0013-轉(zhuǎn)軸器零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計
0013-轉(zhuǎn)軸器零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計,轉(zhuǎn)軸,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,鉆孔,夾具,設(shè)計
課 程 設(shè) 計
題 目：轉(zhuǎn)軸器零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程
及工藝裝備設(shè)計
一、設(shè)計題目(學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1)繪制零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000～8000字) 1份
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
現(xiàn)今的世界國家間的競爭已經(jīng)全面轉(zhuǎn)入科學(xué)技術(shù)的競爭，而機(jī)械工業(yè)直接反應(yīng)一個國家的整體技術(shù)水平。無論是核工業(yè)還是農(nóng)具，機(jī)械制造業(yè)是國家獲取其他幾乎一切行業(yè)設(shè)施和工具的來源。可以說人類文明史就是機(jī)械制造的歷史。
我國的工業(yè)化建設(shè)情況，國際上眾說紛紜，雖然在很多高技術(shù)項目上頗有建樹，但在這次汶川地震中表現(xiàn)出中眾多缺陷。包括規(guī)模較小，工藝粗糙，關(guān)鍵技術(shù)仍依賴國外等等。充分說明在向高技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)軍的同時，低端產(chǎn)業(yè)也應(yīng)該加強(qiáng)建設(shè)。
本次設(shè)計的是轉(zhuǎn)軸器加工工藝及其夾具設(shè)計。通過對普通車床轉(zhuǎn)盤零件圖及其性能要求的分析研究，合理的設(shè)計出了一套工藝規(guī)程和鉆Φ6.5的夾具。運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，查閱相關(guān)資料，完成設(shè)計任務(wù)，在選定加工所用設(shè)備后，根據(jù)機(jī)床的聯(lián)系尺寸，設(shè)計出合理的夾具。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)軸器 零件 加工過程
Abstract
Nowadays,the competition of world countries has shift to the competition of new science and technology completely,In this age , level of development for the machine industry has become the most important criteria in the judgement in a country’s level of development.From Nuclear industry to dead stock,ALL the establishment and facilities,hat our country need and consume, depend on our machine industry .The histroy of mankind is the histroy of the machine building
Consider chinese industry construction,Many argumentations has been bring forward in the globality organization.We enjoy our achievement in some new technologes.But in these serious earthquake in WENCHUAN,we discovered our weakness: dimensions, asperous technics,core technology depend on other countries.So notwithstanding these is the age of advanced krowlage,we must improve our well-rounded technologies.
This thesis is about rules authorized staff of the processing craft of the steeringgear′s turntable.According to the analuzical research into the drawing of the turnable Component of ordinary. steeringgear and its performance,here has designed a reasonable set of Craft rales and jigs for coattail iron and drill and extent φ35H hole，By utilizing the professional knowledge which have learned and looking up the interne lated references,thesis has been Completed.After sdecting the process equipments which will beused and checking the related measurement of the machine tools.thereasonable object was accomplished
Key word : steeringgear , machine hardware, processing cycle
目 錄
1 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 1
1.1 毛坯的制造形式 1
1.2 基準(zhǔn)面的選擇 1
1.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2
1.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 2
1.3 制訂工藝路線 2
1.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3
1.5 確定切削用量 4
1.5.1 工序Ⅰ：熱處理 4
1.5.2 工序Ⅱ：粗車42、58外圓柱面, 38,34內(nèi)圓柱面以及端面 5
1.5.3工序Ⅲ 鉆6.5和2的孔 7
1.5.4 工序Ⅳ：半精車42、58外圓柱面, 38,34內(nèi)圓柱面以及端面 8
1.5.5 工序Ⅴ：粗鉸6.5和2的孔 9
1.5.6工序Ⅵ：精車42、58外圓柱面, 38,34內(nèi)圓柱面以及端面 11
1.5.7 工序Ⅶ：鉸6.5和2的孔 12
2．0指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計 13
2.1 問題的指出 13
2.2 夾具設(shè)計 13
2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 13
2.2.2 切削力及夾緊力的計算 13
2.3 定位誤差的分析 14
2.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 14
3.方案綜合評價與結(jié)論 15
4. 本次課程設(shè)計體會與展望 15
參考資料 16
1 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.1 毛坯的制造形式
零件材料為38CrA，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)。
1.2 基準(zhǔn)面的選擇
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。
1.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
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)。）
1.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
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：
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。
2.采用錐堵或錐套心軸。
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。
1.3 制訂工藝路線
工藝路線確定如下：
工序Ⅰ：熱處理
工序Ⅱ：粗車 42、 58外圓柱面, 38, 34內(nèi)圓柱面以及端面
工序Ⅲ 鉆 6.5和 2的孔
工序Ⅳ：半精車 42、 58外圓柱面, 38, 34內(nèi)圓柱面以及端面
工序Ⅴ：粗鉸 6.5和 2的孔
工序Ⅵ：精車 42、 58外圓柱面, 38, 34內(nèi)圓柱面以及端面
工序Ⅶ：鉸 6.5和 2的孔
工序Ⅺ 終檢。
以上工藝過程詳見械加工工藝過程卡片
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“轉(zhuǎn)軸器”零件材料為38CrA，硬度為HBW761~66，毛坯質(zhì)量約為1.5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鍛造毛坯。
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：
1）.外圓表面(ф42、ф58)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф50、ф64的階梯軸式結(jié)構(gòu)，外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求。
2.5 確定切削用量
2.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓
本工序采用計算法確定切削用量
加工條件：工件材料：38CrA，鍛造。
加工要求：粗車Φ42、Φ58外圓柱面以及端面表面粗糙度值為6.3。
機(jī)床：CA6140車床。
刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°計算切削用量：
1）粗車兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm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U16mmX25mm, a<=2mm時,以及工件直徑為ф160時。
f=0.5～0.7mm/r
按C620—1車床說明書（見《切削手冊》表1.30）取f=0.5 mm/r計算切削速度: 按《切削手冊》表1.27,切削速度的
計算公式為
V=(m/min)
=1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n===253(r/min)
按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2—8）與253r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速
選取305r/min。實(shí)際切削速度 V=80m/min
2） 粗車端面
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===133(r/min)
轉(zhuǎn)速選取150r/min。實(shí)際切削速度 V=75.4m/min
2.5.2 粗車 42、 58外圓柱面, 38, 34內(nèi)圓柱面以及端面
1）切削深度:先84車至80以及104車至100。
進(jìn)給量: 見《切削手冊》表1.4
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===204(r/min)
按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V===75.1 m/min
檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
F=CFafvk
CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
由《切削手冊》表1.30中C630-1機(jī)床說明書可知, C630-1主電動機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
2）車槽7.5 采用切槽刀，r=0.2mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表27-8
取 f=0.25mm/r n=305r/min
2.5.3工序Ⅲ鉆 6.5和 2的孔
1） 鉆孔Φ6.5mm
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
f=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、為加工實(shí)心孔時的切削用量，查《切削手冊》
得 =0.56mm/r（表2.7）
=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4=7.7m/min
按照機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度：
2）鉆孔Φ2mm
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
f=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、為加工實(shí)心孔時的切削用量，查《切削手冊》
得 =0.56mm/r（表2.7）
=19.25m/min（表2.13）
并令： f=1.35
=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4=7.7m/min
按照機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度：
2.5.4 工序Ⅳ 半精車 42、 58外圓柱面, 38, 34內(nèi)圓柱面以及端面
1） 鉆6-13.5
f=0.35mm/r V=17mm/min
所以 n==401(r/min)
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為：
2） 鉆2底孔Φ8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mm/r v=13m/min
所以 n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
按機(jī)床選取
則
實(shí)際切削速度
2.5.5 工序Ⅴ：精車Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面
車床：C620-1
1） 精車端面
Z=0.4mm
計算切削速度：按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min）
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28
所以
按機(jī)床說明書（見《工藝手冊》表4.2-8）選擇1200r/min
所以實(shí)際切削速度
2）精車Φ65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
式中， ， 修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28
所以
所以實(shí)際切削速度
3） 精車外圓Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
取
實(shí)際切削速度
2.5.6工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜mm孔
1） 粗鏜孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
2） 精鏜孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
3） 細(xì)鏜孔至mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
2.5.7 工序Ⅶ：銑Φ60孔底面
銑床：X63系列
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關(guān)手冊，確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39）
取 =475r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說明書，剛好有故直接選用該值。
倒角1x45°采用90°锪鉆
1）．選擇磨床：
選用MD1158（內(nèi)圓磨床）
2）選擇砂輪：
見《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為A36KV6P 20x6x8mm
3）．切削用量的選擇：
砂輪轉(zhuǎn)速 ，m/s
3指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計
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ф6.5鉆孔的鉆床專用夾具。
本夾具將用于Z3025搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。
3.1 問題的指出
本夾具主要用來鉆6.5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。
3.2 夾具設(shè)計
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，12孔中，6—13.5在圓周上均勻分布,2—M10，4—M10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計基準(zhǔn)為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準(zhǔn)。
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12孔進(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
氣缸選用。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。
N=
N>F
鉆削時 T=17.34 N*M
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,鉆削時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
3.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。
鉆床夾具的裝配圖及零件圖分別見附圖3及附圖4。、
4.方案綜合評價與結(jié)論
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)。
5. 本次課程設(shè)計體會與展望
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。
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。
對于接下來的畢業(yè)設(shè)計，因?yàn)橛辛诉@次積累的經(jīng)驗(yàn)，我相信我一定可以圓滿地完成。
參考資料
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
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
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
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
6. 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?
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
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
9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
11．《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》， 機(jī)械工業(yè)出版社
12．《機(jī)床夾具設(shè)計》 王啟平主編 哈工大出版社
收藏