楔体工艺规程编制及成型车刀设计分解Word格式文档下载.docx
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5.培养规范意识。
通过课程设计，使学生养成遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范。
二．零件生产纲领的计算与生产类型的确定
机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领来区别。
2.1.生产类型的确定
（1）零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。
机械制造的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产，成批生产分为大批生产、中批生产、和小批生产。
产量越大生产专业化程度越高。
按重型机械、中型机械、和轻型机械的年生产量列出了不同的生产类型的规范如表1
表1各种生产类型的规范
生产类型
零件的年生产纲领/件/年
重型机械
中型机械
轻型机械
单件生产
≤5
≤20
≤100
小批生产
5～100
20～200
100～500
中批生产
100～300
200～500
500～5000
大批生产
300～1000
5000～50000
大量生产
＞1000
＞5000
＞50000
（2）生产类型的划分要考虑生产纲领还得考虑产品本身的大小及其结构的复杂性。
2.2.生产纲领的计算
（1）生产纲领是产品的年生产量。
生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺规程起着很重要的作用，它决定了各工序所需的专业化和自动化的程度以及所选用的工艺方法和工艺装备。
（2）零件的生产纲领：
10000/年为大量生产。
三、零件的工艺分析
3.1.零件的作用
安装在刀体上的一部分，调整刀具高度。
3.2.零件的工艺分析
（1）从零件图上看，该零件结构简单，主要分为三段加工，其中段精度要求较高
（2）主要加工的面有φ36.5、φ42、φ65、外圆柱面，右端面有Φ40.5的外螺纹，从左端面起有一个外圆锥面需要加工
（3）图中可以看出零件的大部分外部尺寸精度较低，但是中段加工精度高，通孔中和斜面以及槽内要求精度也是比较高的；
（4）热处理方面需要调质处理，到HRC48-53，保持均匀。
最后还要进行表面渗碳处理
（5）零件的材料是40Cr。
（6）端面加工出45°
倒角是为了便于装配。
四．选择毛坯、确定毛坯尺寸
4.1.毛坯的选择
（1）零件的毛坯材料是40Cr，是典型的材料，是一种最常用的合金调质钢。
经调质和表面淬火之后能获得较好的综合性能。
（2）由于工件的尺寸较大，属于大量生产，所以选用模锻，材料40Cr，查《机械制造工艺简明手册》得毛坯精度等级为IT7,表面粗糙度为Ra3.2到1.6。
五．工艺规程的设计
5.1.定为基准的选择
（1）粗基准的选择
粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。
所以为了便于定位、装夹和加工。
一般用卡盘装夹。
为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该零件小端轴面为粗基准。
（2）精基准的选择
根据减速箱输出轴的技术要求和装配要求以及任务书要求，应选择已加工表面Φ65圆柱面。
5.2.零件表面加工方法的确定
根据零件图表各表面的加工要求，以及材料性质等因素，该零件的各表面具体的加工方法如下表
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra（µ
m）
加工方法
左右端面
IT7
3.2
粗车——半精车
φ65外圆柱面
0.8
粗车——半精车—精车——高速车
φ36.5外圆面
φ
内孔表面
1.6
粗车——半精车——精车
圆锥面
粗车——半精车——精车——高速车
平槽
粗铣——半精铣——精车
斜平面
粗铣——半精铣——精铣
螺纹
粗车——精车
5.3.加工顺序的安排
（1）机械加工工序
①按先基准平面后其他的原则：
机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。
先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。
②按先粗后精的原则：
先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工。
③按先主后次的原则:
先加工主要表面，如车外圆各个表面，端面等。
后加工次要表面，如铣键槽等。
④先外后内，先大后小原则：
先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。
⑤次要表面的加工安排：
键槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车之后。
（2）热处理工序的安排
在切削加工前宜安排正火处理，就能提高改善工件的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。
在粗加工后进行调质处理，最终热处理安排在半精车之后，这样能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。
在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。
在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，基准加工——主要表面粗加工——热处理——主要表面半精加工——主要表面的精加工——铣键槽——攻螺纹——去毛刺、最终热处理等。
5.4.该轴工艺路线的确定
根据以上的加工工艺过程的分析确定零件的工艺路线如下
工序号
工序内容
车床设备
1
车端面，钻中心孔；
调头，车另一端面，钻中心孔。
HTM63150iy
2
半精车端面，掉头，半精车另一端面。
3
粗车、半精车φ65外圆柱面，粗车、半精车φ42外圆柱面，粗车、半精车退刀槽；
调头，粗车、半精车另一端外圆锥面，。
4
钻Φ60深孔
XK7130
5
盖住Φ42，对其他部分进行表面渗碳，热处理
6
精车φ65外圆柱面、外圆锥面
7
粗铣、精铣斜面
8
粗铣、精铣斜面通槽
10
锪倒角
11
粗磨、精磨
M1331
12
车螺纹
13
检验
CA6140
5.5.机械加工余量、工序尺寸的确定（以φ65圆柱面的加工为例）
确定圆柱面的工序尺寸
圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。
前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。
中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。
本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：
表外圆柱面φ65段加工余量计算
工序名称
工序间余量/mm
工序
工序基本尺寸/mm
标注工序
尺寸公差/mm
表面粗糙度Ra/μm
毛培
φ74
粗车
12.5
Φ68
半精车
0.6
Φ66.8
精车
Φ65.6
粗磨
0.25
Φ65.1
精磨
0.05
Φ65
5.6确定工序的切削用量（以φ65圆柱面的加工为例）
确定切削用量的原则：
首先应选去尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度允许的条件下，又满足以加工表面粗糙度的情况下，选取尽可能大的进给量。
最后根据下列公式确定最佳切削速度：
（1）粗车φ65圆柱面
1）刀具选取：
粗车选取刀具为硬质合金刀具，型号为YT15.
车刀参数查表得，选择刀具前角γ0＝-5°
后角α0＝8°
，刃倾角：
λs=0,主偏角Kr=60°
副偏角Kr’=10°
。
2）背吃刀量
：
双边加工余量为Z=6mm，可一次加工，背吃刀量
=3mm。
3）进给量f：
根据背吃刀量
=3mm，d=φ74，选择f=0.5mm/r。
（《切削用量简明手册》表1.4）
4）切削速度v：
根据（《切削用量简明手册》表1.10）得：
V=80~100m/min
5）机床主轴转速：
=
=344.12r/min
6）切削工时：
l=75l1=2mm,l2=3mm,l3=5mm
=
=29.6s
（4）半精车φ65外圆面
1）背吃刀量
双边加工余量为Z=1.2mm，可一次加工，背吃刀量
=0.6mm。
2）进给量f：
=0.6mm，d=φ68，选择f=0.3mm/r。
（《切削用量简明手册》表1.6）
3）切削速度v：
根据（《切削用量简明手册》表1.10）得：
V=100~120m/min
4）机床主轴转速：
=430.15r/min符合要求。
5）切削工时：
l=75l1=2mm,l2=0,l3=5mm
=38.1s
（4）精车φ65外圆面
=0.6mm，d=φ66.8，择f=0.1mm/r。
V=120~140m/min
=586.74r/min符合要求。
=83.8s
（5）粗磨φ65外圆面
1）纵向进给量：
fa=0.5x20.6=10.3mm/r，
2）横向进给量:
fr=0.0182mm/s,双边加工余量为Z=0.5mm
3）主轴转速n：
根据d=φ65.6，选择n=115r/min。
4）切削工时：
=11.3s
（6）精磨φ65外圆面
1）纵向进给量:
fa=0.8x20.1=16mm/r，
fr=0.0018mm/s,双加工余量为Z=0.1mm
根据d=φ65.1，选择n=212r/s。
（《机械加工工艺设计手册》）
4）切削工时：
=14.18s
六、成形车刀设计内容和要求
梯形螺纹的各部分尺寸计算
名称
代号
计算公式
牙型角
α
α=30°
螺距
P
牙顶间隙
αc
P/mm
2～5
6～12
14～44
αc/mm
0.25
0.5
外螺纹
大径
公称直径d=42
中径
d2=40.5
小径
d3=38.5
牙高
h3=0.5P+αc=1.75
牙顶宽
f
f=f′=0.366P=1.098
牙槽底宽
w,w′
w=w′=0.366P-0.536αc=0.964
6.1成形车刀理论
成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。
用成形车刀加工零件时可一次形成零件表面，操作简便、生产率高，加工后能达到公差等级IT7～IT10、粗糙度为10～3μm，并能保证较高的互换性。
但成形车刀制造较复杂、成本较高，刀刃工作长度较宽，故易引起振动。
成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。
6.2梯形螺纹的车削方法
（1）螺距小于4mm和精度要求不高的工件，可用一把梯形螺纹车刀，并用少量的左右进给车削。
（2）螺距大于4mm和精度要求较高的梯形螺纹，一般采用分刀车削的方法
该零件螺距为3mm，但精度要求较高。
由上表可确定粗加工走刀5次，精加工8次。
七、刀体各参数确定以及计算方法
7.1梯形螺纹车刀几何形状
梯形螺纹车刀分为粗车刀和精车刀两种
（1）高速钢梯形螺纹车刀
1）两刃夹角粗车刀应小于梯形螺纹牙形角（29°
30′），精车刀应等于螺纹牙形角30_+_5′.
2）刀头宽度粗车刀刀头宽度应为三分之一螺距宽，精车刀的刀头宽度就等于牙底槽宽减0.05mm.
3）纵向前角粗车刀一般为15°
左右；
精车刀为了保证牙型正确，前角就等于0°
，如图6-9。
4）纵向后角一般为6°
～8°
7.2梯形螺纹车刀的几何角度和刃磨要求
梯形螺纹有英制和米制两类，米制牙型角30，英制29，一般常用的是米制螺纹。
梯形螺纹车刀分粗车刀和精车刀两种。
.梯形螺纹车刀的角度。
.两刃夹角粗车刀应小于牙型角，精车刀应等于牙形角。
.刀尖宽度 粗车刀的刀尖宽度应为1／3螺距宽。
精车刀的刀尖宽应等于牙底宽减0.05㎜。
纵向前角 粗车刀一般为15左右，精车刀为了保证牙型角正确，前角应等于0，但实际生产时取5―――10。
纵向后角 一般为6――8。
两侧刀刃后角 a1＝（3――5）＋φ a2＝（3――5）＋φ
梯形螺纹的刃磨要求。
用样板校对刃磨两刀刃夹角。
图示
有纵向前角的两刃夹角应进行修正。
车刀刃口要光滑、平直、无虚刃，两侧副刀刃必须对称刀头不能歪斜。
用油石研磨去各刀刃的毛刺。
7．3刃磨步骤：
1.粗磨主、副后面，刀尖角初步成形。
2.粗、精磨前面或前角。
3.精磨主后刀面、副后刀面刀尖用样板修正。
7.4梯形螺纹车刀的刃磨
1）粗磨主、副后刀面，使左侧后角为8°
～10°
，右后角为4°
～6°
2）粗、精磨前刀面，保证前角。
3）精磨主、副后刀面，刀尖角用样板检查修正。
粗车时刀尖角29°
30′，精车时刀尖角30°
+5′。
刃磨后要求车刀刀面光洁，两侧切削刃直线度好，刀尖角正确。
7.5梯形螺纹车刀的装夹和工件装夹
（1）车刀的装夹
车刀主切削刃必须与工件轴线等高（用弹性刀杆应高于轴线约0.2mm）同时应和工件轴线平行。
刀头的角平分线要垂直与工件的轴线。
用样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。
如下图所示
（2）工件的装夹
一般采用两顶尖或一夹一顶装夹。
粗车较大螺距时，可采用四爪卡盘一夹一顶，以保证装夹牢固，同时使工件的一个台阶靠住卡盘平面，固定工件的轴向位置，以防止因切削力过大，使工件移位而车坏螺纹。
车床的选择和调整
八、总结
通过这次机械制造工艺课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。
这次课程设计，也使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。
通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。
运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，也学会分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等程度零件的工艺规程的能力。
根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备了设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。
通过这次课程设计，也进一步使自己的识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能有了更大的提高。
通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。
九、主要参考文献
《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社王光斗主编
《机床专用夹具图册》哈尔滨工业大学出版社李旦邵东向王杰主编
《切削用量简明手册》机械工业出版社艾兴肖诗纲主编
《实用机械制造工艺设计手册》机械工业出版社王凡主编
《机械制造工艺学》机械工业出版社陈明主编
《互换性与技术测量》中国计量出版社廖念钊等主编
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