機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書

《機械制造技術(shù)課程設(shè)計》成果〔說明書、報告、論文〕〔適宜位置打勾確認(rèn)〕課題名稱：臺鉆主軸工藝規(guī)程編制專業(yè)年級〔班〕：學(xué)生姓名〔簽字〕：學(xué)號時間：20166月30日至7月4日完成時間：年月日機械工程學(xué)院機械制造技術(shù)課程設(shè)計學(xué)生成績評定表班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：平時表現(xiàn)優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕辯論成績優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕成果評分優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕綜合成績優(yōu)〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕說明評分教師在上表中相應(yīng)成績下的括號內(nèi)打勾；成果包括計算書、圖紙、報告等；綜合成績按各分項成績“優(yōu)=95分，良=85分，中=75分，及格=60分，不及格=0～50分”及規(guī)定比例計算得分；建議比例為：平時表現(xiàn)占綜合成績30%，辯論成績占綜合成績20%，成果占綜合成績50%。指導(dǎo)教師可以根據(jù)實際情況做相應(yīng)調(diào)整。本表中成績不得涂改，假設(shè)有涂改，涂改處應(yīng)有評分教師的簽名。目錄1零件的工藝分析··································································1.1零件精度1.2零件的材料2毛坯類型的選擇·······················································2.1毛坯類型確實定2.2毛坯尺寸與毛坯圖3工藝路線設(shè)計····································································3.1加工方法的選擇········································3.3加工路線確實定3.2定位基準(zhǔn)的選擇·································································3.3工序余量確實定·····················································4．機床和工藝設(shè)備的選擇····························································4.1機床的選擇4.2夾具與量具的選擇5．小結(jié)·············································································參考文獻(xiàn)··········································································1零件的分析1.1鉆床和臺鉆主軸的作用鉆床是指用鉆頭在工件上加工孔的機床，是具有廣泛用途的通用性機床，可對零件進(jìn)行鉆孔、擴孔、鉸孔和攻螺紋等加工。在鉆床上配有工藝裝備時，還可以進(jìn)行鏜孔。在鉆床上配萬能工作臺還能進(jìn)行分割鉆孔、擴孔、鉸孔。臺鉆主軸在臺式鉆床上起著必不可少的作用，它可以支撐零件傳動，承受載荷，傳遞扭矩等。1.2軸的工藝分析該零件尺寸精度和形位公差精度要求中等。主要外表及其精度要求，外圓Φ50j7()是套筒最主要的外表，尺寸精度為IT7，圓柱度公差為0.004，外表粗糙度為Ra0.4，其軸線是零件各項位置精度要求的基準(zhǔn)要素。孔內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩端Φ40J7()的階臺孔精度為IT7，圓度公差為0.01，對外圓軸線的同軸度公差為Φ0.02，外表粗糙度為Ra1.6，其階臺端面對外圓軸線的端面圓跳動公差為0.01，外表粗糙度為Ra0.8。外圓外表上的齒條精度等級為8級，齒面外表粗糙度為Ra1.6。零件圖如圖1-1所示。圖1-1零件簡圖2工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式臺鉆主軸材料為45鋼，要求強度較高，且工件的形狀比擬簡單，毛坯精度低，加工余量大，因年產(chǎn)5000件，所以到達(dá)批量生產(chǎn)水平。綜上考慮，采用鍛件，其鍛造方法為模鍛，毛坯的尺寸精度要求為IT12以下。2.2定位基準(zhǔn)的選擇正確的選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計工藝過程中的一項重要的內(nèi)容，也是保證加工精度的關(guān)鍵，定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)，以下為定位基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)的選擇。〔1〕粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)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(zhǔn)。所以為了便于定位、裝夾和加工，可選軸的外圓外表為定位基準(zhǔn)，或用外圓外表和頂尖孔共同作為定位基準(zhǔn)。用外圓外表定位時，因基準(zhǔn)面加工和工作裝夾都比擬方便，一般用卡盤裝夾。為了保證重要外表的粗加工余量小而均勻，應(yīng)選該外表為粗基準(zhǔn)，并且要保證工件加工面與其他不加工外表之間的位置精度。按照粗基準(zhǔn)的選擇原那么，選擇次要加工外表為粗基準(zhǔn)。又考慮到階梯軸的工藝特點，所以選擇Φ50的外圓及一端面為粗基準(zhǔn)?！?〕精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)軸的技術(shù)要求，軸的中心線為設(shè)計基準(zhǔn)，也是測量基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原那么及加工要求，應(yīng)選軸心線及一端面為精基準(zhǔn)，其他各面都能以此為定位，從而也表達(dá)了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原那么。2.3擬定軸的工藝路線外表加工方法的選擇該零件的加工面有外圓、端面、孔等，參考有…資料，加工方法選擇如下：〔1〕Φ50j7()外圓：尺寸精度為未注公差，按IT12；外表粗糙度為Ra12.5μm，需進(jìn)行粗車、半精車。〔2〕內(nèi)孔：公差等級為IT8，外表粗糙度為Ra1.6μm，需進(jìn)行粗車、半精車、精車。〔3〕外圓：公差等級為IT6，外表粗糙度為Ra1.6μm需進(jìn)行粗車、半精車、精車、粗磨、精磨?！に図樞虻陌才拧?〕機械加工工序1〕遵循先基準(zhǔn)平面后其他的原那么：機械加工工藝安排是總是先加工好定位基準(zhǔn)面，所以應(yīng)先安排為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定為基準(zhǔn)。先加工精基準(zhǔn)面，鉆中心孔及車外表的外圓。2〕遵循先粗后精的原那么：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外表，后安排精加工。3〕遵循先主后次的原那么:先加工主要外表，如車外圓外表，端面等。后加工各個孔。4〕遵循先外后內(nèi)，先大后小原那么：先加工外圓再以外圓定位加工內(nèi)孔。5〕孔的加工：先加工最小的內(nèi)孔，再依次加工較大的內(nèi)孔。6〕按照先面后孔的原那么：先加工端面，再鉆孔。〔2〕熱處理工序的安排在切削加工前宜安排正火處理，能提高改善軸的硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能。在粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精車之后磨削加工之前。其能提高材料強度、外表硬度和耐磨性。在精加工之前安排外表淬火，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形，提高外表耐磨性?！?〕輔助工序的安排在粗加工和熱處理后，安排校直工序。在半精車加工之后安排去毛刺和中間檢驗工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該軸的工序安排順序為：下料→車端面→車外圓Φ50j7()mm→車內(nèi)孔→熱處理→車臺階孔→半精車→粗磨→銑齒條→銑槽→熱處理→鉗→精磨→車倒角→檢驗。加工階段的劃分該軸精度要求較高，其加工階段可劃分為粗加工、半精加工、精加工階段。〔1〕在粗加工階段，粗車外圓，以高生產(chǎn)效率去除毛坯余量；粗鏜內(nèi)孔?！?〕在半精加工階段，對外圓進(jìn)行半精車等，減小粗加工中留下的誤差，精鏜內(nèi)孔，使加工面到達(dá)一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備。〔3〕精加工階段，、孔面外表粗糙度要求為Ra1.6μm，對其進(jìn)行精車以到達(dá)要求。而對于孔面其外表粗糙度要求為Ra1.6μm，安排粗磨、精磨。工藝路線確實定根據(jù)以上加工工藝過程的分析，確定零件的工藝路線如表2-1所示。表2-1零件的工藝路線工序號工序名稱工序內(nèi)容1備料45鋼無逢鋼管:54×22×1792車端面車兩端面，保持總長1773粗車粗車外圓，留直徑余量1.5～24車內(nèi)孔車Φ24內(nèi)孔至尺寸5熱處理調(diào)質(zhì)210～240HB6車臺階孔右端面，車Φ40J7孔，留直徑余量0.3～0.4，車Φ28孔，其余各階臺孔車至尺寸：外圓倒角，Φ28孔口倒60°中心錐孔，寬2調(diào)頭裝夾，車左端面，總長至尺寸：車Φ40J7孔，留直徑余量0.3～0.4，其余各階臺孔車至尺寸：切內(nèi)槽Φ46×2；車螺紋、外圓倒角，Φ31孔口倒60°中心錐孔，寬27半精車半精車外圓，留直徑余量0.3～0.48粗磨粗磨外圓至Φ9銑齒條粗、精銑齒條，保證齒型角為20度10銑槽銑8×1.5兩處槽11熱處理低溫時效11鉗修研兩端孔口60°錐面12精磨精磨外圓Φ50J7至尺寸13車倒角車Φ40J7孔及階臺端面至尺寸，孔口倒角②調(diào)頭裝夾，精車Φ40J7孔及階臺端面至尺寸，孔口倒角14檢驗按零件圖樣技術(shù)要求工程檢查2.4加工工序的設(shè)計〔1〕加工余量確實定查《……手冊》，確定各工序加工余量如表2-2所示。表2-2各工序加工余量加工外表工序名稱工序余量工序尺寸精度等級外圓粗車2IT11精車2Φ50j7()IT7內(nèi)孔精車-1.8IT8內(nèi)孔Φ28精車-3.8IT8內(nèi)孔Φ31精車-2.8IT8齒條半精銑1.5IT7粗銑6IT11〔2〕毛坯尺寸及公差等級由工藝人員手冊可查得鍛件單邊余量厚度方向1.5～2mm，取2mm，水平方向為2.0～2.7mm，取2.5mm.鍛件質(zhì)量小于1kg，長度等于120mm，取其上偏差+0.17mm，下偏差-0.08mm。鍛件厚度尺寸小于40mm，取其上偏差+0.12mm，下偏差-0.04mm。B/H＜1，故取起偏角為5度。那么鍛件毛坯長度尺寸為mm，直徑尺寸為mm。根據(jù)零件圖各局部的加工精度要求，鍛件的尺寸公差等級為8-12級，加工余量等級為普通級，故取IT=12級?！?〕毛坯圖的繪制根據(jù)零件圖可知該軸各加工外表的粗糙度至少為12.5μm。綜上，鍛件毛坯如圖2-1所示。2.5切削用量確實定確定切削用量的原那么：首先應(yīng)選取盡可能大的背吃刀量，其次在機床動力和剛度允許的條件下，又滿足以加工外表粗糙度的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù)公式確定最正確切削速度。〔1〕工序30，粗車軸的左右端面該工序為兩個工步，工步1是以左邊定位。粗車右端面；工步2是以右邊定位，粗車左端面。由于這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故其選用的切削用量相同。1〕背吃刀量確實定根據(jù)加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都為0.5mm2〕進(jìn)給量確實定本設(shè)計采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是40Cr，查表取進(jìn)給量f＝0.5mm/r3〕切削速度的計算硬質(zhì)合金車刀切削40Cr時，取切削速度v為50m/min，根據(jù)公式，可得車床轉(zhuǎn)速=663r/min，查表CA6140的主軸轉(zhuǎn)速范圍為10~1400，1400~1580〔r/min〕，符合要求。〔2〕工序40粗車及工序60半精車1〕該工序為工步1粗車和工步2半精車，那么背吃刀量依次為8.2mm，2.2mm。2〕查表得粗車0.81mm/r，取60m/min，那么n=796r/min。3〕半精車取0.4mm/r，90m/min，那么n=1194r/min。〔3〕工序40、60的過渡面局部……〔5〕工序120、130粗磨、精磨加工軸段1、4外圓面查表取粗磨、精磨深度進(jìn)給量為分別為0.032mm，0.008mm，工件的運動速度分別為15m/min，18m/min，背吃刀量等于磨削余量分別0.25mm，0.1mm。……3機床設(shè)備與工裝的選用3.1機床的選擇所選機床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)，精度等級應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)，電機功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)，機床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。根據(jù)《……手冊》，結(jié)合零件軸的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以選用較高效率的專用機床和自動機床。根據(jù)該軸尺寸的大小要求，選用數(shù)控車床CK6140，外圓磨床M1432,銑床X083。3.2夾具、刀具和量檢具的選擇〔1〕夾具的選擇夾具的選擇主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時，盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，防止采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單；裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間；夾具在機床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。根據(jù)零件的功用、特點及材料，可選擇三爪卡盤進(jìn)行零件的夾緊，定位基準(zhǔn)選軸的一個端面，定位元件選擇浮動頂尖即可定位?！?〕刀具的選擇因為該傳動軸為階梯軸，所以選用90度角外圓車刀〔車臺階〕材料為YT15，45°刀〔倒角〕和切槽刀〔切槽〕?！?〕量具選擇因為該軸最大長度為124，所以選用量程0-200，精度0.05游標(biāo)卡尺。各工序具體所用工藝設(shè)備見表3-1。表3-1各工序具體所用工藝設(shè)備工序號工序名稱機床設(shè)備刀具量具1模鍛2熱處理3車端面CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺4粗車CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺5熱處理6半精車CK614095°外圓車刀，切槽刀游標(biāo)卡尺7精車CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺8車端面CK614095°外圓車刀游標(biāo)卡尺9粗銑鍵槽銑床X083鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺10半精銑鍵銑床X083鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺11熱處理12粗磨M1432砂輪游標(biāo)卡尺13精磨M1432砂輪游標(biāo)卡尺14檢驗游標(biāo)卡尺4根本工時確實定〔重點工序〕4.1粗車？？？外圓〔工序?〕〔1〕切削深度：1.5mm〔2〕進(jìn)給量：f=0.6mm/r〔3〕計算切削速度：根據(jù)公式可得=120.21m/min〔4〕確定主軸轉(zhuǎn)速：=670r/min按機床說明取為710r/min，所以實際切削速度=127.07m/min〔5〕切削工時：粗車左端時Ф60的外圓：L=30、L1=4、L2=0，計算得t=0.096min4.2半精車？？外圓〔工序?〕〔1〕切削深度0.75mm〔2〕進(jìn)給量：f=0.2mm/r〔3〕算切削速度：根據(jù)公式可得=180.06m/min〔4〕確定主軸轉(zhuǎn)速：971r/min〔5〕切削工時：L=30、L1=4、L2=0，計算得t=0.175min4.3精車外圓〔1〕切削深度：0.25mm〔2〕進(jìn)給量：f=0.1mm/r〔3〕計算切削速度：根據(jù)公式可得=198.89m/min〔4〕確定主軸轉(zhuǎn)速：=1106r/min〔5〕切削工時：L=30、L1=4、L2=0，計算