矩形齿花键套课程设计.doc

二O一四 届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造及自动化 班级：机制5092 姓名：贺卡 学号：11509235一、设计题目(附图)： 矩形齿花键套 零件机械加工工艺规程制订及第 工序工艺装备设计。二、设计条件： l、零件图； 2、生产批量：中批量生产。三、设计内容： 1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图； 2、毛坯选择： 1）、毛坯类型； 2）、余量确定； 3）、绘制毛坯图。 3、机械加工工艺路线确定： 1）、加工方案分析及确定； 2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。 4、工艺尺寸及其公差确定： 1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）； 2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸； 3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 5、设备及其工艺装备确定：6、切削用量及工时定额确定： 确定每道工序切削用量及工时定额。7、工艺文件制订： 1）、编写工艺设计说明书； 2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）8、指定工序机床夹具设计： 1）、工序图分析； 2）、定位方案确定； 3）、定位误差计算； 4）、夹具总装图绘制。 9、指定工序刀具、量具设计。（绘制刀具量具工作图）四、上交资料（全部为电子文稿）：1、零件的CAD图和三维图各一份，毛坯的CAD图和三维图各一份；2、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）；3、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）； 4、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写）； 5、夹具总装图一张（A4图纸）；非标零件图两张（A4图纸）；6、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）7、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。五、起止日期：2 013 年 9 月 23 日一2 013 年11 月 8 日(共7周)六、指导教师：七、审核批准： 教研室主任： 分院院长：年 月 日八、设计评语：一矩形花键套零件的分析： 1.零件图的分析 零件名称：矩形齿花键套 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。与花键套内孔的同轴度公差为。右端面与花键套内孔中心线的垂直度公差为。热处理2832HRC。未注倒角C1。材料45钢。2.工艺分析 1）该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。 该花键套定位盘部分直径为120mm，花键套外径部分为45mm，其尺寸差距较大，在单件小批量生产时 (不采用锻件毛坯)，应选用合适的坯料，以减少材料的浪费。 2）工序安排以在设备上实际应用的尺寸700.021mm及120mm右端面定位，装夹工件，进行花键套的拉削加工，达到了设计基准，工艺基准及使用的统一。 3）该矩形齿花键套为大径定心，宜采用拉削加工。 4）700.021mm与花键套内孔的同轴度检查；120mm右端面与花键套内孔的垂直检查，可采用19mm孔配装心轴后，在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。 5）花键套键宽、大径、小径尺寸及等分精度的检查，可采用综合量规进行检查。 二毛坯选择: 1.毛坯类型该花键套定位盘部分直径为120mm，花键套外径部分为45mm,其尺寸差距比较大，在单件小批量生产时（不采用锻件毛坯），应选用合适的坯料，以减少材料的浪费。该工件锻造比较大，很容易造成应力分布不均。因此，锻造后须进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。2.余量确定(1)锻件机械加工余量； 对于批量生产的锻件加工余量与公差由机械制造技术课程设计指导书查得选取精度等级为F级，各表面的总余量见下表1。表1 各表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级余量a、b说明ab120120F单侧加工7070F 单侧加工4545F单侧加工三 机械加工工艺路线确定:1.加工方案分析及确定机械加工工序的安排本着“基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔”的原则。精基准的选择主要遵从“基准重合原则和基准统一原则”。首先以不加工面45外圆中心轴作粗基准来粗加工120右端面及70及其右端面，这样能保证45与70的同轴度，45与120的垂直度，以左端面为基准一侧限制一个移动自由度，用三抓卡盘定位45的外圆限制4个自由度；再用三抓卡盘定位120外圆，粗车45的外圆，精车45的外圆和内孔15；再掉头精车右端和内孔至19；拉花键；钻13的孔。选择加工设备及工艺装备： 由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床通用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。（1） 车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用CA6140车床，端面车刀。（2） 车120、70、45选用CA6140车床，端面车刀。（3） 车19选用CA6140车床，镗刀。（4） 拉花键，选用L6120，专用拉刀。（5） 钻13孔，选用钻床，中心钻。2.定位基准的选择（1）精基准的选择：70mm为第一个加工段，以其右端面为定位基准，故选择其作为加工其它有关表面的统一精基准。（2）粗基准的选择：粗基准应为一些非加工面，为了保证70mm与45mm的同轴度以及120mm右端面与45mm的垂直度，故选45mm的中心轴作为粗基准。 （3）表面加工方法选择： 1）70mm及其右端面、120mm、45mm及其左端面采用粗车和精车。 2）拉花键前学要先车17.8mm大小的内孔，精车至。 3）拉花键。 4）钻13mm的孔。四工艺尺寸及其公差确定：加工表面工序加工余量工序尺寸与公差表面粗糙度粗精粗精粗精1202.51.1125121.112.512.5702.31.1 /71.112.512.5452.01.0504612.512.5192.00.918.1193.23.2五设备及其工艺装备确定：C620 Z3032专用钻模或组合夹具 L6120专用拉力 六切削用量及工时定额确定： 确定第一道工序切屑用量及工时制定。切削用量包括背吃刀量、进给量、 和切削速度、 确定顺序是先确定、， 在确定。工序40 切削用量及基本时间的确定。1.切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆）。已知加工材料为45钢，=670MPa锻件，机床为CA6140型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘上。1.确定粗车外圆的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据机械制造技术课程设计指导书查表G-7，选刀杆尺寸B H= 刀片厚度为4mm。查表得，选择车刀几何形状为卷削槽倒棱型前刀面前角=、后角=6 、主偏角=90、副偏角 =10 、刃倾角=0、刀尖圆弧半径=1.0mm 2.确定背吃刀量 粗车双边余量为5 mm，显然 为单边余量 =2.5mm3.确定进给量 根据表G-7，在粗车钢料、刀杆尺寸为 、3mm 工件直径为100400mm 时，=0.61.2mm/r 按CA6140车床的进给量，选择= 0.65mm/r。 确定的进给量上需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验通过查表得，车床进给机构容许的进给力=3530N通过查表得，当钢料=570670MPa、 3mm 、 0.75mm/r、=45、=45.6m/min时进给力= 760N 的修正系数为= 1.0 故实际进给力为= 889.2N 所选的进给量= 0.65mm/r 可用。4.确定切削速度 通过查表得，当用YT15硬质合金车刀加工= 600700MPa钢料、 3mm 、 0.75mm/r 时 ，切削速度 = 109m/min切削速度的修正系数各为 0.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故 =52.8m/minn= =138.9r/min按CA6140车床的转速，选择 =280r/min，则实际切削速度 = 105.6m/min 最后确定粗车120外圆的切削用量为 =1.0mm、= 0.6mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min 同样确定精车120外圆的切削用量 =0.55mm、= 0.85mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min同样确定粗车120右端面的切削用量 =2.5mm、= 0.8mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min同样确定精车120右端面的切削用量 =0.6mm、= 0.85mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min 2.其他工序的切削用量见工序卡七工艺文件制订： 1.编写工艺设计说明书； 2.工艺过程卡片工序号工序名称工序内容工艺装备1下料棒料80mm90m m锯床2锻造自由锻，锻造尺寸为50mm63mm+125mm18mm3热处理正火处理4粗车夹45mm毛坯上一端外圆，车120mm外圆及端面，直径方向留加工余量3mm，长度方向留加工余量3mm。钻孔15mmC6205粗车倒头，夹120mm外圆（实际工艺尺寸123mm），并以大端面定位，车45mm处毛坯外圆及端面，直径方向留加工余量3mm，总长留加工余量3mmC6206热处理调质处理2832HRC7精车以120mm外圆及右端面定位，装夹工件，车45mm外圆及120mm左侧面至图样尺寸，车内孔，留加工余量1.2mmC6208精车倒头，夹45mm外圆找正120mm外圆左侧面，车120mm外圆及右端各部至图样尺寸，精车内孔，至19mmC6209拉花键以700.021mm外圆及120mm右端面定位，装夹工件，拉花键65mmL6120专用拉力10钻以700.021mm外圆及120mm右端面定位，装夹工件，钻813mm孔Z3032专用钻模或组合夹具11钳去毛刺12检验按图样要求检查各部尺寸及精度13入库入库八指定工序机床夹具设计：1.工序图分析决定设计第100道工序的工装夹具，在给定的零件中，对本工序的主要要求考虑尺寸13mm平均分布在圆盘上，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便、快速性上与孔的分布。本工序所使用的加工设备为Z5125型立式钻床。2.定位方案确定 定位基准的选择：出于定位简单和快速的考虑，选择孔24.5mm和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。本工序以外圆及右端面定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。另外，还采用定位心轴来减少纵向倾斜的偏差。3.定位误差计算 为了确定刀具相对于工件的位置，夹具上应设置钻套作为导向元件。 这里，我选用快换钻套。4.夹具总装图绘制钻模的结构特点是除有工件的定位、夹紧装置外，还有根据被加工孔的位置分布而设置的钻套和钻模板，用以确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔的位置精度。常用的钻模有固定式、回转式、翻转式和盖板式 4种。夹具体的底面为安装基面，定位心轴在夹具体上采用过渡配合，用锁紧螺母把其夹紧在夹具体上，用防转销钉防止其转动。钻模板与夹具体用三个螺钉和两个销钉连接，夹具装配时待钻模板位置调整确定后，再拧紧螺钉，然后配钻，钻铰销钉孔，打入销钉定位。 切削力和卡紧力计算: 本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 （1）钻