課程設計--zjkjxy-0零件的機加工工藝規(guī)程及夾具設計

1、<p>　　機 械 制 造 工 藝 學</p><p><b>　　課 程 設 計</b></p><p>　　設計題目： ZJKJXY-0零件的機加工工藝規(guī)程及夾具設計 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導老師： </p><p>　　機 械 與 汽 車 工 程 學 院</p><p>

3、　　2011 年7月10日</p><p>　　機械加工工藝規(guī)程與機床夾具設計</p><p><b>　　設計任務</b></p><p>　　設計課題:螺紋連接軸的加工工藝規(guī)程設計</p><p><b>　　鉆2孔專用夾具設計</b></p><p>　　生產綱領：大批

4、量生產</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　零件毛坯圖 1張</p><p>　　機械加工工藝過程卡片 1套</p><p>　　機械加工主要工序的工序卡片 1套<

5、;/p><p>　　夾具裝配圖 1張</p><p>　　5）夾具零件http://space.3dsource.cn/wuwei/ 1套</p><p>　　設計說明書 1份</p><p><b>　　二、設

6、計說明書</b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　《機械制造工藝學》課程設計是學完了《機械制造工藝學》 、《機床夾具設計》 、《金屬切削機床與刀具》等主要專業(yè)課程，并進行了生產實習之后進行的一個實踐性環(huán)節(jié)，是應用所學基礎理論？專業(yè)知識與技能去分析和解決生產實際問題的一次綜合性訓練。</p><p>　　

7、我希望通過這次課程設計能鞏固、擴大和強化自己所學到的理論知識與技能，提高自己設計計算、制圖、編寫技術文件的能力，學會正確使用技術資料、標準、手冊等工具書，并在設計中培養(yǎng)自己理論連系實際、嚴肅認真的工作能力，為以后進行畢業(yè)設計和畢業(yè)后從事工作打下一個良好的基礎。</p><p>　　1 零件的工藝分析</p><p>　　以軸中心線為中心的外圓加工表面</p><p&g

8、t;　　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）、軸向圓跳度為0.02mm（A側）。 </p><p>　　以軸中心線為中心的孔加工</p><p>　　孔尺寸為，內圓表面粗糙度1.6，精擴孔得，與公共基準線A-B的同軸度0.

9、01mm。</p><p>　　以軸中心線和軸端面為精基準的孔加工</p><p>　　孔尺寸為，內圓表面粗糙度6.3，與公共基準線A-B的垂直度0.2.</p><p>　　以為基準車出尺寸為的外螺紋</p><p>　　其他未注表面粗糙度為6.3，粗加工即可滿足。</p><p>　　半精加工之前進行熱處理，使硬度

10、達到HRC30~35.</p><p>　　未標注倒角0.5X45°。</p><p>　　零件加工好后去毛刺。</p><p>　　2 機械加工工藝規(guī)程設計</p><p>　　2.1 毛坯的制造形式</p><p>　　根據(jù)零件的形狀、大小、結構特性，可選零件材料為40Cr的圓鋼。生產類型:大批大量生產

11、。</p><p>　　2.2 基準面的選擇</p><p>　　基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關鍵。</p><p>　　2.2.1 粗基準的選擇</p><p>　　對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若工件每個表

12、面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選擇加工余量最小的表面為粗基準。）</p><p>　　2.2.2 精基準的選擇</p><p>　　按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(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，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：</p><p&

13、gt;　　1.當中心孔直徑較小時，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。</p><p>　　2.采用錐堵或錐套心軸。</p><p>　　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。</p><p>　　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

14、。另外加工徑向孔時，軸端面和中心軸線為精基準。此工序加工時需要特制的夾具（本次課程設計的另一個重要任務——設計夾具）。</p><p>　　2.3 制訂工藝路線</p><p><b>　　工藝路線確定如下：</b></p><p>　　工序1 下料,得的原坯件。</p><p>　　工序2 車削端面I、中心孔，粗

15、車、外圓。</p><p>　　車削端面II、中心孔，粗車、外圓。</p><p><b>　　工序3 熱處理</b></p><p><b>　　工序4 修中心孔</b></p><p>　　工序5 車、外圓及軸肩，切槽和倒角。</p><p>　　車、外圓及軸肩，切

16、槽和倒角。</p><p>　　工序6 鉆軸向孔。</p><p>　　鉆徑向孔，與軸向空通。</p><p><b>　　工序7 擴孔。</b></p><p>　　工序8 精修中心孔。</p><p>　　工序9 車靠近端面I的螺紋，</p><p>　　車靠

17、近端面II的螺紋。</p><p>　　工序10 磨、外圓、軸肩，</p><p><b>　　磨、軸肩。</b></p><p><b>　　工序11 去毛刺。</b></p><p><b>　　工序12 終檢。</b></p><p>　　以上工

18、藝過程詳見械加工工藝過程卡片</p><p>　　2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　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、相接的軸肩側表面粗糙度0.8，需精磨實現(xiàn)，其他未標

19、注表面，只要粗車就可滿足加工要求。</p><p>　　2）.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機械制造工藝設計簡明手冊》（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。</p><p>　　3）.毛坯為實心。兩內孔精度要求自由尺寸精度要求，R為6.3、1

20、.6,鉆孔、擴孔即可滿足要求。</p><p>　　的孔，直接可通過鉆孔得到</p><p>　　的孔，先鉆，再粗擴，再精擴。</p><p>　　4）槽表面粗糙度3.2，半精車即可</p><p>　　5）外螺紋為自由尺寸精度要求。</p><p>　　確定機械加工余量，工序尺寸及公差。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查

21、《機械制造工藝技術手冊》，分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下：</p><p><b>　　表1 加工余量表</b></p><p>　　2.5 確定切削用量</p><p>　　2.5.1 車削端面</p><p>　?。╝）加工條件：工件材料：40Cr，熱軋。</p><p>

22、;　?。╞）加工要求：粗車、端面粗糙度3.2。</p><p>　?。╟）機床：CM6125精密臥式車床。</p><p>　　（d）刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為12X20mm。因零件是大批量生產，所以刀具選用可轉位車刀（GB5343.1-85），車端面時用裝SN型刀片的75°片頭端面車刀。</p><p>　?。╡）計算切削用量：</p&g

23、t;<p>　　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。確定進給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）表1.4,當?shù)稐U, a<=2mm時,以及工件直徑為時。</p><p>　　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

24、,切削速度的</p><p><b>　　計算公式為： </b></p><p>　　式中：, , ,m=0.2。修正系數(shù)K見《切削手冊》表1.28,即T=60min </p><p><b>　　所以</b></p><p>　　=72.9736(m/min)</p><p

25、><b>　　確定機床主軸轉速</b></p><p>　　n==1452.5(r/min)</p><p>　　按機床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與1452.5r/min相近的機床轉速</p><p>　　選取2000r/min。實際切削速度 V==100.48m/min </p><p><b&g

26、t;　?。╢）計算切削時間</b></p><p><b>　　，其中</b></p><p><b>　　，，，，i=2</b></p><p><b>　　，可取T=4s</b></p><p>　　2.5.2 粗車外圓 </p><p&g

27、t;　?。╝）機床：CM6125精密臥式車床</p><p>　?。╞）刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為12X20mm。因零件是大批量生產，所以刀具選用可轉位車刀（GB5343.1-85），車外圓時使用裝WN刀片的90°偏頭外圓車刀</p><p>　?。╟）切削深度:先車至以及。</p><p>　?。╠）進給量: f=0.3mm ，所能達到的精度&

28、lt;/p><p>　　見《切削手冊》表1.4 </p><p><b>　　V=(m/min)</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=90.487(m/min)</p><p>　　確定機床主軸轉速: </p><p>　

29、　n==1801.1(r/min)</p><p>　　按機床選取n=2000 r/min。所以實際切削速度</p><p>　　V===100.48 m/min</p><p>　　檢驗機床功率 切削時的功率可由表查出：</p><p>　　由表《切削手冊》1.24，且HRC30~35，，，時，。</p><p>

30、　　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</p><p>　　由《切削手冊》表1.30中CM6125機床說明書可知, CM6125主電動機功率為2.5KW,當主軸轉速為2000r/min時,主軸傳遞的最大功率為1.67kw,所以機床功率足夠,可以正常加工。 </p><p><b>　　（e）計算切削時間</b><

31、;/p><p>　　，其中查表計算得，，</p><p><b>　　，取T=45s</b></p><p><b>　　，取T=35s</b></p><p><b>　　，取T=10s</b></p><p>　　2.5.3 鉆擴、及孔。</p&g

32、t;<p>　　鉆床：Z3025搖臂鉆床</p><p>　　刀具：材料為高速鋼，鉆孔刀具型號為直柄麻花鉆（《簡明手冊》表3.1-5GB1436-85），，，；，，擴孔刀具型號為直柄擴孔鉆（《簡明手冊》GB4256-2004），，，。</p><p>　　1），a） 鉆孔，</p><p>　　根據(jù)有關資料介紹，利用高速鋼鉆頭進行擴鉆時，查《切削手冊

33、》</p><p>　　得 =0.03~0.04mm/r（表2.18）</p><p><b>　　= </b></p><p>　　=14.85mm/r</p><p>　　查表得：Z3025搖臂鉆床主軸轉速及級數(shù) 50-2350r/min×12 進給速度及級數(shù) 0.13-0.56mm/r ×4&

34、#183;0.005-0.022'/r×4，可以使用。</p><p><b>　　(b)計算切削時間</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　其中，，取</b></p><p><b>　　，</b>

35、</p><p><b>　　，取T=7s</b></p><p><b>　　，取T=4s</b></p><p><b>　　2）擴孔</b></p><p>　　（a）根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關系為&

36、lt;/p><p><b>　　，查《切削手冊》</b></p><p>　　得 =0.04~0.06mm/r（表2.7）</p><p>　　=16.294mm/r</p><p>　　查表得：Z3025搖臂鉆床主軸轉速及級數(shù) 50-2350r/min×12 進給速度及級數(shù) 0.13-0.56mm/r 

37、5;4·0.005-0.022'/r×4，可以使用</p><p><b>　　（b），</b></p><p><b>　　其中，，取</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，取T=5s</b&

38、gt;</p><p>　　2.5.4 半精車、的外圓、倒角及槽</p><p><b>　　1)車外圓及倒角</b></p><p>　?。╝）車床：CM6125</p><p>　?。╞）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，所以刀具選用可轉位車刀（GB5343.1-85），車外

39、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。</p><p>　　（c）加工量：2Z=0.8</p><p>　　(d)進給量：f=0.2mm/r，所能達到精度</p><p><b>　?。╩/min）</b></p><p>　　式中， ，修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,所以

40、</p><p>　　查《簡明手冊》表1.31可取 n=2000r/min</p><p><b>　　所以實際切削速度</b></p><p>　　（e），其中查表計算得，，</p><p><b>　　，取T=45s</b></p><p><b>　　，取T=

41、35s</b></p><p>　　2）車槽 采用切槽刀，r=0.2mm </p><p>　　根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表27-8</p><p>　　取 f=0.3mm/r n=2000r/min</p><p>　　計算切削時間：，其中</p><p><b>　　，，，<

42、/b></p><p><b>　　，可取T=3s</b></p><p>　　2.5.5 粗磨外圓及軸肩</p><p>　　磨床：M1331（查表4.2-29《簡明手冊》）</p><p>　　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%，采用的是樹脂結合劑，刀型為平行砂輪。<

43、;/p><p>　　砂輪轉速n=1110r/min，工件轉速（即主軸轉速）n=212r/min。</p><p>　　背吃刀量a=0.02mm，縱向進給量f=0.5mm/min（表5.5-8《機械加工工藝手冊》）</p><p>　　橫向進給量f=0.02mm/r。</p><p><b>　　計算磨削時間：</b><

44、/p><p>　　其中：，為單邊加工余量，為縱向進給量，為為橫向進給量，查表得k=1.3</p><p><b>　　，取T=60s</b></p><p>　　2.5.6精磨外圓及軸肩</p><p><b>　　磨床：M1331</b></p><p>　　磨具：采用非金剛石

45、磨具，粒度磨具，加工外圓表面粗糙度0.8，磨粒率50%，采用的是樹脂結合劑，刀型為平行砂輪。</p><p>　　砂輪轉速n=1110r/min，工件轉速（即主軸轉速）n=115r/min。</p><p>　　背吃刀量a=0.01mm，縱向進給量f=12.5mm/min（表5.5-9《機械加工工藝手冊》）</p><p>　　橫向進給量f=0.01mm/r。<

46、;/p><p><b>　　計算磨削時間：</b></p><p>　　其中：，為單邊加工余量，為縱向進給量，為為橫向進給量，查表得k=1.3</p><p><b>　　，取T=10s</b></p><p>　　2.5.7車外圓螺紋</p><p><b>　　車床

47、CM6125</b></p><p>　　刀具材料：高速鋼，螺紋刀型號LN1216-03，，，，基本尺寸150mm。</p><p>　　進給量：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9~12m/min，取V=10m/min，則</p><p>　　查《簡明

48、手冊》表1.31可取 n=320r/min</p><p><b>　　所以實際切削速度</b></p><p><b>　　，符合條件</b></p><p>　　計算切削時間：,其中, ,q=1</p><p><b>　　,取T=12s</b></p>&l

49、t;p><b>　　，取T=15s</b></p><p>　　2.6加工過程中使用到的量具</p><p>　　3指定工序的專用機床夾具設計</p><p>　　為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計ф2mm鉆孔的鉆床專用夾具。</p><p>　　本夾具將

50、用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。</p><p><b>　　3.1 問題的指出</b></p><p>　　本夾具主要用來鉆ф2mm孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。</p><p><b>　　3.2 夾具設計</b></p><p&g

51、t;　　3.2.1 定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知，ф2mm尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為軸端面和軸中心線，可使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，以10mm軸端面作為定位基準。</p><p>　　為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對ф2mm孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用手動夾緊。</p><p>　　3.2.2

52、 切削力的計算</p><p>　　刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為2mm。</p><p>　　則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4</p><p>　　式中： ，,,f=0.04，</p><p><b>　　轉矩</b></p><p><b>　　式中: ,,，</b>

53、;</p><p>　　在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)</p><p><b>　　K=KKKK</b></p><p>　　式中 K—基本安全系數(shù)，1.33;</p><p>　　K—加工性質系數(shù)，1.1;</p><p>　　K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;</p>&

54、lt;p>　　K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　3.3 定位誤差的分析</p><p>　　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，基準位置誤差不影響其尺寸標準，而其基

55、準不重合誤差可以通過調整螺栓進行調整消除誤差。</p><p>　　3.4 夾具設計及操作的簡要說明 </p><p>　　如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率。通過對鉆孔時切削力的計算結果及零件的尺寸大小，可采取手動施力加緊，本夾具結構比較緊湊。</p><p>　　鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖3及附圖4。</p><p>　　4

56、.方案綜合評價與結論</p><p>　　本夾具加工過程穩(wěn)定,經濟方面也大大減少了開支,生產效率也提高了很多，因此本方案適合大批量生產。</p><p>　　5. 本次課程設計體會與展望</p><p>　　本次課程設計是我們在結束所有專業(yè)課程以后的一次綜合性設計，它不僅測試了我們所學的知識是否扎實，而且還為我們接下來的畢業(yè)設計做好了鋪墊。</p>&

57、lt;p>　　通過這次課程設計，我所學的知識得到了鞏固，充分發(fā)揮了我們個人的潛力。在這次設計過程中，雖然遇到過很多的困難，但是我們經過小組討論以及老師的細心教導，使我們一次次地突破困難，最終圓滿的完成了設計。</p><p>　　對于接下來的畢業(yè)設計，因為有了這次積累的經驗，我相信我一定可以圓滿地完成。</p><p><b>　　參考資料</b></p&

58、gt;<p>　　1.《機床夾具設計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　2.《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社</p><p>　　3.《機械制造工藝學》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社</p><p>　　4. 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社社

59、</p><p>　　6. 《機床夾具設計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上海科技出版社</p><p>　　7. 《機床專用夾具設計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　8. 《機械原理課程設計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術