机械制造技术课程设计-进给齿轮轴加工工艺及铣键槽夹具设计.doc

全套图纸加153893706目 录设计任务书 2第一章 零件加工工艺规程设计31.1工艺分析及生产类型确定 31.2确定毛皮及毛坯图 31.3确定工艺路线 41.4加工余量、工序尺寸及公差的确定 51.5切削用量的计算61.5.1工序 平端面打中心孔、粗车半精车外圆6 1.5.2工序 滚齿 8 1.5.3工序 剃齿8 1.5.4工序 齿轮部热处理9 1.5.5工序 铣键槽9 1.5.6 工序 磨削91.6定额时间的确定10 1.6.1工序 平端面打中心孔、粗车半精车外圆10 1.6.2工序 滚齿14 1.6.3工序 剃齿14 1.6.4工序 齿轮部热处理14 1.6.4工序 铣键槽14 1.6.5工序 磨削15第二章 专用夹具设计172.1铣床夹具的设计17参考文献 18机械制造基础课程设计任务书姓名： 专业班级：数控093 学号：0801040721 设计任务题目：XX零件机械加工工艺规程及其夹具设计具体内容：针对指定零件，利用相应工程软件（WORD,EXCEL,CAXA电子图版（或其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。2 零件名称及图形（参见零件图），生产纲领：1万件/年3课程设计内容与时间：略4成绩评定：平时成绩设计结果答辩成绩总成绩备注指导教师： （签字）年 月 日第1章 零件机械加工工艺规程设计1.1 工艺分析及生产类型确定用途：进给齿轮轴在CA6140的进给系统中起着传递的扭矩的作用，所以对其传递精度要求很高即加工精度高。生产类型：本产品要求年产量为10000件，为大批量生产。工艺性：本题目CA6140普通车床进给齿轮轴零件材料优质碳素结构钢代号为45 , 其力学性能: 。毛坯形式为直径38mm的型材件，生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。零件的主要作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。从零件图上得到安装进给齿轮轴的表面有很高的粗高度要求达到Ra0.8，两个Ra3.2端面对两端跳动误差0.03mm。轴颈有半圆键槽要求IT9 Ra3.2，两端面IT12 Ra6.3，轴颈齿轮要求达到IT7，Ra0.8，其余加工表面尺寸要求IT12T11，表面质量要求Ra6.3Ra12.5，其余表面要求IT12 Ra6.3。零件的平均精度中上档，工序数量较少集中在车削工序上。零件的加工表面简单，多采用车削和磨削加工方式，对于零件轴的外圆、端面、倒角和刀槽采用数控加工降低了工艺的复杂程度，提高加工质量和加工效率。零件的加工多采用中心孔为基准，定位可靠，基准统一。进给齿轮轴的技术要求加工表面尺寸及公差公差及精度等级表面粗糙度两端面155IT126.3两端17表面17IT70.825表面25IT70.8非重要25表面25-0.3IT126.3两半圆键槽R11 距底端18.5IT93.2齿轮分度圆30IT70.8齿轮端面98+0.2IT93.21.2 确定毛坯及毛坯图毛坯：要求为45号钢，工件为齿轮轴，直径最大处35.2mm，所以为节省材料和提高生产效率取直径为38mm长度为160mm的45号钢型钢。1.3 确定工艺路线基准选择粗基准的选择：首先要加工的是端面，打中心孔，用一次粗基准加工最多的表面，将轴的一侧加工出精基准，完成半精车（皆在数控车上完成）保证下步加工的精基准。精基准的选择：选择上步加工的外圆表面及中心孔可以定其中心为此步加工的精基准，在加工键槽利用半精车加工的位子作为精基准。以中心孔为精基准可以加工滚齿和剃齿。表面加工方法确定：轴表面粗糙度要求Ra0.8等级IT7，即粗车半精车-磨削。周端面表面粗糙度要求Ra6.3，一次车端面即可。齿轮要求等级IT7表面粗糙度为Ra0.8,即滚齿剃齿热处理。键槽要求TI9表面粗糙度为Ra3.2，铣键槽即可。加工阶段划分：分为粗加工，半精加工，精加工几个阶段。在粗加工阶段，将精基准准备好的同时尽可能的去除材料得到更多的精基准，使后面一个工序工步可以采用精基准，保证他们的加工表面的精度要求；而后滚齿，为下步工序剃齿做好准备，剃齿达到所需的精度等级，进行热处理，齿轮部分加工完成；对齿轮轴进行铣键槽，应用工序一得到的精基准加工键槽，然后上磨床进行磨削。工序的集中与分散：此工件选择工序集中的原则安排加工顺序，大批量生产提高加工效率，装夹次数减少利于个加工表面之间的相对位置精度要求。工序顺序安排：1机械加工工序（1） 先基准后其他，先加工精基准右面轴颈。（2） 先粗后次，先粗加工后精加工。（3） 先面后，先轴表面，后加工键槽。2热处理要求达到齿部G48，在剃齿之后进行。综上所述，该齿轮轴工序安排顺序为：基准加工表面粗加工，半精加工主要部分（齿轮）加工齿部热处理主要部分（键槽）加工重要表面磨削。工艺路线及设备、工装选用：号工序名称机床设备刀具量具车端面打中心孔粗车半精车外圆数控CK6125端面车刀、中心钻、硬质合金右偏车刀、外圆车刀、切槽刀游标卡尺滚齿YB3112滚刀专用量具剃齿Y4212剃齿刀专用量具齿轮局部热处理高频淬火机铣半圆键槽卧式铣床X60W键槽铣刀游标卡尺磨外圆MMB1312砂轮千分尺1.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定端面余量：两端面皆为毛坯余量一刀加工而成，如下图外圆余量：分为粗加工余量，半精加工余量，磨削余量。由毛坯型材到外圆余量分别为5.9mm的粗车余量，0.5mm的半精加工余量，0.1mm的磨削余量。由毛坯型材到外圆余量分别为5.9mm+4mm=9.9mm的粗车余量，0.5mm的半精车余量，0.1mm的磨削余量。由毛坯型材到的齿轮毛坯外圆的粗加工余量为0.9mm，半径加工余量为0.5mm。如下图齿轮加工余量：滚齿给剃齿余量为0.06mm以上数据均在机械制造技术基础课程设计指导教程与机械加工工艺手册上查表得到。1.5 切削用量的计算1.5.1 工序平端面打中心孔、粗车半精车外圆工位一加工条件工件材料：45 机 床：数控CK6125 夹 具：三角夹盘，顶尖量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT12 ，Ra6.3刀 具：端面车刀中心钻（）硬质合金右偏车刀（P类YT15）切槽刀(宽3mm，长20mm)工步1 车端面：1、背吃刀量的确定：车端面，因毛坯轴向余量为2.5mm一刀切的话，所以mm。2、进给量确定：保证端面精度，毛坯厚度方向粗加工余量取mm/r3、车削速度计算：车端面车转速取n=450r/min 车到中心时的速度为0。工步2打中心孔：1、背吃刀量的确定：一次行程（孔深3.1+3.2=6.3mm）2、进给量确定：查表得进给量3、车削速度计算：查表得得得打s工步3粗车外圆：1、背吃刀量的确定：外圆的粗加工余量为5.9mm,走刀44mm保证加工效率和精度的双标准，所以走2刀mm，mm。粗加工余量为0.9mm，走刀6mm,所以，外圆粗加工余量，在走完5.9mm后余量为4mm, 走刀18mm，mm，走2刀。2、进给量确定：查表取184mm/min3、车削速度计算：查表得v=55m/min 得n=460r/min工步4半精车外圆：1、背吃刀量的确定：粗车后给半精车的余量为0.5mm，所以取mm2、进给量确定：查表得进给量200mm/min3、车削速度计算：查表得v=80m/min,n=1000r/min打s工步5车刀槽：1、背吃刀量的确定：一次行程，刀槽的深度为0.5，所以取mm2、进给量确定：查表得进给量 54mm/min3、车削速度计算：查表得n=450r/min 工位二与工位一工步一样，仅是换面装夹，再者走刀长度不同，无切削用量的变换，固不熬述。1.5.2 工序 滚齿加工条件工件材料：45 机 床：YB3112 夹 具：单顶尖夹头量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT8 ，Ra3.2，有剃齿加工，为剃齿工序留0.06mm的余量刀 具：m=2 63 L=50 D=27 z=12 剃前滚齿刀切削用量的计算：1、背吃刀量的确定：2、进给量确定：查表得进给量3、切削速度计算：查表得查表选取v=43m/min45钢 T=240min 主轴转速滚齿工艺资料数据在机械加工工艺手册齿轮加工篇得到。1.5.3 工序 剃齿加工条件工件材料：45 机 床：Y4212 夹 具：双顶尖机心夹头量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT4 ，Ra0.8，刀 具：选择角加工，m=2，z=83,刀具直径181mm，分度圆直径，齿顶圆直径，剃刀宽B=20mm，内孔剃齿刀切削用量的计算：1、背吃刀量的确定：单程径向进给量为2、进给量确定：查表得进给量3、切削速度计算：查表得45钢,切削3次（0.06/0.02=3）光整4次。剃齿工艺资料数据在机械加工工艺手册齿轮加工篇得到。1.5.4 工序 齿轮部热处理齿部表面高频淬火。达到HRC48即可1.5.5 工序 铣键槽加工条件工件材料：45 机 床：X60W 夹 具：专用夹具量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT9 ，Ra3.2刀 具：C型刀宽为6.0直径22，键槽铣刀切削用量的计算：1、背吃刀量的确定：一次行程铣槽2、进给量确定：查表得进给量3、铣削速度计算：查表得 铣键槽工艺资料数据在机械加工工艺手册及机械制造技术基础课程设计指导教程铣削加工篇得到。1.5.6 工序 磨削加工条件工件材料：45 机 床：MMB1312 夹 具：双顶尖机心夹头量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT7，Ra0.8刀 具：宽20mm直径300mm砂轮切削用量的计算：1、背吃刀量的确定：半精车加工余量为0.1mm，根据表查得工件转速为单程进给量，（），所以最后一刀；转速为单程进给量 （），所以最后一刀。2、进给量确定：查表得公式进给量（相对于工件每一转的距离），0.5为系数， 20为砂轮宽度。光磨取1次。3、切削速度计算：查表得砂轮速度，磨削工艺资料数据在机械加工工艺手册得到1.6 切削时间定额的计算1.6.1 工序平端面打中心孔、粗车半精车外圆工位一工步1 车端面：1、基本时间的计算： 走刀一次 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工步2打中心孔：1、基本时间的计算： 走刀一次 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工步3粗车外圆：1、基本时间的计算： 走刀2次所以min走刀1次=0.043+0.5+0.109=0.652min2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工步4半精车外圆：1、基本时间的计算： 走刀1次2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）： 工步5车刀槽：1、基本时间的计算： 走刀2次min2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工位2工步1 车端面：1、基本时间的计算： 走刀一次 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工步2打中心孔：1、基本时间的计算： 走刀一次 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工步3粗车外圆：1、基本时间的计算： 走刀2次所以min走刀1次走刀2次=1.087+0.065+0.162=1.314min2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工步4半精车外圆：1、基本时间的计算： 走刀1次2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）： 工步5车刀槽：1、基本时间的计算： 走刀3次min2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：1.6.2 工序 滚齿1、基本时间的计算： 查表得公式 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：1.6.3 工序 剃齿1、基本时间的计算： 查表得公式 u=0.06/0.02+4=7(光整4次) 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：1.6.4 工序 齿轮部热处理时间因具体而定1.6.5 工序 铣键槽1、基本时间的计算： 2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：两个键槽所以minminmin1.6.6 工序 磨削工位1（夹右磨左）1、 基本时间的计算： (当无火星即可) 走刀6次min2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：工位2（夹左磨右）2、 基本时间的计算： (当无火星即可) 走刀6次min2、辅助时间 的计算：min3、其他时间（布置工作地时间和休息生理需要时间）：第2章 专用夹具设计2.1 铣床夹具的设计设计方法：铣床夹具的用途是来完成工序，通过一次装夹，完成半圆键槽加工。采用双V型块压块的定位方式，使定位准确方便拆装。夹具设计主要参考了金属切削机床夹具设计手册6中的设计示例P409-418。夹具中的V型块、定位销、压板、压紧螺柱、压紧螺母、螺钉等均按照标准件表选取的。夹具应用在卧式（万能）铣床X60W机床上，与机床的连接部分按机床主轴的联系尺寸设计。夹具的具体结构见夹具工程图。定位误差的计算：计算定位销的尺寸及定位误差所以定位误差为0.0