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2251 加工 工艺 键槽 夹具 设计 三维 200

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内容简介：

机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称轴零件名称轴共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号1铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣宽12mm的槽铣刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称轴零件名称轴共1页第1页材 料 牌 号45毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1锻造锻造2处理处理3车车35的左端面CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺4车车30的右端面CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺5车车各段外圆CA6140专用夹具，车刀，游标卡尺6调质处理7铣铣宽8mm的槽X51专用夹具，铣刀，游标卡尺8铣铣宽12mm的槽X51专用夹具，铣刀，游标卡尺9钻钻2-M6的螺纹孔Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺10去毛刺11检验检验12入库入库设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期 设计说明书题目： 轴的加工工艺及铣键槽夹具设计班级： 姓名： 指导教师： 完成日期： 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。轴零件的工艺规程及铣键槽的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。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error.目录ABSTRCT3序 言11、零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析21.3 确定零件的生产类型32、确定毛坯类型绘制毛坯简图32.1 选择毛坯32.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量32.3 绘制毛坯图43、工艺规程设计43.1 定位基准的选择43.2拟定工艺路线53.3加工设备及工艺装备的选用63.4加工余量，工序尺寸及公差的确定73.5切削用量的计算73.5时间定额的计算84、夹具设计94.1夹具设计任务94.2拟定夹具定位方案94.3绘制夹具装配图94.5定位误差分析114.6切削力和夹紧力计算114.7 夹具设计及操作的简要说明12总 结13致 谢14参 考 文 献15序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。轴零件的工艺规程及铣键槽夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。1、零件的分析1.1零件的作用下面所示为动力输出装置中的主要零件，零件的作用待查。零件图附图如下：1.2零件的工艺分析本设计的零件是轴，选用45#钢。45#钢是优质素结构钢，属于中碳钢。其强度、硬度较高，而塑性、韧性略低。热锻、热压性能及被切削性能良好，冷加工变形能力及焊接性能中等。是机械行业最常用的钢号之一，通常在调质或正火状态下使用，还用于高频或火焰表面淬火处理。其收缩率小。其密度基本和铁的密度一样与普通碳素钢都差不多，和A3更是相近，是7.85g/cm*3。轴主要加工面是外圆面、及阶梯端面，它们有一定的粗糙度要求。现分述如下：1.其中35，30相对于基准A的同轴度为0.02mm，所要保证相对于轴线的圆跳动为0.04mm，外圆表面的粗糙度为1.6m，端面12.5m和12.5m。2.，端面粗糙度为12.5m，3. 键槽和其余各面粗糙度要求均为12.5由上面的分析可知，对于圆跳动而言，可以先加外圆，然后以外圆定位，加工端面和孔，保证它们之间的位置精度。1.3 确定零件的生产类型属于轻型零件，大批量生产。2、确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1 选择毛坯毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。零件材料为45。，选择锻件毛坯。由于零件年产量为4000件，已经达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-10表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，应该先确定一下各个因素。1.公差等级由轴的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2.锻件重量计算后，轴的重量约为0.23KG，初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.4KG.3.锻件形状复杂系数对零件图金星分析计算，可大致确定锻件外廓包容提的长度、宽度、高度。由公式（2-3）和（2-5）可计算出该锻件的形状复杂系数S=0.526。属于S级。4.锻件材质系数轴的材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢。所以该锻件的材质系数属于M级。5.锻件分模线形状根据该零件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属于直分模线。6.零件表面粗糙度由零件图可知，各个加工表面的粗糙度Ra大多数都大于等于3.2m。根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量2.3 绘制毛坯图3、工艺规程设计3.1 定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。按照有关粗基准的选择原则，应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取54外圆面和右端面为粗基准。利用夹具卡住54外圆面并靠住夹具端面，消除5个自由度，达到部分定位。这里不需要完全定位。（2）精基准的选择。主要原则有：基准重合原则；基准统一原则；自为基准原则；互为基准原则。这里应该主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.2拟定工艺路线制定工艺路线得出发点,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大批生产的情况下,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。1.工艺路线方案一1锻造锻造2处理处理3车车35的左端面4车车30的右端面5车车各段外圆6调质处理7铣铣宽8mm的槽8铣铣宽12mm的槽9钻钻2-M6的螺纹孔10去毛刺11检验检验12入库入库2.工艺路线方案二1锻造锻造2处理处理3车车各段外圆4车车35的左端面5车车30的右端面6调质处理7铣铣宽8mm的槽8铣铣宽12mm的槽9钻钻2-M6的螺纹孔10去毛刺11检验检验12入库入库 由以上对比分析可知，我们选择方案一比较好。具体的加工路线如下1锻造锻造2处理处理3车车35的左端面4车车30的右端面5车车各段外圆6调质处理7铣铣宽8mm的槽8铣铣宽12mm的槽9钻钻2-M6的螺纹孔10去毛刺11检验检验12入库入库3.3加工设备及工艺装备的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1车端面，CA6140端车刀游标卡尺2粗车各外圆CA6140外圆车刀,游标卡尺3半精车各外圆CA6140外圆车刀千分尺4铣键12槽X51铣刀千分尺5精车各外圆CA6140外圆车刀游标卡尺6加工退刀槽并倒角CA6140车刀游标卡尺3.4加工余量，工序尺寸及公差的确定轴零件材料为45生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直接获得。2、 轴的端面由于轴端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比较合适。3.5切削用量的计算铣键槽确定切削深度确定切削宽度：由于加工余量不大，所以可一次走刀完成确定每齿进给量根据x52k铣床说明书，其功率为7kw,中等系统刚度根据表3 现取 选择铣刀磨钝标准及耐磨度根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ，镶齿铣刀（）耐用度 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表21中公式计算 也可查表根据表9 当 时， 各修正系数为： 故 根据机床说明书选择 实际切削速度和每齿进给量为： 根据表5 当 时，切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 根据机床说明书，机床主轴允许的功率为 因为，所以此切削用量可以采用。即 3.5时间定额的计算 计算工时 式中 根据表19 入切削量及超切削量 则 故 4、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。经过与指导老师协商，决定设计铣键槽的夹具设计。铣键槽一般都是用V型块定位，我们选择用v型块定位，这样夹紧可靠快速，4.1夹具设计任务本夹具主要用于铣键槽因此键槽的中心线一定要找正，划线时一定要准确，以保零件的位置精度，另外因为是V型块夹紧，因此夹紧对中不是问题，主要考虑提高劳动效率。4.2拟定夹具定位方案出于定位简单和快速的考虑，由零件图可知，以35外圆为定位基准，采用2个V型块定位，同时采用铰链压板压紧。为了提高加工效率，采用铰链压板快速夹紧装置夹紧。4.3绘制夹具装配图（1）选择操作者工作时正对的位置为主视图（2）用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面以及加工表面画在各视图相应的位置上，待加工面上的加工余量可用网纹线表示。在夹具总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条（3）依次画出定位、夹紧、导向元件或装置的具体结构，再画出夹具体，将各元件或装置连成一个整体（4）在总图上标注尺寸（包括轮廓尺寸、联系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技术要求（5）绘制夹具零件图。在夹具中的非标准零件都要绘制零件图，并按总图要求确定零件的尺寸、公差及技术条件4.4夹具装配图上标注尺寸，配合尺寸及技术要求1. 夹具总图上应标注的尺寸和公差（1）夹具外形的最大轮廓尺寸（2）影响定位精度的尺寸（3）影响对刀精度的尺寸和公差（4）影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差（5）影响夹具精度的尺寸和公差（6）其他装配尺寸及公差2. 夹具总图上公差值的确定（1）与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差J（2）其他装配尺寸的配合性质及公差等级3. 夹具总图上应标注的技术要求4.5定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，易知此结果符合。4.6切削力和夹紧力计算由于主切削力起着帮助夹紧工件的作用，所以当其他切削分力均较小时，通常可不必计算。仅需较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。由于所选择的是螺母夹紧，所以所需的夹紧力是转矩。查得所需夹紧转矩的计算公式为TQr t g（+）+f1（NM） 式中：T应加在螺旋夹紧机构上的夹紧转矩（NM）Q夹紧力（N）r螺纹的平均半径（M）螺纹升角，tg=；n螺纹线数；螺纹螺距；螺纹摩擦角，tg=f，一般f=0.178,则=10；f1支撑表面摩擦系数，一般取f1=0.150.3；支撑表面摩擦力矩的计算力臂（M），随支撑表面的形式而改变，其值在本式中；为计算方便，令kr t g（+）+f1，则TkQ当采用公制螺纹的螺旋夹紧机构时，各种不同夹紧情况的k值见表323。=10，f1=0.2, d=12 mm，=1.75 mm，r=5.43 mm=256，k=1.247螺钉、螺母的夹紧力：=10，f=0.178, f1=0.2，d=12 mm，板手长度=140 mm，加在板手上的力1=45，夹紧力=5050螺母的夹紧力：=12 mm，板手长度80 mm，夹紧力=2280。用板手：=140 mm，1=70，=3480。许用夹紧力：d=12 mm，许=5790。4.7 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，本道工序就选择了快速夹紧装卸夹具。为了防止我们取出工件的时间，工件和上V型块间摩擦，我们采用2个弹簧，这样我们松开螺母的时间通过弹簧力把上V型块顶开，使之脱离工件，这样我们便可以方便的装卸工件，提高生产效率。总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练