(鉆床主軸設(shè)計(jì))

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1、 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì) 題 目：鉆床主軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 內(nèi) 容： 1、 產(chǎn)品零件圖 1 張 2、 產(chǎn)品毛坯合圖 1 張 3、機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1 張 4、機(jī)械加工工序卡 1 張 5、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào) 201003120201 姓 名：陸 祖 干 指導(dǎo)教師：

2、蘇 慶 勇 零件圖： 零件—毛坯合圖： 鍛造后: 生產(chǎn)批量：?jiǎn)渭∨a(chǎn). 第一章 擬定零件加工工藝路線分析 1.1 零件圖樣分析 ⑴ 輪廓形狀 該零件表面由外圓柱面、退刀槽、外螺紋、花鍵、錐孔、長(zhǎng)孔、倒角所構(gòu)成。軸的長(zhǎng)徑比小于5的稱(chēng)短軸，大于20的稱(chēng)長(zhǎng)軸。該零件，屬細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件，其剛性較差。在加工中易彎曲變形，造成較大的加工誤差，降低加工精度，包括尺寸、位子、形狀精度和表面粗糙度。 ⑵ 精度的要求： 1）φ70mm外圓柱面對(duì)兩處φ40外圓軸線所形成的公共軸線

3、的圓跳動(dòng)公差為0.01mm。 2）φ40mm外圓柱面的軸線對(duì)兩處φ40外圓軸線所形成的公共軸線的同軸度公差為φ0.008mm。 3）φ40mm外圓柱面對(duì)兩處φ40外圓軸線所形成的公共軸線的同軸度公差為φ0.008mm。 4）花鍵軸部份外圓φ32mm外圓柱面對(duì)兩處φ40外圓軸線所形成的公共軸線的圓跳動(dòng)公差為0.03.mm。 5）花鍵軸的齒側(cè)面對(duì)花鍵軸外圓φ32mm的軸線，對(duì)稱(chēng)度公差為0.012mm。 6）在磨削莫氏4號(hào)錐孔時(shí)，利用基準(zhǔn)軸徑A做為支撐部位，用基準(zhǔn)軸徑B找正工件，保證了錐孔與基準(zhǔn)軸的同軸度。 7）莫氏4號(hào)的內(nèi)圓錐孔對(duì)兩處φ40外圓軸線所形成的公共軸線的圓跳動(dòng)公差為0.01

4、5mm。 8）φ40mm52mm的左端面對(duì)兩處φ40外圓軸線所形成的公共軸線的圓跳動(dòng)公差為0.02mm。 9）錐孔接觸面涂色檢查接解面≥75%。

5、 10）熱處理先調(diào)質(zhì)處理28~32HRC，尺寸φ70mm138mm部分淬火42~48HRC。 11） φ70

6、外圓表面粗糙度要求為Ra1.6，公差等級(jí)為IT7級(jí)，查表可知 要粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)方能達(dá)到要求。但是，應(yīng)為φ70mm138mm部分淬火42~48HRC，硬度比較硬，難以切削，磨損很大，改為磨銷(xiāo)加工達(dá)到尺寸，所以該段加工為粗車(chē)、半精車(chē)、粗磨。 12） φ40外圓表面表面粗糙度為Ra0.8，公差等級(jí)為IT5級(jí)，查表可知 要粗車(chē)、半精車(chē)、粗磨、精磨方能達(dá)到要求。 ⑶ 材料的性質(zhì),特點(diǎn),及有無(wú)熱處理要求。 材料為45Cr鋼，硬度比較軟要正火調(diào)質(zhì)處理才能有良好的切削性能。熱處理先調(diào)質(zhì)處理28~32HRC，使鉆床主軸有良好的剛性和硬度。尺寸φ70mm138mm部分淬火42~48HRC，使伸出鉆床

7、主軸箱部分，不易破壞，影響加工精度。 這些要求主要通過(guò)選用合理的刀具及幾何參數(shù)， 正確的粗精加工路線, 合理切削用量， 冷卻液及工序的安排等措施來(lái)保證。 通過(guò)以上幾點(diǎn)的分析措施有： 1）鉆床主軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又屬細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件，其剛性較差。因此所有表面加工分為粗加工、半精加工和精加工三次，而且工序分得很細(xì)，這樣經(jīng)過(guò)多次加工以后，逐次減小了零件的變形誤差。 2）安排足夠的熱處理工序，也是保證消除零件內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形的手段。 3）為了保證支撐軸和錐孔的同軸度，加工過(guò)程中，配用錐堵使外圓和錐孔的加工能達(dá)到圓跳動(dòng)公差為0.015mm要求。 4）無(wú)論是車(chē)削還是磨削，工件夾緊力要

8、適度，在保證工件無(wú)軸向竄動(dòng)的條件下，應(yīng)盡量減小夾緊力，避免工件產(chǎn)生彎曲彎形，特別是在最后精車(chē)、精磨時(shí)，更應(yīng)重視這一點(diǎn)。 1.2 零件圖樣功能分析 1）鉆床主軸靠主軸上的花鍵軸部：有鉆床主軸整體導(dǎo)向和傳遞機(jī)床電機(jī)給主軸轉(zhuǎn)矩部分。花鍵軸部對(duì)外圓φ32mm的軸線，有圓跳動(dòng)公差和對(duì)稱(chēng)度公差，此處位置公差是為了保證，鉆床主軸的傳動(dòng)精度。 2）φ30的外圓表面：過(guò)渡作用，外螺紋M361.5和外圓φ32的銜接過(guò)度。 3）M361.5處的外螺紋：此處和鉆床主軸箱的內(nèi)螺紋配合，為了使主軸緊固在主軸箱內(nèi)，與此處相配套使用的退刀槽一起有限位的作用。 4）φ40圓柱外圓：φ40圓柱外圓與軸承想配合。φ40表

9、面粗糙度0.8是為了減小與軸承配合的摩擦。該處的公差是為了保證傳遞的轉(zhuǎn)矩不會(huì)造成圓跳動(dòng)。 5）φ50的表面：該處表面與軸承起限位作用。 6）削莫氏4號(hào)錐孔：裝夾刀具的地方。 第二章 擬定零件加工工藝路線 2.1 選擇零件各表面的加工方法 Φ70的外圓柱表面：表面粗糙度為1.6屬于IT7~IT8級(jí)需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)才能達(dá)到。但是因?yàn)樵摱未慊?2~48HRC。查《機(jī)械工程材料》第75頁(yè)淬火 可知在淬火時(shí)工件會(huì)有很大的內(nèi)應(yīng)力，往往會(huì)引起工件的變形所以在淬火后腰安排磨銷(xiāo)以修正變形的外圓。硬度又比較高，所以取消精車(chē)改為粗磨。 Φ40的外圓柱表面：表面粗糙度為0.8屬

10、于公差等級(jí)為IT5級(jí)需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)、半精車(chē)、粗磨、精磨才能達(dá)到。 M361.5—6h外螺紋：該外螺紋在Φ40的外圓柱表面上所以也要經(jīng)過(guò)粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)這三部才能進(jìn)行螺紋切削。該處外表面車(chē)削要 比圖紙M361.5—6h的外圓直徑小0.2mm，這樣便于外螺紋的配合。外螺紋小徑= 導(dǎo)程公稱(chēng)直徑0.62=1.5360.62=33.48mm。 Φ30的外圓柱表面：此外圓沒(méi)有標(biāo)注粗糙度要求，也沒(méi)有長(zhǎng)度要求所以安自由公差來(lái)切削。 Φ32：表面粗糙度為1.6屬于IT7~IT8級(jí)需要經(jīng)過(guò)粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)才能達(dá)到。此處還有一個(gè)花鍵，要銑削。 2.2估算毛坯的機(jī)械加工余量和毛坯的大小 根據(jù)《機(jī)械工人切

11、削手冊(cè)》查詢(xún)可得如下結(jié)果： Φ70的外圓柱表面：粗糙度Ra1.6 IT 7 粗車(chē) 4mm 半精車(chē) 4mm 粗磨 0.6mm Φ40的外圓柱表面：粗糙度Ra0.8 IT7 粗車(chē) 6mm 半精車(chē) 1.2mm 粗磨 0.8mm 半精磨 0.3 精磨 0.1mm Φ32：粗糙度Ra1.6 IT6 粗車(chē) 6mm 半精車(chē) 1.2mm 粗磨 0.8mm 莫氏錐孔 粗糙度 IT6 鉆孔Φ19的鉆頭 粗鏜0.8mm

12、 半精鏜0.5mm 精鏜0.5mm 粗磨 0.2mm 內(nèi)孔： 粗糙度IT11 鉆-擴(kuò) Φ300+0.025內(nèi)孔： 粗糙度IT7鉆-擴(kuò)-粗車(chē)-精車(chē) 通孔兩端的600錐角及鍵槽： 粗糙度IT7粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) 根據(jù)各工序加工余量的選定 因中間Φ40和那Φ32段比較長(zhǎng)，在鍛造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的彎曲變形會(huì)比較大，要多留些余量來(lái)車(chē)削修整外圓。所以這兩段外圓在加5mm的切削余量。毛坯鍛造以后的大小是由Φ79151和Φ52462和Φ44417三個(gè)圓柱構(gòu)成的毛坯。 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以算出毛坯的大小 圓柱的體積=底面積高 毛坯的長(zhǎng)度=（Φ79的體積+Φ40的體積

13、+Φ44的體積）+中心臺(tái)體積/0.98鍛造時(shí)的磨耗。/（4040）π=（π39.539.5151+π2626462+π2222417）+（π151517）/0.98鍛造時(shí)的磨耗。/（4040）π={π（39.539.5151+ 2626462+ 2222417）/0.98鍛造時(shí)的磨耗。/（4040）π}=π（1560.2151+676462+484417）=π（218435+106420314+201828）≈478.15+2.44 ≈481 毛坯的大小為Φ80481 2.3擬定零件加工工藝路線 機(jī)械加工中，加工路線對(duì)零件的加工精度，表面質(zhì)量以及加工效率有著直接的影響。因此，確定好的加工

14、路線是保證加工精度、表面質(zhì)量、提高效率的工藝措施之一，其確定與工件要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)間隙、刀具耐用度以零件輪廓形狀有關(guān)。以下便是針對(duì)本零件的結(jié)構(gòu)確定其工藝路線。 1、 劃分加工階段 為能保證零件的技術(shù)要求及尺寸精度，可分為： 粗加工-半精加工 粗加工-半精加工-精加工，并用到車(chē)，銑和鉆三個(gè)工種，完成其全部加工過(guò)程。 2、 擬定工藝路線 機(jī)械加工中，加工路線對(duì)零件的加工精度，表面質(zhì)量以及加工效率有著直接的影響。因此，確定好的加工路線是保證加工精度、表面質(zhì)量、提高效率的工藝措施之一，其確定與工件要求的零件表面質(zhì)量、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙，刀具耐用度以及零件輪廓形狀有關(guān)。以下

15、便是針對(duì)本零件的結(jié)構(gòu)確定其工藝路線。 1)工藝路線一： 準(zhǔn)備毛坯——正火——調(diào)質(zhì)——把小端深入主軸孔，夾住臺(tái)階處——平端面，鉆中心孔——粗車(chē)、半精車(chē)這頭外圓——調(diào)頭——夾大端托小鉆中心孔——粗車(chē)半精車(chē)小端端各處外圓——銑，用分度頭夾大端頂小端，銑兩長(zhǎng)孔，至圖樣要求——熱處理φ70mm138mm部分淬火42~48HRC——夾大端頂小端，精車(chē)小端各段外圓，倒角——分度頭夾端、頂小端、粗銑、半精銑花鍵——夾小端，頂大端（活頂尖），粗磨各段外圓——夾小端，中心架托大端φ70mm處，粗磨錐孔——車(chē)螺紋M361.5~6h至圖樣要求————磨內(nèi)圓錐孔——修中心孔 2）工藝路線二： 準(zhǔn)備毛坯——正火—

16、—夾小端托大端鉆中心孔——粗車(chē)這頭外圓——調(diào)頭——夾大端托小鉆中心孔——粗車(chē)小端端各處外圓——調(diào)質(zhì) ——半精車(chē)各處外圓——銑，用分度頭夾大端頂小端，銑兩長(zhǎng)孔，至圖樣要求——夾大端托小端精車(chē)各處外圓——分度頭夾端、頂小端、粗銑、半精銑花鍵——車(chē)螺紋M361.5~6h至圖樣要求——熱處理φ70mm138mm部分淬火42~48HRC——夾小端，頂大端，粗磨大端外圓——夾小端，中心架托大端φ70mm處，粗磨錐孔 方法一與方法二相比較，方法一要用到大型車(chē)床，大型車(chē)床的每小時(shí)的能耗比小型車(chē)床的能耗高，經(jīng)濟(jì)效益就相對(duì)的低了不符合任務(wù)書(shū)的要求設(shè)計(jì)方案必須注重經(jīng)濟(jì)性，盡量選用通用工裝及設(shè)備，減少實(shí)際生產(chǎn)加工

17、中的外委加工。調(diào)質(zhì)后進(jìn)行粗車(chē)，磨耗會(huì)比較高，刀具的磨損也會(huì)提高，零件的尺寸誤差就會(huì)提高。 綜合以上所說(shuō)采用方案二比方案一好些。 第三章 零件的毛坯類(lèi)型及其制造方法 3.1 零件毛坯類(lèi)型 在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，正確選擇合適的毛坯，對(duì)零件的加工質(zhì)量、材料消耗和加工工時(shí)都有很大的影響。顯然毛坯的尺寸和形狀越接近成品零件，機(jī)械加工的勞動(dòng)量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，綜合考慮毛坯制造和機(jī)械加工的費(fèi)用來(lái)確定毛坯，以求得最好的經(jīng)濟(jì)效益　 零件毛坯類(lèi)型 鑄件：鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。較常用的是砂

18、型鑄造，當(dāng)毛坯精度要求低、生產(chǎn)批量較小時(shí)，采用木模手工造型法；當(dāng)毛坯精度要求高、生產(chǎn)批量很大時(shí)，采用金屬型機(jī)器造型法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬?！? 鍛件：鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯。 鍛件又可以分為兩種形式 ①自由鍛件：利用沖擊力或壓力，使金屬在上、下砧鐵之間，產(chǎn)生塑性變形而獲得所需形狀、尺寸以及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的一種加工方法。 自由鍛的特點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。自由鍛件的質(zhì)量范圍可由不及一千克到二、三百?lài)?，?duì)于大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，這使得自由鍛在重型機(jī)械制造中具有特別重要的作用，例如水輪機(jī)主軸、多拐曲軸、大型連桿、重要的齒輪等零

19、件在工作時(shí)都承受很大的載荷，要求具有較高的力學(xué)性能，常采用自由鍛方 法生產(chǎn)毛坯。 ②模鍛件：是有模具的鍛造件，利用模具鍛出精度要求比叫高，比較復(fù)雜的鍛件?！∧ｅ懠奶攸c(diǎn)應(yīng)該是針對(duì)于自由鍛來(lái)談才會(huì)好一點(diǎn)，自由鍛基本上不會(huì)有模具，只能鍛軸、環(huán)等極其簡(jiǎn)單的東西，而模鍛就可以鍛出很多結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，且可以控制產(chǎn)品的尺寸公差，減少車(chē)加工量 型材：型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。 根據(jù)任務(wù)書(shū)可知零件屬于單件小批生產(chǎn)類(lèi)型，查《數(shù)控機(jī)床加工工藝》第55頁(yè)表3-4可知該生產(chǎn)類(lèi)型的毛坯的制造方法，用鑄件用木模手工型，鍛件用自由鍛。鑄件適用于形狀較

20、復(fù)雜的零件，可本零件外形不怎么復(fù)雜。鑄件由于多種因素影響，常常會(huì)出現(xiàn)氣孔、針孔、夾渣、裂紋、凹坑等缺陷。自由鍛的特點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。鍛造的質(zhì)量范圍比較廣不及一千克到二、三百?lài)?，這兩點(diǎn)很適合本次零件的毛坯鍛造。從合理選擇毛坯，以求得最好的經(jīng)濟(jì)效益。綜合零件工藝特性，生產(chǎn)綱領(lǐng)大小及其經(jīng)濟(jì)性，確定為自由鍛件經(jīng)過(guò)鍛造后進(jìn)行正火處理以消除鍛件在鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高材料性能。 3.2熱處理 金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類(lèi)。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類(lèi)又可 區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。 熱處理是對(duì)固態(tài)金屬或合金采

21、用適當(dāng)方式加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的加工方法。整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。 退火：是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。 正火：是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。 淬火：是將

22、工件加熱保溫后，在水、油或其它無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。 為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱(chēng)為回火。 在本設(shè)計(jì)中，由于零件有熱處理要求，45Cr的材料硬度不適合切削，所以在毛坯切削以前先把毛坯進(jìn)行正火處理改善材料的切削性 能并改善毛坯的內(nèi)應(yīng)力。將毛坯加熱至某一適當(dāng)溫度（AC線以上30——50℃），保溫一定時(shí)間后，再在空氣中緩慢冷卻。得到細(xì)化金屬組織晶粒，消除在鍛、軋后的組織缺陷，改善毛坯的機(jī)械性能（強(qiáng)度、韌性和塑性）。 第四章 選擇零件的定位基準(zhǔn)和加工裝備

23、 4.1零件的定位基準(zhǔn)選擇 1、基準(zhǔn)：指零件上用來(lái)確定其它點(diǎn)、線、面所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。 在選擇基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)要遵循以下幾個(gè)原則： 2、基準(zhǔn)分類(lèi)： 分為兩大類(lèi)：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn) 其中，工藝基準(zhǔn)又可分為： ① 工序基準(zhǔn)：是工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面加工后應(yīng)達(dá)到的尺寸、形狀、位置所用的基準(zhǔn)。 ② 定位基準(zhǔn)：是在加工中確定工件位置所用的基準(zhǔn)。 ③ 測(cè)量基準(zhǔn)：測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。 ④ 裝配基準(zhǔn)：是裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。 3、定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)：用未加工過(guò)的表面所作的定位基準(zhǔn)。

24、 精基準(zhǔn)：用已加工過(guò)的表面所作的定位基準(zhǔn)。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮的問(wèn)題是如何使各道工序均有足夠的加工余量以及工件安裝的穩(wěn)定性。 選擇原則為： ① 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)； ② 合理分配各加工表面的余量 ③ 盡量選用面積大而平整的表面為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 ④ 粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮的問(wèn)題是如何保證零件的加工精度以及安裝可靠。

25、 選擇原則為： ① 基準(zhǔn)重合原則。 即選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合誤差。 ② 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，以保證各表面間的位置精度。 ③ 自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)精加工某些重要表面時(shí)，常用其加工表面本身為定位基準(zhǔn)。可以提高加工面本身的尺寸和形狀精度，但不能提高加工面的位置精度。 ④ 互為基準(zhǔn) 對(duì)于有位置精度要求較高的表面，采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，更有利于精度的保證。 ⑤ 保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。 在粗車(chē)的時(shí)候?yàn)榱吮ＷC加工面與不加工面之

26、間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。 在半精加工和精加工的時(shí)候即選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合誤差。即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，以保證各表面間的位置精度。對(duì)于有位置精度要求較高的表面，采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，更有利于精度的保證。 4.2加工裝備的選擇 1.機(jī)床的選擇 根據(jù)工件的性能，通過(guò)查閱《機(jī)械制造工藝與裝備》選擇如下的機(jī)床 車(chē)床選用C620、萬(wàn)能銑床X62W、磨床M2110A。其機(jī)床主要參數(shù)在附錄中可以查詢(xún)。 1.夾具的選擇： 按專(zhuān)門(mén)化程度可分為以下幾種類(lèi)型的夾具： 1）通用夾具：通用

27、夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車(chē)床上三爪卡盤(pán)和四爪單動(dòng)卡盤(pán)，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類(lèi)夾具一般由專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶(hù)。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專(zhuān)用夾具：專(zhuān)用夾具是指專(zhuān)為某一工件的某道工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證 較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 　　3）通用可調(diào)夾具和成組夾具：其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整

28、，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱(chēng)為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。 　　4）組合夾具：組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專(zhuān)業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 　　5）隨行夾具：隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。 1、 本設(shè)計(jì)中以車(chē)削加工為主，又是小批量生產(chǎn)類(lèi)型，根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求設(shè)計(jì)方案必須注重經(jīng)

29、濟(jì)性，盡量選用通用工裝及設(shè)備，減少實(shí)際生產(chǎn)加工中的外委加工。所以選用組合夾具和通用夾具，由于零件的裝夾用到車(chē)床上三爪卡盤(pán)卡盤(pán)、車(chē)床附件中心架，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。 2.刀具的選擇： 1)車(chē)削加工選用整體式外圓車(chē)刀，刀片材料選YT類(lèi)硬質(zhì)合金 YT類(lèi)硬質(zhì)合金的特性如下：硬度高、韌性較差、難鋒利、切削溫度可達(dá)900度，因其具有紅硬性，一般不適用冷卻液。 2）刀具的角度： A.前角的作用：使刀刃鋒利，便于切削加工和切屑流動(dòng)。 B.后角的作用：減小主后刀面與過(guò)渡表面的彈性恢復(fù)層之間的摩擦，減輕刀具磨損。 C.主偏角的作用: 主要影響刀具耐用度、以加工表面粗糙度及切削力的

30、大小。 D.副偏角：.主要影響加工表面的粗糙度，影響副切削刃與已加工表面之間的摩擦和刀具的強(qiáng)度。 E.刃傾角：主要控制切屑的流動(dòng)方向。 2）銑削加工時(shí)，立銑刀。 立銑刀的主要參數(shù)：刀具直徑為φ12 圓角半徑 R0 總長(zhǎng)80mm 刃長(zhǎng)12.1mm 切削刃數(shù) 2 前傾角零度 材料 硬質(zhì)合金 3．量具的選擇 通常把沒(méi)有傳動(dòng)放大系統(tǒng)的測(cè)量工具稱(chēng)為量具。根據(jù)零件圖樣， 在設(shè)計(jì)中選用： a 游標(biāo)卡尺-------------------量取輪廓的基本尺寸

31、 b 千分尺----------------------量取輪廓的基本尺寸 c 莫氏4號(hào)圓錐量規(guī)-------檢查機(jī)床與量具圓錐孔和圓錐柄長(zhǎng)刀錐度和尺寸的準(zhǔn)確性 （莫式4號(hào)錐度：內(nèi)圓錐的最大直徑D=31.267，錐度C=1：19.254=0.05194，外圓錐錐角α=2058＇31＇＇0+52，內(nèi)圓錐錐角α=2058＇31＇＇0-52） d 偏擺儀-----------------------測(cè)量軸類(lèi)零件徑向跳動(dòng)誤差 e 對(duì)稱(chēng)度量規(guī)----------------檢驗(yàn)鍵槽的對(duì)稱(chēng)度 4

32、 切削用量 切削用量包括切削速度,背吃刀量和進(jìn)給量.對(duì)于不同的加工方法需要選擇不同的切削用量。粗加工時(shí)一般以加工效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量,采用較小的切削速度 .精加工時(shí)通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量采用較高的切削速度，鏜孔時(shí)考慮刀桿剛性，背吃刀量和進(jìn)給量也應(yīng)相應(yīng)的減小。對(duì)于原材料45#，零件一粗加工時(shí)ap取2㎜，f取0.2mm/r;零件二粗加工外輪廓時(shí)ap取0.5㎜，f取0.2mm/r。精加工時(shí)ap取0.1㎜，f取0.1㎜/r。粗鏜f取0.12mm/r, 精鏜f取0.1 mm/r。 車(chē)螺紋時(shí)ap分別取0.8 mm，0.6 mm，0.3，0.16 mm；F取1.5 mm/r

33、 為了抑制積屑瘤的產(chǎn)生，提高工件表面質(zhì)量，用硬質(zhì)合金車(chē)刀精車(chē)時(shí)，一般多采用較高的切削速度（>80m/min）;用高速鋼車(chē)刀精車(chē)時(shí)時(shí)，選用較低的切削速度（<5 m/min）。此次設(shè)計(jì)采用硬質(zhì)合金車(chē)刀，粗加工外輪廓Vc取70 m/min,零件一精加工Vc取94 m/min，零件二精加工外輪廓Vc取100 m/min， 主軸的轉(zhuǎn)速是由切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的線速度 主運(yùn)動(dòng)速度 n=1000Vc/πd 單位為r/min 零件φ70外圓表面粗加工 n=1000x70/( πx70)=318.4r/min,取300r/min 零件φ40外圓表面粗加工 n=1000x70/

34、( πx40)=557.3r/min,取550r/min 零件φ32外圓表面粗加工 n=1000x70/( πx32)=696.7r/min,取700r/min 零件φ70外圓表面半精加工 n=1000x82/( πx70)=373r/min,取350r/min 零件φ40外圓表面半精加工 n=1000x82/( πx40)=652.9r/min,取650r/min 零件φ32外圓表面半精加工 n=1000x82/( πx32)=816r/min,取800r/min 零件φ70外圓表面精加工 n=1000x94/( πx70)=427.7r/min,取420r/min 零件φ40外

35、圓表面精加工 n=1000x94/( πx40)=748.4r/min,取750r/min 車(chē)螺紋時(shí)取主軸速度n≤1200/p計(jì)算，n≤1200/1.5=800 所以取主軸轉(zhuǎn)速n=800r/min，因?yàn)楣ぜ菁y比較短，人員一下反應(yīng)不過(guò)來(lái)比較容易發(fā)生撞刀 。因此轉(zhuǎn)速因人而異，根據(jù)每人反應(yīng)在確定轉(zhuǎn)速。 參考文獻(xiàn) 1．黃云清：公差配合與技術(shù)測(cè)量，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007.9 2．陳文鳳、張旭：機(jī)械工程材料，北京：北京理工大學(xué)出版社 2008.1 3. 黃健求：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2005.11