小卡轴的加工工艺,设计铣8的铣床夹具

1、哈尔滨理工大学课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定小卡轴（如下图）的加工工艺，设计铣8的铣床夹具 专 业： 机械电子工程 班 级： 机电12-3 学 号： 1230120310 姓 名： 姜晓宇 指导教师 张中然 机械工程系2015年 11 月 20 日目录序 言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计42.1 确定毛坯的制造形式42.2 基面的选择42.3 制订工艺路线62.4 机械加工余量的确立6第3章 夹具设计123.1 定位基准的选择123.2 切削力及夹紧力的计算123.3 夹具简要操作说明14总结16参考文献172序

2、 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。小卡轴的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设

3、计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第1章 零件的分析1.1 零件的作用 小卡轴的作用，待查。1.2 零件的工艺分析1零件的技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差等级/mm表面粗糙度值/m轴左右端面60+1IT106.320外圆面20h10IT106.316外圆面16h10IT106.312外圆面12h10IT106.310退刀槽10h10I

4、T106.3铣平行面IT106.32. 毛坯选用普通模锻,材料为45刚，具有较高的硬度、耐磨性。先进行粗加工锯去多余部分,然后加工轴左右端面,再加工阶梯轴外圆表面.最后精加工。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式由于阶梯轴类零件工作时，某些部位如轴颈（主要是与滑动轴承配合的轴颈）往往要承受摩擦、磨损，严重时可能发生咬死（又称抱轴）现象，使轴类零件运转精度下降。有时还需要承受多种载荷的作用，为增强阶梯轴的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。由于中批量生产,采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计

5、中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则：a应选能加工出精基准的毛坯表面作为基准。b当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。c要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。d当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面

6、作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。该小卡轴的外圆表面和左、右端面互为基准作为粗基准，以保证为后序准备好精基准。基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以

7、互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。根据小卡轴零件的技术要求和装配要求,选择该小卡轴轴线作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工,即遵循”基准统一”原则.小卡轴设计基准是轴线,选用其作为精基准定位加工轴的外圆表

8、面,实现设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求.选择精基准的原则时，重点考虑的是有利于保证工件的加工精度并使装夹更为方便。2.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。此外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。表3.1 工艺路线工序号工序内容工序一锻造、调质处理工序二粗车左端面工序三左端面打中心孔工序四粗车右端面工序五右端面打中心孔 工序六车201612外圆面工序七车10退刀槽工序八车12外圆面工序九铣8平行面工序十

9、检验2.4 机械加工余量的确立1. 左端面由于左右端面要与其他接触面接触，粗糙度要求为6.3，查相关资料知粗车余量留1mm，半精车余量0.5mm。2. 外圆面粗车外圆面至21，加工余量1mm,半精加工至20，加工余量0.5mm粗车外圆面至17，加工余量1mm,半精加工至16，加工余量0.5mm粗车外圆面至13，加工余量1mm,半精加工至12，加工余量0.5mm车槽至10，加工余量1mm,粗车右端外圆面至13，加工余量1.5mm,半精加工至12，加工余量0.5mm粗铣平行面至9mm, 加工余量1.5mm,半精加工至8mm，加工余量0.5mm工序1：粗车轴两端面(1）工具材料：45号刚，b

10、0;=170240MPa，模锻；工件尺寸63mm，23mm加工要求：粗车轴两端面，加工余量1mm;机床：C6140车床确定粗车端面刀具类型：YT15硬质合金焊接式车刀；刀具耐用度T=240min；刀具尺寸25mmx25mm;刀片厚度6mm; 010°后角0= 6°，副后角0=6°，刃倾角s=0°，主偏角Kr=75°，副偏角Kr=15°。（2）切削用量确定切削深度ap：因为余量较小，故选择ap= 1mm确定每次进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册

11、表3.5，使用YT15硬质合金端车刀加工，机床功率为7.5kw（据简明手册表1.27，C6140车床）                  f0.7 mm/min 故选择：f=0.51mm/min（3）计算切削速度vc根据机械制造工艺与装备表2-20，查得各修正系数为：Cv=242=xv =0.15  yv =0.35 m=0.20切削速度Vc=93m/min（4）确定

12、机床主轴转速：  nsp=1000vc/dw=400.2r/min.最终确定主轴转速为：400r/min（5）计算基本工时查机械加工工序设计指导书表3.9得，Tb=4/400=0.04min 。工序2：粗车小卡轴外圆面（1）确定粗车外圆刀具类型：YT15硬质合金焊接式车刀；刀具耐用度T=240min；刀杆尺寸25mmx25mm；刀片厚度6mm；010°后角06°，副后角0=6°，刃倾角s=0°,主偏角Kr=75°,副偏角Kr=0°。（2）确定切削用量粗车外圆，加工余量为2mm,四走刀，则单边吃刀量为asp

13、=2/1=1mm（3）确定进给量 由切削用量简明手册HT200，刀杆尺寸25x25，工件直径为32mm，则f=0.40.5。再由简明手册表4.23查取f =0.45。 （4）选择刀具磨钝标准及耐用度由切削用量简明手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.81.0。（5）确定切削速度VC根据机械制造工艺与装备表2-20，查得各修正系数为： Cv=242=xv =0.15  yv =0.35 m=0.20切削速度Vc=93m/min（6）确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=400.2r/min.最终确定主轴转速为：400r/min 计算基本

14、工时查机械加工工序设计指导书表3.9得，Tb=211/(400*0.51)=1.03min工序3 半精车小卡轴外圆面（1）确定半精车外圆刀具类型：YT15硬质合金焊接式车刀；刀具耐用度T=240min；刀杆尺寸25mm´25mm；刀片厚度6mm；012°后角06°，副后角0=6°，刃倾角s=3°,主偏角Kr=45°, 副偏角Kr=15°。（2）确定背吃刀量半精车外圆，加工余量为0.5mm,四次走刀确定进给量 由机械制造技术基础课程设计指导书表560得f=0.030.3mm/r。再由简明手册表412查取f&

15、#160;=0.28mm/r。（3）选择刀具磨钝标准及耐用度后刀面磨钝标准为0.81.0,耐用度为T=240min。（4）确定切削速度VC根据机械制造工艺与装备表2-20，查得各修正系数为：Cv=198=xv =0.15  yv =0.30 m=0.18切削速度Vc=53m/min确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=562.6r/min.最终确定主轴转速为：560r/min （5）计算基本工时查机械加工工序设计指导书表3.9得Tb=154/(560*0.28)=0.98min。工序4 切槽切槽车刀，YG8硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏

16、角90°，前10°，后角6°，副偏角2°o，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。（1）确定背吃刀量加工余量为1mm,一次走刀（2）确定进给量由切削用量简明手册表314得f=0.20.3mm/r。再由简明手册表412查取f =0.28mm/r（3）选择刀具磨钝标准及耐用度后刀面磨钝标准为0.81.0,耐用度为T=240min（4）确定切削速度VC根据机械制造工艺与装备表2-20，查得各修正系数为：Cv=68.8=xv =0.15  yv =0.40 m=0.25 Kv=0.71切削速度Vc=27m/min确

17、定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=429.9r/min.最终确定主轴转速为：450r/min（5）计算基本工时查机械加工工序设计指导书表3.9得，Tb=8*4/(450*0.28)=0.25min。工序5 ：铣8平行面刀具选取立铣刀，刀片采用YG8。（1）确定背吃刀量加工余量为1.5mm,一次走刀（2）确定进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取=500（3）计算工时切削工时：，则机动工时为第3章 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序9

18、：铣8平行面的铣床夹具，机床选用X52K立式铣床。3.1 定位基准的选择根据定位要求，选择20圆柱面作为主要定位基准面。将该圆柱面的左端面作为辅助定位基准面。本工序只限制工件的5个自由度即可。定位元件分别为固定V形块和活动V形块，辅助定位平面就设定在V形块的平面上。3.2 切削力及夹紧力的计算刀具： 采用立铣刀机床： X52K型立式铣床由3 所列公式 得查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 入上式，可得 F823.6N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5为加工性质系数1.1为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 夹紧力的计算选用夹

19、紧螺钉夹紧机 由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉：公称直径d=8mm，材料45钢 性能级数:6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠。3.3 夹具简要操作说明设计要求采用手动加紧机构，因此，本夹具采用偏心槽轮机构。当旋转偏心槽轮时，通过安装在偏心槽中的滑柱使活动V形块移动，实现夹紧动作。夹具上装有对刀块，可以便在铣削时将铣刀正确地对准工件加工部位。同时，夹具体地面上的一对定位槽可使整个夹具在机床工作台上有一正确地安装位置，以便于铣削加工。夹具装配

20、图如下图所示：总结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前