制定锥轴的加工工艺,设计钻6×Φ9孔的钻床夹具【全套CAD图纸和说明书】
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目录
第1章 零件分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工艺分析 2
第2章 工艺规程设计 3
2.1 确定毛坯的制造形式 3
2.2 基面的选择 3
2.3 制定工艺路线 4
2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4
2.5 确定切削用量及基本工时 5
第3章 专用夹具设计 14
3.1设计主旨 14
3.2夹具设计 14
3.2.1定位基准的选择 14
3.2.2切削力和加紧力计算 14
3.2.3定位误差分析 15
3.2.4卡具设计及操作的简要说明 15
课程设计心得体会 16
参考文献 17
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第1章零件分析
1.1零件的作用
本次题目为——锥轴的夹具设计,锥轴形状和尺寸如图所示。从图中可以看出,在锥面上加有了一串螺旋油槽,自然为润滑所设计,锥轴的一个装配特点就是他的预紧力非常的大,而且越卡越紧,如果在锥面安装的配件需要处于旋转状态,则必须进行润滑。综合可看,此锥轴的作用主要在于装紧及其带动工件旋转。
1.2零件的工艺分析
由图可以看出,此零件需要进行,车、钻、铣、磨、攻螺纹等多种加工工艺,而且相互之间有一定的位置要求。现分析如下:
1、以中心轴为基准加工两个端面
2、以中心轴为基准车削外圆,分别为Ф90、Ф50、Ф30,还有一个锥度为10°的锥面
3、以中心轴为基准,钻削通油孔和固定孔,分别为6×Ф13、Ф8、Ф16、Ф3
4、以小端面为基准钻削孔2×Ф10
5、在锥面上铣Ф3的半开油槽,而且需和Ф8油孔相通
6、以中心轴为基准铣倒角C1.5和C1
7、表面磨削,粗糙度分别为Ra=0.4um和Ra=0.8um
8、以中心轴为基准攻螺纹M30×2
由以上分析可知,对于众多加工工艺而言,可以先加工一些表面,然后借助于专用夹具加工其余表面和一些工艺孔和槽等,并且保证他们之间的位置精度要求。
第2章工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为35钢。考虑到锥轴在旋转过程中要经常加速及正、反旋转,零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。由于为中批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用锻模。对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。
锻造后应安排时效处理,以消除残余的锻造应力,防止在机械加工过程中出现变形情况。





- 内容简介:
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机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品型号 零(部)件图号 5 1 页 产品名称 锥轴 零(部)件名称 共 1 页 材料牌号 35 毛坯种类 模锻件 毛坯外形尺寸 95 160 每毛坯件数 1 每台件数 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 010 锻件 020 车端面, 粗车 并精车 外圆 90 、 50、 30 030 钻 两端油 孔 16 44 8 94 040 车锥面 050 钻削圆盘孔 6 锪孔 63 060 钻削油孔 20 070 磨削 外圆表面和端面 080 铣削油槽 090 热处理: 渗碳 火 5862纹部分不淬火 ) 100 终检 编制 (日期) 审核 (日期) 会签 (日期) 、 处 数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 锥轴 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零 (部) 件图号 5 7 页 产品名称 锥轴 零(部)件名称 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 020 车外圆 35 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 模锻件 95 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工 件数 车床 1 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 工序工时 准终 单件 序 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切 削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切 削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 020 车端面, 粗车外圆 90 、 50、 30 15 2 021 精 车外圆 90 、 50、 30 00 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 锥轴 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零 (部) 件图号 5 7 页 产品名称 锥轴 零(部)件名称 第 3 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 040 车 端面 35 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 模锻件 95 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工 件数 车床 1 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 工序工时 准终 单件 序 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切 削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切 削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 030 车锥面 00 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 锥轴 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零 (部) 件图号 5 7 页 产品名称 锥轴 零(部)件名称 第 4 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 050 钻 孔 35 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 模锻件 95 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工 件数 摇臂钻床 1 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 工序工时 准终 单件 序 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切 削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切 削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 030 钻削圆盘孔 6式圆锥 2 号 ,d=9,L=50; 300 编制(日期) 审核(日期) 会签(日期) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 哈尔滨理工大学课程设计 机械制造技术课程设计说明书 设计题目: 制定锥轴的加工工艺 设计钻 6 9孔的夹具 专 业: 机电一体化技术 班 级: 机电 11 学 号: 1130320234 姓 名: 张斌 指导教师: 张学伟 机械工程系 2013年 11月 18日 哈尔滨理工大学课程设计 1 目录 第 1章 零件 分析 . 2 件 的 作用 . 2 件的工艺分析 . 2 第 2章 工艺规程设计 . 3 定毛坯的制造形式 . 3 面 的 选择 . 3 定工艺路线 . 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 4 定切削用量及基本工时 . 5 第 3章 专用夹具设计 . - 14 - 计主旨 . - 14 - 具设计 . - 14 - 位基准的选择 . - 14 - 削力和加紧力计算 . - 14 - 位误差分析 . - 15 - 具设计及操作的简要说明 . - 15 - 课程设计心得体会 . - 16 - 参考文献 . - 16 - 哈尔滨理工大学课程设计 - 2 - 第 1章 零件 分析 件的作用 本次题目为 锥轴的夹具设计,锥轴形状和尺寸如图所示。从图中可以看出,在锥面上加有了一串 螺旋油槽,自然为润滑所设计,锥轴的一个装配特点就是他的预紧力非常的大,而且越卡越紧,如果在锥面安装的配件需要处于旋转状态,则必须进行润滑。综合可看,此锥轴的作用主要在于装紧及其带动工件旋转。 件的工艺分析 由图可以看出,此零件需要进行,车、钻、铣、磨、攻螺纹等多种加工工艺,而且相互之间有一定的位置要求。现分析如下: 1、以中心轴为基准加工两个端面 2、以中心轴为基准车削外圆,分别为 90、 50、 30,还有一个锥度为 10的锥面 3、以中心轴为基准,钻削通油孔和固定孔,分别为 6 13、 8、 16、 3 4、以小端面为基准钻削孔 2 10 5、在锥面上铣 3 的半开油槽,而且需和 8 油孔相通 6、以中心轴为基准铣倒角 、表面磨削,粗糙度分别为 、以中心轴为基准攻螺纹 2 由以上分析可知,对于众多加工工艺而言,可以先加工一些表面,然后借助于专用夹具加工其余表面和一些工艺孔和槽等,并且保证他们之间的位置精度要求。 哈尔滨理工大学课程设计 - 3 - 第 2章 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材料为 35 钢。考虑到锥轴在旋转过程中要经常加速及正、反旋转,零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击 性载荷,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。由于为中批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用锻模。对于提高生产效率、保证加工质量也是有利的。 锻造后应安排时效处理,以消除残余的锻造应力,防止在机械加工过程中出现变形情况。 面选择 定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基准选择的正确、合理,可以保证加工质量,提高生产效率,否则,就会使加工工艺路线问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行 。 选择粗基准主要是选择 第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是:一要考虑如何分配各加工表面的余量:二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的。对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取 90 外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的六个自由度,达到完全定位。所以对于本零件可以先以锥轴右端小端面的外圆及 30 的右端面作为粗基准 。 选择精基准主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应哈尔滨理工大学课程设计 - 4 - 该进行尺寸换算。 定工艺路线 制定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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。 工序一 锻造毛坏; 工序二 时效处理; 工序三 粗车外圆 90 、 50、 30 工序四 车端面 工序五 精车外圆 90 、 50、 30 工序六 钻孔 6 13、和 9 工序七 钻孔 16、 8 两个油孔 工序八 以小端面为基准钻孔 2 10 工序九 铣油槽 工序十 车削螺纹 2 工序十一 磨削外圆 工序十二 终检 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: 哈尔滨理工大学课程设计 - 5 - 外圆表面( 90) 考虑其零件外圆表面为粗加工表面,所以外圆表面为锻造毛坯,没有粗糙度要求,因此直接锻造而成 。 车削加工余量为: 粗车 2车 工序尺寸加工余量: 钻孔 2孔 孔 精铰 他尺寸铸造得到 内孔为了节省材料,取 25 孔已铸成孔长度余量为 2,铸成孔半径为 23 工序尺寸加工余量: 粗镗 23至 24量为 1精 、细镗至 40面粗糙度达到 轮廓余量 2由于本设计规定的零件为中批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 定切削用量及 基本工时 一、 粗、精铣 90 上端面 机床: 卧式铣床 刀具:两块镶齿套式面铣刀 (间距为 80),材料: 15 100D ,齿数14Z ,为粗齿铣刀。因其单边余量: Z=1 所以铣削深度 1 每齿进给量表 0 fa m m Z铣削速度 V :查表 20 / m 。 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 6 3 . 6 9 / m i 1 4 1 0 0 , 按照表 100 / m 实际铣削速度 v : 3 . 1 4 1 0 0 1 0 0 0 . 5 2 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 哈尔滨理工大学课程设计 - 6 - 进给量0 . 2 1 4 1 0 0 / 6 0 4 . 6 7 /a Z n m m s 工作台每分进给量4 . 6 7 / 2 8 0 . 2 / m i m m s m m a:根据表 0工步辅助时间为: 、 粗、钻、扩、铰、精铰 16 孔 工件材料为 35,硬度 200的直径为 16面粗糙度 工机床为 式钻床。钻头为 16准高速钢麻花钻。 钻 16 确定钻削用量 ( 1) 决定进给量 根据表 查出 f=r,由于孔深和孔径之 l/d=85/25= 1 ,故 ( 0 . 4 7 0 . 5 7 ) 0 . 9 0 . 4 2 0 . 5 1f mm/r. 查 立式钻床说明书,取 0 /f m m r 。 根据表 头强度所允许的进给量 1 /f m m r 。机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出),根据表 许的进给量 1 f mm r 。 由于选择的进给量 f 远远小于 故所选 f 可用 ( 2)确定切削速度 V、轴向力 F、转矩 T 以及切削功率不同刀具材料进行钻、扩、铰孔的 V、 F、 T、表 行计算。根据所给条件,哈尔滨理工大学课程设计 - 7 - 可直接在表 用插入法计算得: 17 / , F=4732N T=Nm,于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对结果进行修正。由表 削速度的修正系数 0 . 8 8 , 0 . 7 5M v ,故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 / m i nv m m 01 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i r 查 机床说明书,取 195 / m 。实际切削速度 v 为 0 2 2 1 9 5 / m i n 1 3 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0m m 实 。 由表 削力及转矩的修正系数 1 M F M ,故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6F N N 5 1 . 6 9 . 1 . 0 6 5 4 . 8 m N m ( 3)校验机床功率 切削功率 ( / )m m M v v K 实=1 . 2 5 ( 1 3 . 5 / 1 7 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率为 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5 k W k W ( 及 由 机床说明书查出) 由于 故选择的钻削用量可用,即 0 2 2 , 0 . 4 3 / , 1 9 5 / m i n , 1 3 . 5 / m i nd m m f m m r n r v m 相应地 5 0 1 6 , 5 4 . 8 . , 1 . 0 5 T N m P k W 哈尔滨理工大学课程设计 - 8 - 扩孔 扩孔钻 选用 准高速钢扩孔钻。 确定扩孔切削用量 确定进给量 f 根据表 ( 0 . 7 0 . 8 ) 0 . 7 / 0 . 4 9 0 . 5 6 /f m m r m m r 。 根据机床 说明书,取 0 /f m m r 。 确定切削速度 根据表 5 / 。 由于切削速度与上表不同,切削速度尚需乘以修正系数 0 , 1 pM v a 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 2 2 . 4 4 / m i nv m m 01 0 0 0 1 0 0 0 2 2 . 4 4 / m i n 2 8 9 / m i . 7vn r 根据 床说明书,取 n=275r/际扩孔速度 0 2 4 . 7 2 7 5 / m i n 2 1 . 3 / m i 0 0 1 0 0 0m m 3 铰孔 铰刀 选用 25 标准高速钢铰刀。 确定铰孔切削用量 一确定进给量 f 根据表 出, 1 2 m m ,按该表注 4,进给量取小值。 按 床说明书取 1 f mm r 。 哈尔滨理工大学课程设计 - 9 - 二 切削速度 根据表 出取 m 切削速度修正系数由表 出 0 . 8 8 , 0 . 9 9pM v a 故 08 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i 0 0 1 0 0 0 7 . 1 4 / m i n 9 1 / m i m r 根据 床说明书,取 n=100r/际铰孔速度 0 2 5 1 0 0 / m i n 7 . 8 5 / m i 0 0 1 0 0 0m m 4 各工序实际切削用量 根据以上计算,实际切削用量如下: 钻孔:0 2 2 , 0 . 4 3 / , 1 9 5 / m i n , 1 3 . 5 / m i nd m m f m m r n r v m 扩孔:0 2 4 . 7 , 0 . 5 7 / , 2 7 5 / m i n , 2 1 . 3 / m i nd m m f m m r n r v m 铰孔:0 2 5 , 1 . 6 / , 1 0 0 / m i n , 7 . 8 5 / m i nd m m f m m r n r v m 5 基本工时计算 钻孔:12 8 0 1 0 5 m i n 1 . 1 3 2 m i 4 3 1 9 5m l l lt 扩孔:12 8 0 1 0 5 m i n 0 . 6 0 6 m i 5 7 2 7 5m l l lt 铰孔:12 8 0 1 0 5 m i n 0 . 5 9 3 m i 6 1 0 0m l l lt 三、 粗 精铣锥形外轮廓 机床: 立式铣床 哈尔滨理工大学课程设计 - 10 - 刀具:两块镶齿套式面铣刀 (间距为 ),材料: 15 200D ,齿数 Z=25,为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量: Z=削深度齿进给量 0 /fa m m Z铣削速度 V :参照表 V m s 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 3 . 2 6 0 3 0 5 . 7 / m i 1 4 2 0 0 , 取 310 / m 实际铣削速度 v : 3 . 1 4 2 0 0 3 1 0 3 . 2 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 2 2 5 3 1 0 / 6 0 1 5 . 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 5 . 5 / 9 3 0 / m i m m s m m 被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 l =65具切入长度 1l :精铣时1 200l D m m刀具切出长度 2l :取 2 走刀次数为 1 机动时间2步辅助时间为: 后,将以 上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其他加工数据,一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。 钻 10 孔: 哈尔滨理工大学课程设计 - 11 - 莫式圆锥 2 号, d=10, L=175,根据工艺手册表 30, 2 =118, =40,当 20 ,钻头后刀面磨损极限值为 ,耐用度 T=60切削手册。表 1)背吃刀量:钻孔时 2 0p =5 ( 2)进给量: f=( f=0.2 r 查切削手册表 3)计算切削速度: dz v0 式中: .4,.4,m=切削手册表 以 1 c = 1 m/1000d vs =11 000 25 根据 n=315 实际转速为 000n d =100031511= 4)基本时间: 哈尔滨理工大学课程设计 - 12 - t m = nf 式中已知 2 , 3 k , f=0.2 r ,n=315 所以孔的基本时间: t m = 315 =孔 10 直柄机用铰刀 , L=151d=10查工艺手册表 =40切削手册。表 1)背吃刀量 2 p = ( 2)进给量: f=机床选取 f=1.0 r ( 3)计算切削速度 dz v0 式中: 2.1,.3,.2,m=.0,=查切削手册表 所以 c = 2 1000d vs =12 000 53.3 哈尔滨理工大学课程设计 - 13 - 根据 床标准主轴转速, n=200 实际转速为 000n d =1000 500= 4)基本时间 t m = 1 式中已知 l =42, 2c o 1 l =18 , f=r ,n=200 所以孔的基本时间: t m = 2001 =后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其他加工数据,一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。 哈尔滨理工大学课程设计 - 14 - 第 3 章 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,通常要设计专用夹具。 根据课程设计任务书,设计第六道工序 钻 6 13的钻床专用夹具。 计主旨 本夹具主要用来钻 6 13,对孔进行预加工。 具设计 在给定的零件中,对本序加工的 主要考虑 13 孔 的位置相关尺寸。 位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑,选择法兰盘圆柱外表面 和 端面 为定位基准面,保证加工基准和设计基准重合,再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 削力和加紧力计算 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。 钻削轴向力 : 9 8 扭矩 紧力为 f 哈尔滨理工大学课程设计 - 15 - 取系数 2=4=实际卡紧力为 F =2*4*F=用快速螺旋定位机构快速人工夹 紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。 位误差分析 由于加工基准和设计基准重合,所以能很好的保证了加工精度。 具设计及操作的简要说明 卡具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。为了提高生产力,使用快速螺旋卡紧机构。 哈尔滨理工大学课程设计 - 16 - 课程设计心得体会 此 次课程设计的基本目的在于巩固和加深理论知识的掌握,培养我们综合运用工艺知识能力。通过课程设计的环节,锻炼了我们设计零件机械加工工艺规 程的 能力,掌握了加工方法及其机床、刀具、切削用量的选择与应用,学会了使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准,以及 绘制工序图、制作工艺卡片等等 。 通过本 次课程设计,了解并认识 了 一般机器零件的生产工艺过程,巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识,理论联系实际,对自己未来将从事的工作进行一次适应性的 训练 ,从中锻炼自己分析问题、解
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