輸出軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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(chē)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(chēng)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(lèi)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(lèi)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(chē)-半精車(chē)-粗車(chē)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(lèi)型的詳盡分析，根據(jù)表7.4[3]，該生產(chǎn)類(lèi)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(zhuān)用夾具，專(zhuān)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(chē)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(chē)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(chē)床主軸的轉(zhuǎn)速，ns=477r/min；</p><p>　　工序20——車(chē)M37螺紋 車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)外圓基本時(shí)間計(jì)算 </p><p>　?。?

26、）粗車(chē)外圓L12，L23，L34，L56,L67，L78,L89</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　?。?）車(chē)螺紋</b></p><p>　　（4）半精車(chē)外圓L12，L23，L34，L56,L67，L78,L89</p><p><b>　　（5）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(chē)外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89</p><p><b>　??；</b></p><p>　　半精車(chē)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(lèi)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(chē)外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p&

31、gt;　　半精車(chē)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(chē)外圓L12,L23,L34,L45,L56,L67,L78,L89：</p><p><b>　　;</b></p><p>　　半精車(chē)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(chē)，半精車(chē)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(chē)刀合理車(chē)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(chē)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(chē)時(shí)：切削深度，進(jìn)給量,</p><p><b>　　切削速度</b></p><p><b>　　半精車(chē)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>　?。?）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(chē)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(chē)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(chē)刀后角αo。</p><p>　　車(chē)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(mǎn)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)?，，所以?lt;/b></p><p>　　車(chē)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(chē)刀副后角</p><p>　　車(chē)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(mǎn)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(chē)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>　?。?）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(chē)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(xiāo)材料 偏心銷(xiāo)材料選用40Cr，熱處理硬度為HRC40-45，發(fā)黑。 </p><p>　　（2）選擇偏心銷(xiāo)直徑dc和偏心量</p><p

51、>　　偏心銷(xiāo)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(xiāo)，并取螺釘偏心銷(xiāo)直徑d2為M6。</p><p>　?。?）計(jì)算偏心銷(xiāo)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