时,就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工,仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。 根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2,两个极端情况:情况1:d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地高得加工尺寸;情况2:d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地低得加工尺寸。且该工序定位误差 图2 定位误差 =O1O2+(d2-(d2-Td2)/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.3923.5定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示:图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=12mm 定向键的结构尺寸如下:表 3.1 定向键数据表 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D12-0.014-0.0452083105.711对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序加工曲轴宽4的键槽,所以选用直角对刀块。直角对刀块的结构和尺寸如图所示:图 3.4 对刀块图塞尺选用平塞尺,其结构如下图所示: 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为:表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0060.253.6 夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了可调V型块夹
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