謝丹美畢業(yè)設(shè)計(jì)5[專業(yè)教學(xué)]

1、虎鉗絲桿畢業(yè)設(shè)計(jì) 文章類型：案例分析 文章題目：虎鉗絲桿的工藝與工裝設(shè)計(jì) 姓 名：謝 丹 美 準(zhǔn)考證號： 所在省市： 所在學(xué)校：衡陽技師學(xué)院 所在班級：704 指導(dǎo)老師；夏葵安 2010年11月20日 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)說明書目錄前言-2一、 零件的分析以及毛坯的選擇-3（1） 零件的作用-4（2） 毛坯的選擇-4二、 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)-5（1） 確定毛坯的制造形式-5（2） 毛坯尺寸的選擇-6（3） 設(shè)備的選擇-9（4） 刀具的選擇-10（5） 切削用量的選擇-11（6） 工序尺寸選擇-14（7） 夾具的選擇-15（8） 基準(zhǔn)的選擇-15（9） 加工工序的劃分-16（10） 加工方法的選擇-

2、17（11） 工藝路線-17（12） 機(jī)械工藝過程卡-18三、 總結(jié)-20四、 主要參考文獻(xiàn)-21前 言 機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)方式、生活方式、生產(chǎn)管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度正在快，對生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量提出了越來越高的要求了，也對加工工藝提出了更高的要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)類型、零件的形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同針對某一零件，往往不是單獨(dú)在一臺機(jī)床能就能加工完成。而是要經(jīng)過一系列的工藝流程。因此，我們不僅要根據(jù)某一零件，選擇合適的加工方法，還要合理安排工序，一步步的把零件加工出來。一、零件的分析（一） 零件的作用虎

3、鉗螺桿是虎鉗的重要組成部分，起著傳動的作用，在外力的作用下，使螺桿轉(zhuǎn)動，帶動活動鉗口前后移動，實(shí)現(xiàn)夾緊工件和松開工件，18mm的方榫是方便傳遞扭矩的，矩形螺紋帶動活動鉗口移動的，由于螺紋具有自鎖性，所以矩形螺紋在這里可以鎖緊工件（二） 零件的工藝分析該零件視圖正確，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，形狀簡單，外形規(guī)則，被加工部分的要求不是很高，表面粗糙度較，尺寸精度較低，只有幾個表面的形狀精度高點(diǎn)：12mm圓柱對于18mm同軸度是0.04mm、12mm、18mm尺寸公差是0.04mm相對來說高了點(diǎn)，其他的尺寸公差是IT12IT13，該軸的長徑比少于5是短軸，工件的剛性好。尺寸標(biāo)注完整，輪廓清楚。二、工

4、藝分析（1）毛坯材料的選擇軸類零件最常用的是棒料和鍛件，只有大型工件、復(fù)雜的工件才用鑄件，因?yàn)槊鹘?jīng)過鑄造之后，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，從而獲的較高的強(qiáng)度、抗拉、抗震及抗扭強(qiáng)度。所以除光軸，相差較大的階梯軸可使用熱扎棒料，冷拉料外，一般比較重要的工件都用鑄件。按實(shí)用價(jià)格一般采用一句話來說45鋼，根據(jù)不同的工作條件選用不同的熱處理工藝（如正火、淬火、調(diào)質(zhì)）來獲的強(qiáng)度，韌性和耐磨性，對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸，可以選用一句話來說40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，這種類型的結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)之后綜合力學(xué)性能較好。根據(jù)上述分析得知，本設(shè)計(jì)中的工件是中小傳動軸并且各處的外圓相差不大毛坯選擇用熱軋圓鋼。（2） 毛坯尺寸

5、的選擇 根據(jù)生產(chǎn)類型、加工效率、加工精度、工件形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工序的余量確定毛坯的形狀和尺寸，熱軋圓鋼直徑和方鋼邊長（摘自GB70286） (mm) 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形的允許偏差（摘自GB70286）（1）圓鋼直徑和方鋼邊長允許偏差（mm圓鋼直徑或方鋼邊長精度組別1組2組3組5.570.200.300.407200.250.350.4020300.300.400.5030500.400.500.6050800

6、.600.700.80圓鋼的圓度圓鋼直徑d(mm)圓度40公稱直徑公差的50%鋼材短尺長度鋼類圓鋼直徑或方鋼邊長（mm）短尺長度（m）普通鋼254102539注：1。未注明精度組別者按第三組精度執(zhí)行 21組彎曲工需在合同中注明軸類零件采用熱軋圓棒料時(shí)毛坯直徑 （mm）零件基本尺寸零件長度與基本尺寸之比4488121220毛坯直徑568101112141617181920212225781012141416181920212224252878101214141618192021222425288810131415171820212223242628881113141518192122232425

7、2630軋制圓棒料切斷和端面加工余量 （mm）基本尺寸切斷后不加工時(shí)的余量端面需加工時(shí)的余量機(jī)械弓鋸切斷機(jī)床上用圓盤鋸車床上用切斷刀銑床上用圓盤銑刀零件長度3003001000100050005000303050222-343422244557綜上所述：熱軋棒料的尺寸26mmX212mm毛坯圖(3) 設(shè)備的選擇由于該零件有臺階、矩形螺紋而且尺寸精度一般粗糙度一般，同軸度只有0.04mm用普通車床可以加工出來，根據(jù)我們學(xué)校的條件，還有一個14X14的方形和一個4mm的圓錐通孔，尺寸精度，Ra低，普車難以加工的出來，所以這個可以用車削加中心加工。（4）刀具的選擇（A）刀具的選擇和切削參數(shù)的選擇矩形

8、螺紋車刀與槽刀十分相似，下面是矩形刀具的刀具參數(shù)：刀頭寬度B=0.5P+(0.020.04)mm=2+0.03=2.03mm刀頭長度L=0.5P+(24)mm=2+3=5mm為了減少螺紋牙側(cè)的表面粗糙度，在精車刀的兩側(cè)面切削刃上應(yīng)磨有0.30.5mm的修光刃。（B）為了加快效率和表面精度，而且余量。不大，銑方形的銑刀選擇大直徑的銑刀一刀銑出，用銑刀直徑16mm柄部的直徑16mm;L32mm總長是92mm的端面銑刀。(C)槽只是作退刀槽用的，精度不高，所以用刀寬為4mm的焊接式槽刀。（D）4mm錐孔精度不高，先用2.9mmX61mm的鉆頭打底孔，再用4號長度為48mm的錐鉸刀鉸孔，根據(jù)以下分析的

9、內(nèi)容填入加工過程工藝卡：產(chǎn)品名稱虎鉗零件名稱螺桿零件圖號01序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑1234567T01T02T03T04T05T06T07硬質(zhì)合金93外圓車刀4mm寬的硬質(zhì)合金槽刀2.03mm寬的矩形螺紋刀2.9mm的鉆頭大徑為4號錐形鉸刀16mm的端面銑刀打中心孔1111111粗精車外輪廓13mm圓柱矩形螺紋圓錐孔圓錐孔14X14mm的矩形中心孔015編制審核批準(zhǔn)共1頁(5) 切削用量的選擇原則：(A)粗車時(shí)，首先考慮選擇一個大的背吃刀量，再次就是考慮一個進(jìn)給速度，最后是切削速度，增大背吃刀量可以減少走刀次數(shù)，增大進(jìn)給量有利于斷屑，粗車的目的是提高生產(chǎn)效率減少刀具損耗，降

10、低生產(chǎn)成本。(B)精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度都較高，加工余量不大而且均勻，因此背吃刀量已確定，現(xiàn)在就是選擇進(jìn)給速度和切削速度了，進(jìn)給量可以少一點(diǎn)提高表面的質(zhì)量，切削速度盡可能大。(C)零件的加工高度H（1/4-1/8）Re,以保證刀具有足夠的剛度。切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床的性能，相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際情況確定，同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給量，背吃刀量三者能相互適應(yīng)，以形成最佳的切削用量，主軸轉(zhuǎn)速的確定:主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件的直徑或刀具的直徑來選擇，其計(jì)算公式如下：N=1000v/3.14d 車削直線時(shí)，選粗車的車削速度V=80mm/min，精車的速度V=120mm/min，然后利用

11、述工式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速：粗車： n=1000V/3.14d =100080/3.14*25 =1019.108(r/min)1020(r/min)精車； n=1000V/3.14d =1000*120/3.14*18 =2123(r/min)車槽： n=1000V/3.14d =1000*13/3.14*13 =300(r/min)鉆孔： n=1000V/3.14d =1000*15/3.13*4 =1195(r/min)銑方榫： n=1000V/3.14d =1000*30/3.14*15 =640(r/min)進(jìn)給速度的確定：進(jìn)給速度是切削用量的重要參數(shù)。主要根據(jù)零件的加工精度和表面質(zhì)量以及刀

12、具，工件材料和性質(zhì)選取的。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的限制，所以確定進(jìn)給速度的原則：(a)當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可以選擇提高進(jìn)給速度，一般在100200mm/min.(b)在切斷、加工孔用高速鋼刀具加工時(shí)宜選擇較低的進(jìn)給速度一般在2050mm/min(c)刀具空行程的時(shí)，遠(yuǎn)距離回零時(shí)，可以選擇機(jī)床最高速度。一般根據(jù)零件表面粗糙度、刀具及材料等因素，查閱切削用量手冊。每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，進(jìn)給速度的公式：Vf=FN粗車時(shí)一般選取為0.30.8mm/r，精車時(shí)一般選取為0.10.3mm/r，切槽取0.050.2mm/r選擇粗車和精車的第轉(zhuǎn)進(jìn)給量分別為0.4mm/r、0.2mm

13、/r。粗車： Vf=FN =0.4*1000 =400mm/min精車： Vf=FN =0.2*2000 =400mm/min選擇時(shí)應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度和進(jìn)給速度三者相適應(yīng)，以形成最佳的切削用量。（6）確定工序尺寸（a）圓柱面的工序尺寸加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精粗半精粗半精22右1818122.9孔4錐孔矩形螺紋14X14矩445.15.12.91.1440.90.9221818.9上偏差-0.02下偏差-0.06912.9上偏差-0.02下偏差-0.0692.941414X14X2718上偏差-0.04下偏差-0.05912上偏差-0.04下偏差-0.05912.5

14、12.56.36.312.512.512.512.53.23.2以下的工藝過程卡是由上面的數(shù)據(jù)分析得來的：機(jī)械加工刀具參數(shù)卡片單位名稱衡陽技師學(xué)院產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號虎鉗螺桿1刀具號主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min切削深度mm備注T11020400手動T23004002.5手動T33004102手動T4119540012手動T5119546012手動T66404602手動T71000400手動編制審核批準(zhǔn)2010-10-24共1頁第1頁(7)夾具的選擇該工件是短軸，加工剛性好，此工件批量大，所以工件的裝夾速度要快，定位必需正確。所以選擇三爪自定心卡盤。(8)定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)是工

15、件定位時(shí)所依據(jù)的基準(zhǔn)。它的選擇原則是：盡量選擇零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位定位基準(zhǔn)，一次裝夾就能完成全部關(guān)鍵部位的加工，為了保證加工表面與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對位置精度，工件定位時(shí)應(yīng)使加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在機(jī)床上占據(jù)一個正確的位置。粗基準(zhǔn)的原則：選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，必須達(dá)到以下兩個基本要求：其一，應(yīng)保證所有加工表面都有足夠的加工余量：其二，保證需要工件加工表面和不加工表面之間有一定的位置精度。(a)應(yīng)選擇不加工有面作為粗基準(zhǔn)。(b)對所有表面都需要加工的工件，應(yīng)選擇加工余量少的表面作為粗基準(zhǔn)。(c)應(yīng)選擇牢固可靠的表面粗基準(zhǔn)。(d)肖基準(zhǔn)應(yīng)盡量平整光滑，沒有飛邊、澆口、冒口、毛刺或其他的缺陷。以使工件定位準(zhǔn)確、夾

16、緊可靠。(e)粗基準(zhǔn)不的重復(fù)使用。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則可以選擇毛坯外圓，車削另一頭的時(shí)，要用已加工過的表面作為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇原則：(a)盡可能使用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（裝配基準(zhǔn)）作為定位基準(zhǔn)。(b)尺可能使定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合。(c)盡可能使基準(zhǔn)統(tǒng)一。(d)選擇精度高，裝夾穩(wěn)定可靠的表面作為精基準(zhǔn)，并盡可能選擇用形狀簡單和尺寸較大的表面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則選擇18mm的外圓作為精基準(zhǔn)。(9)加工工序的劃分劃分工序的原則是：按刀具劃分，按粗、精加工劃分加工順序的劃分：1先粗后精2先近后遠(yuǎn)減少空程的時(shí)間3內(nèi)外交叉4基面先行原則。由于該零件精度較低，所以是粗精加工序。（10）加工方法的選擇

17、本零件的加工面有外圓、端面、槽、縲紋、小孔、平面等，材料是45鋼。參考有關(guān)資料，其加工方法如下：（1）22mm、18mm未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定基公差等級按IT14，表面粗糙度為12.5需進(jìn)行粗車（2）12mm、18mm公差0.043mm,表面粗糙度為3.2需粗精車（3）其他的精度不高只需粗車(11)工藝路線的選擇 (a)車削端面作為基準(zhǔn)(b)先車削22mm的外圓(c)再車削18mmX30mm的臺階軸(d)調(diào)頭裝夾(e)車削18mmX172mm的外圓(f)車削12mmX38mm的外圓(g)車槽(h)打4mm的圓錐孔(i)車削矩形螺紋(j)銑14X14的矩形（12）機(jī)械工藝過程卡

18、衡陽技師學(xué)院機(jī)械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圖號零件名稱螺桿共1頁第1頁毛坯的種類圓鋼材料牌號45鋼毛坯尺寸26mmX212mm序號工種工步工序內(nèi)容設(shè)備工具夾具刃具量具1下料26mmX212mm游標(biāo)卡尺2車三爪自定心夾住毛坯CA61401車端面見平93度的硬質(zhì)合金外圓車刀2外圓粗車22mmX40mm3粗車18mm的外圓到18mmX30mm調(diào)頭裝夾車1平端面保證總長210mm32車18mm到18.9mmX171mm3車12mm到12.9mmX37mm裝夾18mm的外圓用頂尖41精車18mmX172mm 千分尺2精車12mmX38mm5車1車8X13mm的槽4mm寬的槽刀游標(biāo)卡尺6車1車矩形螺紋矩形螺紋車刀螺紋卡規(guī)7鉆1鉆2.9mm的孔臺式鉆虎鉗