人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 369 X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计【毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】
毕业论文-X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计.doc
369 X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计【毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】
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湖 南 工 学 院 毕业设计（论文）计算说明书 机械 系 机械制造与设计 专业 机制 0303 班 设计（论文）题目 床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计 学 生 姓 名： 姜 彪 起 讫 日 期： 2006 年 5 月 6 月 指 导 教 师： 邓兴桂 职称 教授 2006 年 5 月 22 日 毕业设计（论文）评语： 毕业设计（论文）答辩负责人签字 年 月 日 序 言 毕业设计是每个毕业生在搞完毕业生产实习以及完成全部基础课、专业课后进行的，是我们对所学全部课程的一次综合性的检测和复习，也是在走上工作岗位之前的一次理论联系实际的训练，它将为我们今后工作的一次较为全面的准备。 我希望通过本次设计，能够培训自己分析问题的能力，锻炼自己独立处理各方面的问题的能力，为今后走上社 会新岗位打下较为结实的基础。 由于能力、水平有限；由于时间的仓促，我的设计中难免存在许多问题和错误，恳请各位老师批评指正。 编者：姜 彪 2006 年 5 月 目 录 一、 设计任务书 （一） 零件的作用 （二） 零件 的工艺分析 二、 零件的分析 三、 工艺规程设计 （一） 确定毛坯的制造形式 （二） 基面的选择 （三） 制定工艺路线 （四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 （五） 确定切削用量及基本工时 四、 夹具 五、 总结 六、 参考文献资料 一 设计任务书 【题目】 X 62 W 铣床主轴的机械加工工艺规程及某一工序的夹具设计 【内容】 1、 零件图 1 张 2、 毛坯图 1 张 3、 机械加工工艺规程卡 1 套 4、 专用夹具装配图 1 张 5、 夹具体图（或定位夹紧元件图） 1 张 6、 设计计算说明书 1 份 【原始资料】 生产纲领： 400 件 /年 相关的产品装配图、零件图 单班制工作 二 零件的分析 （一） 零件的作用 课程设计题目所给的零件是 床主轴。它夹紧刀具直接参加表面成形运动。因此，它的工作性能对加工质量和机床的生生率有着重要的影响。 由于主轴在一定的转速下，传递一定的扭矩，保证轴上的传动件和轴承的工作条件，况且主轴直接带动刀具进行切削。因袭，对旋转精度、静刚度、抗震性、热变性、耐磨性都有较高的要求。 由于主轴前端的锥孔或面加工的刀具或接杆零件上 65 40 分别装上轴承起支撑作用，所以为了提高耐磨性在前端的锥孔上及 65且主轴组件要做轴向移动，传动齿轮安装在套筒上，套筒与主轴考双键传动扭矩。 （二） 零件的工艺分析 从零件图上可以看出共有 6 组加工面。 1 轴所以的外圆表面包括车 65 55, 42, 40 和切槽倒角。 2 轴上两对称键槽。 3 内锥孔保证锥度 7： 24 4 钻中心孔 17， 22 5 钻孔、攻丝 铣槽 于零件的几个加工表面都有位置度要求，精度要求，因此，需使用转应夹具。钻端面螺纹孔 用的钻模，加工两对称键槽所需的铣床夹具。况且为了提高生产率保证加工质量，降低 劳动强度也需采用专用夹具。 三 工艺规程设计 确定毛坯的制造方法 零件材料为 40是一根中空的阶梯轴，生产批量为中批，同时，由于该零件机械性能要求较高。锻件和型材的组织结构致密。机械性能好，但型材的纤维组织方向明显。况且，该轴工作时所受循环载荷和冲击较大，不宜采用型材，但锻件可获得符合零件受力要求的纤维组织，同时，锻件比型材节约材料。故采用锻件。为进一步保证该轴精度要求采用模段。 基面的选择 位基面的选择是工艺规程设计中最重要的环节。基面选择正确合理，可以保证加工质 量，提高生产效率。 粗基准的选择，对轴类零件来说一般以外圆定为粗基准。因此，选该轴外圆作为粗基准。 精基准的选择，应考虑到基准重合问题。若设计基准与工序基准不重合时必须进行尺寸计算。 工艺路线的制定 制定工艺路线的出发点是应使用零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用外能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还必须考虑经济效果，以便使生产尽量下阼。 3. 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点 在于：方案一是车后磨且螺纹安排在精车后，便于保证精度要求，况且以加工好的表面为定位基准，这种方案符合典型轴类零件的机械加工工艺过程，能较好地保证各种技术要求，保证另工质量；方案二是先加工轴表面然后发中心线为定位基准加工轴端面螺纹孔 样难以保证加工质量，易产生形位误差。况且使加工复杂，生产效率低。 工艺路线方案一（工序 1） 工艺路线方案二（工序 2） 1）正火 1）预先热处理（正火） 2）划线 2）划线、车端面打中孔 3）钻中心孔 3）粗车各外圆 4）粗车 4）热处理（调质） 5）钻 17 孔 5）半精车 6）热处理（调质） 6）钻中心孔 7）半精车 7）车 纹 8）铣凹槽 8）钻 17 孔 9）钻螺纹孔 9）钻螺纹孔 0）钳工 10）热处理（淬火） 11）热处理（淬火） 11）钳工（去毛刺） 12）精车 12）铣凹槽 13）钳（去毛刺） 13）精车 14）粗磨 14）立铣对称键槽 15）立铣（对称键） 15）热处理 16）热处理（油煮定性） 16）粗磨 17）钳工 17）半精磨 18）研磨中心孔 18）研磨中心孔 19）半精磨 19）精 磨 20）车 0）钳工（去毛刺） 21）精磨 21）检验入库 22） 钳工（去毛刺） 故采用方案一 。 其具体工艺过程如下： 1 热处理（正火） 2 划线 3 钻中心孔，车端面 4 粗车各外圆留余量 2大外圆 102，车小端面 5 钻 17 孔，车大端面，倒角 600 6 热处理（调质） 7 半精车，退刀槽倒角 2 X 45 车锥度 7： 24 内锥孔 25 孔 8 铣凹槽 9 钻螺丝纹孔 丝 5， 11 10 钳工 11 热处理（淬头） 12 精车名外圆车 13 钳（去毛刺） 14 粗磨各外圆 15 立铣对称键 16 热处理（油 煮定性） 17 钳 18 研磨中心孔 17 19 半精磨各处圆，磨内锥孔 0 车螺纹孔 1 精磨各外圆 22 钳（去毛刺） 23 检验入库 四 定机械加工余量，工序尺寸，毛胚尺寸 该轴材料为 40G 硬度为 250，生产类型为中批量生产，采用模锻毛胚由上述原始资料及加工工艺过程，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸，毛胚尺寸确定如下： 1 毛胚尺寸的确定采用查表法 （查机械制造工艺设计手册） 名义直径 表面加工方法 加工余量（ 说明 粗车 半精车 车 粗磨 半精磨 磨 车 粗车 车 65 粗磨 精磨 磨 车 精车 车 磨 2 毛胚直径的确定 工件直径 公差 加工余量 毛胚公差 毛胚尺寸 2 1 100 65 2 2 75 55 2 2 65 3 毛胚长度的确定 由表机械制造工艺手册子 50知 102/2） = 取 02= 35+4+4=43 取 33= 64+23 取 34= 337=335 取 355=（ 68/2） 取 2毛胚长度 L=3+43 1 (其名义余量 = 2 毛胚的最小余量 其名义余量 =4 段毛胚的最小余量 其名义余量 = 锻件毛胚圆角的确定 由 r=r2+z 名 r毛 1 r毛 2 r毛 3 . 加工余量的确定 加工余量可以根据加工条件采用查表法确定，查机械制造工艺手册 表 1 27得如下： 计算项目 计算内容及过程 计算结果 工序 3 毛胚 102 粗车 圆 半精车 精车 圆 粗磨 精磨 磨 胚 76 粗车 圆 半精车 车 磨 精磨 磨 42 已粗车至 圆 粗车 精车 车 42 已粗车至 圆 粗车 精车 车 磨 磨 40 40 已粗车至 圆 半精车 车 40 孔 17 内锥孔 粗车 半精车 度 7： 24 粗磨 精磨 磨 孔 钻孔 17 粗车 车 五 确定切削用量及基本工时 一 计算工序 3（车两端面，钻 17孔，车外圆表面）切削用及 工时 1 加工条件 工件材料： 40 b= 锻件 加工要求： 车两端面，钻 17 孔，车外圆表面，车 102端面， 66 端面，车 求精度为粗糙度为此 65求 55 a= 45 的 42 和 40 的粗糙度为 孔 2220 要求 2 设备条件： 刀具 ： 外圆车刀 16 25 0=15 5 s=0 端面车刀 16 25 =90 5 0= 20 钻头 由表 3 43查得 f=r 根据加工要求取 f=r v=1mm/s a=17用内排屑深孔钻 切槽刀选 （采用计算法） 计算项目 计算内容及过程 计算结果 工序 3 车端面 切削用量的 加工总余量 X=定 单边余量等于 次走刀 由查机械制造工艺设计手册表 3 13知 f=r 由表 3 18查知耐用度 t=451=292/( 128 28m/2=292/( 142m/ 142m/ 000 000 128/(100)=364r/64r/000 v/ 000 128/(100)=443r/43r/表 4知选取机床主轴转速 50r/50r/床实际切削速度 由 v= 00v=450 100 (1000 128) =144r/ v=144r/大端面 tm=l2+l3+l(其中 l=102/2=51入长度 ) (切入长度 ) mm 51+2+0+5） /（ 450 2= =） 小端面 l2+l3+l(其中 l=66/2=33 （ 33+2+0+5） /（ 450 2= 所以总的切削工时： =总 = 计算 由机床 此，机床能进行正常工作。 计算项目 计算过程及内容 计算结果 车 a 确定切削深度 a 外圆 单边余量 z= 一次走刀 b 进给量 f 由表 3取 f=r 由表 3取 f=r c 计算切削速度由表 3v=w/(292/( 14m/v=114m/d 确定机床主轴转速 由 03v/ 000 114/ 408r/08r/表 450y/际切削速度： V= 000 =e 切削工时的 确定： 由于 L=531=2入长度 ) 3=10试切长度） 2+)/(53+2+0+10)/(450 于考虑到该轴台阶面较多，如果各台阶面都被采用。不同的转速和不同的进给量都将导致生产效率不高的现象，所以在不影响加工质量的情况下，粗车该轴时都采用机床主轴转速 450r/车进给量： f=r(由表 4 钻中心孔 由查表知 f=r 由 v= /1000= 8 /1000=s f=r 钻中心孔 17 因为 L=15入长度 ) 2+车 a. 确定切削深度； 表查）由于单 外圆与65外 边余量 Z=0.4 圆间的台阶面 b. 确定切削速度： 由 v=半精度 由查表知 r（查表 3 外圆 由 v=C/(中 T=45 由 000v/ 000 241/( =847r/表 400r/由 ： 知 L=353=10切入长度） 2=0（切入长度） 由 L+2+(=于考虑到该零件台肩面较多，故采用相同的切削速度和进给量以提高生产效率。在保证加工质量的前提下选取精 车和半精车加工时 V=900r/f=精车 a. 确定切削速度： 由于单边余量 Z=次走刀 圆 b. 切削速度的确定： 由 V= /1000=s 由于已知 L=351=2入长度 ) （切出长度） （试切长度） 由 2+)/ 65外圆 1 粗车 单边余量 Z=次走刀。则 由 V= 76 000=s V=s 计算项目 计算内容及说明 计算结果 已知 L=64 1+3)/(f)=工序 4 车 45外圆 由于单边余量 Z=次走 粗车 55外圆 V=( )/1000=s c. 确定切削工时 已知 L=335 1+3)/(f)=半精车 55外圆 由于单边余量 Z=次走刀则 V=( )/1000=s 已知 L=861=2 1+3)/(f)= 3精车 55外圆 由于单边余量 Z=V=( )/1000=s 已知 L=86 ()/1000=切槽 3 V=( )/1000=s 工序 5 车 42外圆 由于单边余量 Z=次走刀则 粗车 42外圆 V=( )/1000=s 已知 L=1001=22=0 m=(1+3)/(f)= 2半精车 42外圆 由于单边余量 Z=b. 确定切削速度 V=( )/1000=s c. 确定切削工时 已知 L=100 1+3)/(精车 a. 确定切削深度 42 外圆 由于单边余量 Z=次走刀则b. 确定切削速度 V=( )/1000=s c. 确定切削工时 已知 L=100 1+3)/( 工序 7 40外圆 由于单边余量 Z=粗车 40外圆 V=( )/1000=s 已知 L=1141=22=0 m=(1+3)/(f)=半精车 40外圆 由于单 边余量 Z=5 b. 确定切削速度 V=( )/1000=s c. 确定切削工时 已知 L=114 L+2+(f)= 3 孔的倒角 V=( )/1000=s 车螺纹 查机械制造工艺学设计手册表 333 刀具耐用度 t=60 螺距 p=取 b. 确定切削速度 V=(s 车螺纹 000v/ 000 45=225r/25r/b. 确定实际切削速度 V=( )/1000= ( 45 1000=s c. 确定切削工时 已知选取行程次数 4 次，精行程 2 次 L=33 m=(L+L1)n/(f)= 工序 8 车内孔 由于单边余量 Z= 粗车孔 V=( )/1000=s c. 确定切削工时 已知 L=40 m=(L+2+(f)=m=精车 车内孔 由于单边余量 Z= V=( )/1000=s c. 确定切削工时 已知 L=40 切长度） 由 L+2+(f)= 工序 9 车内孔 由于单边余量 Z= 22 粗车 内孔 22 V=( )/1000=s 已知 L=202=0 m=(1+3)/(f)= 工序 10 a. 确定切削速度 铣凹槽 由机械工艺设计手册表 4 462W 主轴转速 50r/f=1mm/r V=( )/1000=s L= 4 L+L1)n/(f)= 工序 11 a. 确定切削速度 钻螺纹孔 查表 3 f=r V=( )/1000=s 1钻孔 22 已知 L=202=0 m=(1+3)/(f)=钻孔 5 a. 确定切削速度 查表 3v=s f=r 已知 L=152=0 1+3)/(f)=攻丝 a. 确定切削速度 钻螺丝孔 由机械工艺设计 手册表 3 6 V=1000v)/(=1000 s(其中 机床选取，由表 430r/则实际切削速度 V=( )/1000=s 已知 L=4002=0 1+(f)= 工序 12 a. 确定切削速度 铣对称键槽 由于铣床为 50r/ 4f=150mm/=( )/1000=s 由表 71=（ h+(1=5 2取 2 (4+2)/232=m= 工序 13 粗磨 由于机床为磨床 65外圆 由表 3 3查得 外圆 选取砂轮 内锥孔 由表得砂轮头架主轴转速 r/轮转速 n=890 1000r/向进给量 ) 径 向 进 给 量 程表 )由表知外圆磨的 数 65外圆 已经 L=631=2入长度 ) 出长度） 切长度 )由l+2+ 半精车 65外圆 由于 单边余量 Z=b. 确定切削度： V=()/1000=s V=s 已经 L=641=2 3=5l+2+ 2 精车 65外圆 由于单边余量 Z= V=( )/1000=s 1粗磨 ： 已知 L=35Z= 21 K)/(n m= 粗磨 已知 L=64b= 65外圆 L k/n/r =2 64 00=m=粗磨 已知 L=35b= 40外圆 k= L k/n/r =2 35 00=m=粗磨 由查表 3内锥孔 轴向进给量 件速度由表 3 V=知 L=50h= L k/n/r=2 50 000/m= 工序 14 半精磨 1磨 由表 3 4外圆 砂轮型号为 75 305 由表 4砂轮转速 N 砂 =1000r/向进给量知径向进给量 程由表 7=1.3 已知 L=35 L K/n/r =2 35 1000/ 磨削 65 由上述查知 r K=1.3 n=1000r/定切削工时已知 L=64b= 1 K/n/r=磨 40 确定切削工时 （ + 已知 L=35 K=a= n=1000r/ L K/n/r =2 35 1000/磨内锥孔 由查表 4a= 查表 3r=r 查表 72= (+ 知 K=50b= L K/n/r =2 50 1000/ 工序 15 精磨 由表 3 车型号： 97 305 1 至图纸要求 由表 4知砂轮转速 n 砂 =1Kr/向进给量表 3知径向进给量 程由表 3z=s 表 7知 K=知 L=35b= L K/n/2 35 000/ 2磨 65至 确定切削工时 由上述查表知 65 程单面另加工余量1=64m=2L K/n 磨 40 确定切削工时 由上述 查表知 40 程 n=1Kr/=35 Z= k=m=2L K/n 磨内锥孔至 确定切削工时 由上述查表知 程单面另加工余量=50mm k=m=2L K/n 四 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 专用的夹具。经过与指导老师的协商，我决定设计第九道工序：加工大端面的 4个 个 夹具将用于 具为钻头两把，对工件两螺纹孔同时加工。 1 问题的提出：由于该轴较长有 435是阶梯轴尺寸相 差较大，最大直径 小直径只有 40了便于在钻孔时 ，使轴有足够的刚度。需在 肩外安装一个套筒，同时有利于工件安装，加工方便。 2 夹具设计 1 定位基准的选择 由零件图可知，六个螺纹孔的设计基准是该轴的中心线。为了使定位稳定，钻该 6 个孔时以短圆锥销为第一定位面，凸台为第二定位面。 定位基准结构示意图如下
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