左锁紧螺钉机械加工工艺规程与机床夹具设计

左锁紧螺钉机械加工工艺规程与机床夹具设计

机械加工工艺规程及夹具设计

学院：机械与汽车工程学院

班级：机制091

姓名：

学号：

指导老师：

成绩：__________

日期：日期.12.10

编号名称件数页数

1任务书与零件图一份

2零件毛坯图一张

3机加工工艺规程卡一套

4机加工工序卡一套

5零件定位方案图一张

6夹具装配图一张

7夹具零件图（含夹具体）一套

8课程设计说明书一份

9

机械加工工艺规程与机床夹具设计

一设计任务

1.设计课题：左锁紧螺杆机械加工工艺规程制定及钻孔65二遍的夹具设计

2.生产纲领：大批量生产

3.设计要求：（1）零件毛胚图1张

（2）机械加工工艺过程卡片1套

（3）机械加工要紧工序的工序卡片1套

（4）夹具装配图1张

（5）夹具零件图若干张

（6）设计说明书I份

二设计说明书

序言

机械制造工艺学课程设计是在学完了《机械制造工艺学》后，进行生产实习

的基础上安排的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关已修

课程的理论与实践知识进行工艺及结构的设计。

通过这次课程设计培养我们运用机械制造工艺学及有关课程的知识，结合生

产实践中学到的知识，独立地分析与解决问题，初步具备设计零件夹具与加工工

艺规程的能力。提高自己计算、识图、制图、编写技术文件等基本技能，熟悉并

运用技术资料、标准、手册等工具书，为以后进行毕业设计与毕业后从事技术工

作打下一个良好的基础。

1.零件加工工艺设冲

（1）零件的工艺性审查

1）零件的结构特点

该零件为细长轴类零件，零件的形状比较简单，属于较简单的零件，结构简单

2）要紧技术要求：

①未注倒角1X45°

②68端部淬硬。

3）加工表面及要求

①68轴：保证直径尺寸为68mm,长度为90mm,表面粗糙度R。3.2umn两

端倒角为1X45°。

②M10螺纹：保证尺寸为Ml0mm,螺纹长度为40mm,表面粗糙度Ra6.3Um。

两端倒角1义45°。

③65孔：孔径65—38mm,孔中心线离轴承端面10mm。

④槽5：保证槽宽尺寸为5mm,表面粗糙度为R.3.2,槽的深度为20mm。

⑤。16轴：保证直径尺寸为616mm,长度为251nm。

⑥整根轴的长度为160mm。

4）零件材料

零件材料为35号钢，是优质碳素结构钢，有良好的塑性与适当强度，多在

正火与调质后使用。

（2）毛胚选择

1）确定毛胚的类型及制造方法

由于零件材料回转体零件，外形比较简单，为降低成本，因此选择圆棒料。

2）确定毛胚的形状、尺寸及公差

毛胚的尺寸如附图1所示。

3)确定毛胚的技术要求

①圆形棒料无明显的缺陷

②机加工前消除内应力

③绘毛胚图根据附图1所示，在各加工表面加上加工余量。

(3)基准选择

零件图附图2所示

附图2

由于零件图中所示零件要紧尺寸为径向尺寸，且其行位公差以68,4)10,

616为设计基准，因此首先需加工轴两端面与各段轴，为后续高要求的工序做

好准备。

工艺顺序的安排原则有四点：、

1.先加工基准而，再加工其他面。

2.通常情况下，先加工平面，再加工孔。

3.先加工要紧平面，再加工次要平面。

4.先安排粗加工工序，再安排精加工工序。

根据上述四条工序安排原则与粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的

基准如下：

1）两端面：互为基准；

2）。16轴（粗，半精加工）：。8端面；

3）。10轴（粗，半精加工）：。8端面；

4）08轴（粗,半精加工）：；08端面

5）65曹孔：。16端面，轴心线（精基准）；

6）槽5义20：016端面，轴心线（精基准）

（4）拟定机械加工工艺路线

1）确定各加工面的加工方法及加工路线

该零件加工表面为：65的孔，上下端面，轴外圆，螺纹轴，铳槽。根据各

表面的精度要求与表面粗糙度要求，中5的孔加二路线为钻、钱；上下断面加工

路线为车削；轴外圆的加工路线为粗车，精车；螺纹轴加工路线为粗车，精车；

铳槽的加工路线为铳。

2）拟定加工工艺路线

①工艺路线方案一

工序I车削4）8端面.

工序H粗车小16,长度162.5mm,粗车@10,长度135mm,粗车外圆@8,

长度90mmo

工序HI半精车外圆巾8,长度90mm,半精车610,长度45mm,半精车616,

长度25mm。车削螺纹M10,长度40mm.。切断工件，保证长度162.5mm.调头

车端面由16

工序IV钻孔中4.8,中心线距中16端10mm。钱孔05手也

工序V车螺纹MIO,小8端倒角，螺纹M10端倒用

工序VI铳通槽，宽5mm,深20mm.

工序VII4）8局部淬火，长度90mm.

工序vm清洗，去毛刺。

工序IX检验

(5)确定机械加工余量、工序尺寸及公差

根据上述原始资料及加工工艺，查《机械制造工艺设计简明手册》下列简称《工

艺手册》，分别确定加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：

工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度R.

工序I1.车削4>8端面2.5mm197.5mm12.5pm

工序II1.粗车削外圆4>160.75mm(t>16.5mm12.5卬7

2.粗车削外圆6103mm4)10.5mm12.5jLi/n

3.粗车削外圆681mm68.5mm12.5pm

工序in1.半精车外圆小80.25mm小8mm3.2pm

2.半精车外圆6100.25mm(1)10mm3.2j.un

3.半精车外圜4)160.25mm4)16mm3.2fjm

4.切断工件由1635mm162.5mm12.5JLJJB

5调头车由16端面2.5mm160mm12.5pm

工序IV1.钻孔65普82.4mm64.83.21j)n

2.校孔65曾80.1mm4)5普83.2/jin1：

序V1.车外螺纹M101mm8.05156.3JLl/71

工序VI1.铳通槽52.5mm53.2pm

工序vn68端部淬硬

(6)选择机床设备及工艺装备

根据通常工厂现有的生产条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设

备为：

工序ICA6140车床,YT15外圆车刀,0~200/0.02mm游标卡尺，钢直尺.

工序HCA6140车床,YT15外圆车刀，切断刀YT15,刀宽

3mm,0~200/0.02mm游标卡尺，钢直尺。

工序IHCA6140车床,YT15外圆车刀,0~200/0.02mm游标卡尺，钢直尺。

工序IVZ3025X10/1摇臂钻床，4)4.8直柄麻花钻，专用夹具，

0〜200/0.02mm游标卡尺,钢直尺.小5：0®锥柄机用钱刀。

工序VCA6140车床,YT15外圆车刀,0〜200/0.02mm游标卡尺，钢直尺，

高速钢螺纹车刀。

工序VIX62W卧式铳床,YT-15错齿三面刃铳刀,D=80,d=27,Z=16,L=5专

用夹具0~200/0.02mm游标卡尺，钢直尺。

(7)确定切削用量及基本工时

1)工序I车削小8端面。

加工条件:CA6140车床,YT15外圆车刀，专用夹具，柴油冷却.

①车削中8端面

(a)确定被吃刀量端面的总加工余量为2.5mm,一次走刀加工,a2=2.5mm.

(b)确定进给量根据《切削用量简明手册》下列简称《切削手册》表1.4,

刀杆尺寸为20X20,a,,K3mm,与工件直径为420,f=0.3~0.4mm/r,查工艺

手册表4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/ro

(c)计算切削速度根据《切削手册》表1.27,表L28,Cir=242.m=0.2,xv=l.yv=0,

修正系数刀具k公尸1.08,刀具寿命选T=6()min

C242

v=--------------kv=—-------------------x1.08=45.6(m/min)

,nxvyv2

TaPf60°x2.5x0.39°

(d)确定机床主轴转速n二1:"=1—x45.6=台(r/min)

7tdw〃xl8

根据《工艺手册》表4.2-2与807.3r/min相近的机床转速为710r/min,760r/min

及900i7mino现选nH.=760r/min,因此实际切削速度为43m/min0

(e)计算基本时间《工艺手册》表621,1=18,1,=2,12=1^0.

/+/]+/.>+，318+2

=0.0675(min)

nwf760x0.39

2)工序工序II1.车削外圆力16,车削外圆C10,车削外圆力8

①粗车618—16.5,长度162.5mm。

(a)确定被吃刀量外圆的总加工余量为1.5mm,一次走刀加工，ap=

0.75mm。

(b)确定进给量根据《切削用量简明手册》下列简称《切削手册》表14刀

杆尺寸为20X20,ap<3mm,与工件直径为420,f=0.3~0.4mm/i•，查工艺手

册表4.2-3,根据机床的横向进给量取仁0.39mm/ro

(c)计算切削速度根据《切削手册》表1.27,表1.28,

Cv=242.m=0.2,x旷=0.15.y丫=0,修正系数刀具k仙,二1.08,刀具寿命选T=60min

v(,=---------------kv=——-------------------------x1.08=40m/min

nxvyv2O,5

T'aPf6O°XO.75XO.39°X3

1000x40

(d)确定机床主轴转速nM,==«707(r/min)

7Hdw7Tx18

根据《工艺手册》表4.2-2与707i7min相近的机床转速为710r/min,760r/min

现选n卬=76()r/min,因此实际切削速度为43m/min。

(e)计算基本时间《工艺手册》表621,1=162.5,1,=2,12=3

_/+/1+/,162.5+2+3

=0.565min

nuf760x0.39

②车削外圆616.5—4HO.5,长度135mm

(a)确定被吃刀量外圆的总加工余量为6mm,一次走刀加工，=3mm.

(b)确定进给量根据《切削用量简明手册》下列简称《切削手册》表1.4,刀杆

尺寸为20X20,a〃K3mm,与工件直径为<20,f=0.3〜0.4mm/r,查工艺手册表

4.2-3,根据机床的横向进给量取f=0.39mm/ro

(c)计算切削速度根据《切削手册》表1.27,表1.28,

C,,=242.m=0.2,xr=0.15.y「=0,修正系数刀具k.08,刀具寿命选T=60min

242

V-6OO2X3X0.39°x1.08=38.025(m/min)

1000p10(x)x3802

(d)确定机床主轴转速n=-=«734(r/min)

TU1W4x16.5

根据《工艺手册》表4.2-2与734r/min相近的机床转速为710r/min及

760r/mino现选n“=760r/min,因此实际切削速度为39.4m/min。

(e)计算基本时间《工艺手册》表6.2-1,1=135,11=2,12=()

/+A+/135+2

t=___I2/=________=0.462min

nJ-710x0.39

③车削外圆410.5—48.5,长度90mm

(a)确定背吃刀量外圆的总加工余量为2mg一次走刀加工，*=lmm

(b)确定进给量根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-3,刀杆尺寸为

20X20,3nlm与工件直径为6〜18时，/=0.3〜0.4mm/r,根据机床的进给量

取了=0.39nlm/r。

(c)计算切削速度根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-6,由于刀具

为高速钢刀具，故可查得外圆切削速度匕=0.45m/s,即匕=27m/min.

(d)确定机床主轴转速

1000〃

内产冗d

=27*1000/10.5/3.14=819m/min

根据《有用机械制造工艺设计手册》表10-7,与819m/min相近的机床转速

为760r/min或者900r/min,现选由“=760r/min,因此实际切削速度

v=25.lm/min.

⑹计算基本工时根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-32,L=2mm,

,2=0mm,I=90mm

t=92/760/0.39=18.6s

3)工序工序in

①半精车08的外圆达到图纸要求

(a)确定背吃刀量外圆的总加工余量为0.5mm,一次走刀加工，册二0.25mm

(b)确定进给量根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-5,表面粗糙度为3.2,

加工材料为钢根据机床的进给量取/=0.25mm/ro

(c)计算切削速度根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-6,由于刀具

为高速钢刀具，故可查得外圆切削速度匕=0.45m/s,B|Jvt,=27m/min.

(d)确定机床主轴转速

1006)

%产笈d

=1000*27/3.14/8.5=1011r/min

根据《有用机械制造工艺设计手册》表表10-7,与1011r/min相近的机床转

速为H20r/min,现选％”=1120r/min,因此实际切削速度v=29.9m/min.

(c)计算基本工时根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-32,/'=5mm,

^2=3mm,/=27mm

/+/+如5+90+3、

t•=---/---I=ccu_1]=U.33(min)

J0.25x1120

②半精车010.5的外圆到010

(a)确定背吃刀量外圆的总加工余量为0.5丽，一次走刀加工，^=0.25mm

(b)确定进给量根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-5,表面粗糙度为3.2,

加工材料为钢根据机床的进给量取f=0.25mm/r<>

(c)计算切削速度根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-6,由于刀具

为高速钢刀具,故可查得外圆切削速度骨=0.45m/s,即匕=27m/min.

1000i>

%产nd

=1000*27/3.14/10.5=819m/min

根据《有用机械制造工艺设计手册》表10-7,与819m/min相近的机床转速

为710r/min或者900r/min,现选〃卬=900r/min,因此实际切削速度

v=29.7m/min.

(e)计算基本工时根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-32,5nim,

,2二3nmi,^=45mm

/+/+/5+45+3八田.、

t•=-------1=八-xxxXl=U.Z4(min)

JJfn.vvv0.25x900

③半精车016.5的外圆到016

(a)确定背吃刀量外圆的总加工余量为0.5耐，一次走刀加工，^=0.25mm

(b)确定进给量根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-5,表面粗糙度为3.2,

加工材料为钢根据机床的进给量取/=0.25mm/r。

(c)计算切削速度根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-6,由于刀具

为高速钢刀具，故可查得外圆切削速度匕=0.45m/s,即匕=27m/min

(d)确定机床主轴转速

1000i>

%产兀d

=1000*27/3.14/16.5=521r/min

根据《有用机械制造工艺设计手册》表10-7,与521r/min相近的机床转速

为500r/min或者560r/min,现选〃卬=560r/min,因此实际切削速度

v=29m/min.

(e)计算基本工时根据《有用机械制造工艺设计手册》表8-32,/'=5mm,

I2=3mm,I=25mm

=33/0.25/560=0.24(nin)

3)工序工序IV钻孔64.8,校孔。5^

加工条件：Z3025X10；l摇臂钻床，64.8直柄麻花钻，专用夹具，。〜2OO/O.O2mm

游标卡尺，钢直尺，小5：*8锥柄机用钱刀。

①钻孔①4.8,中心线距①16端面10mm

根据《切削手册》

确定进给量d)W8mm,HBWW200,因此按《工艺手册》f二0.22〜0.28mm/r,取

f=0.25nm/r

(a)选择钻头磨钝标准及耐用度，按《工艺手册》。取钻头后面的最大磨损

量为0.8mm,耐用度T=45min.

(b)计算切削速度按《工艺手册》查得C、=6.6,m=0.2,X=O,y=0.5,

L=04kf匕”k=095

C6.6*5g

——7df=—=11.74(m/min)

raff'4512°*0.25’

10001000*11.74

n.Vr=934.7(r/min)取口卬=1000r/min,

&^■*4

因此实际切削速度V=15.07(m/min)

(d)计算基本时间按《工艺手册》表得，I=16mm,11

=D/2+1.5=4mm,/2=3mm

t="，=231(1000*0.25)=0.092(min)

②较孔65警8

(a)确定进给量，切削速度.由因此通孔加工，为了避免孔马上钱穿时被刀容易折

断，孔径很小，宜使用手动进给。根据《切削手册》表，f=0.2~0.4,v=8~12nvmin,

查《」：艺手册》表，按机床实际进给量与实际转速，取f=0.35mm/r,nh.=125r/min,

实际切削速度=1.96m/mino

(b)计算基本时间根据《匚艺手册》表，l=16mmj[=4mm,l=4mm

=7+4+4=16+4+4=0.55mm

1

nwf125x0.35

4)工序V车外圆螺纹MlOxl-6〃68端倒角，螺纹M10端倒角

①车外圆螺纹MlOxl-6/?

车床CM6140

刀具材料：得速钢，螺纹刀型号LN1216-03,h=12mm,h=15mm»b=16mm,

基本尺寸40mm0

进给量：分5次走刀，背吃刀量0.6mm、0.3mm、0.1mm、0.062mm、0.013,

查表1.18,可知使用高速钢切螺纹时,切削速度9-可m/min,mV=10m/min,则

lOOOv1000x10

n=265.39/7min

TID-3.14X12

查《简明手册》表1.31可取n=32()r/min

因此实际切削速度

料需2二1。.048%皿符合条件

计算切削时间：「二%」+]；心国，其中/尸(2〜3)P,，2=2~5，q=l

Tjl=(40+2+4)7320*5=43.125,^T=44s

②小8端倒角，螺纹M10端倒角

加工条件：CA6140车床，专用夹具，YT15外圆车刀，柴油冷却

参照车端面，现选n“二1000r/min,因此实际切削速度

a)68端倒角；V=3.14*8打000/1000=25.lm/min

b)螺纹MIO端倒角:V=3.14*10*1OOO/1000=31.4m/min

5)工序VI

①铳通槽65

加工条件：X62、卧式铳床，三面刃直尺铳刀，YT15刀片，铳刀齿数20,

宽5nim,刀盘直径160mm，专用夹具,柴油冷却，加切削液

(a)确定背吃刀量由毛坯图已知铳削宽度at=5mm,铳削深度

a.二20mm

(b)确定每齿进给量按《工艺手册》表取f=0.06mni/z

(c)确定切削速度与工作台每分钟进给量T=150nlm/min

C=270,尤=0.1y=OA^=1.1,qv=0.21,Uv=0.3,m=o.35,pv=o

,_C,D^.270*160°"*

035，＜，4O3

cT"、fydzP：150*20°*O,O6*5*2O°

l.l=210.35(m/min)

10001000*210.35

=418.5(r/min)

7iD-*160

取n、=420r/min,则实际切削速度v=21l(m/min)

工作台每分钟进给量为f=0.06*20*60=72mm/min,取X62W卧式铳床与

Jmz

72mm/min相近的进作台进给量f=75mm/min,则实际的每齿进给量

Jmz

f=———=0.625mm/zf=1.25mm/r

JZ20*60

(d)计算基本时间按《工艺手册》表/二20mm=0.5d+(l〜2)=0.5X5+

(1〜2)=4mn,3mm，取/2=2mm

umz

②68端部淬火

清洗

检验

3.夹具设计

本夹具耍紧用来钻65mm孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时,

要紧应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

3.1定位基准的选择

由零件图可知，①5nmi尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为轴瑞面

与轴中心线，可使工艺基准与设计基准统一，以①8mni轴端面作为定位基准。

附图3

为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对d)5nini

孔进行加工。

3.2切削力的计算

刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为中5nm1。

则轴向力：见《工艺师手册》表28.4

F=CMWKF

式中：C\=600，7f=1.0,=o.7,f=o.25,KF=L43

F=600*2'0*0.25°7*1.43=650.24

转矩

T=CrdQZTfyTK