課程設(shè)計--zjkjxy-0零件的機(jī)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

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

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　機(jī) 械 與 汽 車 工 程 學(xué) 院</p><p>

3、　　2011 年7月10日</p><p>　　機(jī)械加工工藝規(guī)程與機(jī)床夾具設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計課題:螺紋連接軸的加工工藝規(guī)程設(shè)計</p><p><b>　　鉆2孔專用夾具設(shè)計</b></p><p>　　生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批

4、量生產(chǎn)</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　零件毛坯圖 1張</p><p>　　機(jī)械加工工藝過程卡片 1套</p><p>　　機(jī)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(shè)計說明書 1份</p><p><b>　　二、設(shè)

6、計說明書</b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計是學(xué)完了《機(jī)械制造工藝學(xué)》 、《機(jī)床夾具設(shè)計》 、《金屬切削機(jī)床與刀具》等主要專業(yè)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的一個實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論？專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的一次綜合性訓(xùn)練。</p><p>　　

7、我希望通過這次課程設(shè)計能鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化自己所學(xué)到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊等工具書，并在設(shè)計中培養(yǎng)自己理論連系實(shí)際、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作能力，為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后從事工作打下一個良好的基礎(chǔ)。</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(cè)）、軸向圓跳度為0.02mm（A側(cè)）。 </p><p>　　以軸中心線為中心的孔加工</p><p>　　孔尺寸為，內(nèi)圓表面粗糙度1.6，精擴(kuò)孔得，與公共基準(zhǔn)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(zhǔn)的孔加工</p><p>　　孔尺寸為，內(nèi)圓表面粗糙度6.3，與公共基準(zhǔn)線A-B的垂直度0.2.</p><p>　　以為基準(zhǔn)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(jìn)行熱處理，使硬度

10、達(dá)到HRC30~35.</p><p>　　未標(biāo)注倒角0.5X45°。</p><p>　　零件加工好后去毛刺。</p><p>　　2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)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(jié)構(gòu)特性，可選零件材料為40Cr的圓鋼。生產(chǎn)類型:大批大量生產(chǎn)

11、。</p><p>　　2.2 基準(zhǔn)面的選擇</p><p>　　基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。也是保證加工精度的關(guān)鍵。</p><p>　　2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)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(zhǔn)。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(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。）</p><p>　　2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)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(zhǔn)，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(dāng)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(zhǔn)。此工序加工時需要特制的夾具（本次課程設(shè)計的另一個重要任務(wù)——設(shè)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(kuò)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(jī)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(jī)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(cè)表面粗糙度0.8，需精磨實(shí)現(xiàn)，其他未標(biāo)

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(jī)械制造工藝設(shè)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(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R為6.3、1

20、.6,鉆孔、擴(kuò)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?jǐn)U，再精擴(kuò)。</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(jī)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(jī)械制造工藝技術(shù)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>　　（a）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(jī)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(chǎn)，所以刀具選用可轉(zhuǎn)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(jìn)給量f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版）表1.4,當(dāng)?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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　n==1452.5(r/min)</p><p>　　按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與1452.5r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速</p><p>　　選取2000r/min。實(shí)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(jī)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(chǎn)，所以刀具選用可轉(zhuǎn)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>　　（c）切削深度:先車至以及。</p><p>　?。╠）進(jìn)給量: f=0.3mm ，所能達(dá)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: </p><p>　

29、　n==1801.1(r/min)</p><p>　　按機(jī)床選取n=2000 r/min。所以實(shí)際切削速度</p><p>　　V===100.48 m/min</p><p>　　檢驗機(jī)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(shí)際切削時的功率為P=1.504kw</p><p>　　由《切削手冊》表1.30中CM6125機(jī)床說明書可知, CM6125主電動機(jī)功率為2.5KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min時,主軸傳遞的最大功率為1.67kw,所以機(jī)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(kuò)、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(kuò)孔刀具型號為直柄擴(kuò)孔鉆（《簡明手冊》GB4256-2004），，，。</p><p>　　1），a） 鉆孔，</p><p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用高速鋼鉆頭進(jìn)行擴(kuò)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(zhuǎn)速及級數(shù) 50-2350r/min×12 進(jìn)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(kuò)孔</b></p><p>　?。╝）根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)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(zhuǎn)速及級數(shù) 50-2350r/min×12 進(jìn)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></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(chǎn)，所以刀具選用可轉(zhuǎn)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(jìn)給量：f=0.2mm/r，所能達(dá)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(shí)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(jī)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(jié)合劑，刀型為平行砂輪。<

43、;/p><p>　　砂輪轉(zhuǎn)速n=1110r/min，工件轉(zhuǎn)速（即主軸轉(zhuǎn)速）n=212r/min。</p><p>　　背吃刀量a=0.02mm，縱向進(jìn)給量f=0.5mm/min（表5.5-8《機(jī)械加工工藝手冊》）</p><p>　　橫向進(jìn)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(jìn)給量，為為橫向進(jìn)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(jié)合劑，刀型為平行砂輪。</p><p>　　砂輪轉(zhuǎn)速n=1110r/min，工件轉(zhuǎn)速（即主軸轉(zhuǎn)速）n=115r/min。</p><p>　　背吃刀量a=0.01mm，縱向進(jìn)給量f=12.5mm/min（表5.5-9《機(jī)械加工工藝手冊》）</p><p>　　橫向進(jìn)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(jìn)給量，為為橫向進(jìn)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(jìn)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(shí)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(jī)床夾具設(shè)計</p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)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(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。</p><p><b>　　3.2 夾具設(shè)計</b></p><p&g

51、t;　　3.2.1 定位基準(zhǔn)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(shè)計基準(zhǔn)為軸端面和軸中心線，可使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，以10mm軸端面作為定位基準(zhǔn)。</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(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)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(zhuǎn)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(zhì)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(diào)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(zhǔn)位置誤差不影響其尺寸標(biāo)準(zhǔn)，而其基

55、準(zhǔn)不重合誤差可以通過調(diào)整螺栓進(jìn)行調(diào)整消除誤差。</p><p>　　3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 </p><p>　　如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率。通過對鉆孔時切削力的計算結(jié)果及零件的尺寸大小，可采取手動施力加緊，本夾具結(jié)構(gòu)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(jié)論</p><p>　　本夾具加工過程穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)方面也大大減少了開支,生產(chǎn)效率也提高了很多，因此本方案適合大批量生產(chǎn)。</p><p>　　5. 本次課程設(shè)計體會與展望</p><p>　　本次課程設(shè)計是我們在結(jié)束所有專業(yè)課程以后的一次綜合性設(shè)計，它不僅測試了我們所學(xué)的知識是否扎實(shí)，而且還為我們接下來的畢業(yè)設(shè)計做好了鋪墊。</p>&

57、lt;p>　　通過這次課程設(shè)計，我所學(xué)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(shè)計過程中，雖然遇到過很多的困難，但是我們經(jīng)過小組討論以及老師的細(xì)心教導(dǎo)，使我們一次次地突破困難，最終圓滿的完成了設(shè)計。</p><p>　　對于接下來的畢業(yè)設(shè)計，因為有了這次積累的經(jīng)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(jī)床夾具設(shè)計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　2.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社</p><p>　　3.《機(jī)械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社</p><p>　　4. 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社社

59、</p><p>　　6. 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?lt;/p><p>　　7. 《機(jī)床專用夾具設(shè)計圖冊》南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　8. 《機(jī)械原理課程設(shè)計手冊》 鄒慧君主編 機(jī)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(shù)