機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計ZJKJXY0零件的機(jī)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

1、機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計設(shè)計題目： zjkjxy-0零件的機(jī)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 機(jī)制083 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 葉岳松 機(jī) 械 與 汽 車 工 程 學(xué) 院2011 年7月10日機(jī)械加工工藝規(guī)程與機(jī)床夾具設(shè)計一、 設(shè)計任務(wù)1. 設(shè)計課題:螺紋連接軸的加工工藝規(guī)程設(shè)計2. 鉆2孔專用夾具設(shè)計3. 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)4. 設(shè)計要求：1) 零件毛坯圖 1張2) 機(jī)械加工工藝過程卡片 1套3) 機(jī)械加工主要工序的工序卡片 1套4) 夾具裝配圖 1張5）夾具零件 1套5) 設(shè)計說明書 1份二、設(shè)計說明書序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程

2、設(shè)計是學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué) 、機(jī)床夾具設(shè)計 、金屬切削機(jī)床與刀具等主要專業(yè)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)之后進(jìn)行的一個實踐性環(huán)節(jié)，是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論？專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合性訓(xùn)練。我希望通過這次課程設(shè)計能鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化自己所學(xué)到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊等工具書，并在設(shè)計中培養(yǎng)自己理論連系實際、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作能力，為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后從事工作打下一個良好的基礎(chǔ)。1 零件的工藝分析1、 以軸中心線為中心的外圓加工表面包括：尺寸為、的階梯軸和尺寸為的槽，外圓表面粗糙度0.8，需精車，與相接的軸肩表面粗糙度

3、為1.6，半精車。尺寸為軸的圓度0.01mm、圓柱度0.01mm、a、b同軸度，且與軸的垂直度為0.02mm（b側(cè)）、軸向圓跳度為0.02mm（a側(cè)）。 2、 以軸中心線為中心的孔加工孔尺寸為，內(nèi)圓表面粗糙度1.6，精擴(kuò)孔得，與公共基準(zhǔn)線a-b的同軸度0.01mm。3、 以軸中心線和軸端面為精基準(zhǔn)的孔加工孔尺寸為，內(nèi)圓表面粗糙度6.3，與公共基準(zhǔn)線a-b的垂直度0.2.4、 以為基準(zhǔn)車出尺寸為的外螺紋5、 其他未注表面粗糙度為6.3，粗加工即可滿足。6、 半精加工之前進(jìn)行熱處理，使硬度達(dá)到hrc3035.7、 未標(biāo)注倒角0.5x45。8、 零件加工好后去毛刺。2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 毛

4、坯的制造形式根據(jù)零件的形狀、大小、結(jié)構(gòu)特性，可選零件材料為40cr的圓鋼。生產(chǎn)類型:大批大量生產(chǎn)。2.2 基準(zhǔn)面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的

5、中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：1.當(dāng)中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2mm的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。2.采用錐堵或錐套心軸。3.精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。有零件圖中的尺寸工藝可看出，加工本零件采用第一種方法較。另外加工徑向孔時，軸端面和中心軸線為精基準(zhǔn)。此工序加工時需要特制的夾具（本次課程設(shè)計的另一個重要任務(wù)設(shè)計夾具）。2.3 制訂工藝路線工藝路線確定如下：工序1 下料,得的原坯件。工序2 車削端面i、中心孔，粗車、外圓。 車削端面ii、中心孔，粗車、

6、外圓。工序3 熱處理工序4 修中心孔工序5 車、外圓及軸肩，切槽和倒角。 車、外圓及軸肩，切槽和倒角。工序6 鉆軸向孔。 鉆徑向孔，與軸向空通。 工序7 擴(kuò)孔。工序8 精修中心孔。工序9 車靠近端面i的螺紋， 車靠近端面ii的螺紋。工序10 磨、外圓、軸肩， 磨、軸肩。工序11 去毛刺。工序12 終檢。以上工藝過程詳見械加工工藝過程卡片2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1）.外圓表面(、)考慮到尺寸不多且相差不大，可直接選用型材中的圓鋼,外圓表面加工精度和、相接的軸肩側(cè)表面粗糙度0.8，需精磨實現(xiàn)，其

7、他未標(biāo)注表面，只要粗車就可滿足加工要求。2）.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊表2.2-34,鑄件輪廓尺寸(長度方向小于100mm，直徑,長度方向的余量查表2.2-35,其余量值規(guī)定為4 mm，故毛坯件長度101mm。3）.毛坯為實心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，r為6.3、1.6,鉆孔、擴(kuò)孔即可滿足要求。的孔，直接可通過鉆孔得到的孔，先鉆，再粗?jǐn)U，再精擴(kuò)。4）槽表面粗糙度3.2，半精車即可5）外螺紋為自由尺寸精度要求。確定機(jī)械加工余量，工序尺寸及公差。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查機(jī)械制造工藝技術(shù)手冊，分別確定各加工表面的加工余量，工序

8、尺寸及公差如下：表1 加工余量表工序工序內(nèi)容單邊余量工序尺寸表面粗糙度工序二粗車端面，外圓2970.13.2 m工序五半精車外圓0.5mm、mm1.6m工序六鉆孔、mm6.3m工序七擴(kuò)孔0.2mmmm1.6m工序九車螺紋0.6425mmmm自由精度工序10粗磨外圓，軸肩精磨外圓，軸肩0.2mm0.02mm、mm、mm1.6m0.8m2.5 確定切削用量2.5.1 車削端面（a）加工條件：工件材料：40cr，熱軋。（b）加工要求：粗車、端面粗糙度3.2。（c）機(jī)床：cm6125精密臥式車床。（d）刀具：刀片材料為yt15，刀桿尺寸為12x20mm。因零件是大批量生產(chǎn)，所以刀具選用可轉(zhuǎn)位車刀（gb

9、5343.1-85），車端面時用裝sn型刀片的75片頭端面車刀。（e）計算切削用量：確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為，則毛坯長度方向的最大加工余量為2.1mm,一次加工, 計。長度加工方向取it12級，取mm。確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）表1.4,當(dāng)?shù)稐U, a=2mm時,以及工件直徑為時。按cm6125車床說明書（見切削手冊表1.30）取f=0.3 mm/r計算切削速度: 按切削手冊表1.27,切削速度的計算公式為： 式中：, , ,m=0.2。修正系數(shù)k見切削手冊表1.28,即t=60min 所以 =72.9736(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n=1452.

10、5(r/min)按機(jī)床說明書（見工藝手冊表4.28）與1452.5r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速選取2000r/min。實際切削速度 v=100.48m/min （f）計算切削時間，其中，i=2，可取t=4s2.5.2 粗車外圓 （a）機(jī)床：cm6125精密臥式車床（b）刀具：刀片材料為yt15，刀桿尺寸為12x20mm。因零件是大批量生產(chǎn)，所以刀具選用可轉(zhuǎn)位車刀（gb5343.1-85），車外圓時使用裝wn刀片的90偏頭外圓車刀（c）切削深度:先車至以及。（d）進(jìn)給量: f=0.3mm ，所能達(dá)到的精度見切削手冊表1.4 v=(m/min) = =90.487(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: n=

11、1801.1(r/min)按機(jī)床選取n=2000 r/min。所以實際切削速度v=100.48 m/min檢驗機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出：由表切削手冊1.24，且hrc3035，時，。 削功率的修正系數(shù)（切削手冊表1.29-2），故實際切削時的功率為p=1.504kw由切削手冊表1.30中cm6125機(jī)床說明書可知, cm6125主電動機(jī)功率為2.5kw,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min時,主軸傳遞的最大功率為1.67kw,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。 （e）計算切削時間，其中查表計算得，取t=45s，取t=35s，取t=10s2.5.3 鉆擴(kuò)、及孔。鉆床：z3025搖臂鉆床刀具：材料

12、為高速鋼，鉆孔刀具型號為直柄麻花鉆（簡明手冊表3.1-5gb1436-85），；，擴(kuò)孔刀具型號為直柄擴(kuò)孔鉆（簡明手冊gb4256-2004），。1），a） 鉆孔，根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用高速鋼鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，查切削手冊得 =0.030.04mm/r（表2.18）= =14.85mm/r查表得：z3025搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速及級數(shù) 50-2350r/min12 進(jìn)給速度及級數(shù) 0.13-0.56mm/r 40.005-0.022/r4，可以使用。(b)計算切削時間，其中，取 ，取t=7s ，取t=4s2）擴(kuò)孔（a）根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進(jìn)給量與切

13、削速度之關(guān)系為，查切削手冊得 =0.040.06mm/r（表2.7）=16.294mm/r查表得：z3025搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速及級數(shù) 50-2350r/min12 進(jìn)給速度及級數(shù) 0.13-0.56mm/r 40.005-0.022/r4，可以使用（b），其中，取 ， ，取t=5s2.5.4 半精車、的外圓、倒角及槽1)車外圓及倒角（a）車床：cm6125（b）刀具材料：刀片材料為yt15，刀桿尺寸為12x20mm。因零件是大批量生產(chǎn)，所以刀具選用可轉(zhuǎn)位車刀（gb5343.1-85），車外圓時使用裝wn刀片的90偏頭外圓車刀，挖槽則使用挖槽刀具，b=2mm。（c）加工量：2z=0.8(d)進(jìn)給量

14、：f=0.2mm/r，所能達(dá)到精度（m/min）式中， ，修正系數(shù)見切削手冊表1.28,所以查簡明手冊表1.31可取 n=2000r/min所以實際切削速度（e），其中查表計算得，取t=45s，取t=35s2）車槽 采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表27-8取 f=0.3mm/r n=2000r/min計算切削時間：，其中，可取t=3s2.5.5 粗磨外圓及軸肩磨床：m1331（查表4.2-29簡明手冊）磨具：采用非金剛石磨具，粒度磨具，加工外圓表面粗糙度1.25，磨粒率50%，采用的是樹脂結(jié)合劑，刀型為平行砂輪。砂輪轉(zhuǎn)速n=1110r/min，工件轉(zhuǎn)速（即主軸轉(zhuǎn)速）n=21

15、2r/min。背吃刀量a=0.02mm，縱向進(jìn)給量f=0.5mm/min（表5.5-8機(jī)械加工工藝手冊）橫向進(jìn)給量f=0.02mm/r。計算磨削時間：其中：，為單邊加工余量，為縱向進(jìn)給量，為為橫向進(jìn)給量，查表得k=1.3 ，取t=60s2.5.6精磨外圓及軸肩磨床：m1331磨具：采用非金剛石磨具，粒度磨具，加工外圓表面粗糙度0.8，磨粒率50%，采用的是樹脂結(jié)合劑，刀型為平行砂輪。砂輪轉(zhuǎn)速n=1110r/min，工件轉(zhuǎn)速（即主軸轉(zhuǎn)速）n=115r/min。背吃刀量a=0.01mm，縱向進(jìn)給量f=12.5mm/min（表5.5-9機(jī)械加工工藝手冊）橫向進(jìn)給量f=0.01mm/r。計算磨削時間：

16、其中：，為單邊加工余量，為縱向進(jìn)給量，為為橫向進(jìn)給量，查表得k=1.3 ，取t=10s2.5.7車外圓螺紋車床cm6125刀具材料：高速鋼，螺紋刀型號ln1216-03，基本尺寸150mm。進(jìn)給量：f=1mm/r，分四次走刀，背吃刀量0.4mm、0.2mm、0.05mm、0.025mm，查表1.18，可知使用高速鋼切螺紋時，切削速度912m/min，取v=10m/min，則查簡明手冊表1.31可取 n=320r/min所以實際切削速度，符合條件計算切削時間：,其中, ,q=1 ,取t=12s ，取t=15s2.6加工過程中使用到的量具量具量程范圍分度值游標(biāo)卡尺01250.02mm千分尺0250

17、.01mm杠桿百分表00.80.01mm千分表0.001mm3指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計2mm鉆孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。3.1 問題的指出本夾具主要用來鉆2mm孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，2mm尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計基準(zhǔn)為軸端面和軸中心線，可使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，以10mm軸端面作為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材

18、料使用高速鋼，用于對2mm孔進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動夾緊。3.2.2 切削力的計算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為2mm。 則軸向力：見工藝師手冊表28.4 式中： ，,f=0.04，轉(zhuǎn)矩式中: ,， 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) k=kkkk式中 k基本安全系數(shù)，1.33; k加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;k刀具鈍化系數(shù), 1.1;k斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 3.3 定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為v型槽、調(diào)整螺釘，而v型槽的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。另外孔為徑向孔，基準(zhǔn)位置誤差不影響其尺寸標(biāo)準(zhǔn)，而其基準(zhǔn)不重合誤差可以通過調(diào)整螺栓進(jìn)行調(diào)整消除誤差。3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率。通過對鉆孔時切削力的計算結(jié)果及零件的尺寸大小，可采取手動施力加緊，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。鉆床夾