傳動軸工藝規(guī)程 編制90度可轉位車刀設計(共18頁)

1、 目 錄第一(dy)部分傳動軸工藝(gngy)規(guī)程編制設計機械制造(j xi zh zo)課程設計的目的 3 二生產(chǎn)綱領的計算與生產(chǎn)類型的確定 31.生產(chǎn)類型的確定 32.生產(chǎn)綱領的計算 3三零件的工藝分析 41.零件的作用 42.零件的工藝分析 4四 選擇毛坯、確定毛坯尺寸 41.毛坯的選擇 42.毛坯尺寸確定 5五 工藝規(guī)程的計 51.定為基準的選擇 52.零件表面加工方法的確定 53.加工順序的安排 64.該軸工藝路線的確定 65.機械加工余量、工序尺寸的確定 76.確定工序的切削用量10 7.銑鍵槽時尺寸鏈的計算11第二部分90可轉位車刀設計 = 1 * CHINESENUM3 * M

2、ERGEFORMAT 一 概述12 = 2 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 二 選擇刀片加固方式12 = 3 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 三 設計刀片材料12 = 4 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 四 選擇刀片合理角度 13五 選擇切削用量 13 = 6 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 六 選擇刀片型號和大小 13 = 7 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 七 選擇(xunz)硬質合金刀墊型號和尺寸 14 = 8 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 八

3、 計算(j sun)刀槽角度 14 = 9 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 九 計算(j sun)銑制刀槽所需要的角度 16 = 10 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 十 選擇刀桿材料和尺寸 16 = 11 * CHINESENUM3 * MERGEFORMAT 十一 選擇偏心銷及相關尺寸16參考文獻 17 第一(dy)部分 傳動軸工藝規(guī)程(guchng)編制設計一機械制造(j xi zh zo)課程設計的目的1.加強對課堂知識的理解。通過課程設計可以使我們更熟悉書本知識，能更加熟練地運用書本知識。2.培養(yǎng)工程意識。通過課程設計，綜合生產(chǎn)實際，貼

4、近就業(yè)崗位，培養(yǎng)學生分析和解決機械制造工程的實際問題，培養(yǎng)工程意識，做到學以致用。3.訓練基本技能。通過課程設計使學生掌握工藝規(guī)程和工藝裝備設備設計的方法和步驟，初步具備設計工藝規(guī)程和工藝裝備的能力，進一步培養(yǎng)學生識圖、繪圖、計算和編寫技術文件的基本技能。4.培養(yǎng)質量意識。技術設計是根據(jù)產(chǎn)品質量要求而進行的，應在保證質量的前提下，充分考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。通過課程設計，可強化質量意識，使學生學會協(xié)調技術性和經(jīng)濟性的矛盾。5.培養(yǎng)規(guī)范意識。通過課程設計，使學生養(yǎng)成遵守國家標準的習慣，學會使用與設計有關的手冊、圖冊、標準和規(guī)范。二生產(chǎn)綱領的計算與生產(chǎn)類型的確定 機械加工的工藝規(guī)程的詳細程度與生產(chǎn)類型

5、有關，不同的生產(chǎn)類型由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領來區(qū)別。1.生產(chǎn)類型的確定 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。機械制造的生產(chǎn)類型一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、和小批生產(chǎn)。2.生產(chǎn)綱領的計算 零件的生產(chǎn)綱領的計算方式 N=Qn(1+%)(1+%) 結合生產(chǎn)實際：零件(ln jin)的備品率%和零件(ln jin)的平均廢品率%分別取4%和6%，產(chǎn)品(chnpn)的年產(chǎn)量Q要求100件/年，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件/臺。所以綜合以上數(shù)據(jù)代入上式中得：N=110件，所以生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。三、零件的工藝分析 1.零件的作

6、用 題目所給定的零件傳動軸，其主要作用，一是傳遞轉矩二是承受軸向載荷 2.零件的工藝分析（1）從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單，軸段的安排是呈階梯型，兩端都有倒角，便于安裝和拆卸。（2）主要加工的面有35、32、40、25幾個外圓和一個鍵槽。（3）圖中可以看出零件的尺寸精度高，35是IT5級，25是IT6級，鍵槽是IT9級；粗糙度方面外圓35要求不高于0.8。外圓32要求不高于6.3。外圓25要求不高于1.6。鍵槽側面要求不高于3.2，底面不高于6.3。其余都要求不高于12.5。綜合分析只要精度滿足要求粗糙度一般都能達到要求，粗糙度要求總體不高。（4）熱處理方面需要調質處理，到H

7、RC4045。（5）零件的材料是40Cr。四選擇毛坯、確定(qudng)毛坯尺寸 1.毛坯(mop)的選擇 零件的毛坯材料是40Cr，是一種最常用(chn yn)的合金調質鋼。經(jīng)調質之后能獲得較好的綜合性能。在傳遞力矩過程時要承受很強的沖擊力和很大的交變載荷, 要求材料應有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性,而且其輪廓形狀不復雜,故采用鍛件2.毛坯尺寸確定 由于工件的形狀簡單，可以選用型材，材料40Cr,毛坯的制作方法為冷拉。零件直徑的最大值是40，查機械工藝制造手冊可知粗車的加工余量最大可以到8mm，可以選擇毛坯的直徑是45mm，長度選為160。即規(guī)格：五工藝規(guī)程的設計 1.定為基準的選

8、擇（1）粗基準的選擇粗基準的選擇應能保證加工面與非加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓表面為定為基準，或用外圓表面和頂尖孔共同作為定為基準。用外圓表面定位時，因基準面加工和工作裝夾都比較方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要表面的粗加工余量小而均勻，應選該該零件小端軸面為粗基準。（2）精基準的選擇兩端的中心軸線是設計基準。選用中心軸線為定位基準，可保證表面最后的加工位置精度，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合。2. 零件表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖表各表面得加工要求，以及材料性質等各因素該軸為階梯軸，該軸的各表面具體的加工方法

9、如下加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra（m）加工方法左右端面IT1312.5 粗車 外圓面IT50.8粗車半精車粗磨精磨精密磨 40外圓面IT1312.5粗車 32外圓面IT116.3粗車半精車外圓面IT61.6粗車半精車粗磨精磨鍵槽IT93.2粗銑半精銑3.加工順序(shnx)的安排（1）機械加工工序(gngx)按先基準平面后其他的原則：機械加工工藝安排是總是(zn sh)先加工好定位基準面，所以應先安排為后續(xù)工序準備好定為基準。先加工精基準面，轉中心孔及車表面的外圓。按先粗后精的原則：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求較高的各主要表面，后安排精加工。按先主后次的原則:先加工

10、主要表面，如車外圓各個表面，端面等。后加工次要表面，如銑鍵槽等。先外后內，先大后小原則：先加工外圓再以外圓定位加工內孔，加工階梯外圓時先加工直徑較大的后加工直徑小的。次要表面的加工安排：鍵槽等次要表面的加工通常安排在外圓半精車之后。對于軸右端35mm加工質量要求較高的表面，安排在后面.先面后孔原則：先加工端面，再銑鍵槽。（2）熱處理工序的安排在粗加工后進行調質處理，能提高材料強度(qingd)、表面硬度和耐磨性，提高(t go)軸的綜合性能。 綜上所述，該軸的工序(gngx)安排順序為：粗車熱處理半精車銑鍵槽粗磨精磨精密磨。4.該軸工藝路線的確定根據(jù)以上的加工工藝過程的分析確定零件的工藝路線工

11、序號工序名稱機床設備刀具量具00鍛造05車端面鉆孔 HTM63150iy45車刀， 麻花鉆10粗車外圓HTM63150iy90可轉位車刀游標卡尺15車端面粗車外圓 HTM63150iy90可轉位車刀游標卡尺20半精車外圓HTM63150iy90可轉位車刀游標卡尺25劃鍵槽鉗工臺30銑鍵槽銑床C5116鍵槽銑刀游標卡尺，千分尺35調質HRC404540粗磨外圓萬能外圓磨床M114W砂輪千分尺45精磨外圓萬能外圓磨床M114W砂輪千分尺50精密磨外圓萬能外圓磨床M114W精修整砂輪千分尺55檢驗5.機械加工余量，工序尺寸的確定先確定各個工序的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度。由機械制造工藝手設計手冊查得：

12、精密磨后IT5，尺寸公差為0.011mm，Ra0.8:；精磨后選定IT6，尺寸公差為0.016mm；粗磨后精度選擇為IT8，尺寸公差為0.039mm；半精車后選定精度為IT11，尺寸公差選定為0.16；粗車后選定精度為IT13，尺寸公差為0.39mm； = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 計算(j sun)40工序(gngx)尺寸加工余量由毛坯的直徑是45mm，所以粗車的余量是5mm。屬于一般(ybn)公差，查表可知公差大小（精度選擇中等）進行計算結果如下：外圓柱面40軸段加工余量計算工序名稱工序間余量/mm工 序工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra

13、/m毛坯524542粗車5IT1312.540 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 計算35工序尺寸加工余量 用查表法確定加工余量。由工藝手冊查得：精密磨余量為0,01mm，但考慮到這個余量應大于前工序精磨尺寸公差值，并考慮到工序余量的其他影響因素和保證合理的最小余量，確定精密磨余量為0.02mm；精磨為0.1mm；粗磨余量為0.3mm；半精車余量為1.1mm；粗車余量為4.5mm。由式子可知總的加工余量是6.02mm，考慮毛坯的直徑的約束。選粗車的加工余量是3.48mm。計算各加工工序的基本尺寸精密磨后工序的基本尺寸是35mm精磨35mm+0.02mm=35.02mm粗磨35.0

14、2mm+0.1mm=35.12mm半精車35.12mm+0.3mm=35.42mm粗車35,42mm+1.1mm=36.52mm再將各工序的公差(gngch)數(shù)值按照“入體原則(yunz)”標注在工序基本(jbn)尺寸之上，得到各個工序的加工尺寸 外圓柱面35軸段加工余量計算(j sun)工序名稱工序間量/mm工 序工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m粗車3.48IT1312.536.52半精車1.1IT116.335.42 粗磨0.3IT83.535.12精磨0.1IT61.635.02精密磨0.02IT50.835 = 3 * GB2 * MERGEFO

15、RMAT 計算(j sun)32工序(gngx)尺寸加工余量 32外圓的加工是粗車半精車，加工都是在相同型號的機床上進行，所以可以選用上步確定的加工余量。整理后如下表 外圓柱面32軸段加工余量計算工序名稱工序間余量/mm工 序工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m粗車3.9IT1312.533.1半精車1.1IT116.332 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 計算25工序尺寸加工余量 25軸段加工余量計算工序名稱工序間余量/mm工 序工序基本尺寸/mm標注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/m粗車 4.49IT1312.525.51

16、半精車1.1IT116.325.4粗磨0.3IT83.525.1精磨0.1IT61.6256.確定(qudng)工序的切削用量 確定切削用量的原則：首先應選去盡可能大的背吃刀量，其次在機床動力和剛度允許的條件(tiojin)下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選取盡可能大的進給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 粗車外圓 （1）背吃刀量： 背吃刀量mm。（2）進給量確定(qudng)： 查機械制造工程原理表2-14得進給量f=0.30.6mm/r,取f=0.5mm/r. （3）確定切削速度： 查機械制造工程原理表2-14，可以取切削速度v=70m

17、/min 查表可以知道，轉速應選擇n0=250r/min。這時實際切削速度： 余下選擇同樣的轉速，切削速度v=70.69m/min。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 車端面 車端面選擇與粗車相同的切削速度v=70.69m/min,進給量 f=0.5mm/rev,切削用量ap=2mm。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 半精車 （1）背吃刀量： 背吃刀量mm。 （2）進給量確定： 查機械制造工程原理表2-14得進給量f=0.080.3mm/r,取f=0.2mm/r. （3）確定切削速度： 查機械制造工程原理表2-14，可以取切削速度v=80m/min查表可以知道，轉

18、速應選擇n0=320r/min。這時實際切削速度余下選擇(xunz)同樣的轉速，切削速度 ： v=104.00m/min,v=89.78m/min = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 銑鍵槽(jinco) （1）確定(qudng)背吃刀量 （2）確定切削速度： 可從金屬切削手冊常用工件材料的銑削速度推薦范圍中查得 v=30-60m/min在保證正常的銑刀耐用度及在機床動力和剛性允許的條件下,應盡量選取較大的銑削速度,應此選擇.v=50m/min =1194r/min 可以知道選擇轉速為n=1180r/min。從而可以得出 （3）進給量確定： 查機械制造工藝設計手冊粗銑可以選取f=0

19、.2mm/rev半精銑可以選擇.f=0.1mm/rev = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 磨削 (1）確定背吃刀量 粗磨時候ap1=0.05mm精磨ap2=0.02mm精密磨ap3=0.01mm （2）確定切削速度： 粗磨時候v=30m/min精磨v=35m/min精密磨v=42m/min (3）進給量確定： 粗磨時候f=5mm/rev精磨f=2.5mm/rev精密磨f=1.5mm/rev7銑鍵槽時尺寸鏈的計算鍵槽的尺寸如下圖 分析(fnx)可以知道A1是封閉環(huán)A2減環(huán)A3是增環(huán)，需要(xyo)計算A1的尺寸，計算如下表：尺寸鏈環(huán)A1算式ES0算式EI0算式增環(huán)A3250-0.0

20、16減環(huán)A2-210-0.021封閉環(huán)A140-0.037 第二(d r)部分90可轉位車刀設計說明概述 硬質合金刀片是標準化、系列化生產(chǎn)的，其幾何形狀均事先磨出。而車刀的前后角是靠刀片在刀桿槽中安裝后得到的，刀片可以轉動，當一條切削刃用鈍后可以迅速轉位將相鄰的新刀刃換成主切削刃繼續(xù)工作，直到全部刀刃用鈍后才取下刀片報廢回收，再換上新的刀片繼續(xù)工作。因此可轉位式車刀完全避免了焊接式和機械夾固式車刀因焊接和重磨帶來的缺陷，無須磨刀換刀，切削性能穩(wěn)定，生產(chǎn)效率和質量均大大提高，是當前我國重點推廣應用的刀具之一。選擇刀片(dopin)加固結構。 考慮到加工在CA6140普通機床上進行，且屬于連續(xù)切削

21、，參照刀具(doj)課程設計指導書表2.1典型刀片加固結構簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固結構。設計刀片材料（硬質合金(yn zh h jn)牌號）。有原始材料給定：被加工工件材料為40Cr，連續(xù)切削完成粗車和半精車工序，按照硬質合金選用原則，選取刀片材料（硬質合金牌號）為YT15。選擇車刀合理角度。根據(jù)刀具幾何參數(shù)的選用原則，并考慮到可轉位車刀的幾何角度形成特點，選取如下四個主要角度：前角0 =7.50后角0 =7.50 主偏角Kr=900 刃傾角s=-50 。后角的實際數(shù)值以及副后角和副角在計算刀槽角度時經(jīng)校驗后確定。選擇切削用量。根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量。粗車時切削深度ap

22、=1.74mm，進給量f=0.5mm/r,切削速度v=70.69m/min。半精車時切削深度ap=0.55mm，進給量f=0.2mm/r,切削速度103.26m/min。選擇刀片型號和尺寸：選擇刀片有無中心固定孔。由于刀片加固結構已選定為偏心式，因此應選用有中心固定孔的刀片。選擇刀片形狀。按選定主偏角90，參照本章2.4,4.2節(jié)刀片形狀的選用原則，選用三角形刀片。選擇刀片精度等級(dngj)。參照本章2.4,4.2節(jié)刀片精度等級的選用原則，選用U級。選擇刀片(dopin)內切圓直徑。根據(jù)已定ap=1.74mm，Kr=900，s=-50，代入下式，可得： L1.5Le=1.5X1.747=2.

23、620mm選擇刀片厚度(hud)s。根據(jù)已選定的粗車時切削深度ap=1.74mm, 進給量f=0.5mm/r,通過圖2.3選擇刀片厚度的諾模圖，求得刀片厚度s=3.6mm。選擇刀尖圓弧半r。根據(jù)已選定的粗車時切削深度ap=1.74mm, 進給量f=0.4mm/r,利用圖2.4選擇刀片厚度的諾模圖，求得連續(xù)切削時的r=0.8mm。選擇刀片斷屑槽形式和尺寸，參照本章2.4,4.4節(jié)中刀片斷屑槽形式和尺寸的選擇原則，根據(jù)已知的原始條件，選用V型斷屑槽，斷屑槽的尺寸在選定刀片型號和尺寸后便可確定。綜合以上七方面的選擇結果，確定選用的刀片型號是TNUM220408-V3(見表2.10),其具體尺寸為L=

24、22.0mm，d=12.70mm，s=4.76mm，d1=5.19mm，r=0.8mm.刀片刃傾角sb=00 ；斷屑槽寬度Wn=3mm；取法前角nb=15。選擇硬質合金刀墊型號和尺寸。 硬質合金刀墊型號和尺寸的選擇，取決于刀片夾固接結構以及刀片的型號和尺寸。本題選擇與刀片形狀相同的刀墊，三角形中心有圓孔。其基本尺寸長度L=11.70mm，厚度S=3.18mm，中心孔直徑d1=6.6mm。材料硬質合金YG8。計算刀槽角度。 可轉為車刀幾何角度、刀片幾何角度、和刀槽幾何角度之間的關系。 刀槽角度的計算步驟是：刀桿主偏角Krg=Kr=90刀槽刃傾角sg=s=-5刀槽前角og將0=7.5，nb =15

25、，s=-5代入下式 則og=-7.5驗算(yn sun)車刀后角0。車刀后角的驗算(yn sun)公式為當tannb=-tanogcos2s將og=-7.5、s=-5代入上式得tan0=0.13則0=-7.44與所選角度數(shù)值相近，可以(ky)滿足切削要求。而刀桿后角。刀槽副偏角 所以， 車刀刀尖角的計算公式為: 當=90時，式子成為： cosr=-tanogsinscoss 將og=-7.5、代入上式中，得 cosr=0.139 故 180-82-90=8.0 取 Krg=8.0 驗算車刀副后角。車刀副后角的驗算公式為： 當時，上式為：而 將 og=-7.5、s=sg=-5 代入得 所以(suy) 所以