機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書

《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)》成果〔說明書、報(bào)告、論文〕〔適宜位置打勾確認(rèn)〕課題名稱：臺(tái)鉆主軸工藝規(guī)程編制專業(yè)年級(jí)〔班〕：學(xué)生姓名〔簽字〕：學(xué)號(hào)時(shí)間：20166月30日至7月4日完成時(shí)間：年月日機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)學(xué)生成績?cè)u(píng)定表班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：平時(shí)表現(xiàn)優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕辯論成績優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕成果評(píng)分優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕綜合成績優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕說明評(píng)分教師在上表中相應(yīng)成績下的括號(hào)內(nèi)打勾；成果包括計(jì)算書、圖紙、報(bào)告等；綜合成績按各分項(xiàng)成績“優(yōu)=95分，良=85分，中=75分，及格=60分，不及格=0～50分”及規(guī)定比例計(jì)算得分；建議比例為：平時(shí)表現(xiàn)占綜合成績30%，辯論成績占綜合成績20%，成果占綜合成績50%。指導(dǎo)教師可以根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)調(diào)整。本表中成績不得涂改，假設(shè)有涂改，涂改處應(yīng)有評(píng)分教師的簽名。目錄1零件的工藝分析··································································1.1零件精度1.2零件的材料2毛坯類型的選擇·······················································2.1毛坯類型確實(shí)定2.2毛坯尺寸與毛坯圖3工藝路線設(shè)計(jì)····································································3.1加工方法的選擇········································3.3加工路線確實(shí)定3.2定位基準(zhǔn)的選擇·································································3.3工序余量確實(shí)定·····················································4．機(jī)床和工藝設(shè)備的選擇····························································4.1機(jī)床的選擇4.2夾具與量具的選擇5．小結(jié)·············································································參考文獻(xiàn)··········································································1零件的分析1.1鉆床和臺(tái)鉆主軸的作用鉆床是指用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床，是具有廣泛用途的通用性機(jī)床，可對(duì)零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和攻螺紋等加工。在鉆床上配有工藝裝備時(shí)，還可以進(jìn)行鏜孔。在鉆床上配萬能工作臺(tái)還能進(jìn)行分割鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔。臺(tái)鉆主軸在臺(tái)式鉆床上起著必不可少的作用，它可以支撐零件傳動(dòng)，承受載荷，傳遞扭矩等。1.2軸的工藝分析該零件尺寸精度和形位公差精度要求中等。主要外表及其精度要求，外圓Φ50j7()是套筒最主要的外表，尺寸精度為IT7，圓柱度公差為0.004，外表粗糙度為Ra0.4，其軸線是零件各項(xiàng)位置精度要求的基準(zhǔn)要素?？變?nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩端Φ40J7()的階臺(tái)孔精度為IT7，圓度公差為0.01，對(duì)外圓軸線的同軸度公差為Φ0.02，外表粗糙度為Ra1.6，其階臺(tái)端面對(duì)外圓軸線的端面圓跳動(dòng)公差為0.01，外表粗糙度為Ra0.8。外圓外表上的齒條精度等級(jí)為8級(jí)，齒面外表粗糙度為Ra1.6。零件圖如圖1-1所示。圖1-1零件簡圖2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式臺(tái)鉆主軸材料為45鋼，要求強(qiáng)度較高，且工件的形狀比擬簡單，毛坯精度低，加工余量大，因年產(chǎn)5000件，所以到達(dá)批量生產(chǎn)水平。綜上考慮，采用鍛件，其鍛造方法為模鍛，毛坯的尺寸精度要求為IT12以下。2.2定位基準(zhǔn)的選擇正確的選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，也是保證加工精度的關(guān)鍵，定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)，以下為定位基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)的選擇?！?〕粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓外表為定位基準(zhǔn)，或用外圓外表和頂尖孔共同作為定位基準(zhǔn)。用外圓外表定位時(shí)，因基準(zhǔn)面加工和工作裝夾都比擬方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要外表的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選該外表為粗基準(zhǔn)，并且要保證工件加工面與其他不加工外表之間的位置精度。按照粗基準(zhǔn)的選擇原那么，選擇次要加工外表為粗基準(zhǔn)。又考慮到階梯軸的工藝特點(diǎn)，所以選擇Φ50的外圓及一端面為粗基準(zhǔn)?！?〕精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)軸的技術(shù)要求，軸的中心線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是測(cè)量基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原那么及加工要求，應(yīng)選軸心線及一端面為精基準(zhǔn)，其他各面都能以此為定位，從而也表達(dá)了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原那么。2.3擬定軸的工藝路線外表加工方法的選擇該零件的加工面有外圓、端面、孔等，參考有…資料，加工方法選擇如下：〔1〕Φ50j7()外圓：尺寸精度為未注公差，按IT12；外表粗糙度為Ra12.5μm，需進(jìn)行粗車、半精車?！?〕內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT8，外表粗糙度為Ra1.6μm，需進(jìn)行粗車、半精車、精車?！?〕外圓：公差等級(jí)為IT6，外表粗糙度為Ra1.6μm需進(jìn)行粗車、半精車、精車、粗磨、精磨?！に図樞虻陌才拧?〕機(jī)械加工工序1〕遵循先基準(zhǔn)平面后其他的原那么：機(jī)械加工工藝安排是總是先加工好定位基準(zhǔn)面，所以應(yīng)先安排為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定為基準(zhǔn)。先加工精基準(zhǔn)面，鉆中心孔及車外表的外圓。2〕遵循先粗后精的原那么：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求較高的各主要外表，后安排精加工。3〕遵循先主后次的原那么:先加工主要外表，如車外圓外表，端面等。后加工各個(gè)孔。4〕遵循先外后內(nèi)，先大后小原那么：先加工外圓再以外圓定位加工內(nèi)孔。5〕孔的加工：先加工最小的內(nèi)孔，再依次加工較大的內(nèi)孔。6〕按照先面后孔的原那么：先加工端面，再鉆孔?！?〕熱處理工序的安排在切削加工前宜安排正火處理，能提高改善軸的硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精車之后磨削加工之前。其能提高材料強(qiáng)度、外表硬度和耐磨性。在精加工之前安排外表淬火，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形，提高外表耐磨性?！?〕輔助工序的安排在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車加工之后安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該軸的工序安排順序?yàn)椋合铝稀嚩嗣妗囃鈭AΦ50j7()mm→車內(nèi)孔→熱處理→車臺(tái)階孔→半精車→粗磨→銑齒條→銑槽→熱處理→鉗→精磨→車倒角→檢驗(yàn)。加工階段的劃分該軸精度要求較高，其加工階段可劃分為粗加工、半精加工、精加工階段。〔1〕在粗加工階段，粗車外圓，以高生產(chǎn)效率去除毛坯余量；粗鏜內(nèi)孔?！?〕在半精加工階段，對(duì)外圓進(jìn)行半精車等，減小粗加工中留下的誤差，精鏜內(nèi)孔，使加工面到達(dá)一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備。〔3〕精加工階段，、孔面外表粗糙度要求為Ra1.6μm，對(duì)其進(jìn)行精車以到達(dá)要求。而對(duì)于孔面其外表粗糙度要求為Ra1.6μm，安排粗磨、精磨。工藝路線確實(shí)定根據(jù)以上加工工藝過程的分析，確定零件的工藝路線如表2-1所示。表2-1零件的工藝路線工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料45鋼無逢鋼管:54×22×1792車端面車兩端面，保持總長1773粗車粗車外圓，留直徑余量1.5～24車內(nèi)孔車Φ24內(nèi)孔至尺寸5熱處理調(diào)質(zhì)210～240HB6車臺(tái)階孔右端面，車Φ40J7孔，留直徑余量0.3～0.4，車Φ28孔，其余各階臺(tái)孔車至尺寸：外圓倒角，Φ28孔口倒60°中心錐孔，寬2調(diào)頭裝夾，車左端面，總長至尺寸：車Φ40J7孔，留直徑余量0.3～0.4，其余各階臺(tái)孔車至尺寸：切內(nèi)槽Φ46×2；車螺紋、外圓倒角，Φ31孔口倒60°中心錐孔，寬27半精車半精車外圓，留直徑余量0.3～0.48粗磨粗磨外圓至Φ9銑齒條粗、精銑齒條，保證齒型角為20度10銑槽銑8×1.5兩處槽11熱處理低溫時(shí)效11鉗修研兩端孔口60°錐面12精磨精磨外圓Φ50J7至尺寸13車倒角車Φ40J7孔及階臺(tái)端面至尺寸，孔口倒角②調(diào)頭裝夾，精車Φ40J7孔及階臺(tái)端面至尺寸，孔口倒角14檢驗(yàn)按零件圖樣技術(shù)要求工程檢查2.4加工工序的設(shè)計(jì)〔1〕加工余量確實(shí)定查《……手冊(cè)》，確定各工序加工余量如表2-2所示。表2-2各工序加工余量加工外表工序名稱工序余量工序尺寸精度等級(jí)外圓粗車2IT11精車2Φ50j7()IT7內(nèi)孔精車-1.8IT8內(nèi)孔Φ28精車-3.8IT8內(nèi)孔Φ31精車-2.8IT8齒條半精銑1.5IT7粗銑6IT11〔2〕毛坯尺寸及公差等級(jí)由工藝人員手冊(cè)可查得鍛件單邊余量厚度方向1.5～2mm，取2mm，水平方向?yàn)?.0～2.7mm，取2.5mm.鍛件質(zhì)量小于1kg，長度等于120mm，取其上偏差+0.17mm，下偏差-0.08mm。鍛件厚度尺寸小于40mm，取其上偏差+0.12mm，下偏差-0.04mm。B/H＜1，故取起偏角為5度。那么鍛件毛坯長度尺寸為mm，直徑尺寸為mm。根據(jù)零件圖各局部的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級(jí)為8-12級(jí)，加工余量等級(jí)為普通級(jí)，故取IT=12級(jí)?！?〕毛坯圖的繪制根據(jù)零件圖可知該軸各加工外表的粗糙度至少為12.5μm。綜上，鍛件毛坯如圖2-1所示。2.5切削用量確實(shí)定確定切削用量的原那么：首先應(yīng)選取盡可能大的背吃刀量，其次在機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的條件下，又滿足以加工外表粗糙度的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù)公式確定最正確切削速度?！?〕工序30，粗車軸的左右端面該工序?yàn)閮蓚€(gè)工步，工步1是以左邊定位。粗車右端面；工步2是以右邊定位，粗車左端面。由于這兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故其選用的切削用量相同。1〕背吃刀量確實(shí)定根據(jù)加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都為0.5mm2〕進(jìn)給量確實(shí)定本設(shè)計(jì)采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是40Cr，查表取進(jìn)給量f＝0.5mm/r3〕切削速度的計(jì)算硬質(zhì)合金車刀切削40Cr時(shí)，取切削速度v為50m/min，根據(jù)公式，可得車床轉(zhuǎn)速=663r/min，查表CA6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為10~1400，1400~1580〔r/min〕，符合要求?！?〕工序40粗車及工序60半精車1〕該工序?yàn)楣げ?粗車和工步2半精車，那么背吃刀量依次為8.2mm，2.2mm。2〕查表得粗車0.81mm/r，取60m/min，那么n=796r/min。3〕半精車取0.4mm/r，90m/min，那么n=1194r/min?！?〕工序40、60的過渡面局部……〔5〕工序120、130粗磨、精磨加工軸段1、4外圓面查表取粗磨、精磨深度進(jìn)給量為分別為0.032mm，0.008mm，工件的運(yùn)動(dòng)速度分別為15m/min，18m/min，背吃刀量等于磨削余量分別0.25mm，0.1mm?！?機(jī)床設(shè)備與工裝的選用3.1機(jī)床的選擇所選機(jī)床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)，精度等級(jí)應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)，電機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)，機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。根據(jù)《……手冊(cè)》，結(jié)合零件軸的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以選用較高效率的專用機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床。根據(jù)該軸尺寸的大小要求，選用數(shù)控車床CK6140，外圓磨床M1432,銑床X083。3.2夾具、刀具和量檢具的選擇〔1〕夾具的選擇夾具的選擇主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，防止采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單；裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間；夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。根據(jù)零件的功用、特點(diǎn)及材料，可選擇三爪卡盤進(jìn)行零件的夾緊，定位基準(zhǔn)選軸的一個(gè)端面，定位元件選擇浮動(dòng)頂尖即可定位?！?〕刀具的選擇因?yàn)樵搨鲃?dòng)軸為階梯軸，所以選用90度角外圓車刀〔車臺(tái)階〕材料為YT15，45°刀〔倒角〕和切槽刀〔切槽〕?！?〕量具選擇因?yàn)樵撦S最大長度為124，所以選用量程0-200，精度0.05游標(biāo)卡尺。各工序具體所用工藝設(shè)備見表3-1。表3-1各工序具體所用工藝設(shè)備工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1模鍛2熱處理3車端面CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺4粗車CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺5熱處理6半精車CK614095°外圓車刀，切槽刀游標(biāo)卡尺7精車CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺8車端面CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺9粗銑鍵槽銑床X083鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺10半精銑鍵銑床X083鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺11熱處理12粗磨M1432砂輪游標(biāo)卡尺13精磨M1432砂輪游標(biāo)卡尺14檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺4根本工時(shí)確實(shí)定〔重點(diǎn)工序〕4.1粗車？？？外圓〔工序?〕〔1〕切削深度：1.5mm〔2〕進(jìn)給量：f=0.6mm/r〔3〕計(jì)算切削速度：根據(jù)公式可得=120.21m/min〔4〕確定主軸轉(zhuǎn)速：=670r/min按機(jī)床說明取為710r/min，所以實(shí)際切削速度=127.07m/min〔5〕切削工時(shí)：粗車左端時(shí)Ф60的外圓：L=30、L1=4、L2=0，計(jì)算得t=0.096min4.2半精車？？外圓〔工序?〕〔1〕切削深度0.75mm〔2〕進(jìn)給量：f=0.2mm/r〔3〕算切削速度：根據(jù)公式可得=180.06m/min〔4〕確定主軸轉(zhuǎn)速：971r/min〔5〕切削工時(shí)：L=30、L1=4、L2=0，計(jì)算得t=0.175min4.3精車外圓〔1〕切削深度：0.25mm〔2〕進(jìn)給量：f=0.1mm/r〔3〕計(jì)算切削速度：根據(jù)公式可得=198.89m/min〔4〕確定主軸轉(zhuǎn)速：=1106r/min〔5〕切削工時(shí)：L=30、L1=4、L2=0，計(jì)算