軸的機械加工工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設(shè)計說明書

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　?！　I(yè) 　機械制造及自動化　　　　　</p><p>　　班　　級：　　　　　　　　　</p><p>　　姓　　名：　　　　　　　　　　</p><p>　　學(xué)　　號：　　　　　　　　　　　</p><p>　　指導(dǎo)老

2、師：　　　　　　　　　　　　　　</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p>　　第一部分　工藝設(shè)計說明書……………………………………………………………………………2</p><p>　　第二部分　第XX號工序夾具設(shè)計說明書……………………………………………………………3</p><p>　　第三部分　

3、第XX號工序刀具設(shè)計說明書……………………………………………………………</p><p>　　第四部分　第XX號工序量具設(shè)計說明書……………………………………………………………</p><p>　　第五部分　畢業(yè)設(shè)計體會………………………………………………………………………………</p><p>　　第六部分 參考資料……………………………………………………………

4、………………………</p><p>　　第一部分　工藝設(shè)計說明書</p><p>　　1.零件圖工藝性分析</p><p>　　1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析</p><p>　　從傳動軸的受力分析可知，它受扭轉(zhuǎn)一彎曲復(fù)合作用力，由于其承受中等載荷，工作又較平穩(wěn)，沖擊力很小，所以可采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的45號鋼，坯料用熱軋圓鋼。為了改善組織、提高力學(xué)性

5、能，坯料要經(jīng)過正火熱處理</p><p>　　1.2零件技術(shù)條件分析</p><p>　　外圓尺寸精度 ：φ30k6，φ30f7兩節(jié)，φ25k6，φ20h6，及M24X1.5的螺紋；</p><p>　　外圓形狀位置精度 ：要求為φ30f7兩軸節(jié)相對φ30k6，φ20h6，φ25k6</p><p>　　φ30f7兩軸節(jié)表面需高頻淬火

6、；</p><p>　　外圓表面質(zhì)量 ：φ30k6，φ30f7兩節(jié)，φ25k6，φ20h6的表面質(zhì)量要求 Ra均為0.8um，</p><p>　　其它面Ra為12.5um</p><p>　　1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　軸的鍛件強度較高，形狀比較簡單，外輪廓尺寸不大，在軸徑φ30k6，φ30f7兩節(jié)，φ25k6，φ

7、20h6，及M24X1.5的螺紋上均開有鍵槽，且軸兩端帶有B型中心孔。</p><p>　　結(jié)論：軸的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，在加工鍵槽和B型中心孔時，采用專用夾具定位和夾緊，螺紋加工安排在半精加工后，精加工前進行。</p><p><b>　　2.毛坯選擇</b></p><p><b>　　2.1毛坯類型</b></p>

8、;<p>　　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(yīng)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(fù)雜,故采用鍛件；</p><p>　　零件尺寸不大，而且零件屬于批量生產(chǎn),故采用模鍛。</p><p><b>　　2.2毛坯余量確定</b></p><p>　　毛坯的形狀和尺寸越接近成品零

9、件，即毛坯精度越高，則零件的機械加工勞動量越少，材料消耗越少，可充分提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，但是毛坯制造費用會提高，在確定毛坯時，應(yīng)根據(jù)機械加工和毛坯制造兩方面考慮。</p><p><b>　　2.2.1</b></p><p>　　1）.鍛件公差等級：由該零件的功能和技術(shù)確定其鍛件公差等級為普通級；</p><p>　　2）.鍛件質(zhì)量Mf

10、 ：根據(jù)鍛件成品質(zhì)量1.94g估算；</p><p>　　3）.分析鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)s：S=Mf/Mn</p><p>　　該零件為圓形，假設(shè)其最大直徑φ37長為375則在：Mn=π/4 d2 hρ</p><p>　　S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195 mm/316300.05mm=0.726</p><p>　　由于0.7

11、26介于0.63和1之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S 1 級。</p><p>　　4）.鍛件材質(zhì)系數(shù)M：由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M 1級； </p><p>　　5）.零件表面粗糙度 由零件圖知，除φ30k6，φ30f7兩節(jié)，φ25k6，φ20h6的表面質(zhì)量Ra為0.8um&l

12、t;/p><p>　　外，其余各加工表面Ra為12.5um；</p><p>　　2.2.2 初步確定機加工余量及毛坯尺寸，初選毛坯尺寸公差</p><p>　　根據(jù)毛坯尺寸公差，鍛件質(zhì)量，材質(zhì)系數(shù)，形狀復(fù)雜系數(shù)，初步確定本零件毛坯尺寸允許偏差，</p><p>　　根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面粗糙度，形狀復(fù)雜系數(shù)查參考書[1]中表5-9，由此查得單邊

13、余量：</p><p>　　2.2.3驗證上述余量是否滿足要求</p><p>　　計算同上得，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)s= S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195 mm/316300.05mm=0.726</p><p>　　，S屬于S 1級；查表得，機械加工余量與上述相同，滿足要求。</p><p>　　2.3毛坯－零件合圖草圖&l

14、t;/p><p>　　3．機加工工藝路線確定</p><p>　　3.1加工方法分析確定</p><p>　?。?）φ30k6外圓------→粗車（IT12級，Ra12.5um）------→半精車（IT9級，Ra3.2um）------→銑鍵槽（IT9級，Ra12.5um）------→粗磨（IT8級，Ra0.8um）------→精磨（IT6級，Ra0.8um）&

15、lt;/p><p>　　（2）φ25k6外圓------→粗車（IT12級，Ra12.5um）------→半精車（IT9級，Ra3.2um）------→銑鍵槽（IT9級，Ra12.5um）------→粗磨（IT8級，Ra0.8um）------→精磨（IT6級，Ra0.8um）</p><p>　?。?）φ20h6外圓------→粗車（IT12級，Ra12.5um）------→半精車

16、（IT9級，Ra3.2um）------→銑鍵槽（IT9級，Ra12.5um）------→粗磨（IT8級，Ra0.8um）------→精磨（IT6級，Ra0.8um）</p><p>　?。?）φ30f7外圓------→粗車（IT12級，Ra12.5um）------→半精車（IT9級，Ra3.2um）------→ 熱處理（φ30f7兩節(jié)外圓表面局部高頻淬火）------→磨削（IT7級，Ra0.8um）

17、</p><p>　?。?）2M24X1.5螺紋------→粗車（IT12級，Ra12.5um）------→半精車（IT9級，Ra3.2um）------→銑鍵槽（IT9級，Ra12.5um）------→車螺紋（配螺母）</p><p>　　3.2加工順序的安排</p><p>　　銑端面鉆中心孔保證總長370mm，粗車各外圓和臺階端面，半精車各段外圓和切各段

18、3X0.5退刀槽，</p><p>　　加工φ30k6，φ25k6，φ20h6，及φ24各段的鍵槽，隨后車M24X1.5的螺紋，局部熱處理φ30f7兩節(jié)表面進行高頻淬火，最后粗精磨φ30k6，φ25k6，φ20h6外圓及φ30f7兩節(jié)外圓表面，保證表面質(zhì)量Ra為0.8um。</p><p><b>　　3.3定位基準(zhǔn)選擇</b></p><p>

19、;　　3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇：粗車時以外圓和兩側(cè)端面為粗基準(zhǔn)；</p><p>　　3.3.2精基準(zhǔn)的選擇：以兩側(cè)端面中心孔為精基準(zhǔn)定位。</p><p>　　3.4加工階段的劃分說明</p><p>　　加工階段分為：粗加工階段為工序3、5、10；半精加工階段為工序15，20，25，30；精加工階段為工序35，40；</p><p>　　方

20、案討論：M24X1.5的螺紋加工安排在半精加工后，精加工前進行，故放到半精加工階段來實現(xiàn)。</p><p>　　3.5主要機加工工序簡圖</p><p>　　工序3.銑左端面，鉆中心孔</p><p>　　工序5.銑右端面，鉆中心孔 </p><p>　　工序10. 粗車各段外圓及端面</p><p>　　工序15

21、半精車各段外圓及端面</p><p>　　工序20 銑φ30k6，φ25k6，φ20h6，φ24各段外圓的鍵槽</p><p>　　工序25. 車M24X1.5的螺紋</p><p>　　工序30.φ30f7兩節(jié)外圓表面需高頻淬火hrc40-45</p><p>　　工序35.粗磨φ30k6，φ25k6，φ20h6，φ30f7兩節(jié)，各段外圓&

22、lt;/p><p>　　工序40 精磨φ30k6，φ25k6，φ20h6 ，各段外圓</p><p><b>　　工序45去毛刺；</b></p><p><b>　　工序50檢驗；</b></p><p><b>　　工序55入庫.</b></p><p>

23、;　　4.工序尺寸及其公差確定</p><p><b>　　4.1工序尺寸確定</b></p><p>　　4.2軸向尺寸的工序尺寸鏈圖</p><p>　　5.設(shè)備及其工藝裝備確定</p><p>　　5.1選擇機床和夾具</p><p>　　1）.工序03、05是銑端面和鉆中心孔，可采用專用夾

24、具在X53K銑床上加工；</p><p>　　2）.工序10、15、25是粗車、半精車、車螺紋各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)，不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床能夠滿足使用要求，又由于要求的精度較高，表面粗糙度值較小，需選用較精密的車床才能滿足要求，因此選用C620-1，使用通用夾具（兩頂尖）裝夾；</p><p>　　3）工序20是銑鍵槽，可采用專用夾具在立式銑床上加工，故選X53K；&l

25、t;/p><p>　　4）工序40，45是磨削外圓， 使用專用磨床夾具，選用臥式磨床M1432；</p><p><b>　　5.2選擇刀具</b></p><p>　　1）工序03、05在銑床上加工，一般都選用硬質(zhì)合金端銑刀；</p><p>　　2）工序10、15、25在車床上加工，一般都選用硬質(zhì)合金車刀，加工剛質(zhì)零件采

26、用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，為了提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，選用90度車刀，螺紋車刀和鏜刀，切槽刀宜選用高速鋼；</p><p>　　3）工序20銑鍵槽，零件要求銑切寬度分別為5h9，6h9，8h9故所選直柄鍵槽銑刀分別為5e8 GB/T1112.1-1997，6e8 GB/T1112.1-1997，8e8 GB/T1112.1-1997；</p><p><b&g

27、t;　　5.3選擇量具</b></p><p>　　本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具</p><p>　　6．切削用量及工時定額確定</p><p>　　工序10（參考書[1]）</p><p>　　本道工序為粗車（車臺階面和外圓）已知加工材料為45鋼，6b=670mpa，鍛件有外皮，機床為CA6140，工件采用兩頂尖裝夾。&

28、lt;/p><p>　?。?）.確定粗車外圓φ33的切削用量，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金車刀，刀桿尺寸BXH=16mmX25mm</p><p>　　刀片厚為4.5mm，根據(jù)[1]表5-113，選擇刀具幾何角度Λs=00 ， γo=120 ， αo=60 αo’=40 </p><p>　　κr=90 0 ，κr’=100 ，γε=0.8mm</p&

29、gt;<p>　　a.確定被吃刀量ap 粗車雙邊余量為2.6mm，則ap=1.3mm</p><p>　　b.確定進給量f 根據(jù)表5-114在粗車鋼料，刀桿尺寸16X25mm，ap〈3mm，工件直徑在20—40mm時f=0.3—0.5mm/r，按C620-1車床的進給量f=0.33mm/r</p><p>　　確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)的強度要求，故需進行校驗：<

30、/p><p>　　根據(jù)表5-55，C620-1車床進給機構(gòu)允許的進給力Fmax=3530N</p><p>　　根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料6b=570—670mpa，ap〈2mm，f〈0.75mm/r，κr=45 0 ，V=65m/min時，進給力Ff=760N。</p><p>　　Ff的修正系數(shù)為Kr。Ff=1.0，KΛsFf=1.0， KkTFf=1.17故實際進

31、給力為Ff=760X1.17=889.2N</p><p>　　Ff〈Fmax，所選的進給量f=0.33mm/r可用。</p><p>　　C .選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)表5-119，車刀后刀面最大磨損量取1m，車刀的耐用度為T=60min。</p><p>　　d .確定切削速度V</p><p>　　根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT5硬質(zhì)合

32、金車刀加工6b=600--700mpa，鋼料ap〈3mm，f〈0.75mm/r，V=109m/min切削速度的修正系數(shù)為Ksv=0.8, Ktv=0.65, KKTv=0.81, KTv=1.0, Kmv=Kkv=1.0故，V109X0.8X0.81=45.9m/min，n=1000v/3.14d=1000X45.9/3.14X37=395.1r/min</p><p>　　按C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇n=38

33、0 r/min，則實際切削速度V=44.1m/min</p><p>　　e.校驗機床功率：由表5-125，當(dāng)6b=580—970mpa，HBS=166—277，ap〈2mm，f〈0.75mm/r，V=44.1m/min時，Pc=1.7KW</p><p>　　切削功率的修正系數(shù)為KTrPc=1.13, KkrPc=1.17，Kr。Pc=KMPc=KkPc=1.0，KSPc=0.8，KtP

34、c=0.65，故實際切削時的功率為Pc=0.72KW</p><p>　　根據(jù)表5-29，當(dāng)n=120r/min時，機床主軸允許功率PE=5.9KW，Pc〈 PE，故所選切削用量在C620-1車床上進行最后確定的切削用量為：ap=1.3mm，f=0.33mm/r，V=44.1m/min，n=380 r/min。</p><p>　?。?）. 確定粗車外圓φ31.4mm及臺階面的切削用量，采

35、用車外圓φ33的刀具加工這些表面，加工余量皆可一次走刀切除，車外圓φ31.4mm的ap=1.3mm，f1=0.33mm/r，臺階面的ap=1.5mm，f2=0.30mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車外圓φ33的轉(zhuǎn)速相同。</p><p>　?。?）.確定粗車外圓φ26.4mm及臺階面的切削用量，采用車外圓φ33的刀具加工這些表面，加工余量皆可一次走刀切除，車外圓φ26.4mm的ap=1.3mm，f1=0.33mm/r，臺階面

36、的ap=1.5mm，f2=0.30mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車外圓φ33的轉(zhuǎn)速相同。</p><p>　　（4）. 確定粗車外圓φ21.4mm及臺階面的切削用量，采用車外圓φ33的刀具加工這些表面，加工余量皆可一次走刀切除，車外圓φ21.4mm的ap=1.3mm，f1=0.33mm/r，臺階面的ap=1.5mm，f2=0.30mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車外圓φ33的轉(zhuǎn)速相同。</p><p><

37、b>　　基本時間</b></p><p>　　確定粗車外圓φ33的基本時間，根據(jù)表2-21車外圓基本時間：Tj1=（L+L1+L2+L3）*i/nf，</p><p>　　L=7.5mm,L1=ap/tankr+(2--3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f=0.33mm/r，n=380 r/min,i=1</p><p>

38、;　　Tj1=7.5+2/0.33*380=4.5s</p><p>　　確定粗車外圓φ31.4的基本時間，根據(jù)表2-21車外圓基本時間：Tj2=（L+L1+L2+L3）*i/nf，</p><p>　　L=250mm,L1=ap/tankr+(2--3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=0.33mm/r，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=

39、1</p><p>　　Tj2=(250+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=122.97s</p><p>　　確定粗車外圓φ26.4的基本時間，根據(jù)表2-21車外圓基本時間：Tj3=（L+L1+L2+L3）*i/nf，</p><p>　　L=83mm,L1=ap/tankr+(2--3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=

40、0, f1=0.33mm/r，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=1</p><p>　　Tj3=(83+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=43.04s</p><p>　　確定粗車外圓φ21.4的基本時間，根據(jù)表2-21車外圓基本時間：Tj4=（L+L1+L2+L3）*i/nf，</p><p>　　L=29.5mm,L1

41、=ap/tankr+(2--3),kr=90 0 ,L1=2mm,L2=0,L3=0, f1=0.33mm/r，f2=0.30mm/r，n=380 r/min, i=1</p><p>　　Tj4=(29.5+2)/0.33*380+(2.5+2)/0.30*380=17.44s</p><p>　　確定工序10的基本時間：Tj= Tj1+ Tj2+ Tj3+ Tj4=（4.5+122.

42、97+43.04+17.44）s=187.95s</p><p>　　第二部分　第20號工序夾具設(shè)計說明書</p><p>　　1.工序尺寸精度分析</p><p>　　工序加工要在軸φ25.40 -0.052的外圓表面上銑鍵槽保證尺寸20.50 -0.52，鍵槽寬為6h9mm；無其它技術(shù)要求，該工序在立式銑床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。</p><

43、;p><b>　　2.定位方案確定</b></p><p>　　理論上限制自由度分析：槽寬由定尺寸刀具保證；保證槽深應(yīng)限制：x移動、y轉(zhuǎn)動;保證鍵槽長度應(yīng)限制：x移動；保證鍵槽對稱度應(yīng)限制：y移動,z轉(zhuǎn)動；</p><p>　　綜合結(jié)果限制：x移動、y移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動,z移動；</p><p>　　實際上限制自由度分析：V形塊定位φ3

44、0.40 -0.052限制：y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動，大頭端面用定位銷定位限制：x移動；</p><p>　　綜合結(jié)果實際限制：x移動、y移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動、z移動；</p><p>　　3.定位誤差分析計算</p><p>　　工件采用V形塊定位，對稱度分析：</p><p>　　基準(zhǔn)不重合誤差為：jb=0.02mm，基準(zhǔn)位移誤差為

45、：Δdb=0</p><p>　　則：△dw=△jb+△db=0.02mm</p><p>　　對尺寸20.50 -0.52分析：</p><p>　　基準(zhǔn)不重合誤差為：jb=0.02+0.026=0.046mm</p><p>　　基準(zhǔn)位移誤差為：Δdb=0.707T（d）=0.707X0.062=0.044mm</p>&l

46、t;p>　　則：△dw=△jb+△db=0.09mm</p><p>　　由于T=0.52 mm，T/3=0.173mm,即△dw≤T/3，故該夾具能夠滿足加工要求.</p><p>　　4.夾緊方案及元件確定</p><p>　　本套夾具采用鉸鏈壓板夾緊；</p><p>　　工件在加工時所受的力主要是切削力F，由機床夾具設(shè)計手冊表1

47、-2-7得切削力的計算公式：Fx=667DsKp=667x7x700x650/726≈1083N</p><p>　　實際所需加緊力與計算加緊力之間的關(guān)系為：(K由表1-2-2查得為1.15)</p><p>　　F=KFx=1.15X1083==1245.45N</p><p><b>　　5.夾具總裝草圖</b></p>&l

48、t;p>　　第三部分　第10號工序刀具設(shè)計說明書</p><p>　　1.工序尺寸精度分析</p><p>　　粗車軸各段外圓保證尺寸φ33，φ31.4，φ26.4，φ21.4公差等級為IT12。</p><p><b>　　2.刀具類型確定</b></p><p>　　此道工序保證的尺寸精度要求不高可用游標(biāo)卡尺測

49、量，屬粗加工，因此可用90度外圓車刀。</p><p>　　3.刀具設(shè)計參數(shù)確定（數(shù)據(jù)來源參考書[3]）</p><p><b>　　4.刀具工作草圖</b></p><p>　　第四部分　第40號工序量具設(shè)計說明書</p><p>　　1.工序尺寸精度分析</p><p>　　對軸外圓φ30k6

50、選基孔制，首先確定被測軸的極限偏差，查[4]公差書第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得φ30k6的上偏差es= -0.009mm,下偏差ei= -0.025mm。公差等級為IT6。</p><p><b>　　2.量具類型確定</b></p><p>　　軸的外圓φ30k6的量具用卡規(guī)，量具測量面的材料用硬質(zhì)合金，測量面的硬度為58-65HRC，其它部分的材料為45鋼。</p

51、><p>　　3.極限量具尺寸公差確定</p><p>　?。?）確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT6尺寸φ30k6的量規(guī)公差為T=0.0024mm,位置要素Z=0.0028mm.。</p><p>　?。?）計算工作量規(guī)的極限偏差：</p><p><b>　　φ30k6</b></p>

52、<p>　　通規(guī)：上偏差=es-Z+T/2=--0.009-0.0028+0.0012=-0.0106mm</p><p>　　下偏差=es-Z-T/2=--0.009-0.0028-0.0012=-0.013mm</p><p>　　磨損極限= es=-0.009mm</p><p>　　止規(guī)：上偏差=ei+T=-0.025+0.0024=-0.02

53、26mm</p><p>　　下偏差=ei=-0.025mm</p><p>　　4.極限量具尺寸公差帶圖</p><p>　　5. 極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　第六部分 參考資料</p><p>　　[1]機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南： 主編： 崇凱 化學(xué)工業(yè)出版社</p>&l

54、t;p>　　[2] 機械制造工藝學(xué)： 主編： 鄭修本 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[3]刀具課程設(shè)計 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 公差配合與技術(shù)測量 主編： 徐茂功</p><p>　　桂定一 機械工業(yè)