CA6140车床手柄轴工艺规程及钻M10螺纹底孔夹具设计【优秀机械课程毕业设计论文】
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ca6140
车床
手柄
工艺
规程
m10
螺纹
罗纹
底孔
夹具
设计
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优良
机械
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- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。23页。7800字左右。
工艺文件一份。
UG工件图一张。
图纸共6张，如下所示
A1-夹具装配图.dwg
A2-夹具体零件图.dwg
A3-零件图.dwg
A4-工序图1.dwg
A4-工序图2.dwg
A4-毛坯图.dwg
- 内容简介：
-
目 录 一、零件的分析 . 1 . 1 . 1 3、零件的工艺分析 . 2 二、确定毛坯尺寸，设计毛坯图 . 2 毛坯尺寸和公差 . 2 . 3 . 3 . 3 . 4 三、基准的选择 . 4 . 4 . 4 四 工序设定 . 8 五 确定切削用量及基本时间 . 10 六、参考文献 . 19 1 一、零件的分析 题目所 既定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的 动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有 16、 20的外圆柱面， 一个锥面凸台 ,一个 图中所给的尺寸精度高，大部分是 糙度方面表现在键槽两侧面、 20圆柱表面为 m , 16 外圆柱面 为 m ,锥面凸台及 端面为 m , 槽为 m ，其余为 m 。 要求不高 ， 位置要求较严格，表现在 40的 右 端面、 20圆柱面 。 热处理方面需要调质处理，到 200持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图 2 面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 3、零件的工艺分析 定毛坯的制造形式 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种： 1、型材 2、锻造 3、铸造 4、焊接 5、其他毛坯。根据零件的材料 为 45 号钢 ，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的 棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件 ，所以使用锻件。 由设计题目知： 中 批量生产 二、确定毛坯尺寸，设计毛坯图 毛坯尺寸和公差 钢质模锻件的公差及机械加工余量按 12362确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素： （ 1）锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通等级。 （ 2）锻件质量算为 3）锻件形状复杂系数 S S=fm/零件为圆形，假设其最大直径为 44 126由公式（ 5公式（ 5 3 /4 4 4 610 =于 零件形状复杂系数 S 等级 （ 4）锻件材质系数 M 为 1M （ 5）零件表面粗糙度 由零件图知除锥面及右端面.8 m 以外其余各加工表面为1.6 m .。 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表 5此差得单边余量在厚度方向加工余量为 水平方向亦为 锻件各外径的单面余量为 轴向的单面余量亦为 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度1.6 m 的表面，余量要适当增大。 分析本零件，除锥面和右端面为 m 以外，其余各加工表面为1.6 m ，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量值即可（当表面只粗加工时，可取所查数据中较小的值。当表面需经粗加工和半精加工 时，可取其较大值）。 综上所述，确定毛坯尺寸见表 1 表 1手柄轴毛坯（锻件）尺寸 零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸 2 24 40 2 44 122 2 126 102 2 104 毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从表 5 5 查得。本零件毛坯尺寸允许偏差件表 2 表 2手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许公差 锻件尺寸 偏差 根据 24 表 5 44 106 表 526 确定圆角半径 锻件的外圆半径按表 5 H=20 t=20 t/H=1 R=5 三、基准的选择 工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位 5 基准，这个是粗基准，该零件选用 40外圆柱面作为粗基准来加工 16 、 20外圆柱面和 左 端面。以上选择符合粗基准的选 择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准， 20 的外圆柱面和 左 端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。 选择加工方法 2. 1零件表面 加工方法的选择 : 市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经 验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，一般我们按加工顺序来阐述加工方案： 查表（ 5 表 3 加工方法 加工表面 表面粗糙度 公差 /精度等级 加工方法 20圆柱表面 m 车 精车 16外圆柱面 m 车 精车 m 车 m 车 左端 m 粗车 右端 锥面 m 车 磨削 右端面 m 车 磨削 14孔 m 自由公差 钻孔 键槽 m 铣 6 倒角 m 工顺序的安排 (1)工序的安排 1、加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时 ,往往不可能用一道工序来满足要求 ,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力 ,零件的加工过程通常按工序性质不同 ,可以分为 粗加工 ,半精加工 ,精加工三个阶段。 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工 20、 16圆柱表面 及锥面 。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如 20、 16外圆柱面 。 精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工 。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。 3、基面先行原则 该零件进行加工时，要将 左 端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和 20 外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。 4、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时 ，则要安排半精车，以此为精车做准备。 5、先面后孔 对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易， 7 并能提高孔的加工精度，所以对于 床 手柄 轴来讲先加工 20、 16外圆柱面，做为定位基准再来加工其余 面。 （ 1）工序划分的确定 工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具 数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。 综上所述：考虑到工件是 大 批量生产的情况，采用工序 集中 辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。 （ 2）、热处理工序的安排 热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应 力处理等，本零件 床 手柄 轴材料为 45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在 840 温度中保持 30 分钟释放应力。 （ 3）、拟定加工工艺路线 根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以确定加工工艺路线，具体方案如下： 方案 一 1 备料 锻造毛坯 2 热处理 退火（消除内应力） 3 普车 粗、精车左端面，钻中心孔 4 普车 粗车个圆柱面留半精车、精 车余量 5 普车 粗车 6 热处理 调质 7 数控车 半精车 角 8 8 数控车 粗、精车右端面及圆锥凸台 9 数控车 倒角 10 磨 磨削右端面及圆锥凸台 、面 11 抛 抛光右端面及锥面 12 钻床 钻孔 8 13 绞 丝锥攻螺纹 4 镗 镗孔 14 15 铣 铣键槽 16 去毛刺 17检验 方案二 1 粗车 粗车左端面和 钻中心孔 ， 凸台面及 ， 的圆柱， 2 粗车 切四个槽 3 粗车 粗车 圆柱及右端面 4 半精车精车 半精车，精车左边各圆柱面 ， 倒角 5 半精车 半精车右端面及圆锥面，倒圆角 6 磨削 磨削右端面及圆锥面 7 铣键槽 铣两键槽 5 148 钻孔 钻 ， 的两盲孔 9攻螺纹 用丝锥攻 10 热处理 调质 11抛光镀铬 抛光镀铬右端面及圆锥面 12去毛刺 去除毛刺 13终检 按零件图样要求全面检查 从零件本身来考虑，由于轴类零件在切 削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用 工序集中。 四 、 工序设定 （ 选方案二 ） 确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面： 9 1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度 2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率 3、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量 具体加工路线见走到路线图。 机床的选择 1、 工序 1、 2、 3 是粗车，各工序的工步数不多，零件的外廓尺寸不大， 精度要求不高， 采用 通 卧式 车床 即可 表 5。 2、 工序 4精车 精度要求比较高，表面粗糙度小，需选用较精密的车床，因此用表 5 3、 工序 5加工的是圆锥面，加工难度较大，所以用数控车床 式。 4、 工序 6磨削圆锥面及右端面，加工精度比较高，所以选择磨床 5、 工序 7铣键槽，加工精度比较低，选用 6、 工序 8、 9钻孔和攻螺纹选用 刀具的选择 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工 件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件 床输出轴材料为 45钢，推荐用硬质合金中的 为加工该类零件时摩擦严重 ,切削温度高 ,而 硬质合金具有较高的硬度和耐磨性 ,尤其具有高的耐热性 ,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长 ,所以加工 45 钢这种材料时采用硬质合金的刀具。 1 粗车外圆用 车 ,精车选用 提高生产率和经济性可选用可转位车刀。切槽刀可选用高速钢 2铣刀选用直柄立铣刀 3攻螺纹选择直径为 10 4钻头直柄麻花钻 5砂轮选择 27100 量具的选择 10 根据本零件的尺寸和公差外圆加工面所选用的量具为游标卡尺和千分尺。内圆和孔测量也用千分尺。 序尺寸，及其公差的确定 根据各资料及制定的 零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，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： （ 查 136） 表 5 加工余量、工序尺寸、表面粗糙度 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 20 0 20 0 0 16 0 、 确定切削用量及基本时间 切削用量包括被吃刀量 给量 f、切削速度 v，确定顺序事先确定 v 1、 工序 1 切削用量及基本时间的确定 1） 切削用量 本工序为粗车 车端面及外圆 ，已知加工材料为 45 号钢b =670件，有外皮机床为 件装卡在三爪自定心卡盘中 确定粗车外圆 620g 的切削用量。所选刀具为 据表 5于 00选刀杠尺寸 =1625片厚度为 据表 5择车刀几何形状，卷屑槽带倒棱型前刀面， 11 前角 0=120 ，后角 600 ，主偏角 900，副偏角 100 ，刃倾角 00确定背吃刀量 =确定进给量 f 根据表 5粗车钢料、刀杠尺寸 =1625mm，ap 件直径为 20到 40时， f=r，按 【表 5选择 f=r。 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验 根据表 5F 3530m . 根据表 5当钢料 b=57070 ap f , 450,v=65mm/给力 60N. 修正系数为 设计心得 故实际进给量为 60 f 所选的进给量 f= 2） 选择车刀模锻标准及耐用度，根据表 5刀后刀面最大磨损量取为 1转位车刀耐用度 T=603） 确定切削速度 v 根据表 5用 b=600 料、 ap f =r，切削速度 123m/ 切削速度的修正系数为 8.00.115.1 n= m 901 0 00 rd v 按 5选择 0 0 ，则实际切削速度 m 。 4 ） 校 验 机 床 功 率 由表 5当 b=570 。277166 . m ,/ m 时， 12 , co 65.0k 表 2故实际切削的功率 根据表 5 n=120r/床主轴允许功率 ,故所选切削用量可在 最后确定切削用量为 m i n/16m i n ,/200,/.1 p 确定粗车外圆 ,16端面及台阶面，的切削用量。采用车外圆的刀具加工这些表面。加工余量皆可一次走刀切除，车外圆 ,16端面及台阶面的 ， ，主轴转速与车外圆 的相同。 基本时间 1）确定粗车外圆 的基本时间，根据表 2外圆基本时间为 211 式中 l=102,2,1090 r 2 , ,03 mi n/5.0 , i 1 2 )确定粗车外圆 ,16的基本时间： 212 式中， l=20m i n ,/,3,2 321 13 3 )确定粗车端面 1基本时间： j 3， L= 式 中， 24d ， 1 ， 2 ， ,013 ， ，.3 ， i 1. 则 4)定粗车端面 1 基本时间： j 4， L= 式中， 4 ， ， 1 ， 2 ， 3 ， ，.3 ， i 1. 则 5)工序基本时间的确定： si 2、 工序 2 切削用量及时间的确定 本工序为粗车槽和倒角，已知条件与工序 1相同，可采用工序 1 相同的可转位车刀。 工步 1/ 1/ 1/ 粗车槽 1 2 车槽 2 2 车槽 3 2 车槽 4 2 14 3、工序 3 切削用量及时间的确定 1） 切削用量 本工序为粗车（端面及外圆）已知条件与工序 1相同，车端面及外圆可采用工序 1相同的可转位车刀。 2)基 本时间 (1）确定粗车外圆 的基本时间，根据表 2外圆基本时间为 211 式中 l=22,2,1090 r 2 , ,03 mi n/5.0 , i 1 (2)确定粗车端面 2基本时间的确定 j 3， L= 式中， 4 ， 1 ， 2 ， ,013 ， ，.3 ， i 1. 则 3)确定工序的基本时间： si 4、 工序 4 切削用量及基本时间的确定 1）切削用量 本工序为半精车，精车加工（左边外圆、倒角）。已知条件与粗加工工序相同。 确定半精车外圆 的切削用量。所选刀具为 质合金可转位刀。车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。根据表 5刀几何 15 形状为 ,1200 r 00 8a， 0900 500s， 。 . 确定背吃刀量 a p。 . 确定进给量 f 2 根据表 5 床的进给量（表 5选择f=削力较小，故不需校核机床进给机构强度。 . 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 5用度 T= 30 . 确定切削速度 v 根据表 5 质合金刀加工 M 00600钢料、 时，切削速度 m 。 切削速度的修正系数为， ，其余的修正系数均为 1（表 2故 v= m m n= m 1 001 0 00 按 床的转速，【表 5选择 n= 400r/实际切削速度 = 半精加工机床功率也可不校验。 最后确定的切削用量： ,5.0 ,/3.0 0 0 ， 确定半精车外圆 ，端面、台阶面的切削用量。用半精车采外圆 槽采用高速钢成型切槽刀。 2) 基本时间 确定半精车外圆 的的基本时间：sT j 802604 0 确定半精车外圆 的基本时间：sT j 确定精车 20的基本时间sT j 362601 4 0 确定精车 16的基本时间sT j 4 2 0 16 确定工序的基本时间： si 5、 工序 5 切削用量及基本时间的确定 1） 切削用量 本工序为半精加工（右边外圆及右端面）。采用数控车床 确定半精车外圆 及右端面的切削用量。所选刀具为 质合金可转位刀。车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。根据表 5刀几何形状为 ,1200 r 00 8a， 0900 500s， 。 . 确定背吃刀量 a p。 . 确定进给量 f 2mm/r 根据表 5 床的进给量（表 5选择 f=切削力较小，故不需校核机床进给机构强度。 . 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 5用度 T= 30 . 确定切削速度 v 根据表 5 质合金刀加工 M 00600钢料、 时，切削速度 m 。 切削速度的修正系数为， ，其余的修正系数均为 1（表 2故 v= m m n= m 1 001 0 00 按 床的转速，【表 5选择 n= 400r/实际切削速度 = 半精加工机床功率也可不校验。 最后确定的切削用量： ,5.0 ,/14.0 0 0 ， 确定半精车外圆 ，端面、台阶面的切削用量。用半精车采外圆 槽采用高速钢成型切槽刀。 2） 基本时间 17 确定半精车外圆 的的基本时间：sT j 88604 0 确定半精车右端面的基本时间：sT j 131604 0 确定工序的基本时间： si 821 6、工序 6 的切削用量及基本时间的确定 1） 切削用量 本工序为磨削加工【磨右端面和圆锥面】 轮 100 127 32） 基本时间的确定 、 工序 7 键 槽的切削用量及时间的确定 1） 切削用量 本工序为半精铣槽，所选刀具为直柄立铣刀。 3z ， d=5L=14床选用 确定每齿进给量 工序要求保证的表面粗糙度为 a m(侧槽面 )，根据表 5转进给量 现取 ,/3.0 则 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表 5刀刀齿后 耐用度 T= 60 5 确定切削速度和工作台每分钟进给量 表 2 mi n/200,/5
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