說明書凸輪的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì).doc

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機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：凸輪盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者： 徐鵬宇 指導(dǎo)教師： 趙偉宏 2013年9月12日 長春理工大學(xué) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：凸輪盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機(jī)械加工過程卡 1張 機(jī)械加工工序卡 若干張 4、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 5、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張 6、課程設(shè)計(jì)說明書 1份 班 級： 1003111 學(xué) 生： 徐鵬宇 指導(dǎo)教師： 趙偉宏 2013年9月12日  目錄 一.零件的分析………………………………………………………………………………4 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………5 （一）.確定毛坯的制造形式………………………………………………………………5 （二）.基面的選擇…………………………………………………………………………5 （三）.制訂工藝路線………………………………………………………………………5 （四）.機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………………………5 （五）.確定切削用量及基本工時(shí)…………………………………………………………6 三.夾具具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………13 （一）.問題的提出…………………………………………………………………………13 （二）.夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………14 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………15 一.零件的分析 1.以Ф28mm孔加工中心的表面 這一組加工的表面包括Φ28mm孔及其倒角，尺寸為30mm的鍵槽，兩個(gè)Φ6mm的 工藝孔和寬度為160.1mm凸輪槽，其中Φ28mm孔和鍵槽為主要加工表面。 2.以大端面為加工對象的表面，這組加工表面包括孔Φ28mm的大小兩個(gè)端面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置精度要求，主要是Φ28mm孔大端面相對于Φ28mm孔垂直度公差為0.05mm凸輪共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置關(guān)系，現(xiàn)分析如下： 由以上分析可知，對這兩組加工表面，要先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的相對位置精度要求。 二．工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）.確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼，考慮到凸輪在使用時(shí)反復(fù)沖擊小，因此選用鑄件，就能滿足工作需要，由于零件的年產(chǎn)量為大批大量生產(chǎn)，形狀較簡單，尺寸不大，可采用沙箱鑄造。 （二）.基面的選擇 1．粗基準(zhǔn)的選擇:由于零件大端是以孔心為基準(zhǔn)的，則應(yīng)在保證Φ28mm孔心精度的基礎(chǔ)上加工大端面，所以以大端面為粗基準(zhǔn)是合理的。 2．考慮到大端面相對Φ28mm孔的位置關(guān)系，取Φ28mm孔為精基準(zhǔn)。 （三）.制訂工藝路線 工藝路線 工序1 粗車大端面，半精車大端面保證Ra3.2。保證Ra3.2。粗車Φ28大孔。以孔外圓為基準(zhǔn)，選用臥式車床CA6140。 工序2 粗車-精車小端面，保證Ra3.2。以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用臥式車床CA6140。 工序3 鉆工藝孔26mm，保證尺寸550.1mm，R470.1mm，101。以Φ28 mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用立式鉆床Z525。 工序4 加工鍵槽，保證尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。以Φ28 mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用拉床L6120。 工序5 粗銑凸輪槽，深度7mm;精銑凸輪槽，寬度保證160.1mm，深度8mm。以Φ28 mm孔外圓為基準(zhǔn)，選用數(shù)控銑床XK6040 工序6 鉆螺紋孔至Φ6.8mm，絞孔M8。以Φ28mm外圓為基準(zhǔn)，選用立式鉆床Z525。 工序7 等溫局部淬火，保證HB≥48HRC。 （四）．機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 凸輪零件材料為45鋼生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，采用沙箱造型鑄造的毛坯。 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如下： 1.大端面 現(xiàn)直接取凸輪厚度41mm，因?yàn)楸砻娲植诙纫鬄镽a3.2.此時(shí)厚度余量Z=6mm，已經(jīng)能滿足加工要求。 2.孔 毛坯為空心，粗糙度要求為Ra3.2.參照《機(jī)械制造工藝師設(shè)計(jì)手冊》確定工序尺寸及其余量為：Φ=25mm，2Z=3 （五）.確定切削用量及基本工時(shí) 工序1 粗-半精車大端面，Φ28大孔 1.加工要求：保證Ra3.2 機(jī)床：CA6140 刀具：YT15硬質(zhì)合金車刀 2.計(jì)算切削用量 （1）粗車大端面 n= ?= ?Zn=0.06563.7=19.11m/min 車削工時(shí) 由于是粗加工，故整個(gè)車刀刀盤不畢洗過整個(gè)工件，利用作圖法可得出車刀的行程l+l+l=90mm 則機(jī)動工時(shí) t= （2）半精車大端面 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。精加工行程l+l+l=96mm，則機(jī)動工時(shí)為t== （3）車孔Φ28mm 1）進(jìn)給量?，根據(jù)《切削手冊》表2.11，當(dāng)孔徑在20～30mm時(shí)?=0.8～1.8mm/r,在此取 ?=1.5mm/r 2）計(jì)算車削速度 按《切削手冊》表2.30，切削速度的計(jì)算公式為（T=40min）V= (V的單位：m/min) 其中孔的參數(shù)為C=12.1,Z=0.3,X=0.2,y=0.5,m=0.4,=0.36 所以 孔 V= 3）確定主軸轉(zhuǎn)速 鏜孔 n= 按機(jī)床說明書見《工藝手冊》表11-3選為96r/min 4）車削工時(shí)，切入切出長度分別定位l=3mm，l=1.5mm t= 工序2 粗-半精車下端面 1.加工要求：保證Ra3.2 機(jī)床：XK5012 刀具：硬質(zhì)合金端面車刀 2. （1）粗車小端面 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速與粗加工與之。由于是精車，所以整個(gè)車刀刀盤要車過整個(gè)工件，可得出車刀的行程為l+l+l=168mm，則機(jī)動工時(shí) t== （2）半精車小端面 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。粗加工行程l+l+l=51mm，則機(jī)動工時(shí)為t== 工序3 鉆通孔 1.加工要求:保證Φ6mm，55mm，R47mm，10。 機(jī)床:立式鉆床Z525 刀具:直柄麻花鉆Φ6mm 2.計(jì)算切削用量 （1）鉆孔2Φ6mm 1)進(jìn)給量?=0.16mm/r（見《切削手冊》表2.7） 2)計(jì)算切削速度，按《切削手冊》表2.13及表2.14按5類加工性質(zhì)考慮 V=17.56m/min 3)確定主軸轉(zhuǎn)速 n= 按機(jī)床選取n=983r/min（按《工藝手冊》表9-3） 所以實(shí)際切削速度 V= 4）切削工時(shí) 2t=2 其中切入切出長度分別為l=5mm，l=3mm，l=18mm 工序4 加工鍵槽 1.要求: 保證尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。 機(jī)床:拉床L6120 刀具：拉刀，寬6mm 2.計(jì)算切削用量 （1)單面齒升 根據(jù)有關(guān)手冊定為?=0.06mm （2）拉削速度定為V=0.06m/s(即3.6m/s) （3）切削工時(shí)： t= 式中Z-單面余量 2mm l-拉削長度 35mm -考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù) 取 1.2 k-考慮機(jī)床返回行程系數(shù) 取 1.4 V-拉削速度（m/min） ?-拉刀單面齒升 z=拉刀同時(shí)工作的齒數(shù) P-拉刀齒距 P=（1.25～1.5）=1.35 =8mm 拉刀同時(shí)工作的齒數(shù)z= 所以 t= 工序5 粗精加工凸輪槽 1.加工要求：槽深8mm，寬16 機(jī)床:數(shù)控銑床XK5040 刀具：莫氏立銑刀Φ12mm 2.計(jì)算切削用量 （1）粗加工凸輪槽深度7mm 1)進(jìn)給量?z=0.08mm/齒 2)切削速度參考有關(guān)手冊，定位V=20m/min 3)確定主軸轉(zhuǎn)速 由于采用莫氏立銑刀Φ12mm d=12mm，齒數(shù)Z=4 則 n= ?=?Zn=0.08 4)切削工時(shí) 銑刀行程l+l+l==207mm 則機(jī)動工時(shí) t== （2）精加工凸輪槽至8mm深 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速及切削工時(shí)同上。 工序6 鉆螺紋孔至Φ6.8mm，攻絲 1.加工要求：加工M8孔 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：直柄麻花鉆Φ6.8mm，機(jī)用絲錐M8 2.算切削用量 （1）鉆孔Φ6.8mm 1)進(jìn)給量取?=0.2mm/r 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鋼的<800MPa,d=Φ6.8mm時(shí) 2)確定切削速度：根據(jù)《切削手冊》表2.13及表2.14得切削速度 V=15.32m/min 3）確定主軸轉(zhuǎn)速 n==717.5r/min 根據(jù)機(jī)床說明書取 n=723r/min 故實(shí)際切削速度為 V= 4）切削工時(shí) l=10mm，l=5mm，l=3mm t= （2）攻螺紋M8 1） 進(jìn)給量取?=0.1mm/r 2） 確定切削速度 取V=0.1m/s(6m/min) 3） 確定主軸轉(zhuǎn)速n=238r/min 按機(jī)床說明書選取n=195r/min 則V=4.9m/min 4） 機(jī)動工時(shí) l=10mm，l=3mm，l=3mm t= 三．夾具設(shè)計(jì) 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(jì)專門的夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)教師的分配，決定設(shè)計(jì)鉆螺紋空工序的車床夾具，本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具麻花鉆φ6，機(jī)用絲錐M8。 （一）.問題的提出 本夾具主要用來對螺紋孔的加工，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度不是主要問題。 （二）.夾具設(shè)計(jì) 1.定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為凸輪Φ28mm孔心，因此這里選用Φ28mm孔為主要定位基準(zhǔn)。 因此在Φ28孔的位置放置一個(gè)如下圖所示的定位軸，用于零件的基準(zhǔn)定位。 在Φ6孔用一個(gè)定位銷來對零件進(jìn)行限位，防止工件旋轉(zhuǎn)。 在需要加工的螺紋孔上放置一個(gè)引導(dǎo)裝置——鉆套，便于刀具的引導(dǎo)，節(jié)省了加工時(shí)間。夾具大致結(jié)構(gòu)如下圖 參考文獻(xiàn) 1上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會主編.《金屬切削手冊》 第二版 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1984 2艾興 肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》 第三版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1994 3哈爾濱工業(yè)大學(xué)趙家齊主編.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》.第二版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002 4楊叔子主編.《機(jī)械加工工藝師》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002 5.《機(jī)械加工工藝手冊》 主編李洪 北京出版社 6.陳鐵鳴《機(jī)械設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 7.孟憲棟 劉彤安 《機(jī)床夾具圖冊》機(jī)械工業(yè)出版社 8.王光斗 王春?！稒C(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》