机械制造毕业设计小轴零件设计DOC.docx

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机械制造毕业设计小轴零件设计DOC

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辽宁工业大学

机械制造基础课程设计(论文)

 

题目:

小轴机械加工工艺规程及其夹具设计

 

学院:

新能源学院

专业班级:

机械设计制造及其自动化142班

学号:

141607055

学生姓名:

赵旭东

指导教师:

李晓丹

教师职称:

副教授

起止时间:

2015.12.21-2016.1.8

 

课程设计(论文)任务及评语

学院:

机械工程与自动化学院            教研室:

机制教研室

学号

141607055

学生姓名

赵旭东

专业班级

机械142班

课程设计(论文)题目

小轴机械加工工艺规程及其工装设计

课程设计(论文)任务

1.设计内容

(1)设计对象来源于生产实践,用于机床,属轴类或盘套类零件;

(2)针对指定零件,利用相应工程软件(WORD,EXCEL,CAXA电子图版(或其它CAD软件)等)及相关参考资料(如工具书、指导书等)完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图,编写设计说明书等。

2.技术参数与要求

设备年产量1万件,废品率、备品率各0.1%,每台设备含该零件件数:

1;

主要技术指标,包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图(零件图见附页);

3.工作量

画零件图

制订零件加工工艺规程

机床夹具设计

编写设计说明书

指导教师评语及成绩

图纸(20%)

说明书(20%)

答辩(40%)

平时(20%)

 

 

成绩:

指导教师签字:

年月日

第一章零件加工工艺规程设计……………………………………………1

1.1工艺分析及生产类型确定…………………………………………………………2

1.2小轴的技术要求………………………………………………………………2

1.3确定毛坯………………………………………………………………………………3

1.4确定工艺路线…………………………………………………………………………3

1.5表面加工方法确定……………………………………………………………………3

1.6加工阶段划分…………………………………………………………………………3

1.7工序顺序安排…………………………………………………………………………3

1.8工艺路线及设备、工装选用……………………………………………………………4

1.9加工余量、工序尺寸及公差的确定………………………………………………4

1.10切削用量的计算及定额时间的确定………………………………………………5

1.10.1工序Ⅰ粗车、半精车端面,粗车、半精车Ф20外圆、倒角,打中心孔…5

1.10.2工序Ⅱ平端面,粗车、半精车Ф18外圆,粗车Ф17.5外圆,倒角、打心孔…8

1.10.3工序Ⅲ钻、扩、粗铰、精铰Ф12径向孔…………………………………11

1.10.4工序Ⅳ铣键槽………………………………………………………………14

1.10.5工序Ⅴ热处理………………………………………………………………15

1.10.6工序Ⅵ磨Ф18外圆、磨Ф20外圆……………………………………………15

第二章专用夹具设计………………………………………………………………17

2.1钻床夹具的设计…………………………………………………………………17

参考文献………………………………………………………………………………18

 

第一章、零件机械加工工艺规程设计

1.1工艺分析及生产类型确定

用途:

小轴在机床的进给系统中起着传递的扭矩的作用,所以对其传递精度要求很高即加工精度高。

生产类型:

本产品要求年产量为10000件,为大批量生产。

工艺性:

本题目小轴零件材料优质碳素结构钢代号为45,其力学性能:

毛坯形式为直径23mm的模锻件,生产批量为1万件/年,生产纲领为大批生产。

零件的主要作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。

从零件图上得到安装小轴的接触表面有很高的粗糙度要求达到Ra0.8,轴颈有键槽要求IT9Ra3.2,两端面IT9Ra3.2,其余加工表面质量要求Ra12.5,零件的平均精度中上档,工序数量较少集中在车削工序上。

零件的加工表面简单,多采用车削和磨削加工方式。

零件的加工多采用中心孔为基准,定位可靠,基准统一。

1.2小轴的技术要求

加工表面

尺寸及公差

公差及精度等级

表面粗糙度

两端面

20/18

IT9

3.2

右端φ20表面

φ20

IT7

0.8

左端φ18表面

φ18

IT7

0.8

非重要φ17.5表面

φ17.5

IT11

12.5

键槽

距底端12.8

IT9

3.2

大端径向孔

φ12

IT9

1.6

1.3确定毛坯

毛坯:

要求为45号钢,工件为小轴,直径最大处20mm,所以为节省材料和提高生产效率取直径为23mm长度为153mm的45号钢模锻钢。

1.4确定工艺路线

基准选择

粗基准的选择:

首先要加工的是端面,打中心孔,将轴的一侧加工出粗基准,完成粗车,保证下步加工的粗基准。

精基准的选择:

选择上步加工的外圆表面及中心孔,可以定其中心为此步加工的精基准,在加工键槽利用半精车加工的外圆面作为精基准。

以右端面为精基准可以加工φ12径向孔

1.5表面加工方法确定:

轴表面部分粗糙度要求Ra0.8等级IT7,即粗车—半精车-磨削。

周端面表面粗糙度要求Ra3.2,经粗车—半精车即可。

φ12径向孔表面粗糙度要求Ra1.6,可经钻-扩-粗铰-精铰达到。

键槽要求IT9表面粗糙度为Ra3.2,铣键槽即可。

1.6加工阶段划分:

分为粗加工,半精加工,精加工几个阶段。

在粗加工阶段,将精基准准备好的同时尽可能的去除材料得到更多的精基准,使后面一个工序工步可以采用精基准,保证他们的加工表面的精度要求;而后进行热处理,径向孔部分加工完成;对小轴轴进行铣键槽,应用工序一得到的精基准加工键槽,打φ3.5装配时配钻孔,然后上磨床进行磨削。

1.7工序顺序安排:

1.机械加工工序

(1)先基准后其他,先加工精基准右面轴颈。

(2)先粗后精,先粗加工后精加工。

(3)先面后孔,先轴表面,后加工径向孔、键槽。

2.热处理

综上所述,该小轴工序安排顺序为:

基准加工—表面粗加工、半精加工—主要部分(键槽、径向孔)加工—热处理—重要表面磨削。

1.8工艺路线及设备、工装选用:

序号

工序名称

机床设备

刀具

量具

车右端面,打中心孔,粗车、半精车外圆

CA6140

端面车刀、中心钻、硬质合金车刀、外圆车刀

游标卡尺

车左端面,打中心孔,粗车、半精车外圆

CA6140

端面车刀、中心钻、硬质合金车刀、外圆车刀

游标卡尺

钻-扩-粗铰-精铰φ12径向孔

Z525

麻花钻、扩孔钻、铰刀

游标卡尺

塞规

铣键槽

X5012

键槽铣刀

游标卡尺

φ20h6处高频淬火

高频淬火机

磨φ18、φ20外圆

M1412

砂轮

千分尺

1.9加工余量、工序尺寸和公差的确定

端面余量:

两端面皆为毛坯余量两次走刀加工而成,粗车余量1.5mm,半精车余量0.3mm

外圆余量:

分为粗加工余量,半精加工余量,磨削余量。

由毛坯φ23到外圆余量分别为2mm的粗车余量,0.76mm的半精加工余量,0.24mm的磨削余量。

由毛坯到外圆余量分别为3.5mm的粗车余量,1.26mm的半精车余量,0.24mm的磨削余量。

由毛坯到φ17.5的外圆的粗加工余量为5.5mm。

1.10切削用量的计算

1.10.1工序Ⅰ平右端面,打中心孔、粗车、半精车外圆,倒角

加工条件:

工件材料:

45

机床:

CA6140

夹具:

三角夹盘

量具:

游标卡尺(量程0~150精度0.02)

加工要求:

IT9,Ra3.2

刀具:

90°外圆车刀

中心钻(A型φ2中心钻)

硬质合金车刀(P类YT15)

工步1粗车端面:

1、背吃刀量的确定:

车端面,因毛坯轴向余量为1.2mm一刀切的话,所以mm。

2、进给量确定:

保证端面精度,毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r

3、走刀长度:

30mm

4、车削速度计算:

车端面车转速取

由表查得取vc=50m/min

机床主轴转速n==1000×50/(3.14×23)=692r/min

由机床转速表4-2取=710

得实际=710×3.14×23/1000=51.2m/mim

=0.3×710=213m/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=(30+2+2)/213=0.16min

辅助时间Tf=Tjx20%=0.03min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.19min

工步2半精车端面:

1.毛坯厚度方向半精加工余量ap=0.3mm

2.由表查得取fz=0.5mm/r

3.由表查得取vc=70m/min

机床主轴转速n==1000×70/(3.14×23)=969.2m/min

由机床转速表取=900

得实际=900×3.14×23/1000=450m/mim

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.5×900=840mm/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=(30+2+2)/450=0.075min

辅助时间Tf=Tjx20%=0.015min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.09min

工步3粗车φ20外圆:

1、背吃刀量的确定:

φ20外圆的粗加工余量为2mm,走刀92mm保证加工效率和精度的双标准,所以走1刀,mm。

2、进给量确定:

查表取fz=0.3mm/r

3、由表查得取vc=50m/min

机床主轴转速n==1000×50/(3.14×23)=692/min

由机床转速表取=710

得实际=710×3.14×23/1000=51.2m/mim

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.3×710=213mm/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=(90+2+2)/213=0.3min

辅助时间Tf=Tjx20%=0.06min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.36min

工步4半精车φ20外圆:

1、背吃刀量的确定:

粗车后给半精车的余量为0.3mm,所以取mm

2、进给量确定:

查表得进给量fz=0.2mm/r

3、由表查得取=60m/min

机床主轴转速n==1000×60/(3.14×23)=830/min

由机床转速表取=900

得实际=900×3.14×23/1000=65m/mim

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.2×900=180mm/min

由表查得

基本时间Tj=Li/vf=(90+2+2)/180=0.52min

辅助时间Tf=Tj×20%=0.1min

作业时间Tz=Tj+Tf=0.62min

打s

工步5打右中心孔:

1、切削深度:

2.5mmmm

2、进给量确定:

查表得进给量f=0.1mm/r

3、在车床尾座上手摇钻孔,车削速度计算:

查表得=20m/min

机床主轴转速n==1000×20/(3.14×23)=277/min

由机床转速表取=250

4.时间定额的计算:

每分钟进给量:

=0.3×710=213mm/min

由表查得

走刀长度==2.56mm

=1~4取=2

l=2.5

基本时间Tj=Li/vf=(l

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