變速器齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和插齒夾具設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和說明書】
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機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì) 說明書 設(shè)計(jì)題目:變速器齒輪軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 和夾具設(shè)計(jì) 姓 名: 學(xué) 號(hào): 班 級(jí): 指導(dǎo)教師: 河南機(jī)電高等??茖W(xué)校 2015年12月1日 摘 要 變速器齒輪軸零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位,誤差 III 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的形狀 2 2.2零件的工藝分析 2 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 3.1 確定毛坯的制造形式 3 3.2 基面的選擇 3 3.3 制定工藝路線 3 3.3.1 工藝路線方案一 3 3.3.2 工藝路線方案二 4 3.3.3 工藝方案的比較與分析 5 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 6 3.4.1 機(jī)床選用 6 3.4.2 選擇刀具 6 3.4.3 選擇量具 6 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 3.6確定切削用量及基本工時(shí) 7 第4章 插齒夾具設(shè)計(jì) 16 4.1研究原始質(zhì)料 16 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 16 4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 16 4.4 誤差分析與計(jì)算 18 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 18 總 結(jié) 20 致 謝 21 參 考 文 獻(xiàn) 22 機(jī)械加工工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì)說明書 第1章 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品,并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備,社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講,機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 變速器齒輪軸零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下,進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設(shè)計(jì)出專用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 23 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是變速器齒輪軸零件,主要作用是起連接傳遞運(yùn)動(dòng)的作用。 零件的實(shí)際形狀如上圖所示,?從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸,公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知,其材料為20CrMiTi,具有較高強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 變速器齒輪軸零件主要加工表面為:1.車外圓及端面,表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面,表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面,及表面粗糙度值3.2。法蘭面粗糙度值6.3。 變速器齒輪軸共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下: (1).左端的加工表面: ? ? 這一組加工表面包括:左端面,左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角。其要求并不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求,因此一道工序就可以達(dá)到要求,并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。 (2).右端面的加工表面: 這一組加工表面包括:車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本變速器齒輪軸來自假設(shè)年產(chǎn)量為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)5000臺(tái)/年,該零件備品率為4%,廢品率為 0.5%。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+α)(1+β)=5226件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為20CrMiTi,年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用型材圓鋼,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇,對(duì)像變速器齒輪軸這樣的零件來說,選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來說,如果外圓的端面做基準(zhǔn),則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱,按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn),若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不在重復(fù)。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 鍛造 鍛造 20 時(shí)效 時(shí)效 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 70 車 車2X2退刀槽 80 車 車左端2處退刀槽 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 110 插齒 插齒加工 120 銑花鍵 銑花鍵 130 鉆孔 鉆2-2.5孔 140 鉗 去毛刺,清洗 150 終檢 終檢入庫 10 鍛造 鍛造 20 時(shí)效 時(shí)效 3.3.2 工藝路線方案二 10 鍛造 鍛造 20 時(shí)效 時(shí)效 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 70 車 車2X2退刀槽 80 車 車左端2處退刀槽 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 110 鉆孔 鉆2-2.5孔 120 插齒 插齒加工 130 銑花鍵 銑花鍵 140 鉗 去毛刺,清洗 150 終檢 終檢入庫 10 鍛造 鍛造 20 時(shí)效 時(shí)效 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一的定位和裝夾等都比較方便,但是要更換多臺(tái)設(shè)備,加工過程比較繁瑣,而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二增加了裝夾次數(shù),增加了機(jī)床的來回調(diào)換,因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?,鏜、鉆孔等等,需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度,要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案,取優(yōu)棄劣,具體工藝過程如下: 10 鍛造 鍛造 20 時(shí)效 時(shí)效 30 粗車 粗車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 40 粗車 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 50 精車 精車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 60 精車 精車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 70 車 車2X2退刀槽 80 車 車左端2處退刀槽 90 粗車 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 100 精車 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 110 鉆孔 鉆2-2.5孔 120 插齒 插齒加工 130 銑花鍵 銑花鍵 140 鉗 去毛刺,清洗 150 終檢 終檢入庫 10 鍛造 鍛造 20 時(shí)效 時(shí)效 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機(jī)床選用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊(cè)》表4.2-7。 ②.工序Ⅸ是鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀,它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用:磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(主編 徐圣群) 表12-47,選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “變速器齒輪軸” 零件材料為20CrMiTi,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(以后簡稱《工藝手冊(cè)》),表2.2-17 各種鐵的性能比較,20CrMiTi的硬度HB為143~269,表2.2-23鐵的物理性能,密度ρ=7.2~7.3(),計(jì)算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 (零件重>2000kg) 中型 (零件重100~2000kg) 輕型 (零件重<100kg) 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,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。 3.6確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量,再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》(第三版,艾興、肖詩綱編,1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版)確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào),與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊(cè)》的表區(qū)別。 3.6.1 工序30 粗車61.226外圓、44外圓以及端面,倒角為。 3.6.1.1確定粗車切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.1,由于CA6140機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 == (3-1) ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)》可知:表1.4 刀桿尺寸為,,工件直徑~400之間時(shí), 進(jìn)給量=0.5~1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.2—9)在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知: =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174~207時(shí),,,=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.29—2),故實(shí)際進(jìn)給力為: =950=1111.5 (3-2) 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200~219的鑄件,,,切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: ==63 (3-3) ===120 (3-4) 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為: == (3-5) ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.25,=~,,,切削速度時(shí), = 切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實(shí)際切削時(shí)間的功率為: =1.7=1.2 (3-6) 根據(jù)表1.30,當(dāng)=時(shí),機(jī)床主軸允許功率為=,,故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為: =3.75,=,==,= ⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動(dòng)進(jìn)給。 ⑦. 計(jì)算基本工時(shí) (3-7) 由《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.26,車削時(shí)的入切量及超切量+=,則 == (3-8) 3.6.2 工序30 粗車左端40外圓、30外圓、26外圓、15外圓以及端面,倒角為 已知條件與工序相同,車端面及倒角,可采用工序Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 采用工序Ⅰ確定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下: a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56 3.6.3 工序40 粗車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為。 3.6.3.1確定精車的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.1,由于C6140機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。 ①.確定切削深度 由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)》可知:表1.4 刀桿尺寸為,,工件直徑~400之間時(shí), 進(jìn)給量=0.5~1.0 按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.2—9)在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知: =0.7 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。 根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174~207時(shí),,,=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。 切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.29—2),故實(shí)際進(jìn)給力為: =950=1111.5 由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。 ④.確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200~219的鑄件,,,切削速度=。 切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: ==63 (3-12) ===120 (3-13) 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時(shí)實(shí)際切削速度為: == (3-14) ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時(shí)的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計(jì)算。 由《切削用量簡明使用手冊(cè)》表1.25,=~,,,切削速度時(shí), = 切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實(shí)際切削時(shí)間的功率為: =1.7=1.2 根據(jù)表1.30,當(dāng)=時(shí),機(jī)床主軸允許功率為=,,故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為: =1.25,=,==,= 3.6.4 工序70 精車26.4內(nèi)孔、24內(nèi)孔以及端面,倒角為本工序仍精車。已知條件與工序相同,車端面,可采用工序Ⅳ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。 工序110 鉆2-2.5孔 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 類型 直徑范圍(mm) 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0~20.0 在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0~31.5 在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0~100.0 在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0~50.0 在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔 選用X308025搖臂鉆床,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,查《機(jī)》表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得,耐用度為20CrMiTi,表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長,麻花鉆,則螺旋角=30,鋒交2=118,后角a=10,橫刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。 表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度(摘自GB6137-85) mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80~13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值(根據(jù)GB6137-85) (o) d (mm) β 2ф αf ψ 8.6~18.00 30 118 12 40~60 表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 (1)后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0(mm) ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5~0.8 (2)單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0(mm) 11~20 鉆頭(鉆孔及擴(kuò)孔) 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.25~0.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵(190HBS)上鉆孔的切削速度軸向力,扭矩及功率得,V=12,參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17) 則 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150 則實(shí)際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時(shí)間 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-43,鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式: T= (3-19) 其中 l= l=5 l=2~3 則: t= =9.13 3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床,刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆,《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20~0.35。 則取 確定切削速度,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 (3-20) 查得參數(shù)為,刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64 確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) = 工序130銑花鍵 機(jī)床的選擇:X52K型銑床 (1)選擇刀具:查,根據(jù)表2.1-72,因?yàn)殂娤鲗挾?,可查得立銑? 2)查,根據(jù)表2.1-20,選擇7:24錐柄立銑刀,標(biāo)準(zhǔn)系列L=198mm,標(biāo)準(zhǔn)系列l(wèi)=63mm,粗齒數(shù)為4。 (2)選擇切削用量 1)決定銑削深度 銑削深度由工序決定,因?yàn)槊看蔚你娤魃疃炔淮?,故均可以一次性走完,則粗銑削時(shí)為3.4mm。 2)決定每齒進(jìn)給量 查,根據(jù)表2.1-72,當(dāng)銑削寬度=12mm時(shí),銑刀的每齒進(jìn)給量,取,所以。 3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查,根據(jù)表2.1-75,可選擇高速鋼立銑刀,,粗銑,后刀面的最大磨損限度為0.3~0.5mm,查,根據(jù)表2.1-76,可選用的高速鋼立銑刀,其耐用度T=90min。 4)決定切削速度 查,根據(jù)表2.1-77可查得:=1.18,=1.0,=0.9,=1.2,=1.0,=1.25(銑削余量較小時(shí),) 銑削速度計(jì)算公式: 查,根據(jù)表2.1-77可查得: 所以 m/min r/min 查,根據(jù)表3.30,XA6132型萬能銑床的使用說明書,選擇: 這時(shí)實(shí)際切削速度為 m/min 3.6.1精銑 (1)選擇的機(jī)床、刀具的型號(hào)、尺寸均和粗銑相同 (2)選擇切削用量 1)決定銑削深度 根據(jù),可查得精銑=0.6mm。 2)決定每齒進(jìn)給量 查,根據(jù)表2.1-72,當(dāng)銑削寬度時(shí),銑刀每齒進(jìn)給量,取,所以 mm/r 3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 查,根據(jù)表2.1-75,可選擇高速鋼銑刀,立銑刀,,精銑,后刀面的最大磨損限度為0.2~0.25mm,查,根據(jù)表2.1-76,可查得選用的高速鋼立銑刀,其耐用度T=90min。 4)決定切削速度 查,根據(jù)表2.1-77可查得:,,,,,(銑削余量較小時(shí),) 銑削速度計(jì)算公式: 查,根據(jù)表2.1-77,可查得: 所以 m/min r/min 查,根據(jù)表3.30,銑床的使用說明書,選擇: 這時(shí)實(shí)際切削速度為 m/min 第4章 插齒夾具設(shè)計(jì) 4.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來插齒,要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時(shí),為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定V型塊和滑動(dòng)V型塊定位,這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個(gè),一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由度,一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制限制一個(gè)自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計(jì)的定位方案,總共限制了工件的全部6個(gè)自由度,屬于完全定位。 在該定位方案中,一個(gè)支撐面頂住,限制了z軸的移動(dòng),z軸的旋轉(zhuǎn),y軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定V型塊限制了y軸的移動(dòng),x軸的移動(dòng),一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn),這樣6個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具:插刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 由參考文獻(xiàn)[5]5表1~2~9 可得銑削切削力的計(jì)算公式: 有: 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值,即: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算: 式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)[5]1~2~1可知其公式參數(shù): 由此可得: 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料鋁合金鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限: 極限應(yīng)力幅: 許用應(yīng)力幅: 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=4.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠, 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩銷定位,為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示: 由參考文獻(xiàn)[5]可得: ⑴ 兩V型塊定位誤差 : 其中: , , , ⑵ 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查[5]表1~2~15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過 ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取 誤差總和: 從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換V型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。 此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換V型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的,通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了很多,也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)20一步。 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí),數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時(shí)給我指明了方向,最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)成績的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下他的休息時(shí)間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成,他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1980。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]。機(jī)械工業(yè)出版社,1995。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]。機(jī)械工業(yè)出版社,1991。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]。北京出版社,1996。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)[M]。上海科學(xué)技術(shù)出版社,2544。 [6] 黃如林,劉新佳,汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)[M]?;瘜W(xué)工業(yè)出版社,2544。 [7] 余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M],重慶:重慶大學(xué)出版社,1995。 [8] [周永強(qiáng),高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M],北京:中國建材工業(yè)出版社,2542。 [9]?劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊(cè)[M],哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987。 [10] 王光斗,王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2542。 [11] 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社,1984。 [12] 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M],銀州:寧夏人民出版社,1991。 [13] 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測(cè)量[M],中國計(jì)量出版社,2540:9-19。 [14] [王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M],上海科學(xué)技術(shù)出版社,2540。 [15] 樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2520CrMiTi:4-17壓縮包目錄 | 預(yù)覽區(qū) |
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