機械制造技術課程設計-長桿軸機械加工工藝規(guī)程及銑鍵槽夾具設計

零件工藝分析和毛坯設計1.1零件工藝分析及生產類型確定1.1.1零件工藝分析圖1-1長桿軸零件圖軸加工面現(xiàn)描述如下：1.軸Ф20端面，粗糙度Ra12.52.軸Ф20外圓，粗糙度Ra0.83.軸Ф25端面，粗糙度Ra12.54.軸Ф25外圓，粗糙度Ra0.85.軸Ф16外圓，粗糙度Ra0.86.軸Ф16端面，粗糙度Ra12.57.軸6×45鍵槽，粗糙度Ra3.28.軸M8螺紋，粗糙度Ra12.59.軸Φ8.5孔，粗糙度Ra1.6兩中心孔為基準A，6×45鍵槽與基準A的對稱度公差0.025。1.1.2生產類型確定根據(jù)生產綱領的大小，可分為三種不同的生產類型：1.單件生產：少量地制造不同結構和尺寸的產品，且很少重復。如新產品試制，專用設備和修配件的制造等。2.成批生產：產品數(shù)量較大，一年中分批地制造相同的產品，生產呈周期性重復。而小批生產接近于單件生產，大批生產接近于大量生產。3.大量生產：當一種零件或產品數(shù)量很大，而在大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復性地進行相同的工序。生產類型的判別要根據(jù)零件的生產數(shù)量（生產綱領）及其自身特點，具體情況見表1-1。表1-1：生產類型與生產綱領的關系生產類型重型（零件質量大于2000kg）中型（零件質量為100-2000kg）輕型（零件質量小于100kg）單件生產小于等于5小于等于20小于等于100小批生產5-10020-200100-500中批生產100-300200-500500-5000大批生產300-1000500-50005000-50000大量生產大于1000大于5000大于50000依設計題目知：Q=3000臺/年，n=2件/臺；結合生產實際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產綱領N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年零件是輕型零件，根據(jù)表1-1可知生產類型為大批生產。1.2毛坯類型及毛坯圖設計1.2.1毛坯類型長桿軸零件材料為45，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3-1常用毛坯的制造方法與工藝特點，采用型材中的熱軋。1.2.2毛坯圖設計圖1-2長桿軸毛坯圖第2章機械工藝規(guī)程設計2.1基準選擇2.1.1粗基準的選擇1.粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。3.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。長桿軸為回轉類零件，軸外圓作為定位粗基準。2.1.2軸精基準的選擇1.“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。2.“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。3.當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。由精基準選擇原則及軸零件圖知，選用軸兩中心孔作為定位精基準。2.2工藝方案擬定制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下工藝方案：工序01：棒料Φ28304工序02：調質處理工序03：車Φ16端面；鉆M8螺紋底孔Φ6.8；鉸Φ8.5；攻M8螺紋；Φ10×60°倒角工序04：掉頭車Φ20端面；鉆M8螺紋底孔Φ6.8；鉸Φ8.5；攻M8螺紋；Φ10×60°倒角工序05：粗車各外圓，留余量0.5工序06：半精車各外圓，留余量0.4；車退刀槽工序07：磨各外圓達圖紙要求工序08：粗銑645鍵槽；半精銑645鍵槽工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求并入庫2.3機械加工余量、工序尺寸及公差確定由《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-34軸類零件采用熱精軋圓棒料時毛坯直徑Φ28mm304mm。2.4切削用量及時間定額計算2.4.1基本計算公式工序03：車Φ16端面；鉆M8螺紋底孔Φ6.8；鉸Φ8.5；攻M8螺紋；Φ10×60°倒角工步一：車Φ16端面1.確定切削深度Φ16端面，單邊加工余量Z=2.0mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步粗車即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈289r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=320r/min工步二：鉆M8螺紋底孔Φ6.81.確定切削深度Φ6.8孔，單邊加工余量Z=3.4mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈679r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=710r/min工步三：鉸Φ8.5孔1.確定切削深度Φ8.5孔，單邊加工余量Z=0.85mm，粗糙度Ra1.6，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉸削即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.66mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈543r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=560r/min工步四：攻M8螺紋1.確定切削深度M8螺紋孔，單邊加工余量Z=0.6mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步攻絲即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈577r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=560r/min工步五：Φ10×60°倒角工序04：掉頭車Φ20端面；鉆M8螺紋底孔Φ6.8；鉆Φ8.5；攻M8螺紋；Φ10×60°倒角工步一：車Φ20端面1.確定切削深度Φ20端面，單邊加工余量Z=2.0mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步粗車即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈231r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=250r/min工步二：鉆M8螺紋底孔Φ6.81.確定切削深度Φ6.8孔，單邊加工余量Z=3.4mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈679r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=710r/min工步三：鉸Φ8.5孔1.確定切削深度Φ8.5孔，單邊加工余量Z=0.85mm，粗糙度Ra1.6，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉸削即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.66mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈543r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=560r/min工步四：攻M8螺紋1.確定切削深度M8螺紋孔，單邊加工余量Z=0.6mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步攻絲即可滿足其精度要求，故2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈577r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=560r/min工序05：粗車各外圓，留余量0.51.確定切削深度各外圓，單邊加工余量Z=1.5mm，粗糙度Ra0.8，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-6知，粗車切削深度2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.81mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=300.80.650.811.15m/min≈14.5m/min≈185r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=200r/min工序06：半精車各外圓，留余量0.4；車退刀槽工步一：半精車各外圓，留余量0.41.確定切削深度各外圓，單邊加工余量Z=1.5mm，粗糙度Ra0.8，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-6知，半精車切削深度2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.66mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=400.80.650.811.15m/min≈19.4m/min≈247r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=250r/min工步二：車退刀槽1.確定切削深度退刀槽，單邊加工余量Z=0.25mm，粗糙度Ra12.5，再由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-6知，半精車切削深度2.確定進給量根據(jù)表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.66mm/r3.確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=400.80.650.811.15m/min≈19.4m/min≈325r/min按CA6140機床的轉速(表4.2-8），選擇=320r/min工序07：磨各外圓達圖紙要求1.選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結合劑，6號組織，砂輪尺寸為600633052.切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有主軸轉速n=64r/min砂輪轉度＝1110r/min工作臺移動速度＝0.5m/min切削深度Z＝0.1mm進給量=0.01mm/r工序08：粗銑645鍵槽；半精銑645鍵槽工步一：粗銑645鍵槽1.選擇刀具刀具選取硬質合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra3.2，兩步銑削即粗銑、半精銑方可滿足其精度要求，粗銑單邊余量2.5mm，半精銑單邊余量0.5mm，此為粗銑，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X51說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝300當＝300r/min時按機床標準選取工步二：半精銑645鍵槽1.選擇刀具刀具選取硬質合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra3.2，兩步銑削即粗銑、精銑方可滿足其精度要求，粗銑單邊余量2.5mm，半精銑單邊余量0.5mm，此為半精銑，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X51說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?90當＝490r/min時按機床標準選取2.4.2工序計算工序03：車Φ16端面；鉆M8螺紋底孔Φ6.8；鉸Φ8.5；攻M8螺紋；Φ10×60°倒角工步一：車Φ16端面1.確定車Ф16端面的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=4.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=320r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步二：鉆M8螺紋底孔Φ6.81.確定鉆M8螺紋底孔Φ6.8的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=6mm，=4mm，，=0.81mm/r，=710r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步三：鉸Φ8.5孔1.確定鉸Φ8.5孔的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3mm，=4mm，，=0.66mm/r，=560r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步四：攻M8螺紋1.確定攻M8螺紋的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3mm，=4mm，，=0.81mm/r，=560r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步五：Φ10×60°倒角工序04：掉頭車Φ20端面；鉆M8螺紋底孔Φ6.8；鉆Φ8.5；攻M8螺紋；Φ10×60°倒角工步一：車Φ20端面1.確定車Ф20端面的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=4.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=250r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步二：鉆M8螺紋底孔Φ6.81.確定鉆M8螺紋底孔Φ6.8的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=6mm，=4mm，，=0.81mm/r，=710r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步三：鉸Φ8.5孔1.確定鉸Φ8.5孔的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3mm，=4mm，，=0.66mm/r，=560r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工步四：攻M8螺紋1.確定攻M8螺紋的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3mm，=4mm，，=0.81mm/r，=560r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工序05：粗車各外圓，留余量0.51.確定車各外圓的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=200r/min，=14.5m/min，走刀次數(shù)=1則工序06：半精車各外圓，留余量0.4；車退刀槽工步一：半精車各外圓，留余量0.41.確定車各外圓的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3.0mm，=4mm，，=0.66mm/r，=250r/min，=19.4m/min，走刀次數(shù)=1則工步二：車退刀槽1.確定車退刀槽的基本時間為試切附加長度，依據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表6.2-2知，走刀長度式中=3.0mm，=4mm，，=0.66mm/r，=320r/min，=19.4m/min，走刀次數(shù)=3則工序07：磨各外圓達圖紙要求1.切削工時式中n工件每分鐘轉速（r/min)L磨輪行程長度，mmZ--單邊加工余量考慮磨削加工終了時的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進行局部修研的系數(shù)，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1工序08：粗銑645鍵槽；半精銑645鍵槽工步一：粗銑645鍵槽1.計算工時銑鍵槽（兩端閉口）切削工時：，，，，走刀次數(shù)則機動工時為工步二：半精銑645鍵槽1.計算工時銑鍵槽（兩端閉口）切削工時：，，，，走刀次數(shù)則機動工時為2.5經(jīng)濟技術分析技術經(jīng)濟分析是一項實踐性很強的工作。其方法主要有:1.調查研究。搜集各種技術經(jīng)濟的基本資料和原始數(shù)據(jù)，總結技術發(fā)展的一般規(guī)律和實踐經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)實際經(jīng)濟工作中存在的問題。這種方法廣泛用于從研究選題到研究成果應用推廣的全過程。2數(shù)學計算。在調查的基礎上進行經(jīng)濟計算。有的需要運用高等數(shù)學、運籌學和計算機。3.論證分析。通過對各方面的資料、數(shù)據(jù)、影響因素和計算結果的系統(tǒng)分析，最后作出綜合評價第3章銑床夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配工序08：粗銑645鍵槽；半精銑645鍵槽的銑床夾具。3.1工序內容及加工要求本夾具主要用于粗銑645鍵槽；半精銑645鍵槽，粗糙度Ra3.2，因此設計此夾具時既要考慮生產效率，也要考慮645鍵槽的質量。3.2定位方案及定位誤差計算3.2.1定位方案粗銑645鍵槽；半精銑645鍵槽夾具，采用長桿軸Φ25外圓及Φ16端面定位，對應的定位元件：固定V型塊和A型支承釘。3.2.2定位誤差計算定位誤差是指采用調整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產生了定位誤差。如圖1所示圖3-1用V型塊定位加工時的定位誤差當定位基準與工序基準不重合時，就產生了基準不重合誤差。基準不重合誤差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。根據(jù)相關公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位