机械制造技术课程设计细长轴加工工艺及钻孔钻床夹具设计.docx
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机械制造技术课程设计细长轴加工工艺及钻孔钻床夹具设计
细长轴零件的工艺和钻孔钻床夹具设计
学生姓名:
学生学号:
院(系):
机械工程学院
年级专业:
指导教师:
第一章序言1
第二章分析细长轴的零件图2
2.1细长轴工艺性的分析2
2.1.2细长轴结构功用分析2
2.1.2研究细长轴零件的图纸2
2.2确定毛坯的结构3
2.3确定细长轴毛坯的余量3
第三章细长轴的加工工艺设计4
3.1选取加工基面4
3.2工艺过程当中应该研究的主要的问题4
3.3拟定细长轴工艺路线5
3.4确定工艺路线5
3.5设备及其工艺装备确定7
3.6确定切削用量及基本工时7
第四章钻8孔专用钻床夹具设计20
4.1问题的提出20
4.2定位基准的选择20
4.3定位元件的设计20
4.4定位误差分析21
4.5切削力的计算与夹紧力分析22
4.6夹具设计及操作简要说明22
第五章总结23
参考书籍24
致谢25
第一章序言
我们国家的制造机械生产的零件与产品,并且将他们制作成机械行业的设备。
机械生产行业的产品,不但能直接给大家使用,又能给别的行业供应生产设备,机械制造行业当中有着各种各样的机械或者其他的设备。
制造产业在生活当中是人们所不能离开的,因此机械制造的专业,是一个国家的经济很快发展一个重要的行业,这也是对国家基础经济的发展里面当中,起了比较大的作用。
因此说从当中一种层面的来说,机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。
生产上面使用的夹具,也是放在各种机器上面把零件重力夹紧、精准定位,把切削刀具固定引导方向的一种设备,它的最主要的一个功能,是将零件对应与生产设备和加工刀具的一个合理的方位,并在生产折工程中维持一个不改变的位置,是当代工业生产当中的一个非常明显的特色:
现代零件发展得比较快,对品质的要求比较高,种类上面的不一样的规格也不少,产品跟新换代的时间也较快。
体现了在机械制造业上面,多个种类、批量不大生产的类型比例当中,是占了一个非常大的比例。
这是为了顺应了这一系列要求,一定要做好这种生产技术上面的前序工作,从而机床使用的装夹工具是加工中非常重要的一部分。
第二章分析细长轴的零件图
2.1细长轴工艺性的分析
2.1.2细长轴结构功用分析:
H二言一
这次设计我分到的设计的题目,是最普通的细长轴的工件,细长轴零件是起支撑的作用的构架,而且承受非常大的力,也有着定位的作用,使各个零件之间能够持有合理的位置。
所以,细长轴零件的加工的质量,直接就影响到机器的精度以及寿命。
1并大格姻貫硬度60H1C
2
2.1.2研究细长轴零件的图纸:
(1)重要的面加工:
1)粗加工细长轴622外圆以及端面,保证75mm尺寸,位置度的误差达到0.03
2)加工<1>20外圆,加工的定位的基准,为巾16的端面,保证93mm的工序加工尺寸。
3)精加工632外圆面,定位的基准为。
16端面,保证15mm工序的尺寸,光洁度为0.8
4)粗精加工6槽,加工的基准以<1>32外圆面。
2.1.2主要技术的条件:
@4>20孔的精度:
620外圆的尺寸与形状的误差,能够影响到细长轴工作的状态,因此对620外圆的要求高。
2632mm各级外圖平面的帮度:
因为78mm的端面对细长轴联接时的密封性能有影响,而且作为定位的加工基面,要不就可能对孔的加工的精度,具有非常大的影响,所以就要规定它加工的要求。
2.2确定毛坯的结构
分析细长轴工件时作用,材质的强度就要求非常的高,而且细长轴的结构有点复杂,所以选用材质为GCrl5锻造的零件毛坯。
2.3确定细长轴毛坯的余量
根据参考书籍的表1-7-19,可得细长轴毛坯的端面的余量为1mm,平面的余量为2mm,细长轴毛坯的尺寸的偏差根据附表1.1-9可得到±14
第三章细长轴的加工工艺设计
3.1选取加工基面
合理的选取加工定位的基准,是细长轴加工过程的重要的要求,也是满足细长轴制造的精度的主要的问题。
定位的基准分为粗以及精和辅助的加工的基准。
在首道加工工序中,选择细长轴毛坯的表面,待加工的表面来作为定位的基准,这种为粗加工的基准,在后面的工序当中,选择以加工好的表面,作为定位的基准,这种为精基准。
在编制工艺的过程的时后,第一应该分析如何选取精加工基准,来满足精度的要求并加工出各个工序,而且为了让工件装夹方便。
与容易得到所要的加工的精度,能够可在零件上面的一个部位,设计一个辅助的加工基准,来定位。
1零件粗加工基准的选取一般是加用表面做为基准,它主要的作用是能确保加工时面和不加工地方的区域有相连精密度。
如零件件的表面有着好多个不用机械加工的区域面,那么就要选取里面的一个面和铁钻加工,连在一起的区域的精度要求较高的表面来做基准。
尽量做到壁厚均匀并且有对称的外形,装卸少等。
因为细长轴工件为叉型类的工件,通常以平面来作为粗加工的基准。
通常以不加工的表面来作为粗加工的基准,但细长轴各个面都需要加工,就应该以加工的余量比最小的面,来作为粗加工的基准,因此对细长轴零件,先以细长轴的端面来作为粗加工的基准,使用夹具来夹紧可以同时去掉儿个自由度,然后在以端面来定位可以去掉自由度。
以细长轴的平面作为主要的定位的粗加工基准,以侧面为辅助的粗加工的基准。
3.2工艺过程当中应该研究的主要的问题
1所取加工的方法,应该符合每一种加工方法的经济和精度的要求。
2所取的加工方法,能够满足加工面的几何形状的精度,表面位置度的精度的要求。
3所取的加工的方法要与零件材料的可加工性相。
4加工的方法要适应细长轴生产的类型。
5所取加工的方法,要满足企业现有设备和工人技术的水平制定工艺路线
3.3拟定细长轴工艺路线
从工艺路线的制定出发点,能用工装夹具,使工件的几何的形状,以及工件的尺寸的精度与位置度等技术加工的要求,并且尽可能的使生产的成本尽可能的减少,使工件的加工工序能够集中起来,增加零件的生产的效率。
制定零件的加工工艺路线有:
定位加工基准的选择,确定零件各个工序的加工的方法,研究要加工的零件阶段的划分零件加工的工序所集中与分散,以及要加工的零件工序顺序的合理的安排。
3.4确定工艺路线
工序号
工序名称及内容
1
锻造成型
2
钻巾8孔
3
铁6槽
4
粗车各级外圆
5
精车各级外圆
6
热处理,淬火硬度60HRC
7
磨巾22外圆巾32外圆等各级外圆
8
钳工
9
终检
思路一
工序号
工序名称及内容
1
锻造成型
2
钻两端中孔
3
粗车右端巾26端外圆
4
粗车左端巾32外圆
5
精车各级外圆
6
钻山8孔
7
铢6槽
8
热处理,淬火硬度60HRC
9
磨巾22外圆巾32外圆等各级外圆
10
钳工
11
终检
思路二
思路方案的选取
在零件工艺路线的拟定中,根据机械加工的考虑的原理:
1先基准后其它的原理
2先粗后精加工的原理
3先面后孔的原理
4先主要后次要的原理
全面的研究细长轴图纸,选取思路二合适。
3.5设备及其工艺装备确定
所选用的机床有:
X62W铁床、车床CA6140.检验台、钳工台。
专用夹具设计,铢6槽面专用夹具设计,车床专用夹具设计刀具选用铢刀车刀,,钻头、圆铿刀
量具选用游标卡尺、专用塞规、专用量具
3.6确定切削用置及基本工时
工序:
钻两端中孔
钻孔巾4刀具选择4麻花钻头
1)切削加工深度乌,的确定
按照参考资料《机械手册》附表3-129,选取%=2〃助
2)进给量/的确定
按照参考资料《机械手册》附表3-121,选取f=\.O>n>n/r
根据插齿床的说明书(《工艺手册》附表4.2-26)选取
/=0.92?
m
3)切削加工速度卩的确定
按照参考资料《机械手册》附表4-129,确定
v=0.6n/得v=3(tn/m
所以〃=些)=_0."/
7rd3.148
按照插齿机床的说明书,选择
〃=600/n*
4)切削加工的工时:
工序:
粗车右端626端各级外圆。
粗车4,26端面同时应该校验加工机床的功率以及进给机构的强度
切削加工的深度:
单边的余量%,=3〃"〃,进行2次走刀对零件进行加工;
进给量:
根据参考资料《机械加工工艺手册》17-19可以得到:
选取f=0.6nun/r;切削加工速度的计算:
"。
饬一由=113m/min
6O°-x3.45°”xO.6°35
主轴转动的速度的确定:
〃‘=1°°°吃=l°°xll3=360r/min
ndK?
rx26
根据机床来选择«=920r/min,故实际切削加工的速度:
切削加工的工时:
t=/+/|+/j当中/=170,/,=2,7,=4"f
粗车620外圆面
切削加工的深度:
单边的余量%=1成〃,进行1次走刀加工;
进给量选择/=Q.5mm/r;
按照机床的选择〃=950"min,故实际切削加工的速度:
切削加工加工的工时:
1='+'关公式当中/=113,4=3,4=4
粗车耳16外圆:
按照参考资料[9]附表2.6-76,刀具选择硬质合金车刀,材料选择YT\5,D=68/nm,齿数是Z=8,它为槽刀。
因为其单边的余量:
Z=3.5mm
所以铢削加工的深度a,,:
ap=3mm
进给量印:
按照参考资料⑺附表2.4-75,选取%=0.1务nn/Z,车削加工的速度V:
根
式(2.1)
据参考资料[7]附表30-37,选择V=l.33ni/s机床主轴的转动的速度s〃=业客
7rd
公式当中V-车削加工的速度;
d一刀具的直径。
机床主轴的转动速度,7:
参照参考资料[3]附表3.1-77n=387r/min
实际车削加工的速度V:
'兀Dn)x175x387/
vr===1.37/?
//5
1000100()x60
进给量V"h=•Z•«=0.13x8x387/60=6.7mm/s
机床丄作台每分钟的进给HEf„,:
6.7mm/sx60-402mm/min
4:
按照文献资料⑺附表2.4-83ae=60nitn
被切削层的长度:
根据零件毛坯的尺寸可以知道L=62〃m
车刀切入时的选择:
k=y/ae(D-ae)+1.0~1.5=23nun,ae=60?
?
m
车刀切出时的选择:
/,=2mm
按照参考文献资料《机械制造工艺学》附表1-4()可以知到:
Tj=L+Wi=62+23+2=〔2%5=0.23血扁6.7
按照参考资料附表3.5-9可知:
操作机床的时间是:
0.83min
根据参考资料附表34-7可得:
测量零件的时间是:
0.14min
T\=0.95”成
故r总=71+72=1.17〃”〃
工序:
粗车左端632各级外圆(选择硬质合金车刀,江=20〃"仏z=12)
车左端4>32外圆
1)车削加工的深度。
〃以及宽度《
ap=2mr.ae=205/wzz
因为宽度比较大,分为两次切削加工
2)进给量_/;
f=0.I南〃1(按照资料《切削手册》附表3.9)
3)切削加工的速度v以及每分钟的进给量%
切削加工的速度:
按照参考资料《机械制造工艺设计手册》(下面简称《机械手
册》)附表1-37,确定v=1.001得v=60〃〃min
所以”罗=帯3=2氾心八
现选择CA6140车床,按照机床使用的说明书(查资料《工艺手册》附表4.4-39),选择
n=75r/min,所以实际切削加工速度是
心业=3.1>4戎我9.細心
当〃=75/7mill时,机床工作台每分钟的进给量iy应该是
vf=f_zn=0.14*2=75nibU6
根据机床的说明书,选择150/27/?
//min
4)切削加工工时:
/,“=虹四
七
公式当中,Z,=/+y+A,/=27\nvn,y+A=70/^nM(《切削手册》附表
3.26,所以
L=271+70=341mw
L2=/+_y+A,/=203nv/i,v+A=70/?
y?
iM(《切削手册》附表3.29,
所以乙=203+70=273的〃
344-273,E
==4.09m
m150
粗车622外圆
选择硬质合金车刀,d.-27.5mm,z=l2
1)窿削加工的深度%以及宽度外
ap=\.5mm
ae=2O5iwn
2)每次的进给量f:
f.=0.07/ww/z
3)切削加工的速度v以及每分钟的进给量J
切削加工的速度:
按照参考资料《机械手册》附表3-32,v选择1.5m/s得
=90m/min
所以
〃=些=-^°=如・3/.福L3.14:
22
现选择CA6140车床,按照明书(查资料《工艺手册》附表4.2-37),选择
〃=235〃min,所以实际切削加工的速度是
心业=3•皿2x2泓&营
10000100
当"=235〃min时,机床工作台的每分钟进的给量。
应该是
vf=fzzn=O.M*2235liuQ7.4
结合机床的说明书,选择190mm/min
4)切削加工工时:
九=虹匸虹
vf
公式中,厶=/+’+>=271〃皿y+A=125〃“资料(《切削手册》附表3.15,所以
£=271+125=39如〃
R=Z+y+A,/=2O3nu>t,y+A=125m/n所以乙=203+125=328/也"
396328,t,„==3.81m
m190
粗车3.2槽面时
切削加工的用量:
叩=1
按照参考资料附表6.2-4可得:
/=0.12/n/rV=2.5m/s
按照参考资料附表6.3-23车刀车削加工细长轴时v=150m/r
士研闿f硏、4?
止100Q;1000x2.5x60____..
Ttd3.14x68
0.44min
L+lx+l2
工时的定额:
按照参考资料附表6.2-7可知:
Jf-n
按照参考资料附表3.3-8可得:
操作的时间是0.84〃血
按照参考资料附表3.2-9可得到:
测量零件的时间是:
0.15〃”〃
T1=0.99min
所以r总=71+72=1..43〃血
工序疑6mm槽面,以626及其平面为基准,保证工序尺寸及粗糙度3.2要求
它和表面的粗糙精度,都要留o.5mm的精加工切削余量
洗削深度%:
ap-2intn
机床设定每齿的进给量%:
根据书籍《机械加工工艺手册》表2.3.79,选“/=0.25,”〃?
/Z机床设定铢削的速度V:
参照书籍《机械加工工艺手册》表2.2.89,取V=4m/s机床主轴转速〃:
n=-=-*Q0()X4X60«191/7min,取〃=2003min
加°3.14x400
实际铢削速度V':
v,=Zg^=3」4x400x200“]M/s
10001000x60
进给量VfiVf=afZn=0.25x14x200/60=11.67〃?
〃”s
工作台每分进给量九:
ftn=匕=1L67m/n/s=7()Q2m/?
2/min
at.:
根据《机械加工工艺手册》表2.1.84,%=240?
〃〃
刀具切入长度L:
I,=0.5(0-匸頒)+(1~3)=42〃m
刀具切出长度上:
取l2=2mm
走刀次数为1
tnZ+/|+l2341+42+2
机动时间顷t,,=——-=»0.55min
f„,7002
精铢6槽:
因为零件的材质是GCrl5,所以硬质合金做的铁刀,直径为d=60〃必,齿数为z=l()。
参照文献资料得知,选择了铢刀基本形状是,/'=10。
,a=12。
,尸=45。
前面知道铢削的宽度a=2.5mm,続削的深度a=50mm,所以机床用X61铢床就可以了。
1.每齿的进给量fz的确定
按照参考书籍能知,X61式机床的功率以及工艺的系统。
得出每一个齿的进给量/=0.16~0.24〃皿/z、选择/=0.16mm/z。
2.铢刀磨损标准以及耐用度的选择
按照参考书籍得出,铳刀的刀齿的后刀面最大的损耗量是1.5/m/h,刀具的直径d=60〃m,最大的使用量7=180〃”〃。
3.确定切削速度
根据参考书籍得出,X61的机床的功率是为7.5晶,,工艺的加工和传动的系统的刚性为中等的。
查得知每齿的进给量_/=0.16~0.24〃"7〃z、mf=0A6mm/z.
参照X61锐床主传动轴的转速说明表来查取,=300”“血,岭=475〃"〃/$。
则实际切削:
V=475=0.16mm/z
x300x10
基本时间
参照相关资料了解到铢刀它铢面时的基本时间为:
2x1
nt—c
ncXf:
2x(50+60)=3飪皿
m300x0.16
工序:
钻68孔
钻孔计算
机床:
Z4012钻床刀具材料:
YG8
査表得到扩刀进给量f=1.2-2.O取f=1.22(mm/r)
=8,T=2700(s)=45(min),f=1.22,=0.74
254
V-=9.51x5.55x8X°-74=3-24(m/min)
〃,=l°°饱==60.76(r/min)
时,
取%=68(r/min)
实际切削速度
v奇*E)
切削工时
机动工时
如=2%=202(min)
工序:
精车各级外圆
保证工序尺寸及粗糙度1.6要求
采用CA6140车床
精车620
采用YG6硬质合金车刀,d.=\25mm,z=12
1)车削深度q,及宽度《
由于宽度较大,分两次切削
2)每齿进给量
f:
=0.14im(参考《切削手册》表3.9)
3)切削速度卩和每分钟进给量0
切削速度:
参考《机械制造工艺设计手册》(以下简称《机械手册》)表2-35,
确定v=1.0ttz即v=6On/m
现釆用CA6140车床,根据机床使用说明书(见《工艺手册》表4.1-36).取n=75r/min,故实际切削速度为
10001000
当〃=75r/min时,工作台的每分钟进给量Vf应为
査机床说明书,取i50mm/min
4)切削工时:
九=£上
V/
式中,厶=/+、+△」=27l〃〃〃,y+A=70〃m(《切削手册》表3.24,)贝JL=2mi
A=/+’+△,/=203〃im,y+A=70〃"〃(《切削手册》表3.24,)
则1=203+70=273mm
344-273,E
tin==4.09m
‘”150
精车622外圆面
采用YG6硬质合金外圆车刀,d°=125m?
z=12
1)车削深度丹,及宽度q
ae=205mm
Clp=1/72/77
2)每次进给量f
fz=0.01mm/z
3)切削速度v和每分钟进给量%
切削速度:
参考《机械手册》表1-33,v取1.5m/sgPv=90m/mrn
〃=罗如2=2盼-
现釆用CA6140车床,根据机床使用说明书(见《工艺手册》表4.1-35).取
〃=235r/min,故实际切削速度为
nd.n_3.14222值
V~10001000一7
当〃=235r/min时,工作台的每分钟进给量七应为
vf=f.zn=0.0^*2去35lin'd1.4
査机床说明书,取i90/nm/min
4)切削工时:
,,“=£虹
七
式中,L,=l+y+A,/=27lm^y+A^125mm(《切削手册》表3.22,与车刀直径相等)
则L=271+125=396/nm
L,=1+y+A,l=203nvn,y+△=125mm
则£,=203+125=328,,〃*
396328D,
=3.81m
m190
精车632,保证工序尺寸及粗糙度1.6要求;
切削加工的深度ap-ar=0.5/mi
进给量/:
按照参考资料口《机械加工工艺手册》附表2,5-56.选择0.21mm/r
切削加工的速度V:
按照参考资料[7]《机械加工工艺手册》附表2.1-54,选择V=15〃〃s
机床主轴的转动速度〃,按照公式(1.4)得:
1000v
n==
^3.14x16S477-7r/mm,选择n=5°°r/m,n
实际切削加工的速度V,根据公式式33)得:
卩'=端=形泠。
场心
被切削层的长度/:
/=60/77/?
/
加工刀具切入的长度〈:
式(1.5)
I、=%ctgk,+(1~2)=¥価120。
+2-6.33mm«6.5mm
加工刀具切出的长度/2:
72=1~4mm取。
=3mm
走刀的次数是1
基本的工时r,%:
d=丄=65+60+30.5]min式(1.7)丿2口血0.27x500
精车M20螺纹
保证工序尺寸及粗糙度1.6要求
按照参考资料《机械加工工艺手册》附表2.4-39可知:
f=0.22-0.28/nw/
削加工的速度*=0.3&〃/s,切削加工的深度%=3.5/nm
选择«=1200r/min实际切削加工的速度v;=普=3」4x20xl200弓°43,*/s
KXX)1(XX)x60
被切削层的长度:
L=1mm
加工刀具切入的长度:
/,=^ctgkr+(1~2)=5mm加工刀具切出的长度:
/2=1-4min选择l2=3mm按照按照资料《机械制造工艺学》附表1-40可以得到:
按照参考资料附表3.3-3可得:
装夹零件的时间是0.18〃”〃
按照参考资料附表3.3-11可得:
松开卸下零件的时间是0.14冲•“
按照参考资料附表3.3-15可得:
测量零件的时间是:
0.04m新
故辅助的时间是T\=\.35minT2=0.09x4=0.36m/n
所以7总=71+72=1.81湖〃
精车4)16,保证工序尺寸及粗糙度1.6要求
刀具选择:
槽刀,几何的形状是《切削用量简明手册》附表2.2-表2.5,选取双锥修磨横刃,b3=1.5nvn,b=0.5mm,l=1mm
计算切削加工用量
(1)进给量的确定
按照加工要求决定进给量:
按照参考资料《切削用量简明手册》附表2.5,锻铁VOOHBS,乘以孔深修正的系数%=1,所以/=0.24-0.36""〃/r
根据钻头强度确定进给量:
按照参考资料《切削用量简明
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- 机械制造 技术 课程设计 细长 加工 工艺 钻孔 钻床 夹具 设计