星輪的加工工藝裝備及銑三端面夾具設(shè)計(jì)-銑平面含非標(biāo)5張CAD圖

星輪的加工工藝裝備及銑三端面夾具設(shè)計(jì)-銑平面含非標(biāo)5張CAD圖,加工,工藝,裝備,設(shè)備,端面,夾具,設(shè)計(jì),平面,非標(biāo),cad 目錄序 言4一、生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型：5二、零件分析：51、零件的作用：52、零件的工藝分析：5三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)61、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀：62、定位基準(zhǔn)的選擇：63、零件表面加工方法的選擇：74、保證星輪表面間位置精度的方法：95、防止星輪變形的工藝措施：96、制定工藝路線：97、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖128、確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）14四、切削用量及基本時(shí)間確定144、1 工序1左右端面：144、2工序2鉆擴(kuò)鉸內(nèi)孔204、3 工序3車外圓面：234、4 工序4切槽：294、5 工序5銑三個(gè)端面：294、6 工序6鉆與304、7 工序7銑鍵槽：314、8 工序8精磨：334、9 工序9精磨：33五、夾具設(shè)計(jì)341、問(wèn)題的提出：342、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算：343、定位誤差分析354、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明：35參考文獻(xiàn)36序 言一、設(shè)計(jì)目的： 現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是寬口徑機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。通過(guò)工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：1、掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力；2、掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力；3、掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力；4、學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會(huì)繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。二、設(shè)計(jì)感想與體會(huì)：三周的課程設(shè)計(jì)就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的過(guò)程。正所謂一個(gè)人走得快，一群人走得遠(yuǎn)，一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作，使我們的設(shè)計(jì)成果在僅僅三周時(shí)間內(nèi)就可以做出自己預(yù)想的結(jié)果。整理好自己所完成的手工圖紙、CAD圖和設(shè)計(jì)計(jì)算的手稿，三周的設(shè)計(jì)過(guò)程的成果讓人喜悅。三周的設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計(jì)可以說(shuō)是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)的融會(huì)貫通，做得學(xué)科與學(xué)科之間的知識(shí)串聯(lián)，把知識(shí)與實(shí)際生活問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)，提高我們利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)去解決專業(yè)問(wèn)題的能力，也加深了我們對(duì)之前所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)程度。在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)的如何設(shè)計(jì)、如何查閱資料、如何計(jì)算參數(shù)，更重要的是我學(xué)會(huì)了合作，我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。我們以前做的設(shè)計(jì)都是一個(gè)人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說(shuō)是綜合了我們的所有智慧。同時(shí)，得到了我們的指導(dǎo)老師陳喜娣老師的大力支持，使我能順利完成機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)！由于我們水平所限，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，在此還誠(chéng)請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正。一、生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型：該零件是星輪，按照指導(dǎo)老師的要求，設(shè)計(jì)此零件為大批量生產(chǎn)年產(chǎn)量4000以上（要求夾具具有一定的自動(dòng)化和工作效率）。二、零件分析：1、零件的作用：星輪多應(yīng)用于星輪減速器，該種類型的減速器具有傳動(dòng)效率高、承載能力高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、速比范圍大、傳動(dòng)比密寬等特點(diǎn)。2、零件的工藝分析：該星輪共有三組加工表面，且三者之間和其各內(nèi)部之間存在有一定的位置關(guān)系，位置要求，現(xiàn)分述如下:(1)星輪內(nèi)孔及其外端這一組加工表面包括:星輪內(nèi)孔，外端外形尺寸為，寬度為14 。星輪內(nèi)孔，其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度為，外端外形尺寸為，寬度為14，端面與孔軸心線垂直度誤差為0.025，其兩端面對(duì)軸心線圓跳動(dòng)誤差為0.025。(2)外圓和外圓這一組加工表面包括: 外圓和外圓。其中外圓為基準(zhǔn)面，外圓軸心線對(duì)外圓軸心線的同軸度誤差為0.06，外形尺寸，右端面對(duì)尺寸17的圓跳動(dòng)誤差為0.02(3)鍵槽和3個(gè)的孔這一組加工表面包括: 鍵槽寬度，長(zhǎng)度16，軸槽深40.5表面粗糙度和3個(gè)的孔。在的外圓上離它的軸心線24.3的平面與孔軸心線的平行度誤差為表面粗糙度為，3個(gè)孔對(duì)稱分布。根據(jù)零件圖的尺寸及其精度要求，可以先加工星輪內(nèi)孔及外圓，而后其它表面的加工以這兩個(gè)表面為精基準(zhǔn)進(jìn)行。三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀：零件材料為圖紙上所給出的材料是40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼，該材料屬于難切削的材料。毛坯可以選擇模鍛和棒料，由于零件的年產(chǎn)量已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，且零件的輪廓尺寸不大，可選擇模鍛成型。本零件為鍛造件，材料為40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼，抗拉強(qiáng)度：；屈服強(qiáng)度：；硬度：HBS為197，最終成品調(diào)質(zhì)處理到硬度為22-27HRC ，該材料經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合性能，故在加工過(guò)程中所選擇的熱處理是調(diào)質(zhì)熱處理。2、定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：原則：1) 余量均勻原則2) 某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)。3) 選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)4) 一次使用原則對(duì)于本零件因?yàn)槠淇妆砻娲植诙葹?.8要求較高，用三爪盤以外形、的輪廓為粗基準(zhǔn)加工外圓各表面。精基準(zhǔn)的選擇：原則：1) 基準(zhǔn)重合的原則2) 基準(zhǔn)不變的原則3) 互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則4) 自為基準(zhǔn)的原則5) 應(yīng)能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡(jiǎn)單。主要考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題。以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，以表面粗糙度為0.8的孔，為精基準(zhǔn)銑槽，銑平面。3、零件表面加工方法的選擇：本零件的加工面有內(nèi)孔、外圓柱面、端面、槽、孔等，材料為40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼，參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法選擇如下：星輪內(nèi)孔：要從毛坯中加工出的，公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra0.8um，要達(dá)到零件的技術(shù)要求，需要經(jīng)過(guò)鉆孔，粗鏜，精鏜，精磨等步驟。外圓柱面：外圓柱面有倆個(gè)不同公差等級(jí)，還有倆個(gè)不同的粗糙度還有形位公差，公差等級(jí)為IT6和IT7，表面粗糙度為，要達(dá)到要求，需要經(jīng)常粗車，半精車，對(duì)于的表面還需要粗磨。星輪端面：星輪端面粗糙度要求，右端面對(duì)尺寸17有圓跳動(dòng)誤差要求，故需要采用粗車，半精車。槽：零件技術(shù)要求槽的兩側(cè)端面表面粗糙度為，需要采用粗銑、半精銑，就可以達(dá)到公差等級(jí)要求，表面粗糙度。銑平面：零件技術(shù)要求需要銑的平面對(duì)星輪內(nèi)孔軸心線有平行度誤差要求，且該平面的粗糙度要求為，需采用粗銑，半精銑，精磨。鉆孔：零件需鉆的孔，除位置要求外，無(wú)其余特殊要求，且孔的大小較小，因此只需鉆孔就可。倒角：倒角無(wú)過(guò)多要求，用粗車，半精車加工。（8） 退刀槽：零件的退刀槽只需粗車即可。4、保證星輪表面間位置精度的方法：由星輪零件的技術(shù)要求知，星輪零件內(nèi)外表面間的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度一般均有較高要求。為保證這些要求通?？刹捎孟铝蟹椒ǎ?.在一次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工。這種方法除了工件的安裝誤差，所以可獲得很高的相對(duì)位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對(duì)于尺寸較大（尤其是長(zhǎng)徑比較大）套筒也不便與安裝，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。2.星輪主要表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先加工倆端面，然后加工內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)最終加工外圓端面，銑平面，鍵槽，鉆孔。這種方法由于所用夾具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在星輪加工中一般多采用這種方法。星輪主要表面加工在幾次安裝中進(jìn)行，先終加工內(nèi)孔，然后以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)最終加工外圓。采用這種方法時(shí)工件裝夾迅速可靠，且設(shè)計(jì)專門夾具利用已加工好內(nèi)孔作定位，進(jìn)而加工其他端面，保證了位置精度，保證了同軸度，實(shí)現(xiàn)零件的尺寸要求和形位公差，位置精度要求。對(duì)于較長(zhǎng)的零件，為保證位置精度，往往以外圓定位，采用一端夾持，另一端用中心夾支托來(lái)最終加工內(nèi)孔。對(duì)于本次設(shè)計(jì)加工零件的工藝不采用這種方法,是因?yàn)閷?nèi)孔加工完后,利用車外圓專用夾具安裝工件可以保證外圓的精度要求,使用銑三個(gè)平面、鉆三個(gè)斜孔和銑鍵槽的專用夾具來(lái)保證各自的加工要求，而這一切皆以內(nèi)孔作為定位精準(zhǔn),這樣可以保證同軸度，避免圓跳動(dòng)公差過(guò)大，且符合設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合的原則。5、防止星輪變形的工藝措施：該零件在加工中防止變形的工藝措施，加工中常因夾緊力、切削力和切削熱等因素的影響而產(chǎn)生變形。防止變形應(yīng)注意,為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行。粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中可以得到糾正。6、制定工藝路線：制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具并盡量使工序集中來(lái)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。、工藝路線方案一：工序1：車端面 車倆端面，粗車車至6362.5，半精車61.562，精車610.15，Ra3.2um工序2：鉆、擴(kuò)、鉸中心孔 鉆孔，擴(kuò)孔至，粗鉸精鉸至2828.021,Ra0.8um工序3：車外圓和凸臺(tái) 粗車左端外圓4747.25，半精車至4646.039，精車至44.98745.003，粗車右外圓A至4141.25，粗車外圓B至4747.25，粗車外圓C至63.664mm，精車外圓A至39.99840.008 ，精車外圓B至44.9544.975；使用車外圓面專用夾具工序4：開(kāi)槽 切三個(gè)3x0.5槽工序5：銑64三個(gè)端面 粗銑至中心距26.3mm，精銑至中心距24.3024.31mm；重復(fù)該步驟，每次轉(zhuǎn)120，銑三個(gè)端面；使用銑三個(gè)端面專用夾具工序6：鉆斜孔 鉆三個(gè)斜孔，鉆三個(gè)斜孔；使用鉆斜孔專用夾具工序7：銑鍵槽 銑鍵槽至40.5h11,Ra3.2寬為8N9；使用銑鍵槽專用夾具工序8：磨 磨各端面至要求的尺寸和粗糙度工序9：去毛刺，終檢，防銹，入庫(kù)、工藝路線方案二：工序1：車削 夾緊端，粗車右端面，車外圓，加工退刀槽3x0.5工序2：車削 夾緊另一端，粗車左端面，車外圓，加工退刀槽3x0.5工序3：鉆鏜 以加工過(guò)的外圓面作為基準(zhǔn)，加工內(nèi)孔。鉆孔，粗鏜孔 半精鏜孔，精鏜孔至工序4：精車 以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，夾緊夾緊端，半精車右端面，車外圓，精車外圓，加工外圓倒角2x2工序5：精車 以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，夾緊另一端，半精車精車左端面，車外圓，精車外圓，加工外圓倒角2x2工序6：銑 以內(nèi)孔及倆端面為基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床專用夾具夾緊工件，在的圓周上用專用105銑刀垂直銑24.3mm個(gè)深度到水平90，轉(zhuǎn)動(dòng)120銑三個(gè)平面。工序7：銑 以定位裝夾工件銑鍵槽工序8：鉆 在的圓周上，在水平方向上距軸心線26.9mm處攻孔mm，轉(zhuǎn)動(dòng)萬(wàn)能分度頭120加工三個(gè)孔，再通過(guò)快換鉆套，攻3個(gè)mm的孔工序9：去毛刺，終檢，防銹，入庫(kù)、工藝方案的比較與分析：上述兩工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一中采用工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合以減少尺寸換算，采用工序集中的原則，一次完整一道工序，完整加工一邊，減少了頻繁裝夾而導(dǎo)致的定位誤差，可以獲得很高的位置精度，能滿足零件上所需的要求，減少了加工時(shí)間，提高了整體效率，而且方案一從工序3開(kāi)始就一直沿用以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)加工其他端面，平面為原則，保證了形位公差和位置精度，大大保證了零件質(zhì)量，且方案一工序3以下都設(shè)計(jì)了專用夾具來(lái)輔助，加工所需表面，而這些夾具設(shè)計(jì)安裝基準(zhǔn)皆以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)。方案二，是先粗車外面，再來(lái)鉆鏜內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工其他表面，這種方案也是以工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致，避免尺寸換算，避免過(guò)多的人為因素，但此方法過(guò)多的裝拆，雖然內(nèi)孔精度保證了，但由于過(guò)多的裝拆而導(dǎo)致的定位誤差，不同軸線等問(wèn)題突出，這樣會(huì)導(dǎo)致后加工外圓時(shí)所要求的圓跳動(dòng)誤差，同軸度誤差得不到保證，而且過(guò)多的裝夾增加了工作時(shí)間，大幅度降低生產(chǎn)效率。通過(guò)以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過(guò)程詳見(jiàn)表2和表3，機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片。7、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖“星輪”：零件材料為40Cr合金鋼，硬度HB197，生產(chǎn)類型大批量，毛坯形式為鍛造件根據(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。1、星輪端面，表面粗糙度分別為Ra3.2，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊總余量Z=3.0,需經(jīng)過(guò)粗車半精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.5半精車 單邊余量Z=0.52、星輪端面，表面粗糙度分別為Ra3.2，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊總余量Z=3.0,需經(jīng)過(guò)粗車半精車方可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.5半精車 單邊余量Z=0.53、星輪端面，表面粗糙度分別為Ra6.3，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊總余量Z=3.0,一步粗車即可滿足其精度要求。4、外圓面，表面粗糙度分別為Ra1.6，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊總余量Z=2.5,三步車削即粗車半精車精車可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0半精車 單邊余量Z=0.4 精車 單邊余量Z=0.1 5、外圓面，表面粗糙度分別為Ra1.6，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊總余量Z=2.5需要經(jīng)過(guò)粗車半精車精車可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0半精車 單邊余量Z=0.4 精車 單邊余量Z=0.1 6、外圓面，表面粗糙度分別為Ra1.6，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊總余量Z=2.5需要經(jīng)過(guò)粗車半精車精車可滿足其精度要求。 粗車 單邊余量Z=2.0半精車 單邊余量Z=0.4 精車 單邊余量Z=0.1 7、鍵槽，表面粗糙度分別為Ra3.2，Ra6.3，因鍵槽尺寸不大，通過(guò)后期零件加工銑削得出，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，需要經(jīng)過(guò)粗銑半精銑方可滿足其精度要求。 8、銑三個(gè)端面，表面粗糙度分別為Ra6.3，因余量不大，也是通過(guò)后期零件加工銑削得出，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，需要經(jīng)過(guò)粗銑半精銑方可滿足其精度要求。 9、3個(gè)孔，因孔尺寸不大，也是通過(guò)后期零件加工鉆孔得出，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，孔一步鉆削即可滿足其精度要求。10、 孔，表面粗糙度Ra0.8，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5得，單邊余量Z=2.5，通過(guò)鉆削即擴(kuò)粗鉸精鉸方可滿足其精度要求。8、確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度確定進(jìn)給量確定切削速度(3)具體要求是：由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率機(jī)床上一次走刀ap可達(dá)810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查，用公式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。四、切削用量及基本時(shí)間確定4、1 工序1左右端面：(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：粗車至6362.5，半精車61.562，精車至610.15，Ra3.2um。機(jī)床選擇：CA6140臥式車床。機(jī)床功率：7.5kw工件裝夾：工件裝夾在CA6140臥式車床三爪卡盤上。(2)、確定切削用量及基本工時(shí)(2.1) 粗車1） 、選擇刀具：刀具：刀具材料為YT15，刀桿尺寸16mm25mm（高速鋼端面車刀）。2）、計(jì)算切削用量：?jiǎn)芜吋庸び嗔縕=3，粗車單邊余量2.5，余量不大可一次切除，取a p=2.5mm3）、進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）（以下簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm25mm,以及工件直徑為60100mm時(shí)：f=0.40.7。按CA6140車床的說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)切削手冊(cè)表1.30）取f=0.7?，F(xiàn)?。?f=0.74） 、計(jì)算切削速度Vc：按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）： （m/min）式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)切削手冊(cè)表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。所以： = =99.2 (m/min)5） 、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：= 351 (r/min) 與351 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為360 r/min。現(xiàn)選取，所以實(shí)際切削速度 101.736 m/min.6） 、檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力按切削手冊(cè)表1.29所示公式計(jì)算 式中： =0.89所以： = =2045 N切削時(shí)消耗功率為： = =3.48 (kw)由切削手冊(cè)表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故機(jī)床功率足夠，可以正常工作。7） 校檢機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力= 2045N，徑向力按切削手冊(cè)表1.29所示公式計(jì)算 式中： 所以： = =339N軸向切削力 式中 ： 所以： = =908N取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為： =908+0.1（2045+339） =357.09 1146.4 N而機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見(jiàn)切削手冊(cè)表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作。8） 、切削工時(shí)： 式中： 所以： =0.04（min）(2.2) 半精車1）、計(jì)算切削用量：?jiǎn)芜吋庸び嗔縕=0.5，半精車車單邊余量0.5，取a p=0.25mm，i=22）、進(jìn)給量f:根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）（以下簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）表1.4，選取f=0.5mm/r3）、計(jì)算切削速度Vc：按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min）： （m/min）式中，=242，=0.15，=0.35，m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)切削手冊(cè)表1.28，即：=1.44，=0.8，=1.04，=0.81，=0.97。所以： = =142 (m/min)4）、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：= 502 (r/min) 與502 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為500 r/min?，F(xiàn)選取，所以實(shí)際切削速度 141.3 m/min.5）、檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力按切削手冊(cè)表1.29所示公式計(jì)算 式中： =0.89所以： = =151N切削時(shí)消耗功率為： = =0.355 (kw)由切削手冊(cè)表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故機(jī)床功率足夠，可以正常工作。6）、切削工時(shí)： 式中： 所以： =0.04（min）4、2工序2鉆擴(kuò)鉸內(nèi)孔(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：鉆19機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525刀具：選擇19mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見(jiàn)工藝手冊(cè)P84）(2) 、確定進(jìn)給量：f機(jī)=0.25mm/r (見(jiàn)切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.2-16)(3)、確定切削速度： Vc查=18m/min （見(jiàn)切削手冊(cè)表2.15）(4) 、確定機(jī)床轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取n機(jī)=300r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-15）所以實(shí)際切削速度：m/min(5)、切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為(2.2) 擴(kuò)孔27mm(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：擴(kuò)27機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525刀具：選擇27高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（見(jiàn)工藝手冊(cè)表3.18）(2)、確定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)27孔時(shí)的進(jìn)給量f=0.50.8，并根據(jù)機(jī)床選取工藝手冊(cè)表4.2-16，f機(jī)=0.7mm/r(3)、確定切削速度：擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)有關(guān)資料確定為：其中Vc鉆為用鉆頭同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度，現(xiàn)由切削手冊(cè)表2.13查得Vc鉆=18m/min，故有：(4) 、確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n機(jī)=250r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-15）所以實(shí)際切削速度：(5) 、計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-5公式計(jì)算， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為(2.3) 粗鉸27.8mm(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：粗鉸機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525刀具：專用鉸刀(2)、確定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)，查得鉸刀的進(jìn)給量為f=0.81.2mm/z，進(jìn)給量取f=0.81mm/r(3)、確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取（按工藝手冊(cè)表4.2-15）則其實(shí)際切削速度：m/min(4)、計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-5公式計(jì)算， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為(2.4) 精鉸28H7mm(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：精鉸機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525刀具：專用鉸刀(2)、確定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)，查得鉸刀的進(jìn)給量為f=0.48mm/r(3)、確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選?。ò垂に囀謨?cè)表4.2-15）則其實(shí)際切削速度：m/min(4)、計(jì)算切削工時(shí)：按工藝手冊(cè)表6.2-5公式計(jì)算， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為4、3 工序3車外圓面：1、車左外圓面(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：粗車半精車精車加工余量：?jiǎn)芜呌嗔?.5，粗車單邊余量2.0，半精車單邊余量0.4，精車單邊余量0.1機(jī)床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。機(jī)床功率：7.5kw(2) 、確定切削用量按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，。進(jìn)給量，根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，選取f=0.5mm/r(3) 、計(jì)算切削速度 （m/min）則，(4) 、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： d=45,按切削手冊(cè)，機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取則實(shí)際切削速度為，(5) 切削工時(shí)計(jì)算： L=17，則，2 車左外圓面(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：粗車加工余量：?jiǎn)芜呌嗔?機(jī)床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。機(jī)床功率：7.5kw(2)、確定切削用量按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，。進(jìn)給量，根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，選取f=0.5mm/r(3)、計(jì)算切削速度 （m/min）則(4)、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： d=64 ,按切削手冊(cè)，機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取則實(shí)際切削速度為(5)、切削工時(shí)計(jì)算： L=14，則3車右外圓面(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：粗車半精車精車加工余量：?jiǎn)芜呌嗔?.5，粗車單邊余量2.0，半精車單邊余量0.4，精車單邊余量0.1機(jī)床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。機(jī)床功率：7.5kw(2)、確定切削用量按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，。進(jìn)給量，根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，選取f=0.5mm/r(3)、計(jì)算切削速度 （m/min）則，(4)、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： d=45,按切削手冊(cè)，機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取則實(shí)際切削速度為，(5)、切削工時(shí)計(jì)算： ，則，4 車外圓面(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：粗車半精車精車加工余量：?jiǎn)芜呌嗔?.5，粗車單邊余量2.0，半精車單邊余量0.4，精車單邊余量0.1機(jī)床選擇：CA1640，高速鋼外圓車刀。機(jī)床功率：7.5kw(2)、確定切削用量按切削手冊(cè)表1.27，切削速度的公式為（壽命選T=60min），采用高速鋼外圓車刀，規(guī)定粗車，。進(jìn)給量，根據(jù)切削手冊(cè)表1.4，選取f=0.5mm/r(3)、計(jì)算切削速度 （m/min）則，(4)、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： d=45,按切削手冊(cè)，機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)取則實(shí)際切削速度為，(5)、切削工時(shí)計(jì)算： L=17，則，4、4 工序4切槽：(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：切槽至尺寸機(jī)床選擇：CA6140臥式銑床，使用專用夾具刀具：切槽刀(2)、確定進(jìn)給量f：查表得f=0.30.5mm/r,根據(jù)機(jī)床參數(shù)選取f=0.35mm/r。(3)、確定切削速度,查表取=137.8m/min(3)、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：,查表，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=900r/min，則實(shí)際的切削速度為4、5 工序5銑三個(gè)端面：(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：平面離中心軸線24.3mm，共粗銑精銑三個(gè)平面，每個(gè)相隔120機(jī)床選擇：選擇X60臥式銑床，使用專用銑床夾具刀具：專用成型刀具，高速鋼，三刃尺，刀具輪廓直徑(2) 、確定粗銑端面最大加工余量和進(jìn)給量：依據(jù)經(jīng)驗(yàn)得粗銑應(yīng)留下2mm左右的加工余量；確定進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表5-7，當(dāng)?shù)稐U最大直徑尺寸為，工件距中心軸距離為26.3mm，以及銑床功率P在510KW之間，夾具剛度中等時(shí)，f=0.080.15mm/r。取f=0.12mm/r(3) 、確定精銑端面加工余量和進(jìn)給量：依據(jù)經(jīng)驗(yàn)得精銑加工余量為0.01mm，依據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表5-8，可知f=0.40.1mm/r，取f=0.6mm/r(4) 計(jì)算銑削速度：依據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表5-9銑削速度為V=37mm/min。(5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 因此，依據(jù)表4-18設(shè)定n=800r/min(6) 計(jì)算切削工時(shí)：4、6 工序6鉆與(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：鉆三個(gè)斜孔，鉆三個(gè)斜孔機(jī)床選擇：z535立式鉆床，使用專門夾具夾緊刀具：麻花鉆，鉆頭直徑，鉆頭直徑(2)、確定進(jìn)給量f：查表得，(3)、確定切削速度,查表取，(4)、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，(5)、計(jì)算切削： ，則=0.7333min ，則=0.13334、7 工序7銑鍵槽：(1) 粗銑鍵槽(1)、加工條件工件材料：鍛造件材料為40Cr，加工要求：銑鍵槽至40.5h11,Ra3.2寬為8N9機(jī)床選擇：X51型立式銑床，使用專門夾具夾緊刀具：選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用YG8，(2)、確定銑削深度：因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在三次走刀?nèi)銑完，則(3)、確定每次進(jìn)給量f及切削速度：根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則=，按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取，則實(shí)際切削速度為，當(dāng)時(shí)，按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(4)、計(jì)算切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為(2) 半精銑鍵槽1）、選擇刀具：刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用YG8，(2)、確定銑削深度：因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在三次走刀?nèi)銑完，則(3)、確定每次進(jìn)給量f及切削速度：根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則=，按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取，則實(shí)際切削速度為，當(dāng)時(shí)，按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取(4)、計(jì)算工時(shí)：切削工時(shí) ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為4、8 工序8精磨：（1） 磨削三個(gè)端面1）、選擇磨刀：專用磨刀，輪廓直徑mm(2)、確定磨削進(jìn)給量：查機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)取f=0.024mm/r(3)、計(jì)算工時(shí)：由于磨削加工的工時(shí)很短可忽略不計(jì)只需計(jì)算專配時(shí)間，因此T=0.35mm4、9 工序9精磨：（1）磨削內(nèi)孔1）、選擇磨刀：專用磨刀(2)、確定磨削進(jìn)給量：查機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)取f=0.024mm/r(3)、計(jì)算工時(shí)：由于磨削加工的工時(shí)很短可忽略不計(jì)只需計(jì)算專配時(shí)間，因此T=0.5mm最后將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它數(shù)據(jù)，一并填入“機(jī)械加工工序卡片”中，見(jiàn)附表五、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按星輪圖紙要求，現(xiàn)設(shè)計(jì)第5道工序銑三個(gè)端面的銑床夾具。本夾具將用于X63萬(wàn)能銑床，刀具為專用高速鋼銑刀。1、問(wèn)題的提出：本夾具是用來(lái)銑和磨三個(gè)距中心軸24.3mm互成120的端面，零件圖紙中端面的寬度有公差要求，且三個(gè)端面都有粗糙度要求。這幾道工序包含粗加工和精加工，因此本工序加工時(shí)既要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，又要精度也有一定要求。2、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算：、定位基準(zhǔn)的選擇：由于端面的寬度有公差要求，因此應(yīng)以星輪的軸孔為主要定位基準(zhǔn)，右端面為輔助定位基準(zhǔn)，另外為了防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)，為限制次自由度，與星輪內(nèi)孔配合的軸除了在前端做得與內(nèi)孔配合以外，其余部分以削短的形式來(lái)防止工件旋轉(zhuǎn)，另一輔助左端面為輔助夾緊定位，防止工件水平移動(dòng)，用螺母和開(kāi)口墊片定位，同時(shí)用快速夾緊機(jī)構(gòu)加緊防止水平定位的變化，自此星輪的自由度被完全限制，可以正常加工，為了滿足這些定位要求，設(shè)計(jì)如轉(zhuǎn)配圖所示的結(jié)構(gòu)，既可以滿足軸向力的要求，又可以方便工件的定位與加工以及工件的裝夾。、切削力及夾緊力計(jì)算：刀具:高速鋼105成型銑刀.D=20mm.z=10其中：水平分力：FH=1.1F實(shí)199.122(N)垂直分力：FV=0.3F實(shí)54.306(N)在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù): K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）199.122=397.547 (N)實(shí)際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=397.547/0.5=795.094 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用M12X1.5細(xì)牙三角螺紋，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用搖動(dòng)把手旋緊夾緊軸而使得套筒把螺母鎖緊，把工件安裝定位精確，其鎖緊力滿足要求。心軸取材料為40Cr因?yàn)?0Cr屈服強(qiáng)度為530Mpa，與工件一致，因此其彎曲應(yīng)力肯定符合要求。3、定位誤差分析由于星輪工件軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具定位心軸的制造精度和安裝精度以及捏手定位銷的制造誤差。工件是以內(nèi)孔在心軸上定位，左端面靠在定位心軸端面上，該定位心軸的尺寸及公差一現(xiàn)規(guī)定為與零件內(nèi)孔是間隙配合，這樣可以保證內(nèi)孔質(zhì)量不被破壞，并能順利定位夾緊，確保以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工的三個(gè)平面的尺寸，公差，形位公差，位置精度得與保證。4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明：如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用開(kāi)口墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于銑削加工，夾具體側(cè)壁上有捏手，定位銷，通過(guò)捏手與定位銷對(duì)于分度盤上三個(gè)相差120的位置而實(shí)現(xiàn)零件的精確定位。為了保證零件加工精度，我們采用捏手定位銷與分度盤的相互位置配合來(lái)進(jìn)行定心加緊。夾具體底面上的一對(duì)定位鍵與銑床工作臺(tái)的T型槽相連接，保證夾具與銑床縱向進(jìn)給方向相平行的位置，使夾具在機(jī)床工作臺(tái)上占有一正確加工位置。此外，為了把夾具緊固在銑床工作臺(tái)上，夾具體兩端設(shè)置供T型螺栓穿過(guò)夾具用的兩個(gè)U型耳座。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。專用夾具操作簡(jiǎn)述：把工件安裝在定位心軸上，工件左端面與定位心軸貼近，在工件右邊放入開(kāi)口墊片，然后通過(guò)把手搖動(dòng)帶動(dòng)夾緊軸使套筒旋緊螺母，旋到夾緊工件為止，用高速鋼105成型銑刀在對(duì)刀裝置上對(duì)刀，然后平行于軸線銑削至要求，刀具沿水平方向退回，把捏手旋90拔出，此時(shí)可以通過(guò)把手的搖動(dòng)帶動(dòng)分度盤一起旋轉(zhuǎn)，旋至120后，把捏手裝回鎖緊，再加工下一個(gè)端面，接著再重復(fù)一次捏手拔出，旋轉(zhuǎn)分度盤，放回捏手的步驟，即可順利加工出三個(gè)端面，然后停下機(jī)床，搖動(dòng)把手松開(kāi)螺母，拿開(kāi)開(kāi)口墊片，取下工件。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見(jiàn)附圖3附圖4。 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