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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 鏈輪軸工藝規(guī)程編制及</p><p> 45o機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)</p><p><b> 1.1零件的用途</b></p><p> 1.2零件的工藝性分析</p><p> 制定工藝規(guī)程時(shí),首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術(shù)要求,找出其主要的
2、技術(shù)關(guān)鍵,以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员WC。</p><p> 從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,其主要加工的面有兩個(gè)φ20,兩個(gè)φ25,一個(gè)φ30,一個(gè)φ42,一個(gè)φ35的外圓柱面,和一個(gè)M37的外螺紋。</p><p> 圖中所給的尺寸精度高,大部分是IT7級(jí);粗糙度方面表現(xiàn)在左端φ20外圓柱表面,右端φ20外圓柱表面,右端φ25外圓柱表面為Ra0.8um。
3、左端φ20外圓柱大端端面,右端φ20外圓柱大端端面, 右端φ25外圓柱大端端面為Ra1.6um。鍵槽對(duì)φ20外圓軸線的對(duì)稱度為0.012mm;熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理,到200HBS,保持均勻。通過(guò)分析該零件,其布局合理,方便加工,我們通過(guò)徑向夾緊可保證其加工要求,整個(gè)圖面清晰,尺寸完整合理,能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小,符合要求。</p><p> 1.3確定零件的生產(chǎn)類型</p><p&g
4、t; 依舊設(shè)計(jì)題目可知:產(chǎn)品的年產(chǎn)量為5000件/年,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率α和廢品率β分別取3%和0.5%,零件的年產(chǎn)量為:</p><p> N=N0×1×(1+α)×(1+β)=5000×1×(1+3%)×(1+0.5%)=5175.75件</p><p><b> 2確定毛坯類型</b><
5、/p><p> 材料同樣可以通過(guò)鍛造,鑄造得到,但是考慮到加工的經(jīng)濟(jì)度,型材是最優(yōu)選擇。</p><p> 由于階梯軸在工作過(guò)程中要求受沖擊載荷,為增強(qiáng)其強(qiáng)度和沖擊韌度,獲得纖維組織,毛坯選擇型材,棒料φ45×2000mm,截?cái)喑搔?5×141mm.</p><p> 2.1工余量、工序尺寸和公差的確定</p><p>
6、 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》知磨削-精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量或查表得到</p><p> 1)外圓柱面φ20±0.010</p><p><b> 2)外圓柱面φ25</b></p><p><b> 3)
7、外圓柱面φ37</b></p><p><b> 4)外圓柱面φ35</b></p><p><b> 5)外圓柱面φ42</b></p><p><b> 6)外圓柱面φ30</b></p><p> 7)外圓柱面φ25±0.010</p&
8、gt;<p> 7)外圓柱面φ20±0.065</p><p><b> 8) 加工鍵槽</b></p><p> 2.2繪制零件的毛坯簡(jiǎn)圖</p><p> 2677304281</p><p><b> 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p&
9、gt; 由零件的生產(chǎn)類型的詳盡分析,根據(jù)表7.4[3],該生產(chǎn)類型為輕型機(jī)械,大批量生產(chǎn)。所以在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)盡量選擇專用夾具,專用刀具以節(jié)省加工時(shí)間和加工成本。在安排工序時(shí),應(yīng)將粗精加工分開(kāi),先完成表面粗加工,再完成表面的半精加工和精加工,而主要表面的精加工則放在最后進(jìn)行。</p><p><b> 擬定工藝路線</b></p><p><b> 1)
10、擬定加工方案</b></p><p> 方案一:采用普通機(jī)床,分散的加工方法加工階梯軸。</p><p> 方案二:采用數(shù)控機(jī)床,分散的加工方法加工階梯軸。</p><p> 2)方案比較,確定加工方案</p><p> 由于該生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),在加工時(shí)應(yīng)注重加工的效率和經(jīng)濟(jì)性,所以綜合分析后取最優(yōu)結(jié)果,選取方案一。<
11、;/p><p> 3、表面加工方法的確定</p><p> 根據(jù)零件圖上個(gè)加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,查表2.34[1]車床加工經(jīng)濟(jì)精度,確定階梯軸各表面加工方法,如表3.1所示:</p><p> 表3.1 階梯軸各表面加工方案</p><p><b> 4、加工階段劃分</b></p><
12、p> 1)表面加工質(zhì)量要求較高</p><p> 對(duì)于的表面,尺寸精度為IT7,表面粗糙度為Ra0.8;25的表面,尺寸精度為IT7,表面粗糙度為Ra0.8,對(duì)于的表面,尺寸精度為IT7,表面粗糙度為Ra0.8可將加工階段劃分成粗加工,半精加工,粗磨,半精磨等幾個(gè)階段。</p><p><b> 2)其余表面</b></p><p>
13、; 對(duì)于其他表面,其加工精度相對(duì)較低,在機(jī)械加工過(guò)程中很容易保證,所以可將加工階段劃分成粗加工,半精加工等幾個(gè)階段。</p><p> 5、初擬階梯軸機(jī)械加工工序安排,見(jiàn)表3.2。</p><p> 表3.2 階梯軸機(jī)械加工工序初擬安排</p><p><b> 5熱處理工序</b></p><p> 因?yàn)殡A梯
14、軸的原材料為型材,它的加工性能很好,所以加工后進(jìn)行的熱處理只要保證階梯軸的工作性能即可。</p><p> 粗加工后,L12,L23,L34,L56,L67,L78,L89 應(yīng)安排調(diào)制處理,使其獲得均勻細(xì)致的回火索氏組織,提高綜合力學(xué)性能。同時(shí),索氏體組織經(jīng)加工后,表面粗糙度值較小。</p><p><b> 6確定工藝路線</b></p><
15、;p> 在粗加工后,安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序;精加工后,安排去毛刺、清洗和終檢工序。</p><p> 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上,擬定階梯軸的機(jī)械加工工藝路線,見(jiàn)表3.3</p><p> 表3.3 階梯軸的機(jī)械加工工藝路線 </p><p><b> 7切削用量的計(jì)算。</b></p><p&g
16、t; 1)工序05——粗銑階梯軸兩端面</p><p> ?。?)該工序以外圓面定位,先銑右端面,然后以外圓和右端面定位,再銑左端面,則他們所選用的切削速度Vc和進(jìn)給速度f(wàn)相差不大,可以選用相同參數(shù)。</p><p><b> 背吃刀量</b></p><p> 背吃刀量ap1取為z1,z1等于左端面的毛坯總余量等于毛坯總長(zhǎng)度減去階梯軸的
17、總長(zhǎng)度差值的一半。ap1=3mm。</p><p><b> 進(jìn)給量</b></p><p> X51型立式銑床功率為4.5kw,查表5.8[1]高速鋼套式面銑刀粗進(jìn)給量,按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中心等條件選取,該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.08mm/z。</p><p> 本工序采用高速鋼鑲齒銑刀,dw=80mm、z=10,查表5.
18、8[1]高速鋼套式面銑刀銑削速度,確定銑削速度Vc=44.9m/min。</p><p> 由于工序采用X51型立式銑床,查表3.6[1],取轉(zhuǎn)速nw=160r/min,故實(shí)際銑削速度</p><p> 當(dāng)nw=160r/min時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為</p><p> 工序15——粗車外圓L12,L23,L34,L56,L67,L78,L89</
19、p><p> 查表5.2[1],硬質(zhì)合金刀常用切削速度</p><p> 背吃刀量:最小雙邊余量為3mm,取ap=1.5mm;</p><p> 進(jìn) 給 量:f=0.35~0.65mm/r,取f=0.4mm/r;</p><p> 切削速度:vc=60~80,取vc=70m/min;</p><p> 實(shí)際主軸轉(zhuǎn)
20、速:d=45mm, </p><p> 取中間值,查表3.2[1]臥式車床主軸的轉(zhuǎn)速,ns=477r/min;</p><p> 工序20——車M37螺紋 車刀直徑D= 25×30 ,切削速Vc=52m/min , 進(jìn)給量f=0.2 mm </p><p> 背吃刀量ap=0.4mm ,主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/πD=1000
21、15;52/π24=690r/min 查表:按機(jī)床選取n=630r/min 實(shí)際切削速度V=πDn/(1000X60)=0.79m/s </p><p> 4)工序35——L89上銑鍵槽</p><p> 由圖得鍵槽深3.5mm,查表4.22[1]半圓鍵銑刀(GB/T 1112.1—1997),鍵槽銑刀參數(shù):</p><p> D=6mm,L=45
22、mm,l=10mm,d=6mm</p><p> 5)工序40——半精車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89</p><p> 背吃刀量:ap=0.3~2mm,取ap=0.3mm; </p><p> 進(jìn) 給 量:f=0.1~0.3mm/r,取f=0.2mm/r;</p><p> 切削速度:vc=75~
23、90,取vc=85m/min;</p><p> 實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速:dw12=d89=20mm,</p><p> dw23= dw78=25mm,;</p><p> dw34=37mm,;</p><p> dw45=35mm,;</p><p> dw56=42mm, </p><p&g
24、t; dw67=30mm, </p><p> 取中間值,查表3.2[1]臥式車床主軸的轉(zhuǎn)速,ns=900r/min;</p><p> 5)工序45——磨削L12,,L78,L89,磨削進(jìn)給量ap=0.02mm; </p><p><b> 9、時(shí)間定額的計(jì)算</b></p><p><b> 1)
25、 基本時(shí)間計(jì)算</b></p><p><b> ?。?)粗銑端面</b></p><p> 查表5.41[1]銑削基本時(shí)間計(jì)算 </p><p><b> ??; </b></p><p> 查表5.37[1]車外圓基本時(shí)間計(jì)算 </p><p> ?。?
26、)粗車外圓L12,L23,L34,L56,L67,L78,L89</p><p><b> ;</b></p><p><b> ?。?)車螺紋</b></p><p> ?。?)半精車外圓L12,L23,L34,L56,L67,L78,L89</p><p><b> ?。?)銑鍵槽&
27、lt;/b></p><p><b> ?。?)磨削時(shí)間 </b></p><p><b> 2)輔助時(shí)間的計(jì)算</b></p><p> 輔助時(shí)間與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系 ,取,則各工序的輔助時(shí)間為:</p><p><b> 粗銑端面:;</b></p&g
28、t;<p> 粗車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89</p><p><b> ;</b></p><p> 半精車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89</p><p><b> 銑鍵槽:;</b></p><p>
29、<b> 磨削時(shí)間:;</b></p><p> 3)其他時(shí)間的計(jì)算:</p><p> 除了作業(yè)的時(shí)間以外,每道工序的單間時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于階梯軸的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間甚微,可以忽略不計(jì),布置工作的時(shí)間tb為作業(yè)時(shí)間的2%~7%,休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%~4%,均取
30、為3%,則各工序的其他時(shí)間(tb+tx)可按關(guān)系式(3%+3%)×(tf+tj)計(jì)算,它們分別是:</p><p><b> 粗銑端面:</b></p><p> 粗車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p&
31、gt; 半精車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:</p><p><b> ;</b></p><p><b> 銑鍵槽:; </b></p><p><b> 磨削時(shí)間:;</b></p><p> 5)各單件時(shí)間的計(jì)算</p
32、><p><b> 粗銑端面:</b></p><p> 粗車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:</p><p><b> ;</b></p><p> 半精車外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89:</p><p
33、><b> ;</b></p><p><b> 銑鍵槽:;</b></p><p><b> 磨削時(shí)間:;</b></p><p><b> 刀具部分</b></p><p> 1.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) </p><p&
34、gt; 考慮到加工在CA6140普通機(jī)床上進(jìn)行屬于連續(xù)切削,采用杠桿式刀片夾固結(jié)構(gòu)。</p><p> 1.2選擇刀片材料(硬質(zhì)合金牌號(hào))</p><p> 由原始條件給定:被加工工件材料為HT200,連續(xù)切削,完成粗車,半精車兩道工序,按照硬質(zhì)合金的選用原則,選取刀片材料(硬質(zhì)合金牌號(hào))為YT15.</p><p> 1.3選擇車刀合理車刀</p&g
35、t;<p> 根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則,并考慮刀為可轉(zhuǎn)位車刀;幾何角度的形成特點(diǎn),選取如下四個(gè)主要角度</p><p> ?。?) 前角=14° (2) 后角=-6° (3)主偏角=45°</p><p> ?。?) 刃傾角=-6° 后角的實(shí)際數(shù)值以及副后角在計(jì)算刀槽角度時(shí)經(jīng)校驗(yàn)后確定。</p><
36、p><b> 1.4選擇切削用量</b></p><p> 根據(jù)切削用量的選擇原則,查表確定切削用量為</p><p> 粗車時(shí):切削深度,進(jìn)給量,</p><p><b> 切削速度</b></p><p><b> 半精車時(shí):</b></p>
37、<p> 1.5選擇刀片型號(hào)和尺寸</p><p> ?。?)選擇刀片有無(wú)中心固定孔</p><p> 由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為杠桿式,因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片</p><p><b> (2)選擇刀片形狀</b></p><p> 按選定的主偏角=45°,選用C型刀片</p>
38、<p> (3)選擇刀片精度等級(jí)</p><p><b> 選用U級(jí)。</b></p><p> (4)選擇刀片內(nèi)切圓直徑d(或刀片邊長(zhǎng)L)</p><p> 根據(jù)已選定的,、,可求出刀刃的實(shí)際參加工作Lse為</p><p> ?。?)選擇刀片厚度S</p><p> 根
39、據(jù),,利用諾模圖,得4.8</p><p> (6)選擇刀尖圓弧半徑:根據(jù),,利用諾模圖,的連續(xù)切削=0.8</p><p> (7)選擇刀片斷屑槽型式和尺寸</p><p> 根據(jù)條件,選擇V型。當(dāng)?shù)镀吞?hào)和尺寸確定后,斷屑槽尺寸便可確定。</p><p> 確定刀片型號(hào)CNUM160608-V1,尺寸為L(zhǎng)=16.1mm,d=15.
40、875mm</p><p> S=6.35,d1=6.35mm,m=3.97mm, =0.8</p><p> 刀片參數(shù):P32前角1-7,P34 1-8后角P35標(biāo)1-9 P36粗車刀尖角bε=80° 刃傾角λsn=0°,法后角=0°,法前角=20°,斷屑槽寬度Wn=4mm</p><p> 1.6確定刀墊型號(hào)和尺寸
41、</p><p> 硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸的選擇,取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片型號(hào)和尺寸: 適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要,并于刀片型號(hào)CNUM160608-V2相對(duì)應(yīng)的硬質(zhì)合金 刀墊得型號(hào)為:C16B,其具體尺寸為: L=14.77 mm,S=3.18 mm,d1=6.1, εr=1.2mm,D=8.5,C=2.0</p><p> 1.7計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和
42、刀槽幾何角度之間的關(guān)系 刀槽角度計(jì)算步驟: </p><p><b> ?。?) 刀桿主偏角</b></p><p> Krg=Kr=45°</p><p><b> (2) 槽刃傾角</b></p><p> ?。?) 刀槽前角刀槽底面可看作前刀面,將γo=14°、γnb=
43、20°、λs=-6°代入</p><p><b> 則=-6.164°</b></p><p><b> 取=-6°</b></p><p> 2)驗(yàn)算車刀后角αo。</p><p> 車刀后角αo的驗(yàn)算公式:;</p><p>
44、;<b> 當(dāng)時(shí),則上式可變?yōu)?lt;/b></p><p><b> ;</b></p><p> 將=-6°,λs=-6°代入上式得</p><p> 則,與所選角度很近似,可以滿足切削要求。而刀桿后角,故。</p><p><b> 3)刀槽主偏角</b
45、></p><p><b> 因?yàn)椋?,所以?lt;/b></p><p> 車刀尖叫εr的計(jì)算公式為 </p><p> 當(dāng)時(shí),將,代入上式,得</p><p><b> , 則</b></p><p><b> 故,取</b></p&
46、gt;<p> ?。?)驗(yàn)算車刀副后角</p><p> 車刀副后角的驗(yàn)算公式 </p><p><b> 將,代入上式,得:</b></p><p><b> 將,,代入</b></p><p><b> 得: ,所以</b></p>&
47、lt;p><b> , 所以</b></p><p><b> 再將,代入③,得:</b></p><p><b> ,</b></p><p> 所以,可以滿足切削要求。</p><p> 刀槽副后角,故,取。</p><p> 綜合
48、上述計(jì)算結(jié)果,可以歸納出:</p><p><b> 車刀的幾何角度:</b></p><p><b> 刀槽的幾何角度:</b></p><p> 1.8選擇刀桿材料和尺寸 </p><p> ?。?)選擇刀桿材料 選用45號(hào)鋼為刀桿材料,熱處理硬度為HRC38-45,發(fā)黑。 </p&
49、gt;<p><b> (2)選擇刀桿尺寸</b></p><p><b> 1選擇刀桿截面尺寸</b></p><p> 因?yàn)榧庸な褂肅A6140普通車床,其中心高為200cm,并考慮到為提高刀桿,選取刀桿截面尺寸BxH=25x25mm </p><p> 由于切削深度ap=3,進(jìn)給量f=0.4mm
50、/r,可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。 </p><p> 2.選擇刀桿長(zhǎng)度尺寸 選取刀桿長(zhǎng)度為150mm</p><p> 1.9選擇偏心角及其相關(guān)尺寸 </p><p> ?。?)選擇偏心銷材料 偏心銷材料選用40Cr,熱處理硬度為HRC40-45,發(fā)黑。 </p><p> ?。?)選擇偏心銷直徑dc和偏心量</p><p
51、> 偏心銷直徑為,前面已經(jīng)選定,取括號(hào)內(nèi)最大數(shù)值,則。</p><p> 偏心量e可用求出,為計(jì)算方便,取,則,取。</p><p> 為使刀片夾固可靠,選用自鎖性較好的螺釘偏心銷,并取螺釘偏心銷直徑d2為M6。</p><p> ?。?)計(jì)算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔在刀槽前刀面上的位置</p><p> 根據(jù)前邊已選的各尺寸,</p
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