X62W铣床主轴机加工工艺和铣键槽专用夹具设计.zip
20*届毕业设计(论文)20*届毕业设计(论文) 材 料材 料 院(系)、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专 业: 班 级: 学 号: 20*年 5 月120*届毕业设计(论文)课题任务书院(系): 专业: 指导教师 学生姓名 课题名称X62W 铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具设计内容及任务一、设计(论文)依据及主要技术指标1.1.铣床主轴零件及相关的装配图2.生产纲领:中批生产(年产量为 1000 件)3.工作制:单班制工作 二、设计内容1 零件图: 1 张2 毛坯图: 1 张3 机械加工工艺卡(含过程卡与工序卡) :1 套4 专用夹具:副;(含专用夹具装配图、夹具体零件图及相关的非标准零件图) 5 设计计算说明书:份三、设计中应注意的问题:、各种能力的培养设计中应结合课题,独立思考,努力钻研,不得照搬照抄,盲目设计,应注重分析问题和解决问题能力的培养,灵活综合运用所学知识。、良好的工作作风的形成设计工作是一项细致、复杂、涉及面很广的工作,既需要广博的知识,更需要严肃、认真、一丝不苟的设计作风。3、学会查阅各种资料包括上 Internet 网查找相关的设计资料,获得的最新信息与权威资料。2拟达到的要求或技术指标、材料牌号,形位公差,粗糙度,图纸的标题栏及明细表都宜采用新图标;、零件机加工工艺路线应设计多方案(至少个) ,比较后选最佳方案;、应保证重要表面的加工质量与精度;、机床设备等选用,应考虑其经济性,宜采用通用机床和专用工具夹;、设计应以独立完成为主,图纸表达要正确清晰,计算正确,能借助各种工具书和技术资料获得所需的正确数据;、同一课题组的专用夹具不得一样;7、说明书应内容完整,字迹工整,语言简练,文字通顺。说明书中应重点包括设计方案的分析与论证,考虑问题的出发点和最后选择的依据,必要的计算过程,其他说明等。起止日期工作内容备注进 度安排2.253.153.163.223.235.165.135.23毕业设计调研集中实习毕业设计答辩时间3 周1 周8 周10 天3主要参考资料 徐嘉元,曾家驹.机械制造工艺学M.机械工业出版社1997.8 联合编写组.机械设计手册 M.化学工业出版社1987.12 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M.机工版 1987.10 哈尔滨工业大学李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M机工版.2005.7 王启平主编.机床夹具设计M.哈工大出版社 1985.12 东北重型机械学院.机床夹具设计手册M.上海科学技术出版社1980.1 孟少安.机械加工工艺手册M.机械工业出版社1991.9 刘文举.汽车传动与行使部分检修问答M.人民邮电出版社 1997.5 唐艺等.汽车构造与修理图解M.机械工业出版社1992.410 侯家驹.汽车制造工艺学M.机械工业出版社1991.811 徐灏.机械设计手册M.机械工业出版社1991.912 周昌治,杨忠鉴,赵之渊.机械制造工艺学M.重庆大学出版社 1994.1013 肖继德,陈宁平.机床夹具设计M.机械工业出版社 2005.314 孙丽媛.机械制造工艺及用夹具设计指导M.冶金工业出版社 2002.515 杨叔子.机械加工工艺师手册M.机械工业出版社 2002.115 朱龙根.机械零件设计手册M.机械工业出版社 2005.816 四川大学研究所.机床夹具设计图册M.机械工业出版社 2003.1017章跃.机械制造专业英语M.机械工业出版社 2002.4教研室意见 年 月 日院(系)主管领导意见年 月 日420*届毕业设计说明书 题目:X62W 铣床主轴机械加工工艺 规程与铣键槽专用夹具设计院(系)、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专 业: 班 级: 完成时间: 5摘 要 在机械制造工业中,由于被加工零件形状和表面以及精度要求不同而发展、产生了种类繁多的金属切削机床。在生产实际中大量使用铣床、磨床、钻床、镗床以及直线运动机床等。 毕业设计是学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节,是大学生的必修环节,其目的在于通过机床运动的结构设计,使学生在设计构思,方案分析,结构工艺性,机械制图,零件计算,编写技术文件和查阅技术资料等方面得到综合训练,树立正确的设计思想,掌握基本的设计方法,培养学生具有初步的结构分析,结构设计和计算能力。 本次设计是对铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具进行全面设计,使其满足实际生产工作的需要。关键字:铣床; 工艺; 专用夹具; 主轴; 设计 6ABSTRACTIn machine manufacture industry,because is processed the components shape and surface as well as the procision request different develops 、 has produced the type many metal cutting engine bed.Is producing actual massive uses the milling machine,the grinder,the drilling machine,the boring lathe as well as the translation engine bed and so on.The graduation design is the practise teaching link which carries on afterwards in the student study corresponding curriculum and the advance curriculum,is university students compulsory.Its goal lies in through the engine bed movement structural design ,causes the students in to draw up the transmission and in the speed change structure plan process,obtains the design idea,the plan analysis,the structure technology capability,the mechanical drawing,the comonents computation,the compilation technology document and aspect and so on consult technical data integrated trainings,set up the correct design concept,grasps the basic design method,and trains the students to have the preliminary structure analysis,the structural design and computation ability. The design is a special fixture for milling spindle machining process planning milling keyway design to meet the needs of the actual production work.Key words: milling machine ; Technology; Special fixture; spindle; design 7目 录摘 要.0ABSTRACT.1前 言.21. 生产纲领及生产类型.22. 零 件 的 分 析.32.1 零件的作用 .32.2 零件的工艺分析 .33 确定毛坯的制造形式.44 基准的选择.44.1 粗基准的选择 .44.2 精基准的选择 .45 制定工艺方案.55.1 工艺路线的制定 .55.2 工艺方案的比较与分析 .76 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定.76.1 毛坯直径的确定.76.2 毛坯长度 L 的确定:.86.3 毛坯过渡圆角的确定.86.4 加工余量的确定 .87 确定切削用量及基本工时.107.1 工序二:车端面,钻中心孔.107.1.1 粗车88.88 端面.107.1.2 车40 端面:.127.2 工序三:粗车各外圆.137.2.1 粗车88.88 外圆 .137.2.2 粗车65 外圆 .167.2.3 粗车55 外圆 .167.2.4 粗车45 外圆 .177.2.5 粗车42 外圆 .177.2.6 粗车40 外圆.187.3 工序四:半精车各外圆 .197.3.1 半精车88.88 外圆.197.3.2 半精车65 外圆.217.3.3 半精车55.227.3.4 半精车45.227.3.5 半精车42.237.3.6 半精车40 .237.4 工序五:钻25.3 孔 .247.5 工序六:钻22、钻扩通孔17 .257.5.1 钻孔22mm .2587.5.2 钻17mm.267.5.3 扩孔17mm.267.6 工序七: 车22、25.3 孔及其倒角.277.7 工序八: 车22 孔.287.8 工序九:车锥孔 .297.9 工序十:粗精铣前端键槽.307.9.1 粗铣.307.9.2 精铣:由于精铣时和粗铣时是同一刀具,故切削用量及工时均与粗铣相同。.317.10 工序十一:钻 4-M12,2-M6 螺纹底孔 .317.10.1.钻 4-M12 螺纹底孔:.327.10.2.钻 2-M6 螺纹底孔:.327.11 工序十二:攻 4-M12,2-M6 螺纹 .337.11.1 攻 4-M12: .337.11.2.攻 4-M6: .347.12 工序十三:精车各外圆、切槽,并倒角 .357.12.1 精车88.88.357.12.2 精车65.367.12.3 精车55 .377.12.4 精车45 .387.12.5 精车42 .387.12.6 精车40.397.12.7 切槽 31.5:.397.13 工序十五:粗精铣对称键槽 .407.13.1 粗铣: .407.13.2 精铣.417.14 工序十六:粗磨锥孔 .417.15 工序十七:车螺纹 .437.16 工序十八:粗精磨外圆65,40 .447.16.1.粗磨外圆65:.447.16.2.粗磨外圆40:.457.16.3.精磨:.457.17 工序十九:粗精磨端面 .477.17.1 粗磨:.477.17.2.精磨端面.487.18 工序二十:精磨22 .497.19 工序二十一:精磨锥孔.508 工艺规程总结.519 夹具设计 .519.1 问题提出.519.2 夹具体设计.519.2.1 定位基准的选择 .519.2.2 夹紧力 .5299.2.3 夹具体与定位键 .539.2.4 定位误差分析 .539.2.4 夹具设计及操作的简要说明.54参考文献.55致 谢.56附 录.5710前 言毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们对大学三年所学课程的一次深入的综合性复习, 是一次理论联系实际的训练,是学生在校学习阶段的最后一个重要教学环节, 也是完成工程师基本训练的重要环节,其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识,独立解决专业一般工程技术问题的能力,树立正确的设计思想和工作作风。因此,它在我们三年的大学生生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己的分析能力和实践能力,为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。由于零件的工艺设计过程可以是多种多样的,工艺人员的任务是从现有生产任务条件出发,制定一个切合实际的最优工艺设计过程,制定机械加工工艺规程的原则是 :在一定的生产条件下,以最低的成本,按计划规定的速度,可靠地加工符合图纸要求的零件。在制定工艺过程时,应该要注意技术的先进性、经济的合理性及劳动条件的良好性。 这次的毕业设计就是这样一个制定机械加工工艺规程的过程, 由于能力所限,设计肯定会有许多不足的地方,恳请各位老师给予指教。111. 生产纲领及生产类型题目所给的零件图是手柄座。原始资料:(1)生产纲领:1000 件年(2)生产类型:中批量生产;(3)车间工作制度:班制技术要求:(1)铸件不得有气孔夹杂裂文松疏等缺陷。(2)未注圆角为 R5R10。(3)进行时效处理。(4)加工后除去锐边。(5)未注螺孔光孔粗糙度为 12.5。(6)材料为 Cr40。2. 零 件 的 分 析2.1 零件的作用题目所给的零件是 X62w 铣床的主轴,它夹持刀具直接参加切削运动。因此,它的回转精度对零件的加工质量和铣床的生产率有较大的影响。主轴前端的圆锥孔用于安装铣刀,其精度要求较高。65K5 和 40h7轴分别安装轴承,起支承作用。为了提高耐磨性,在前端 95mm 处进行淬硬至 HRC48-53。主轴前端的两键槽安装键,带动铣刀转动,防止铣刀松动。17h10 通孔内安装螺杆,起拉杆作用。由于主轴组件要做轴向移动,传动齿轮安装在 55js6 上,与主轴靠双键传递扭矩。2.2 零件的工艺分析X62w 铣床的主轴共有 3 组加工表面,它们之间有一定的位置要求,具体分述如下:1.以 65k5 和 40h7 为中心的加工表面。这一组加工表面包括:主轴的所有外圆及倒角、 退刀槽、 越程槽、 两端面、 锥孔及通孔 17h10。122.以 55js6 为中心的加工表面。主要包括:55js6 上的两对称键槽。3.以锥孔为中心的加工表面。主要包括:4-M12,2-M6 螺纹孔及前端键槽。这 3 组加工表面之间有着一定的位置要求,具体如下:前端面、锥孔、88.88 外圆与 65k5,40h7 的圆跳动公差为0.007mm;后端面与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.1mm;40h7 与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.005mm;40h11 与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.05mm;55js6 与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.02mm;通孔 17h10 与 65k5,40h7 的同轴度公差为 0.03mm;22 与 65k5,40h7 的同轴度公差为 0.3mm .对称键槽对 55 中心线的对称度公差为 0.05mm。 .4-M12 相对内锥孔中心的位置度公差为 0.15mm;前端键槽与内锥孔中心的对称度公差为 0.06mm。由以上分析可知, 对于这 3 组加工表面而言, 可以先加工其中一组表面, 然后再借助专用夹具加工其他两组表面, 并保证它们之间的位置精度要求。3 确定毛坯的制造形式根据零件的材料是 40Cr,确定毛坯为铸件。又已知零件的生产纲领为 1000 件年,生产类型为中批量生产。毛坯的铸件方法选用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑,也是应该的。4 基准的选择4.1 粗基准的选择粗基准的选择,由于该零件为普通的轴类零件,故选外圆为粗基准。4.2 精基准的选择精基准的选择,选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准135 制定工艺方案5.1 工艺路线的制定制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下,可以考虑采用灵活性大的机床并配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。根据先面后孔、先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原则以及加工零件的几何形状精度、尺寸精度、位置精度等技术要求,制订方案如下: 表 2.1 工艺路线方案一工序一热处理 (正火)工序二车端面,钻中心孔,粗车各外圆工序三热处理(调质)工序四半精车外圆面工序五钻通孔 17工序六车锥孔工序七车 22、25.3 孔及其倒角工序八铣前端键槽至图纸要求工序九钻 4-M12,2-M6 螺纹底孔工序十攻 4-M12,2-M6 螺纹工序十一精车各外圆、车退刀槽和越程槽,并倒角工序十二前 95mm 处淬硬至 HRC48-53工序十三铣对称键槽至图纸要求工序十四粗磨外圆 65、40工序十五粗磨端面工序十六粗磨锥孔工序十七车螺纹 M45工序十八精磨外圆 65、40 至图纸要求工序十九精磨端面至图纸要求工序二十精磨 22 孔至图纸要求工序二十一精磨锥孔至图纸要求14工序二十二钳工工序二十三检验表 2.2 工艺路线方案二工序一热处理 (正火)工序二车端面,钻中心孔。选用 C620-1 卧式车床及专用夹具工序三粗车各外圆。选用 C620-1 卧式车床及专用夹具工序四热处理(调质)工序五半精车外圆面,选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序六钻 25.3。选用 Z535 立式钻床加工以及专用夹具工序七钻 22,钻扩通孔 17。选用 Z535 立式钻床加工以及专用夹具工序八车 25.3 孔及其倒角。选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序九车 22 孔及其倒角。选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序十车锥孔。选用 C620-1 卧式车床及专用夹具工序十一铣前端键槽至图纸要求。选 X62W 铣床以及专用夹具工序十二钻 4-M12,2-M6 螺纹底孔。工序十三攻 4-M12,2-M6 螺纹。选用 Z535 立式钻床加工以及专用夹具工序十四精车各外圆、 车退刀槽和越程槽, 并倒角。 选用 C620-1车床及三爪卡盘工序十五前 95mm 处淬硬至 HRC48-53工序十六铣对称键槽至图纸要求。选 X62W 铣床以及专用夹具工序十七粗磨锥孔。选用专用床和专用夹具。工序十八车螺纹 M45。选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序十九粗精磨外圆 65、40 至图纸要求。选用外圆磨床和专用夹具工序二十粗精磨端面至图纸要求。选用平面磨床和专用夹具工序二十一精磨 22 孔至图纸要求。内圆磨床以及专用夹具工序二十二精磨锥孔至图纸要求。专用磨床以及专用夹具工序二十三钳工15工序二十四检验5.2 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是按照先面后孔的规则来加工零件,这样虽然可以保证加工零件的精度,但在实际加工过程中会遇到麻烦,这样在加工过程中会带来不小的麻烦。相比之下,方案二可以避免这样的事情发生,而且能够更好的定位零件。而且方案二的工序比较简洁,减少了工件装夹的次数。另外通过加工精度的对比,也可以发现,第二种方案的加工过程比较符合精度要求,可以避免零件产生比较严重的误差。经分析比较,用方案二加工零件更易加工又符合设计要求,故采用方案二。6 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件的材料为 40Cr,硬度为 HB220-250, 生产类型为中批生产,采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。根据上述原始资料及加工工艺, 用查表法分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。为简化模锻毛坯的外形,取直径为 55、45、42、40 的毛坯尺寸与 65 相同。6.1 毛坯直径的确定查机械制造工艺手册以下简称工艺手册表 1-27 表 2.4.1名义直径 (mm)表面加工法直径余量 (mm)粗车2.6半精车0.588.88精车0.3粗车2.2半精车0.45精车0.3粗磨0.165精磨0.06毛坯直径的确定:工件直径 88.88,公差为 0.015,机械加工总余量为:2(2.6+0.5+0.3)23.4毛坯尺寸为 95.695mm。16工件直径 65,公差 0.013,机械加工总余量:2(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) 23.11毛坯尺寸为 71.233mm取毛坯直径为 96mm,72mm。6.2 毛坯长度 L 的确定:查工艺手册表(1-52)可知88.88 的长度方向的加工余量为 2.0mmL1=37mm65 及以后的外圆长度方向的加工余量为 3.25mmL2403.25总长 L37+403.25=440.25mm模锻斜度为 7。查( 工艺手册表 1-51)6.3 毛坯过渡圆角的确定查( 工艺手册表 1-51)取 L1段过渡到 L2段的毛坯圆角半径 R5mm。毛坯的内圆角半径取 R5mm,外圆角半径取 2mm。6.4 加工余量的确定查表工艺手册表 1-27 表 2.5.1加工表面余量88.88 外圆精车 88.88mm 2Z0.60mm半精车 89.48mm 2Z1.0mm半精车 89.48mm2Z5.52mm毛坯 96mm65 外圆精磨 65mm 2Z0.12mm粗磨 65.12mm2Z0.12mm精车 65.32mm 2Z=0.60mm半精车 65.92mm2Z0.90mm粗车 66.82mm2Z5.18mm17毛坯 72mm55 外圆精车 550.095mm2Z0.60mm半精车 55.6mm2Z0.90mm粗车 56.5mm 2Z10.32mm已粗车至66.82mmM451.5 外圆精车 45mm2Z0.60mm半精车 45.6mm 2Z0.90mm粗车 46.5mm 2Z10.00mm已粗车 56.5mm42 外圆精车 42mm 2Z0.60mm半精车 42.6mm 2Z0.90mm粗车 43.5mm 2Z3.00mm已粗车 46.5mm40 外圆精磨 40mm 2Z0.12mm粗磨 40.12mm2Z0.20mm精车 40.32mm 2Z0.60mm半精车 40.92mm2Z0.90mm粗车 41.82mm 2Z1.68mm已粗车至42.92mm内孔 25.3钻孔 23mm粗车 25.3mm 2Z2.3mm内孔 22钻孔 20mm粗车 21.3mm 2Z1.5mm精车 21.8mm 2Z0.50mm精磨 22mm2Z0.2mm通孔 17钻孔 16mm18扩孔 17mm 2Z1mm内锥孔(7:24)底孔 25.3mm粗车 43.58mm2Z18.2mm精车 44.18mm2Z18.2mm粗磨 44.38mm 2Z0.20mm精磨 44.5mm2Z0.12mm7 确定切削用量及基本工时7.1 工序二:车端面,钻中心孔(如未特别注明,本工序相关数据的出示切削用量手册的车削用量选择)7.1.1 粗车88.88 端面(1)加工条件工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。19加工要求:车两端面,打中心孔,粗车各外圆表面机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15 , 刀杆尺寸 1625mm, Kr90, r010,。12, s0,r1.0mm.(2) 切削深度: 加工总余量2.0mm,留余量 0.5mm,单边余量 0.75mm,一次走刀,ap0.75mm(3) 进给量 f: 根据切削用量手册表 4,当刀杆尺寸为 16mm*25mm,ap0.75mm根据表 4 选 f0.6-0.9mm/r。按 C620-1 机床说明书选 f=0.52mm/r 表 26(4)计算切削速度:见表 21根据表 10,车刀耐用度:t60minV(1-mTmapxvfyv)Kv.7.1.1.1式中:v=242,xv0.15,yv0.35,m0.20KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv其中:Ktv1.0(表 21-6)Kkrv0.81(表 21-7)KSV0.8(表 21-5)KTv1.0(表 11)KKv1.24(表 21-9)KMv0.637/b0.637/0.7350.87(表 21-1)v=242/601-0.236000.20.750.150.520.35) 0.871.00.810.81.01.24=623m/s (5)确定机床主轴转速:n1000v/dw .7.1.1.210001.623/(3.1496)5.38r/s(323r/min)按 C620-1 机床说明书(表 26 ) ,与 323r/min 相近的机床转速为305r/min 及 370r/min,现选 nw370r/min。20所以实际切削速度V=nWdw/1000 .7.1.1.3370963.14/1000111.53r/min(1.86r/s)(6)切削工时:查工艺手册表 7-1: 左T(Ll1l2)/nf.7.1.1.4式中:L96/248,l14l20左T48+4+0/0.523700.27min(16.2s)右TLl1l2/nf 式中:L96-72/212,l14l20右T12+4+0/0.523700.083min(5s)7.1.2 车40 端面:7.1.2 车40 端面:(1)加工条件工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。加工要求:车两端面,打中心孔,粗车各外圆表面机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15 , 刀杆尺寸 1625mm, Kr90, r010,。12, s0,r1.0mm.(2)(2)切削深度: 加工总余量3.25mm,留余量 0.5mm,单边余量 2.75mm,一次走刀 ap2.75mm(3)主轴转速和进给量:为了提高生产率,在不影响加工质量的情况下,取与车 88.882 端面时21的主轴转速和进给量。即 n760r/min,f0.52mm/r。所以实际切削速度: Vdwns/1000.7.1.2.13.1472370/100083.65m/min(1.394m/s)(4)切削工时查工艺手册表 7-1: T(Ll1l2)/nf.7.1.2.2式中:L72/236,l14l20T3640/0.523700.21min(12.6s)7.2 工序三:粗车各外圆(如未特别注明,本工序相关数据的出示切削用量手册的车削用量选择)7.2.1 粗车88.88 外圆要求校验机床功率及进给强度(1)加工条件22工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。加工要求:粗车 88.88 外圆机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15,刀杆尺寸 1625mm, Kr45, r010,。12, s0,r1.0mm.(2)切削深度:单边余量 Z2.76mm,一次走刀,ap2.76mm。(3) 进给量: 查表 4,f0.6-0.9mm/r。按机床说明书取 f=0.6mm/r。(4)计算切削速度:按表 21V(1-mTmapxvfyv)Kv.7.2.1.1式中:Cv=242,xv0.15,yv0.35,m0.20,KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv其中:Ktv1.0(表 21-6) ,Kkrv0.81(表 21-7) ,KSV0.8(表 21-5) ,KTv1.0(表 11) ,KKv1.0(表 21-9)KMv0.637/b0.637/0.7350.87(表 21-1)V=(242/601-0.236000.22.760.150.60.35)0.871.00.810.81.01.01.03m/s(61.8m/min)(5)确定主轴转速:ns1000v/dw .7.2.1.2100061.8/3.1496205.02r/min按机床选取 n230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000 .7.2.1.33.1496230/100069.33m/min (1.16m/s)(6)校验机床功率:23由表 22 中查得:PmFzV10-3KW,式中 Fz可由表 13 查出,当b0.569-0.951GPa,ap2.0mm,f0.6mm/r,V1.66m/s 时,Fz2350N,切削力 Fz的修正系数为 KKrFz0.89,Kr0Fz1.0(表 22-3)故 Fzc23500.89=2091.5N.7.2.1.4Pmc FzV10-3.7.2.1.52091.51.1610-32.43kw按机床说明书,当 n230r/min 时,机床主轴允许功率 PE5.9kw,因PmcPE故所选切削用量可在 C620-1 车床上进行。(7)校验机床进给系统强度:根据 C620-1 机床说明书,其进给机构允许走刀力 Fmax3530N,由表 16,当 b0.669-0.794GPa, ap2.8mm, f0.75mm/r, V1.66m/s, Kr90时,走刀力 Fxc760N。切削时 Fx的修正系数为:Kr0Fx1.0KsFx1.0KKrFx1.17(表 22-3)故实际走刀力为:Fxc7601.01.01.17889.2N,则所选进给量:f0.6mm/r (8)切削工时查查工艺手册表 7-1:TLl1l2/nf.7.2.1.6式中:L35.5l14l2324T35.5+4+3/2300.60.31min(18.6s)考虑到该零件台阶面较多, 如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量,则效率不高,故在不影响加工质量的情况下, 粗车该轴时:采用主轴转速 230r/min,粗车进给量 f0.6mm/r。7.2.2 粗车65 外圆(1)(1)加工条件工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。加工要求:粗车 88.88 外圆机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15,刀杆尺寸 1625mm, Kr45, r010,。12, s0,r1.0mm.(2)切削深度:单边余量 2.59mm,一次走刀,ap2.59mm(3)进给量:f=0.6mm/r(4)主轴转速:=230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000.7.2.2.13.1472230/100052m/min(0.87m/s)(5)切削工时:TLl1l2/nf.7.2.2.2式中:L400.5l14l20T400.5+4/2300.6=2.93min7.2.3 粗车55 外圆(1)切削深度:单边余量 5.16mm,一次走刀,ap5.16mm(2)进给量:f=0.6mm/r(3)主轴转速:n=230r/min,所以实际切削速度25VnWdw/1000.7.2.3.1=3.1466.82230/1000=48.26m/min(0.804m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf.7.2.3.2式中:L336.5l14l20T336.5+4/2300.6=2.47min7.2.4 粗车45 外圆(1)切削深度:单边余量 5mm,一次走刀,ap5mm(2)进给量:f=0.6mm/r(3)主轴转速:n=230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000.7.2.4.13.1456.5230/100040.8m/min(0.68m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf,式中:L250.5l14l20T250.5+4/2300.6=1.84min7.2.5 粗车42 外圆(1)切削深度:单边余量 1.50mm,一次走刀,ap1.50mm(2)进给量:f=0.6mm/r26(3)主轴转速:n=230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000.7.2.5.13.1446.5230/100033.6m/min(0.56m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf.7.2.5.2式中:L215.5l14l20T215.5+4/2300.6=1.59min7.2.6 粗车40 外圆(1)切削深度:单边余量 0.84mm,一次走刀,ap0.84mm(2)进给量:f=0.6mm/r(3)主轴转速:n=230r/min所以实际切削速度:VnWdw/1000.7.2.6.13.1443.5230/100031.42m/min(0.524m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf,式中:L115.5l14l20T115.5+4/2300.6=0.866min277.3 工序四:半精车各外圆(如未特别注明, 本工序相关数据的出示 切削手册 的车削用量选择)7.3.1 半精车88.88 外圆(1)(1)选择刀具:刀片材料 YT15 , 刀杆尺寸 1625mm Kr45 r010,。7,s3,r1.0mm(2)切削深度:ap0.5mm(3 ) 进给量:因表面粗糙度 Ra=6.3 ,r=1.0mm 。查表 6 ,f=0.55 0.65mm。按机床说明书取:f=0.55mm。(4)计算切削深度:根据表 21Vc(Cv/601-mTmapXvfyv)Kv.7.3.1.1式中:Cv=242,Xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 。其中:KMv=0.637/0.735=0.87,Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0Vc ( 242/601-0.236000.20.50.150.550.35)0.871.01.00.81.01.01.70m/s(102m/min)(5)确定主轴转速:ns1000v/dw.7.3.1.21000102/3.1490.48359r/min按机床选取:28n370r/min,所以实际切削速度:VnWdw/1000.7.3.1.33.1490.48370/1000105.12m/min (1.75m/s)(6)校验机床功率:由表 22 中查得:PmFzV10-3KW.7.3.1.4式中 Fz可由表 13 查出,当 b0.569-0.951GPa,ap2.0mm,f0.6mm/r,V3.0m/s 时,Fz1470N切削力 Fz的修正系数为:KKrFz1.0,Kr0Fz1.0(表 22-3) ,故 Fzc1470NPmc FzV10-314701.7510-32.573kw按机床说明书, 当 n370r/min 时, 机床主轴允许功率 PE6.4kw, 因 PmcPE,故所选切削用量可在 C620-1 车床上进行。(7)校验机床进给系统强度:根据 C620-1 机床说明书,其进给机构允许走刀力 Fmax=3530N由表 16,当 b0.669-0.794GPa,ap2.0mm,f0.75mm/r,V2.58m/s,Kr45时,走刀力 Fxc630N。切削时 Fx的修正系数为:Kr0Fx1.0KsFx1.0KKrFx1.0(表 22-3)故实际走刀力:Fxc630N则所选进给量:f0.6mm/r (8)切削工时查查工艺手册表 7-1:TLl1l2/nf .7.3.1.529式中:L35.5l14l23T35.5+4+3/3700.550.21min(12.6s)考虑到该零件台阶面较多,如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量,则效率不高,故在不影响加工质量的情况下, 半精车该轴时,采用主轴转速 n=370r/min,进给量 f0.55mm/r。7.3.2 半精车65 外圆7.3.2 半精车65 外圆(1)切削深度:ap0.45mm(2)进给量:因表面粗糙度 Ra=0.8,r=1.0mm。为了保证质量,查表 6,f=0.20.3mm,按机床说明书取 f=0.25mm/r。(3)计算切削速度:根据表 21Vc=(Cv/601-mTmapXvfyv)Kv .7.3.2.1 式中:Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 。其中:KMv=0.637/0.735=0.87,Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0Vc(291/601-0.236000.20.450.150.250.35)0.871.01.00.81.01.02.21m/s(132.6m/min)(4)确定主轴转速:ns1000v/dw. .7.3.2.21000132.6/3.1466.82632r/min30按机床选取:n610r/min,所以实际切削速度:VnWdw/1000 .7.3.2.33.1466.82610/1000127.99m/min (2.13m/s)(5)切削工时:TLl1l2/nf.7.3.2.4式中:L64l14l20T64+4+0/6100.250.446min(26.76s)7.3.3 半精车55(1)切削深度:ap0.45mm(2)进给量与主轴转速:与 88.88 相同,即 f=0.55mm/r,n=370r/min,所以实际切削速度:VnWdw/1000.7.3.2.53.1456.5370/100065.642m/min (1.1m/s)(3)切削工时:TLl1l2/nf.7.3.3.1式中:L86
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20*届毕业设计(论文)20*届毕业设计(论文) 材 料材 料 院(系)、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专 业: 班 级: 学 号: 20*年 5 月120*届毕业设计(论文)课题任务书院(系): 专业: 指导教师 学生姓名 课题名称X62W 铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具设计内容及任务一、设计(论文)依据及主要技术指标1.1.铣床主轴零件及相关的装配图2.生产纲领:中批生产(年产量为 1000 件)3.工作制:单班制工作 二、设计内容1 零件图: 1 张2 毛坯图: 1 张3 机械加工工艺卡(含过程卡与工序卡) :1 套4 专用夹具:副;(含专用夹具装配图、夹具体零件图及相关的非标准零件图) 5 设计计算说明书:份三、设计中应注意的问题:、各种能力的培养设计中应结合课题,独立思考,努力钻研,不得照搬照抄,盲目设计,应注重分析问题和解决问题能力的培养,灵活综合运用所学知识。、良好的工作作风的形成设计工作是一项细致、复杂、涉及面很广的工作,既需要广博的知识,更需要严肃、认真、一丝不苟的设计作风。3、学会查阅各种资料包括上 Internet 网查找相关的设计资料,获得的最新信息与权威资料。2拟达到的要求或技术指标、材料牌号,形位公差,粗糙度,图纸的标题栏及明细表都宜采用新图标;、零件机加工工艺路线应设计多方案(至少个) ,比较后选最佳方案;、应保证重要表面的加工质量与精度;、机床设备等选用,应考虑其经济性,宜采用通用机床和专用工具夹;、设计应以独立完成为主,图纸表达要正确清晰,计算正确,能借助各种工具书和技术资料获得所需的正确数据;、同一课题组的专用夹具不得一样;7、说明书应内容完整,字迹工整,语言简练,文字通顺。说明书中应重点包括设计方案的分析与论证,考虑问题的出发点和最后选择的依据,必要的计算过程,其他说明等。起止日期工作内容备注进 度安排2.253.153.163.223.235.165.135.23毕业设计调研集中实习毕业设计答辩时间3 周1 周8 周10 天3主要参考资料 徐嘉元,曾家驹.机械制造工艺学M.机械工业出版社1997.8 联合编写组.机械设计手册 M.化学工业出版社1987.12 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M.机工版 1987.10 哈尔滨工业大学李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M机工版.2005.7 王启平主编.机床夹具设计M.哈工大出版社 1985.12 东北重型机械学院.机床夹具设计手册M.上海科学技术出版社1980.1 孟少安.机械加工工艺手册M.机械工业出版社1991.9 刘文举.汽车传动与行使部分检修问答M.人民邮电出版社 1997.5 唐艺等.汽车构造与修理图解M.机械工业出版社1992.410 侯家驹.汽车制造工艺学M.机械工业出版社1991.811 徐灏.机械设计手册M.机械工业出版社1991.912 周昌治,杨忠鉴,赵之渊.机械制造工艺学M.重庆大学出版社 1994.1013 肖继德,陈宁平.机床夹具设计M.机械工业出版社 2005.314 孙丽媛.机械制造工艺及用夹具设计指导M.冶金工业出版社 2002.515 杨叔子.机械加工工艺师手册M.机械工业出版社 2002.115 朱龙根.机械零件设计手册M.机械工业出版社 2005.816 四川大学研究所.机床夹具设计图册M.机械工业出版社 2003.1017章跃.机械制造专业英语M.机械工业出版社 2002.4教研室意见 年 月 日院(系)主管领导意见年 月 日420*届毕业设计说明书 题目:X62W 铣床主轴机械加工工艺 规程与铣键槽专用夹具设计院(系)、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专 业: 班 级: 完成时间: 5摘 要 在机械制造工业中,由于被加工零件形状和表面以及精度要求不同而发展、产生了种类繁多的金属切削机床。在生产实际中大量使用铣床、磨床、钻床、镗床以及直线运动机床等。 毕业设计是学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节,是大学生的必修环节,其目的在于通过机床运动的结构设计,使学生在设计构思,方案分析,结构工艺性,机械制图,零件计算,编写技术文件和查阅技术资料等方面得到综合训练,树立正确的设计思想,掌握基本的设计方法,培养学生具有初步的结构分析,结构设计和计算能力。 本次设计是对铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具进行全面设计,使其满足实际生产工作的需要。关键字:铣床; 工艺; 专用夹具; 主轴; 设计 6ABSTRACTIn machine manufacture industry,because is processed the components shape and surface as well as the procision request different develops 、 has produced the type many metal cutting engine bed.Is producing actual massive uses the milling machine,the grinder,the drilling machine,the boring lathe as well as the translation engine bed and so on.The graduation design is the practise teaching link which carries on afterwards in the student study corresponding curriculum and the advance curriculum,is university students compulsory.Its goal lies in through the engine bed movement structural design ,causes the students in to draw up the transmission and in the speed change structure plan process,obtains the design idea,the plan analysis,the structure technology capability,the mechanical drawing,the comonents computation,the compilation technology document and aspect and so on consult technical data integrated trainings,set up the correct design concept,grasps the basic design method,and trains the students to have the preliminary structure analysis,the structural design and computation ability. The design is a special fixture for milling spindle machining process planning milling keyway design to meet the needs of the actual production work.Key words: milling machine ; Technology; Special fixture; spindle; design 7目 录摘 要.0ABSTRACT.1前 言.21. 生产纲领及生产类型.22. 零 件 的 分 析.32.1 零件的作用 .32.2 零件的工艺分析 .33 确定毛坯的制造形式.44 基准的选择.44.1 粗基准的选择 .44.2 精基准的选择 .45 制定工艺方案.55.1 工艺路线的制定 .55.2 工艺方案的比较与分析 .76 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定.76.1 毛坯直径的确定.76.2 毛坯长度 L 的确定:.86.3 毛坯过渡圆角的确定.86.4 加工余量的确定 .87 确定切削用量及基本工时.107.1 工序二:车端面,钻中心孔.107.1.1 粗车88.88 端面.107.1.2 车40 端面:.127.2 工序三:粗车各外圆.137.2.1 粗车88.88 外圆 .137.2.2 粗车65 外圆 .167.2.3 粗车55 外圆 .167.2.4 粗车45 外圆 .177.2.5 粗车42 外圆 .177.2.6 粗车40 外圆.187.3 工序四:半精车各外圆 .197.3.1 半精车88.88 外圆.197.3.2 半精车65 外圆.217.3.3 半精车55.227.3.4 半精车45.227.3.5 半精车42.237.3.6 半精车40 .237.4 工序五:钻25.3 孔 .247.5 工序六:钻22、钻扩通孔17 .257.5.1 钻孔22mm .2587.5.2 钻17mm.267.5.3 扩孔17mm.267.6 工序七: 车22、25.3 孔及其倒角.277.7 工序八: 车22 孔.287.8 工序九:车锥孔 .297.9 工序十:粗精铣前端键槽.307.9.1 粗铣.307.9.2 精铣:由于精铣时和粗铣时是同一刀具,故切削用量及工时均与粗铣相同。.317.10 工序十一:钻 4-M12,2-M6 螺纹底孔 .317.10.1.钻 4-M12 螺纹底孔:.327.10.2.钻 2-M6 螺纹底孔:.327.11 工序十二:攻 4-M12,2-M6 螺纹 .337.11.1 攻 4-M12: .337.11.2.攻 4-M6: .347.12 工序十三:精车各外圆、切槽,并倒角 .357.12.1 精车88.88.357.12.2 精车65.367.12.3 精车55 .377.12.4 精车45 .387.12.5 精车42 .387.12.6 精车40.397.12.7 切槽 31.5:.397.13 工序十五:粗精铣对称键槽 .407.13.1 粗铣: .407.13.2 精铣.417.14 工序十六:粗磨锥孔 .417.15 工序十七:车螺纹 .437.16 工序十八:粗精磨外圆65,40 .447.16.1.粗磨外圆65:.447.16.2.粗磨外圆40:.457.16.3.精磨:.457.17 工序十九:粗精磨端面 .477.17.1 粗磨:.477.17.2.精磨端面.487.18 工序二十:精磨22 .497.19 工序二十一:精磨锥孔.508 工艺规程总结.519 夹具设计 .519.1 问题提出.519.2 夹具体设计.519.2.1 定位基准的选择 .519.2.2 夹紧力 .5299.2.3 夹具体与定位键 .539.2.4 定位误差分析 .539.2.4 夹具设计及操作的简要说明.54参考文献.55致 谢.56附 录.5710前 言毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们对大学三年所学课程的一次深入的综合性复习, 是一次理论联系实际的训练,是学生在校学习阶段的最后一个重要教学环节, 也是完成工程师基本训练的重要环节,其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识,独立解决专业一般工程技术问题的能力,树立正确的设计思想和工作作风。因此,它在我们三年的大学生生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己的分析能力和实践能力,为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。由于零件的工艺设计过程可以是多种多样的,工艺人员的任务是从现有生产任务条件出发,制定一个切合实际的最优工艺设计过程,制定机械加工工艺规程的原则是 :在一定的生产条件下,以最低的成本,按计划规定的速度,可靠地加工符合图纸要求的零件。在制定工艺过程时,应该要注意技术的先进性、经济的合理性及劳动条件的良好性。 这次的毕业设计就是这样一个制定机械加工工艺规程的过程, 由于能力所限,设计肯定会有许多不足的地方,恳请各位老师给予指教。111. 生产纲领及生产类型题目所给的零件图是手柄座。原始资料:(1)生产纲领:1000 件年(2)生产类型:中批量生产;(3)车间工作制度:班制技术要求:(1)铸件不得有气孔夹杂裂文松疏等缺陷。(2)未注圆角为 R5R10。(3)进行时效处理。(4)加工后除去锐边。(5)未注螺孔光孔粗糙度为 12.5。(6)材料为 Cr40。2. 零 件 的 分 析2.1 零件的作用题目所给的零件是 X62w 铣床的主轴,它夹持刀具直接参加切削运动。因此,它的回转精度对零件的加工质量和铣床的生产率有较大的影响。主轴前端的圆锥孔用于安装铣刀,其精度要求较高。65K5 和 40h7轴分别安装轴承,起支承作用。为了提高耐磨性,在前端 95mm 处进行淬硬至 HRC48-53。主轴前端的两键槽安装键,带动铣刀转动,防止铣刀松动。17h10 通孔内安装螺杆,起拉杆作用。由于主轴组件要做轴向移动,传动齿轮安装在 55js6 上,与主轴靠双键传递扭矩。2.2 零件的工艺分析X62w 铣床的主轴共有 3 组加工表面,它们之间有一定的位置要求,具体分述如下:1.以 65k5 和 40h7 为中心的加工表面。这一组加工表面包括:主轴的所有外圆及倒角、 退刀槽、 越程槽、 两端面、 锥孔及通孔 17h10。122.以 55js6 为中心的加工表面。主要包括:55js6 上的两对称键槽。3.以锥孔为中心的加工表面。主要包括:4-M12,2-M6 螺纹孔及前端键槽。这 3 组加工表面之间有着一定的位置要求,具体如下:前端面、锥孔、88.88 外圆与 65k5,40h7 的圆跳动公差为0.007mm;后端面与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.1mm;40h7 与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.005mm;40h11 与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.05mm;55js6 与 65k5,40h7 的圆跳动公差为 0.02mm;通孔 17h10 与 65k5,40h7 的同轴度公差为 0.03mm;22 与 65k5,40h7 的同轴度公差为 0.3mm .对称键槽对 55 中心线的对称度公差为 0.05mm。 .4-M12 相对内锥孔中心的位置度公差为 0.15mm;前端键槽与内锥孔中心的对称度公差为 0.06mm。由以上分析可知, 对于这 3 组加工表面而言, 可以先加工其中一组表面, 然后再借助专用夹具加工其他两组表面, 并保证它们之间的位置精度要求。3 确定毛坯的制造形式根据零件的材料是 40Cr,确定毛坯为铸件。又已知零件的生产纲领为 1000 件年,生产类型为中批量生产。毛坯的铸件方法选用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑,也是应该的。4 基准的选择4.1 粗基准的选择粗基准的选择,由于该零件为普通的轴类零件,故选外圆为粗基准。4.2 精基准的选择精基准的选择,选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准135 制定工艺方案5.1 工艺路线的制定制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下,可以考虑采用灵活性大的机床并配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。根据先面后孔、先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原则以及加工零件的几何形状精度、尺寸精度、位置精度等技术要求,制订方案如下: 表 2.1 工艺路线方案一工序一热处理 (正火)工序二车端面,钻中心孔,粗车各外圆工序三热处理(调质)工序四半精车外圆面工序五钻通孔 17工序六车锥孔工序七车 22、25.3 孔及其倒角工序八铣前端键槽至图纸要求工序九钻 4-M12,2-M6 螺纹底孔工序十攻 4-M12,2-M6 螺纹工序十一精车各外圆、车退刀槽和越程槽,并倒角工序十二前 95mm 处淬硬至 HRC48-53工序十三铣对称键槽至图纸要求工序十四粗磨外圆 65、40工序十五粗磨端面工序十六粗磨锥孔工序十七车螺纹 M45工序十八精磨外圆 65、40 至图纸要求工序十九精磨端面至图纸要求工序二十精磨 22 孔至图纸要求工序二十一精磨锥孔至图纸要求14工序二十二钳工工序二十三检验表 2.2 工艺路线方案二工序一热处理 (正火)工序二车端面,钻中心孔。选用 C620-1 卧式车床及专用夹具工序三粗车各外圆。选用 C620-1 卧式车床及专用夹具工序四热处理(调质)工序五半精车外圆面,选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序六钻 25.3。选用 Z535 立式钻床加工以及专用夹具工序七钻 22,钻扩通孔 17。选用 Z535 立式钻床加工以及专用夹具工序八车 25.3 孔及其倒角。选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序九车 22 孔及其倒角。选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序十车锥孔。选用 C620-1 卧式车床及专用夹具工序十一铣前端键槽至图纸要求。选 X62W 铣床以及专用夹具工序十二钻 4-M12,2-M6 螺纹底孔。工序十三攻 4-M12,2-M6 螺纹。选用 Z535 立式钻床加工以及专用夹具工序十四精车各外圆、 车退刀槽和越程槽, 并倒角。 选用 C620-1车床及三爪卡盘工序十五前 95mm 处淬硬至 HRC48-53工序十六铣对称键槽至图纸要求。选 X62W 铣床以及专用夹具工序十七粗磨锥孔。选用专用床和专用夹具。工序十八车螺纹 M45。选用 C620-1 卧式车床及三爪卡盘工序十九粗精磨外圆 65、40 至图纸要求。选用外圆磨床和专用夹具工序二十粗精磨端面至图纸要求。选用平面磨床和专用夹具工序二十一精磨 22 孔至图纸要求。内圆磨床以及专用夹具工序二十二精磨锥孔至图纸要求。专用磨床以及专用夹具工序二十三钳工15工序二十四检验5.2 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是按照先面后孔的规则来加工零件,这样虽然可以保证加工零件的精度,但在实际加工过程中会遇到麻烦,这样在加工过程中会带来不小的麻烦。相比之下,方案二可以避免这样的事情发生,而且能够更好的定位零件。而且方案二的工序比较简洁,减少了工件装夹的次数。另外通过加工精度的对比,也可以发现,第二种方案的加工过程比较符合精度要求,可以避免零件产生比较严重的误差。经分析比较,用方案二加工零件更易加工又符合设计要求,故采用方案二。6 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件的材料为 40Cr,硬度为 HB220-250, 生产类型为中批生产,采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。根据上述原始资料及加工工艺, 用查表法分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。为简化模锻毛坯的外形,取直径为 55、45、42、40 的毛坯尺寸与 65 相同。6.1 毛坯直径的确定查机械制造工艺手册以下简称工艺手册表 1-27 表 2.4.1名义直径 (mm)表面加工法直径余量 (mm)粗车2.6半精车0.588.88精车0.3粗车2.2半精车0.45精车0.3粗磨0.165精磨0.06毛坯直径的确定:工件直径 88.88,公差为 0.015,机械加工总余量为:2(2.6+0.5+0.3)23.4毛坯尺寸为 95.695mm。16工件直径 65,公差 0.013,机械加工总余量:2(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) 23.11毛坯尺寸为 71.233mm取毛坯直径为 96mm,72mm。6.2 毛坯长度 L 的确定:查工艺手册表(1-52)可知88.88 的长度方向的加工余量为 2.0mmL1=37mm65 及以后的外圆长度方向的加工余量为 3.25mmL2403.25总长 L37+403.25=440.25mm模锻斜度为 7。查( 工艺手册表 1-51)6.3 毛坯过渡圆角的确定查( 工艺手册表 1-51)取 L1段过渡到 L2段的毛坯圆角半径 R5mm。毛坯的内圆角半径取 R5mm,外圆角半径取 2mm。6.4 加工余量的确定查表工艺手册表 1-27 表 2.5.1加工表面余量88.88 外圆精车 88.88mm 2Z0.60mm半精车 89.48mm 2Z1.0mm半精车 89.48mm2Z5.52mm毛坯 96mm65 外圆精磨 65mm 2Z0.12mm粗磨 65.12mm2Z0.12mm精车 65.32mm 2Z=0.60mm半精车 65.92mm2Z0.90mm粗车 66.82mm2Z5.18mm17毛坯 72mm55 外圆精车 550.095mm2Z0.60mm半精车 55.6mm2Z0.90mm粗车 56.5mm 2Z10.32mm已粗车至66.82mmM451.5 外圆精车 45mm2Z0.60mm半精车 45.6mm 2Z0.90mm粗车 46.5mm 2Z10.00mm已粗车 56.5mm42 外圆精车 42mm 2Z0.60mm半精车 42.6mm 2Z0.90mm粗车 43.5mm 2Z3.00mm已粗车 46.5mm40 外圆精磨 40mm 2Z0.12mm粗磨 40.12mm2Z0.20mm精车 40.32mm 2Z0.60mm半精车 40.92mm2Z0.90mm粗车 41.82mm 2Z1.68mm已粗车至42.92mm内孔 25.3钻孔 23mm粗车 25.3mm 2Z2.3mm内孔 22钻孔 20mm粗车 21.3mm 2Z1.5mm精车 21.8mm 2Z0.50mm精磨 22mm2Z0.2mm通孔 17钻孔 16mm18扩孔 17mm 2Z1mm内锥孔(7:24)底孔 25.3mm粗车 43.58mm2Z18.2mm精车 44.18mm2Z18.2mm粗磨 44.38mm 2Z0.20mm精磨 44.5mm2Z0.12mm7 确定切削用量及基本工时7.1 工序二:车端面,钻中心孔(如未特别注明,本工序相关数据的出示切削用量手册的车削用量选择)7.1.1 粗车88.88 端面(1)加工条件工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。19加工要求:车两端面,打中心孔,粗车各外圆表面机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15 , 刀杆尺寸 1625mm, Kr90, r010,。12, s0,r1.0mm.(2) 切削深度: 加工总余量2.0mm,留余量 0.5mm,单边余量 0.75mm,一次走刀,ap0.75mm(3) 进给量 f: 根据切削用量手册表 4,当刀杆尺寸为 16mm*25mm,ap0.75mm根据表 4 选 f0.6-0.9mm/r。按 C620-1 机床说明书选 f=0.52mm/r 表 26(4)计算切削速度:见表 21根据表 10,车刀耐用度:t60minV(1-mTmapxvfyv)Kv.7.1.1.1式中:v=242,xv0.15,yv0.35,m0.20KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv其中:Ktv1.0(表 21-6)Kkrv0.81(表 21-7)KSV0.8(表 21-5)KTv1.0(表 11)KKv1.24(表 21-9)KMv0.637/b0.637/0.7350.87(表 21-1)v=242/601-0.236000.20.750.150.520.35) 0.871.00.810.81.01.24=623m/s (5)确定机床主轴转速:n1000v/dw .7.1.1.210001.623/(3.1496)5.38r/s(323r/min)按 C620-1 机床说明书(表 26 ) ,与 323r/min 相近的机床转速为305r/min 及 370r/min,现选 nw370r/min。20所以实际切削速度V=nWdw/1000 .7.1.1.3370963.14/1000111.53r/min(1.86r/s)(6)切削工时:查工艺手册表 7-1: 左T(Ll1l2)/nf.7.1.1.4式中:L96/248,l14l20左T48+4+0/0.523700.27min(16.2s)右TLl1l2/nf 式中:L96-72/212,l14l20右T12+4+0/0.523700.083min(5s)7.1.2 车40 端面:7.1.2 车40 端面:(1)加工条件工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。加工要求:车两端面,打中心孔,粗车各外圆表面机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15 , 刀杆尺寸 1625mm, Kr90, r010,。12, s0,r1.0mm.(2)(2)切削深度: 加工总余量3.25mm,留余量 0.5mm,单边余量 2.75mm,一次走刀 ap2.75mm(3)主轴转速和进给量:为了提高生产率,在不影响加工质量的情况下,取与车 88.882 端面时21的主轴转速和进给量。即 n760r/min,f0.52mm/r。所以实际切削速度: Vdwns/1000.7.1.2.13.1472370/100083.65m/min(1.394m/s)(4)切削工时查工艺手册表 7-1: T(Ll1l2)/nf.7.1.2.2式中:L72/236,l14l20T3640/0.523700.21min(12.6s)7.2 工序三:粗车各外圆(如未特别注明,本工序相关数据的出示切削用量手册的车削用量选择)7.2.1 粗车88.88 外圆要求校验机床功率及进给强度(1)加工条件22工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。加工要求:粗车 88.88 外圆机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15,刀杆尺寸 1625mm, Kr45, r010,。12, s0,r1.0mm.(2)切削深度:单边余量 Z2.76mm,一次走刀,ap2.76mm。(3) 进给量: 查表 4,f0.6-0.9mm/r。按机床说明书取 f=0.6mm/r。(4)计算切削速度:按表 21V(1-mTmapxvfyv)Kv.7.2.1.1式中:Cv=242,xv0.15,yv0.35,m0.20,KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv其中:Ktv1.0(表 21-6) ,Kkrv0.81(表 21-7) ,KSV0.8(表 21-5) ,KTv1.0(表 11) ,KKv1.0(表 21-9)KMv0.637/b0.637/0.7350.87(表 21-1)V=(242/601-0.236000.22.760.150.60.35)0.871.00.810.81.01.01.03m/s(61.8m/min)(5)确定主轴转速:ns1000v/dw .7.2.1.2100061.8/3.1496205.02r/min按机床选取 n230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000 .7.2.1.33.1496230/100069.33m/min (1.16m/s)(6)校验机床功率:23由表 22 中查得:PmFzV10-3KW,式中 Fz可由表 13 查出,当b0.569-0.951GPa,ap2.0mm,f0.6mm/r,V1.66m/s 时,Fz2350N,切削力 Fz的修正系数为 KKrFz0.89,Kr0Fz1.0(表 22-3)故 Fzc23500.89=2091.5N.7.2.1.4Pmc FzV10-3.7.2.1.52091.51.1610-32.43kw按机床说明书,当 n230r/min 时,机床主轴允许功率 PE5.9kw,因PmcPE故所选切削用量可在 C620-1 车床上进行。(7)校验机床进给系统强度:根据 C620-1 机床说明书,其进给机构允许走刀力 Fmax3530N,由表 16,当 b0.669-0.794GPa, ap2.8mm, f0.75mm/r, V1.66m/s, Kr90时,走刀力 Fxc760N。切削时 Fx的修正系数为:Kr0Fx1.0KsFx1.0KKrFx1.17(表 22-3)故实际走刀力为:Fxc7601.01.01.17889.2N,则所选进给量:f0.6mm/r (8)切削工时查查工艺手册表 7-1:TLl1l2/nf.7.2.1.6式中:L35.5l14l2324T35.5+4+3/2300.60.31min(18.6s)考虑到该零件台阶面较多, 如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量,则效率不高,故在不影响加工质量的情况下, 粗车该轴时:采用主轴转速 230r/min,粗车进给量 f0.6mm/r。7.2.2 粗车65 外圆(1)(1)加工条件工作材料:40Cr 钢正火,b0.735GPa,模锻。加工要求:粗车 88.88 外圆机床:C620-1 卧式车床刀具:刀片材料 YT15,刀杆尺寸 1625mm, Kr45, r010,。12, s0,r1.0mm.(2)切削深度:单边余量 2.59mm,一次走刀,ap2.59mm(3)进给量:f=0.6mm/r(4)主轴转速:=230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000.7.2.2.13.1472230/100052m/min(0.87m/s)(5)切削工时:TLl1l2/nf.7.2.2.2式中:L400.5l14l20T400.5+4/2300.6=2.93min7.2.3 粗车55 外圆(1)切削深度:单边余量 5.16mm,一次走刀,ap5.16mm(2)进给量:f=0.6mm/r(3)主轴转速:n=230r/min,所以实际切削速度25VnWdw/1000.7.2.3.1=3.1466.82230/1000=48.26m/min(0.804m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf.7.2.3.2式中:L336.5l14l20T336.5+4/2300.6=2.47min7.2.4 粗车45 外圆(1)切削深度:单边余量 5mm,一次走刀,ap5mm(2)进给量:f=0.6mm/r(3)主轴转速:n=230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000.7.2.4.13.1456.5230/100040.8m/min(0.68m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf,式中:L250.5l14l20T250.5+4/2300.6=1.84min7.2.5 粗车42 外圆(1)切削深度:单边余量 1.50mm,一次走刀,ap1.50mm(2)进给量:f=0.6mm/r26(3)主轴转速:n=230r/min,所以实际切削速度VnWdw/1000.7.2.5.13.1446.5230/100033.6m/min(0.56m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf.7.2.5.2式中:L215.5l14l20T215.5+4/2300.6=1.59min7.2.6 粗车40 外圆(1)切削深度:单边余量 0.84mm,一次走刀,ap0.84mm(2)进给量:f=0.6mm/r(3)主轴转速:n=230r/min所以实际切削速度:VnWdw/1000.7.2.6.13.1443.5230/100031.42m/min(0.524m/s)(4)切削工时:TLl1l2/nf,式中:L115.5l14l20T115.5+4/2300.6=0.866min277.3 工序四:半精车各外圆(如未特别注明, 本工序相关数据的出示 切削手册 的车削用量选择)7.3.1 半精车88.88 外圆(1)(1)选择刀具:刀片材料 YT15 , 刀杆尺寸 1625mm Kr45 r010,。7,s3,r1.0mm(2)切削深度:ap0.5mm(3 ) 进给量:因表面粗糙度 Ra=6.3 ,r=1.0mm 。查表 6 ,f=0.55 0.65mm。按机床说明书取:f=0.55mm。(4)计算切削深度:根据表 21Vc(Cv/601-mTmapXvfyv)Kv.7.3.1.1式中:Cv=242,Xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 。其中:KMv=0.637/0.735=0.87,Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0Vc ( 242/601-0.236000.20.50.150.550.35)0.871.01.00.81.01.01.70m/s(102m/min)(5)确定主轴转速:ns1000v/dw.7.3.1.21000102/3.1490.48359r/min按机床选取:28n370r/min,所以实际切削速度:VnWdw/1000.7.3.1.33.1490.48370/1000105.12m/min (1.75m/s)(6)校验机床功率:由表 22 中查得:PmFzV10-3KW.7.3.1.4式中 Fz可由表 13 查出,当 b0.569-0.951GPa,ap2.0mm,f0.6mm/r,V3.0m/s 时,Fz1470N切削力 Fz的修正系数为:KKrFz1.0,Kr0Fz1.0(表 22-3) ,故 Fzc1470NPmc FzV10-314701.7510-32.573kw按机床说明书, 当 n370r/min 时, 机床主轴允许功率 PE6.4kw, 因 PmcPE,故所选切削用量可在 C620-1 车床上进行。(7)校验机床进给系统强度:根据 C620-1 机床说明书,其进给机构允许走刀力 Fmax=3530N由表 16,当 b0.669-0.794GPa,ap2.0mm,f0.75mm/r,V2.58m/s,Kr45时,走刀力 Fxc630N。切削时 Fx的修正系数为:Kr0Fx1.0KsFx1.0KKrFx1.0(表 22-3)故实际走刀力:Fxc630N则所选进给量:f0.6mm/r (8)切削工时查查工艺手册表 7-1:TLl1l2/nf .7.3.1.529式中:L35.5l14l23T35.5+4+3/3700.550.21min(12.6s)考虑到该零件台阶面较多,如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量,则效率不高,故在不影响加工质量的情况下, 半精车该轴时,采用主轴转速 n=370r/min,进给量 f0.55mm/r。7.3.2 半精车65 外圆7.3.2 半精车65 外圆(1)切削深度:ap0.45mm(2)进给量:因表面粗糙度 Ra=0.8,r=1.0mm。为了保证质量,查表 6,f=0.20.3mm,按机床说明书取 f=0.25mm/r。(3)计算切削速度:根据表 21Vc=(Cv/601-mTmapXvfyv)Kv .7.3.2.1 式中:Cv=291,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 。其中:KMv=0.637/0.735=0.87,Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0Vc(291/601-0.236000.20.450.150.250.35)0.871.01.00.81.01.02.21m/s(132.6m/min)(4)确定主轴转速:ns1000v/dw. .7.3.2.21000132.6/3.1466.82632r/min30按机床选取:n610r/min,所以实际切削速度:VnWdw/1000 .7.3.2.33.1466.82610/1000127.99m/min (2.13m/s)(5)切削工时:TLl1l2/nf.7.3.2.4式中:L64l14l20T64+4+0/6100.250.446min(26.76s)7.3.3 半精车55(1)切削深度:ap0.45mm(2)进给量与主轴转速:与 88.88 相同,即 f=0.55mm/r,n=370r/min,所以实际切削速度:VnWdw/1000.7.3.2.53.1456.5370/100065.642m/min (1.1m/s)(3)切削工时:TLl1l2/nf.7.3.3.1式中:L86
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