機械制造工藝課程設(shè)計車刀進刀軸架零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計

1、航空制造工程學院機械制造工藝課程設(shè)計課程名稱： 機械制造工藝課程設(shè)計 設(shè)計課題： 車刀進刀軸架零件機械加工 工藝規(guī)程設(shè)計 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級： 080314 姓名： 學號： 32 評分： 指導老師：（簽字） 2011 年 11 月 17 日目錄第一部分工藝設(shè)計1. 設(shè)計任務(wù).2. 零件工藝分析.3. 毛坯的選擇.4. 工藝過程設(shè)計.5. 確定切削用量、工時定額.第二部分夾具設(shè)計1. 設(shè)計任務(wù).2. 確定定位方案、選擇定位元件.3. 夾緊機構(gòu)的選擇和設(shè)計.4. 定位誤差分析與計算.5. 對刀裝置的選擇.6. 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計說明.小結(jié).參考書目.第一部分工藝設(shè)計1. 設(shè)計任務(wù)本次所要

2、加工的零件為車刀進刀軸架，示意圖見附圖。2. 零件工藝性分析2.1車刀進刀軸架的技術(shù)要求表1車刀進刀軸架的技術(shù)要求加工表面基本尺寸/mm公差及精度等級表面粗糙度ra/m軸架的上表面42-3.2軸架的下端面18it123.232h7的孔32it71.616h9的孔16it91.62.2審查車刀進刀軸架的工藝性車刀進刀軸架零件圖的視圖正確、完整，尺寸、公差齊全。分析零件圖工件有2個平面需要加工，精度要求不是特別高。另有一些通孔需要加工，先加工一個32h7的孔，以便進一步加工16h9的孔。這兩個通孔的加工精度要求不是特別高?？偟膩碚f零件的精度要求不高，可以保證質(zhì)量的前提下高效的完成加工。3.毛坯的選

3、擇 由于車刀進刀軸架的材料為ht200，適于鑄造。又因為車刀進刀軸架的結(jié)構(gòu)不太復雜，要求大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率降低制造成本，因此采用金屬型澆鑄。此鑄件尺寸精確，表面光潔，加工余量小，機械性能好，完全滿足車刀進刀軸架的生產(chǎn)要求。毛坯的尺寸通過確定加工余量后確定為1756650，毛坯示意圖見附圖。4.工藝過程設(shè)計4.1零件定位基準的選擇粗基準：為了保證非加工表面與加工表面的相對位置精度要求，一般選擇非加工表面為粗基準。精基準：精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設(shè)計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺

4、寸精度和位置精度能可靠的得以保證。4.2零件表面加工方法的選擇工件上的加工表面往往需要通過粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達到質(zhì)量的要求，加工方法的選擇一般根據(jù)每個表面的精度要求，先選擇能夠保證該要求的最終加工方法，難后再選擇前面一系列預備工序的加工方法和順序。表2各加工面的加工方案加工表面精度要求/m加工方案軸架的上表面3.2粗銑半精銑軸架的下端面3.2粗銑半精銑32h7的孔1.6鉆擴鉸16h9的孔1.6鉆擴鉸4.3制定工藝路線根據(jù)表2各加工面的加工方法，考慮加工過程中定位基準的選擇原則，確定工作順序。在工序順序安排中，不僅要考慮機械加工工序，還應(yīng)考慮熱處理和輔助工序，遵循先基準后其他、先

5、粗后精、先主后次、先面后孔的原則，最終確定的工作詳見表3，以此為依據(jù)，填寫機械加工工藝過程卡片。表3加工工序表工序號工序名稱工序內(nèi)容05下料取鑄件175*66*5010銑工銑車刀進刀軸架的上表面15銑工銑3個退刀槽25銑工銑車刀進刀軸架的下端面30鉆孔鉆、擴、鉸32h7的孔35鉆孔鉆、擴、鉸16h9的孔40去毛刺去除全部毛刺45終檢按零件圖紙要求全面檢查4.4確定各工序加工余量表4各工序加工余量的確定加工表面工步名稱工步余量基本尺寸公差等級粗糙度/m精度公差工序尺寸及偏差車刀進刀軸架的上表面半精銑242-3.20.2420.1粗銑644-6.31440.5毛坯5050-2501車刀進刀軸架的下

6、端面半精銑418-3.20.2180.1粗銑822-6.31220.5毛坯3030-230132h7的孔鉸0.332it71.60.025擴1.731.7it83.20.039鉆3030it96.30.062毛坯-16h9的孔鉸0.316it91.60.043擴1.715.7it103.20.07鉆1414it116.30.11毛坯-5.確定切削用量、工時定額5.1銑平面銑車刀進刀軸架的上表面1. 加工條件工件材料：ht200,b =170240mpa，鑄造;工件尺寸：a=66mm，b=175mm；加工要求：粗銑車刀進刀軸架的上表面，加工余量6mm；機床：x62臥式銑床刀具： yg8硬質(zhì)合金端

7、銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=8,故根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表3.1，取刀具直徑d0=100mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角：s =10,主偏角kr=60,過渡刃kr=30,副偏角kr=5。2. 切削用量1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=6mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用yg8硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35

8、，x62臥式銑床）時： fz=0.20.29mm/z故選擇：fz=0.2mm/z3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=100mm，故刀具使用壽命t=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16，當d0=100mm，z=8，ap7.5，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kmv= 1.0，ksv= 0.8。切削速度計算公式為：其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。根據(jù)簡明手冊表4.2-36，

9、選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：vc=m/min=94/minf zc= mm/r=0.16mm/r5)校驗機床功率 根據(jù)切削手冊表3.24，近似為pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率pcm=4.50.75kw=3.375kwpcc。故校驗合格。最終確定:ap=6.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=94m/min，fz=0.16mm/r。6）計算基本工時 tml/ vf，l=l+ y+，l=175mm.查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：tml/ vf=(175+40)

10、/390=0.55min。銑車刀進刀軸架的下端面粗銑下端面；精銑下端面，控制尺寸18，保證粗糙度3.2um；。粗銑下端面刀具：yg8硬質(zhì)合金圓柱形銑刀，機床：x62臥式銑床根據(jù)切削手冊查得，。根據(jù)簡明手冊表4.2-36查得，?。?，故實際切削速度： 當時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：查說明書，取計算切削基本工時：因此，5.2鉆孔鉆32h7的孔鉆、擴32孔, 鉸孔至圖尺寸；以車刀進刀軸架的下端面為基準，保證平行度誤差不超過0.03mm,孔的精度達到it71. 選擇鉆頭 根據(jù)切削手冊表2.1.2.2，選擇硬質(zhì)合金麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=30mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o8，二重刃長度b=3.5mm,

11、橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度， 2.選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查切削手冊，選擇進給量。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.8mm，壽命（3）切削速度查切削手冊，切削速度為：（m/min），選擇切削速度： （4）主軸轉(zhuǎn)速 3、計算工時4、擴孔至31.7查切削手冊表2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：， 。基本工時： 5、鉸至刀具：機床：z518立式鉆床

12、根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.48mm/r，切削速度取為：v=14r/min，則機床主軸轉(zhuǎn)速為：機動時切削工時，=52m鉆16h9的孔鉆、擴16孔, 鉸孔至圖尺寸；以44外圓和下端面為基準，保證平行度誤差不超過0.02mm,孔的精度達到it91. 選擇鉆頭 根據(jù)切削手冊表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=14mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o12，二重刃長度b=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度， 2.選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查切削手冊，。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。（

13、2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.6mm，壽命（3）切削速度查切削手冊，切削速度為：（m/min），選擇切削速度： 。（4）主軸轉(zhuǎn)速 3、計算工時4、擴孔至15.7查切削手冊表2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，。基本工時： 5、鉸至刀具：機床：z5218式鉆床根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.3mm/r，切削速度取為：v=24r/min，則機床主軸轉(zhuǎn)速為：機動時切削工時，=52mm第二部分夾具設(shè)計1.設(shè)計任務(wù)設(shè)計加工車刀進刀軸架的下端面的銑床夾具。2.確定定位方

14、案、選擇定位元件根據(jù)零件的形狀，現(xiàn)設(shè)計如圖定位方案，采用固定v形塊限制其中4個自由度以及可調(diào)支承限制其1個自由度，具體定位見附件圖紙（裝配圖）。 3.夾緊機構(gòu)的選擇和設(shè)計夾緊機構(gòu)有斜夾緊機構(gòu)、螺旋夾緊機構(gòu)、偏心夾緊機構(gòu)、鉸鏈夾緊機構(gòu)、聯(lián)動夾緊機構(gòu)等。該平面的加工為銑削加工，銑削加工的切削力比較大，且為間歇切削，震動較大，所以不適合選用偏心夾緊機構(gòu)，斜夾緊機構(gòu)的效率比較低，聯(lián)動夾緊機構(gòu)的機構(gòu)太復雜，這里可以選擇螺旋夾緊機構(gòu)或者鉸鏈夾緊機構(gòu)。最終選用螺旋夾緊機構(gòu)，具體方案見附件圖紙（裝配圖）。4.定位誤差分析與計算所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說

15、，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因有：由于定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向的最大變動量，以表示；由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱基準位移誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上得最大變動量，以表示。則定位誤差=。這里只計算v型塊的定位誤差，如下圖。工序尺寸為6mm,工序基準與定位基準重合所以基準不重合誤差=0，基準位移誤差 =0，則= = 0+0=0。5.對刀裝置的選擇在加工中要確定銑刀的端面處于加工表面

16、的位置，且最好能保證刀具軸線與軸的端面的距離，所以選擇直角對刀塊，塞尺選擇 塞尺1gb2244-80。6.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計說明為減少輔助時間，夾具設(shè)計保證快速定位和夾緊，提高生產(chǎn)效率，以滿足大批量生產(chǎn)的要求。采用單螺旋夾緊結(jié)構(gòu)，夾緊力的作用力方向利于減少所需夾緊力的大小，且力的方向垂直于工件的主要定位基準。夾具采用v型塊、可調(diào)支承進行定位，具體結(jié)構(gòu)見附圖。小結(jié) 時間過得真快，轉(zhuǎn)眼幾個星期以來的課程設(shè)計實踐就結(jié)束了，這次的課程設(shè)計讓我不斷探索研究機械加工及設(shè)計的具體理論與方法，在指導老師的耐心指導下，使我們逐漸了解運用一系列的可操作的機械設(shè)計的方法。我們從生活中區(qū)體會機械工藝設(shè)計的無處不在，同時在該

17、過程中發(fā)現(xiàn)機械工藝設(shè)計中的種種不足之處，我們根據(jù)所學知識與實際生活相結(jié)合。在開始的設(shè)計中，雖然有很好的想法，但是要把它實踐與書面理論相結(jié)合還是有困難的，于是我們咨詢老師請求幫助，在老師的建議指導下我們一步步從簡單開始，在我們慢慢探索中，我們辛苦并愉快的實現(xiàn)我們的設(shè)計。為得出大概實物圖，我們運用了cad,word等軟件，從中我們也復習了以前的功課，讓我們受益匪淺。這次設(shè)計讓我們自己動腦動手，從理論到實踐，一步步通過與老師，與同學相互溝通，相互幫助，綜合大家的智慧得到最好的方案。我們學到的遠比書本上的多得多，相信這些經(jīng)歷會在以后的生活中給我們更多的幫助。再次感謝指導老師在這幾周里給我們的精心指導與幫助！參考書目1. 李益民主編 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1993.62. 徐圣群主編 簡明機械制造工藝手冊 上海：上?？茖W技術(shù)出版社3. 倪森壽主編 機械制造工藝與裝備習題集和課程設(shè)計指導 北京：化學工業(yè)出版社，20034. 孫本緒 熊萬武主編 機械加工余量手冊 北京：國防工業(yè)出版社5. 王紹俊主編 機械加工工藝設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社，19846. 孟少農(nóng)主編 機械加工工藝設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社，19