机械工艺夹具毕业设计49X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计Word格式文档下载.docx

机械工艺夹具毕业设计49X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计Word格式文档下载.docx

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24

4．钻中心孔Φ17，Φ22

5．钻孔、攻丝M12，M6

6．铣槽15.9

由于零件的几个加工表面都有位置度要求，精度要求，因此，需使用转应夹具。

钻端面螺纹孔M12，M6采用的钻模，加工两对称键槽所需的铣床夹具。

况且为了提高生产率保证加工质量，降低劳动强度也需采用专用夹具。

三工艺规程设计

<

一>

确定毛坯的制造方法

零件材料为40CR，且是一根中空的阶梯轴，生产批量为中批，同时，由于该零件机械性能要求较高。

锻件和型材的组织结构致密。

机械性能好，但型材的纤维组织方向明显。

况且，该轴工作时所受循环载荷和冲击较大，不宜采用型材，但锻件可获得符合零件受力要求的纤维组织，同时，锻件比型材节约材料。

故采用锻件。

为进一步保证该轴精度要求采用模段。

二>

基面的选择

位基面的选择是工艺规程设计中最重要的环节。

基面选择正确合理，可以保证加工质量，提高生产效率。

粗基准的选择，对轴类零件来说一般以外圆定为粗基准。

因此，选该轴外圆作为粗基准。

精基准的选择，应考虑到基准重合问题。

若设计基准与工序基准不重合时必须进行尺寸计算。

三>

工艺路线的制定

制定工艺路线的出发点是应使用零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善保证。

在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用外能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还必须考虑经济效果，以便使生产尽量下阼。

3.工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：

方案一是车后磨且螺纹安排在精车后，便于保证精度要求，况且以加工好的表面为定位基准，这种方案符合典型轴类零件的机械加工工艺过程，能较好地保证各种技术要求，保证另工质量；

方案二是先加工轴表面然后发中心线为定位基准加工轴端面螺纹孔M6，M12，这样难以保证加工质量，易产生形位误差。

况且使加工复杂，生产效率低。

工艺路线方案一（工序1）

工艺路线方案二（工序2）

1）正火

1）预先热处理（正火）

2）划线

2）划线、车端面打中孔

3）钻中心孔

3）粗车各外圆

4）粗车

4）热处理（调质）

5）钻Φ17孔

5）半精车

6）热处理（调质）

6）钻中心孔

7）半精车

7）车M45X1.5螺纹

8）铣凹槽

8）钻Φ17孔

9）钻螺纹孔

9）钻螺纹孔M12，M6

10）钳工

10）热处理（淬火）

11）热处理（淬火）

11）钳工（去毛刺）

12）精车

12）铣凹槽

13）钳（去毛刺）

13）精车

14）粗磨

14）立铣对称键槽

15）立铣（对称键）

15）热处理

16）热处理（油煮定性）

16）粗磨

17）钳工

17）半精磨

18）研磨中心孔

19）半精磨

19）精磨

20）车M45Ｘ1.5

20）钳工（去毛刺）

21）精磨

21）检验入库

22）钳工（去毛刺）

故采用方案一。

其具体工艺过程如下：

1．热处理（正火）

2．划线

3．钻中心孔，车端面

4．粗车各外圆留余量2mm,车大外圆Φ102，车小端面

5．钻Φ17孔，车大端面，倒角600

6．热处理（调质）

7．半精车，退刀槽倒角2X45车锥度7：

24内锥孔Φ25孔

8．铣凹槽

9．钻螺丝纹孔M6、M12攻丝Φ5，Φ11

10．钳工

11．热处理（淬头）

12．精车名外圆车25.30+0.31孔

13．钳（去毛刺）

14．粗磨各外圆

15．立铣对称键

16．热处理（油煮定性）

17．钳

18．研磨中心孔Φ17

19．半精磨各处圆，磨内锥孔Φ44.45

20．车螺纹孔M45X1.5

21．精磨各外圆

22．钳（去毛刺）

23．检验入库

四定机械加工余量，工序尺寸，毛胚尺寸

该轴材料为40G硬度为HB200——250，生产类型为中批量生产，采用模锻毛胚由上述原始资料及加工工艺过程，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸，毛胚尺寸确定如下：

1．毛胚尺寸的确定采用查表法（查《机械制造工艺设计手册》）

名义直径表面加工方法加工余量（mm）说明

粗车4.3

半精车0.4

精车0.23

Φ88.882粗磨0.10

半精磨0.18

精磨0.06

粗车3.4

半粗车0.35

粗车0.20

Φ65粗磨0.10

半精磨0.08

半精车0.35

精车0.2

粗磨0.1

2．毛胚直径的确定

工件直径公差加工余量毛胚公差毛胚尺寸

Φ88.8820.152×

5.141Φ100

Φ650.0152×

4.22Φ75

Φ550.0192×

3.952Φ65

3．毛胚长度的确定

由表〈〈机械制造工艺手册〉〉子—50知

L1=（102/2）tg20°

=20.38取L1=20mm

L2=35+4+4=43取L2=43mm

L3=64+2-3=63取L3=63mm

L4=337-2+3=335取L4=335mm

L5=（68/2）tg20º

=12.3取L5=12mm

故毛胚长度L=L2+L3+L4=443mm

4.毛胚过度圆角的确定

〈1〉L2毛胚的最小余量

Z1min=2×

（4.3+6.4+0.23+0.76+0.06）=12.96mm

故其名义余量Z1名=Z1min+1=11.96mm

〈2〉L3段毛胚的最小余量

Z2min=2×

4.11=8.22mm

故其名义余量Z2名=Z2min+2=10.22mm

3>

L4段毛胚的最小余量

Z1min=2×

故其名义余量Z3名=Z3min+2=10.22mm

4．锻件毛胚圆角的确定

由r´

=r2+z名

r´

毛1≥11.2mmr´

毛2≥10.2mmr´

毛3≥10.2mm

5.加工余量的确定

加工余量可以根据加工条件采用查表法确定，查〈〈机械制造工艺手册〉〉

表1—27得如下：

计算项目计算内容及过程计算结果

工序3毛胚Φ102

Φ88.882粗车Φ90.6211.38

外圆半精车Φ89.820.8

精车Φ89.380.46

外圆粗磨Φ89.180.2

半精磨Φ89.020.16

精磨

0.136

毛胚Φ76

粗车Φ66.589.42

外圆半精车Φ65.860.74

精车Φ65.460.4

粗磨Φ65.260.2

半精磨Φ65.100.16

精磨

0.1

Φ42已粗车至Φ46.36

外圆粗车Φ42.980.7

半精车Φ42.380.6

精车Φ420.38

已粗车至Φ425.98

外圆粗车Φ41.280.7

半精车Φ40.780.5

精车Φ40.480.3

粗磨Φ40.280.16

粗磨Φ400.12

Φ40h11已粗车至Φ41.28

外圆半精车Φ40.40.88

精车Φ40h110.4

钻孔Φ17

内锥孔粗车Φ42.6525.65

Φ44.45半精车Φ43.250.6

锥度7：

24粗磨Φ43.850.6

半精磨Φ44.650.2

精磨

0.2

内孔钻孔Φ17

Φ25.3粗车Φ24.87.8

精车Φ25.30.5

五确定切削用量及基本工时

〈一〉计算工序3（车两端面，钻Φ17孔，车外圆表面）切削用及

工时

1．加工条件

工件材料：

40Crδb=0.735Gpa锻件

加工要求：

车两端面，钻Φ17孔，车外圆表面，车Φ102端面，Φ66端面，车Φ88.882。

要求精度为粗糙度为此6.3；

Φ65K5要求Ra=6.3mm；

Φ550.095mmRa=1.6mm;

Φ45的Ra=6.3；

Φ42和Φ40的粗糙度为Ra=1.6；

扩孔Φ22F9×

20

要求Ra=32

设备条件：

CA6140普通车床

刀具：

外圆车刀YT1516×

25MMγ0=15º

Kr=75º

λs=0

端面车刀YT1516×

25MMγ=90º

Kr=15º

γ0=0.5mmf0=120º

钻头由表3—43查得f=0.01～0.18mm/r

根据加工要求取f=0.01mm/rv=0.33～1mm/s

a=17mm

采用内排屑深孔钻切槽刀选W18Cr4V

2.计算切削用量

（采用计算法）

计算项目计算内容及过程计算结果

◆工序3

车端面a.确定加工余量

切削用量的加工总余量X=15mm.留余量2mm

确定单边余量等于7.5mm

二次走刀ap1=5mmap2=2.5mm

b.确定走刀量：

由查〈〈机械制造工艺设计手册〉〉表3—13知

f=0.7mm/r

由表3—18查知耐用度t=45min

V1=Cv/（tapf）kv

=292/（450.18×

50.15×

0.70.3）×

0.81×

0.8×

1.54

=128mmV1=128m/min

V2=292/（450.18×

2.50×

0.15×

0.7×

0.3）×

=142m/minV2=142m/min

d.确定机床主轴转速〉：

ns1=1000v1/∏dw=1000×

128/（3.14×

100）=364r/min

ns1=364r/min

ns2=1000×

v/∏dw=1000×

100）=443r/min

ns2=443r/min

由表4-3-1查知选取机床主轴转速nw=450r/min

nw=450r/min

机床实际切削速度

由v=nwdw/100v=450×

100×

3.14×

/（1000×

128）

=144r/min

v=144r/min

e.切削工时的确定

大端面tm=l1+l2+l3+l（nwf）

其中l=102/2=51mml1=2mm（切入长度）

l2=0（切入长度）l3=5mm

tm大=51+2+0+5）/（450×

0.7）×

2=0.37mintm大=0.37min

1）小端面tm小=l1+l2+l3+l（nwf）

其中l=66/2=33

tm小=（33+2+0+5）/（450×

2=0.25mintm小=0.25min

故所以总的切削工时：

T总=tm小+tm大=0.37+0.25=0.62min

T总=0.62min

f机床转速的校核：

不计算

由机床CA6140说明书中可知其纵向进给机构所能受的最大满足要求，因此，机床能进行正常工作。

计算项目计算过程及内容计算结果

车Φ88.882a确定切削深度a

外圆单边余量z=5.3mm一次走刀ap=5.3mm

b进给量f

由表3-1-3知取f=1.0mm/r

由表3-1-3知取f=1.02mm/r

c计算切削速度由表3-18查知

v=w/（tmapxyfw）kv

5.30×

1.02×

0.54=114m/min

v=114m/min

d确定机床主轴转速

由ns=103v/∏dw=1000×

114/∏88.882

=408r/minns=408r/min

由表4-3-1按机床选取nw=450y/min

实际切削速度：

V=nwdw∏/1000=450×

88.882×

3.14/1000

=125.6r/min

e切削工时的确定：

由于L=53mmL1=2mm（切入长度）L2=0mm

L3=10mm（试切长度）

Tm=（L1+L2+L3+L）/nwf

=（53+2+0+10）/（450×

1.02）=0.14min

由于考虑到该轴台阶面较多，如果各台阶面都被采用。

不同的转速和不同的进给量都将导致生产效率不高的现象，所以在不影响加工质量的情况下，粗车该轴时都采用机床主轴转速nw=450r/min,粗车进给量：

f=0.3mm/r（由表4-3-2查知）

钻中心孔a.确定进给量：

由查表知f=0.08mm/r

b.切削速度的确定：

由v=nwdw∏/1000=7.5×

8∏/1000=0.29m/sf=0.08mm/r

钻中心孔c.确定切削工时：

Φ17因为L=15mmL1=4mm（切入长度）L2=0

Tm=（L1+L2+L3）/mwf

=0.59min

1>

车Φ88.882a.确定切削深度；

ap=0.4mm（由表查）由于单外圆与Φ65外边余量Z=0.4mm一次走刀

圆间的台阶面b.确定切削速度：

由v=nwdw∏/103f

2>

半精度a.确定切削速度

Φ88.882由查表知ap=0.4mmf=0.3mm/r（查表3-14）

外圆由v=C/（tmapxyfw）kv（其中T=45mm）

b.确定机床主轴转速

由ns=1000v/∏dw=1000×

241/（∏×

90.62）

=847r/min

查表4-3-1按机床选取nw=900r/min

c.确定实际切削速度

由V实=nwdw∏/1000=900×

90.62∏/1000

=256.1m/min

d.确定切削工时：

Tm

已知L=35mmL3=10mm（切入长度）L1=2mm

L2=0（切入长度）

由Tm=（L+L1+L2+L3）/（nwf）

=0.17min

由于考虑到该零件台肩面较多，故采用相同的切削速度和进给量以提高生产效率。

在保证加工质量的前提下选取精

车和半精车加工时V=900r/minf=0.3r/min

3>

精车a.确定切削速度：

Φ88.882由于单边余量Z=0.23mm一次走刀ap=0.23mm

外圆b.切削速度的确定：

由V=nwdw∏/1000=900×

89.38×

∏/1000=252.6m/min

V=4.21m/s

c.确定切削加工时

由于已知L=35mmL1=2mm（切入长度）

L2=0（切出长度）L3=5（试切长度）

由Tm=（L1+L2+L3+L）/nwf=0.16min

车Φ65外圆a.确定切削深度：

1>

粗车单边余量Z=4.71mm一次走刀。

则ap=4.71mm

b.确定切削速度：

由V=nwdw∏/1000=7.5×

76×

3.14/1000=1.8m/s

V=1.8m/s

◆计算项目计算内容及说明计算结果

c.确定切削工时

已知L=64mmL1=2mmL2=0L3=5mm

由Tm=（L1+L1+L2+L3）/（nw×

f）=0.26min

◆工序4a.确定切削深度

车Φ45外圆由于单边余量Z=4.95mm一次走ap=4.95mm

粗车b.确定切削速度

Φ55外圆V=（nwdw∏）/1000=1.55m/s

c.确定切削工时

已知L=335mmL1=2mmL2=0L3=5mm

f）=0.75min

半精车a.确定切削深度

Φ55外圆由于单边余量Z=0.35mm一次走刀则ap=0.35mm

b.确定切削速度

V=（nwdw∏）/1000=2.6m/s

c.确定切削工时

已知L=86mmL1=2mmL2=0L3=5mm

f）=0.34min

精车

a.确定切削深度

Φ55外圆由于单边余量Z=0.2mm一次走刀则ap=0.2mm

V=（nwdw∏）/1000=2.59m/s

c.确定切削工时

已知L=86mmL1=2mmL2=0L3=5mm

由tm=（nwdw∏）/1000=0.34min

4>

切槽a.确定切削速度

3×

1.5V=（nwdw∏）/1000=1.97m/s

◆工序5

a.确定切削速度

车Φ42外圆由于单边余量Z=1.68mm一次走刀则

ap=1.68mm

粗车b.确定切削速度

Φ42外圆V=（nwdw∏）/1000=1.01m/s

已知L=100mmL1=2mmL2=0L3=5mm

Tm=（L1+L1+L2+L3）/（nw×

f）=0.23min

Φ42外圆由于单边余量Z=0.3mm一次走刀则ap=0.3mm

b.确定切削速度

V=（nwdw∏）/1000=2.02m/s

由Tm=（L1+L1+L2+L3）/（nwf）=0.4min

精车a.确定切削深度

Φ42外圆由于单边余量Z=0.19mm一次走刀则ap=0.19mm

V=（nwdw∏）/1000=1.97m/s

由Tm=（L1+L1+L2+L3）/（nwf）=0.4min

◆工序7

Φ40外圆由于单边余量Z=0.85mm一次走刀则ap=0.85mm

Φ40外圆V=（nwdw∏）/1000=1.02m/s

已知L=114mmL1=2mmL2=0L3=5mm

Φ40外圆由于单边余量Z=0.25mm一次走刀则ap=0.0.25mm

V=（nwdw∏）/1000=1.88m/s

由Tm=（L+L1+L2+L3）/（nw×

f）=0.45min

M45螺纹a.确定切削速度

孔的倒角V=（nwdw∏）/1000=2.21m/s

车螺纹查《机械制造工艺学设计手册》表3-55知

M45×

33×

1.5刀具耐用度t=60min螺距p=1.5

选取ap=0.15min

V=（Cvkv）/（tmapxvfyv）=0.53m/s

车螺纹a.确定机床主轴转速

ns=1000v/∏dw=1000×

0.53/3.14×

45=225r/min

ns=225r/min

b.确定实际切削速度

V=（nwdw∏）/1000=（4.16×

45×

3.14）/1000=0.59m/s

已知选取行程次数4次，精行程2次L=33mmL1=3mm

Tm=（L+L1）n/（nw×

f）=0.48min

◆工序8

车内孔由于单边余量Z=3.9mm一次走刀

Φ25.3ap=3.9mm

粗车孔

Φ25.3b.确定切削速度

V=（nwdw∏）/1000=0.6m/s

已知L=40mmL1=2mmL2=0L3=5mm

Tm=（L+L1+L2+L3）/（nw×

f）=0.1min

Tm=0.1min

精车a.确定切削深度

车内孔由于单边余量Z=0.25mm一次走刀

Φ25.3ap=0.25mmb.确定切削速度

V=（nwdw∏）/1000=1.19m/s

已知L=40mmL1=2mmL2=0L3=5mm（试切长度）

f）=0.17min

Tm=0.17min

◆工序9

a.确定切削深度

车内孔由于单边余量Z=2.5mm一次走刀

Φ22F9ap=2.5mm

内孔Φ22V=（nwdw∏）/1000=0.52m/s

已知L=20mmL1=2mmL2=0L3=5mm

f）=0.6min

◆工序10

a.确定切削速度

铣凹槽15.9由《机械工艺