左锁紧螺钉机械加工工艺规程与机床夹具设计说明

1、左锁紧螺杆零件的机械加工工艺规程及夹具设计学院：机械与汽车工程学院班级：机制091姓名：陈沛学号： 109011023指导老师：叶岳松成绩： 日期： 编号名称件数页数1任务书和零件图一份2零件毛坯图一张3机加工工艺规程卡一套4机加工工序卡一套5零件定位方案图一张6夹具装配图一张7夹具零件图（含夹具体）一套8课程设计说明书一份9机械加工工艺规程与机床夹具设计设计任务1.设计课题：左锁紧螺杆机械加工工艺规程制定及钻孔©0.01850的夹具设计2. 生产纲领：大批量生产3. 设计要求：（1 ）零件毛胚图2）机械加工工艺过程卡片3）机械加工主要工序的工序卡片4）夹具装配图5）夹具零件图若干张

2、6）设计说明书设计说明书序言 的基础上安排的一个教学环节， 它要求学生全面地综合运用本课程及其有关已修 课程的理论和实践知识进行工艺及结构的设计。机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学后，进行生产实习通过这次课程设计培养我们运用机械制造工艺学及有关课程的知识， 结合生 产实践中学到的知识， 独立地分析和解决问题， 初步具备设计零件夹具和加工工 艺规程的能力。提高自己计算、识图、制图、编写技术文件等基本技能，熟悉并 运用技术资料、 标准、手册等工具书， 为以后进行毕业设计和毕业后从事技术工 作打下一个良好的基础。1. 零件加工工艺设计 （ 1 ）零件的工艺性审查1 ）零件的结构特点 该零

3、件为细长轴类零件，零件的形状比较简单，属于较简单的零件，结构简单2）主要技术要求： 未注倒角1 x 45° © 8端部淬硬 3）加工表面及要求 © 8轴：保证直径尺寸为© 8mm长度为90mm表面粗糙度Ra 3.2卩m两端倒 角为1X 45°。 M10螺纹：保证尺寸为 M10mm螺纹长度为40mm表面粗糙度Ra6.3卩m 两 端倒角 1X 450。 © 5孔：孔径© 5 0018 mn,孔中心线离轴承端面10mm 槽5:保证槽宽尺寸为5mm表面粗糙度为 Ra3.2，槽的深度为20mm © 16轴：保证直径尺寸为&#

4、169; 16mm长度为25mm 整根轴的长度为 160mm。4）零件材料零件材料为 35 号钢，是优质碳素结构钢，有良好的塑性和适当强度，多在 正火和调质后使用。（2）毛胚选择1 ）确定毛胚的类型及制造方法由于零件材料回转体零件， 外形比较简单， 为降低成本， 因此选择圆棒料。2）确定毛胚的形状、尺寸及公差毛胚的尺寸如附图 1 所示。附图 13）确定毛胚的技术要求圆形棒料无明显的缺陷机加工前消除内应力 绘毛胚图根据附图 1 所示，在各加工表面加上加工余量3）基准选择零件图附图 2 所示附图 2由于零件图中所示零件主要尺寸为径向尺寸，且其行位公差以©8,© 10,©

5、; 16为设计基准，因此首先需加工轴两端面以及各段轴，为后续高要求的工序 做好准备。工艺顺序的安排原则有四点： 、1. 先加工基准面，再加工其他面。2. 一般情况下，先加工平面，再加工孔。3. 先加工主要平面，再加工次要平面。4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。根据上述四条工序安排原则以及粗、精基准选择的原则，确定各加工表面 的基准如下：1 ）两端面：互为基准；2） 16 轴（粗，半精加工）： 8 端面；3） 10 轴（粗，半精加工）： 8 端面；4）8 轴（粗，半精加工）：； 8端面5） © 5 0.018孔：16端面，轴心线（精基准）;6）槽5X 20:16端面，轴心线（精

6、基准）（ 4）拟定机械加工工艺路线1 ）确定各加工面的加工方法及加工路线该零件加工表面为： 5 的孔，上下端面，轴外圆，螺纹轴，铣槽。根据各 表面的精度要求和表面粗糙度要求， 5 的孔加工路线为钻、铰；上下断面加工 路线为车削；轴外圆的加工路线为粗车，精车；螺纹轴加工路线为粗车，精车； 铣槽的加工路线为铣。2） 拟定加工工艺路线 工艺路线方案一工序I 车削© 8端面.工序U 粗车© 16,长度162.5mm 粗车© 10,长度135mm粗车外圆© 8,长 度 90mm。工序川 半精车外圆© 8,长度90mm半精车© 10,长度45 m

7、m半精车© 16, 长度25mm车削螺纹M10长度40mm.切断工件，保证长度162.5mm.调头车 端面© 16 工序W钻孔4.8，中心线距16端10mm铰孔© 5 0.018。工序V 车螺纹M10 © 8端倒角，螺纹 M10端倒角工序切工序铣通槽，宽5 mm深20 mm.© 8 局部淬火，长度 90mm.工序毗清洗，去毛刺。工序区检验工序切 1.铣通槽52.5 mm 5工序 © 8端部淬硬（5）确定机械加工余量、工序尺寸及公差 根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺设计简明手册以下简称工 艺手册，分别确定加工表面的加工余量、工

8、序尺寸及公差如下：工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度 Ra工序I1. 车削© 8 端面2.5 mm 197.5 mm 12.5m工序U1. 粗车削外圆©16 0.75mm© 16.5mm12.5m2. 粗车削外圆©10 3mm© 10.5mm12.5m3. 粗车削外圆©81 mm© 8.5mm12.5m工序川1.半精车外圆© 80.25 mm© 8mm3.2m2.半精车外圆©100.25 mm© 10mm3.2m3.半精车外圆©160.25mm© 16mm3.2

9、m4.切断工件© 1635mm 162.5mm12.5m5调头车© 16 端面 2.5mm160mm12.5m工序W1. 钻孔© 5 00.0182.4mm© 4.8 3.2m2. 铰孔© 5 00.0180.1mm0.018© 5 03.2m工序V 1.车外螺纹 M101mm 8.05156.3m3.2(6) 选择机床设备及工艺装备根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设 备为：工序I CA6140 车床，丫T15外圆车刀，0200/0.02mm游标卡尺,钢直尺.工序UCA6140车床，丫T15外圆车刀,切

10、断刀YT15,刀宽3mm,0200/0.02mn游标卡尺,钢直尺。工序川 CA6140车床,YT15外圆车刀，0200/0.02mm游标卡尺,钢直尺。工序WZ3025X 10/1摇臂钻床，© 4.8直柄麻花钻，专用夹具,0200/0.02mm游标卡尺,钢直尺.© 5 0018锥柄机用铰刀。工序V CA6140 车床,YT15外圆车刀，0200/0.02mm游标卡尺，钢直尺， 高速钢螺纹车刀。工序切X62W卧式铣床，丫T-15错齿三面刃铣刀，D=80, d=27,Z=16,L=5专用 夹具0200/0.02mm游标卡尺,钢直尺。(7) 确定切削用量及基本工时1) 工序I 车削

11、© 8端面。加工条件：CA6140车床,YT15外圆车刀,专用夹具,柴油冷却 车削© 8端面(a) 确定被吃刀量端面的总加工余量为2.5 mm次走刀加工，ap= 2.5mm.(b) 确定进给量根据切削用量简明手册以下简称切削手册表 1.4 ,刀杆尺寸为20X20, ap 3 mm以及工件直径为20, f=0.30.4mm/r,查工艺手册表4.2-3，根据机床的横向进给量取f=0.39 mm/r 。(c) 计算切削速度 根据切削手册表1.27 ,表1.28 ,CvVc =cm xvT a pCv=242.m=0.2,x v=1.y v=0,修正系数刀具 kkv=1.08,刀具

12、寿命选 T=60min1.08 =45.6 (m/min)1000 45.6807.3( r/min)18kv = 242_yv 600.22.50.390(d) 确定机床主轴转速n w = 1000vcdw根据工艺手册表4.2-2与807.3 r/min相近的机床转速为710 r/min ,760r/min(e)计算基本时间及900 r/min。现选nw=760 r/min，所以实际切削速度为 43m/min。工艺手册表 6.2-1，1=18,1产2,1 2=1 3=0.tb 亠18 20.0675(min)nwf760 0.392) 工序工序U1. 车削外圆© 16，车削外圆&#

13、169; 10,车削外圆© 8粗车© 1816.5，长度 162.5mm(a) 确定被吃刀量外圆的总加工余量为1.5 mm, 次走刀加工，ap =0.75mm(b) 确定进给量 根据切削用量简明手册以下简称切削手册表 1.4，刀杆尺寸为20X20，ap 3 mm以及工件直径为 20，f=0.30.4mm/r,查工艺手册表4.2-3，根据机床的横向进给量取f=0.39 mm/r(c)计算切削速度根据切削手册表1.27，表1.28，Cv=242.m=0.2,x v=0.15.y v =0,修正系数刀具 kkv=1.08,刀具寿命选T=60minVcCvm xvT a p242k

14、v =yv600.2 0.750.15 0.39 0x31.08=40m/min(d)确定机床主轴转速n w=l00 1000 40707( r/min)dw18根据工艺手册表4.2-2与707r/min相近的机床转速为710 r/min ,760r/min 现选nw=760 r/min，所以实际切削速度为43m/min。(e)计算基本时间工艺手册表 6.2-1，1=162.5,11=2,l 2 =3_l h I2b= 162.50.565 minnwf760 0.39 车削外圆© 16.5 © 10.5，长度135 mm(a) 确定被吃刀量 外圆的总加工余量为6 mm 一

15、次走刀加工，ap= 3 mm.(b) 确定进给量 根据切削用量简明手册以下简称切削手册表 1.4，刀杆尺寸为20X 20, ap 3 mm以及工件直径为20, f=0.30.4mm/r,查工艺手册表4.2-3，根据机床的横向进给量取f=0.39 mm/r。(c) 计算切削速度 根据切削手册表1.27 ,表1.28 ,Cv=242.m=0.2,x v=0.15.y v=0,修正系数刀具 kkv=1.08,刀具寿命选 T=60minVcCvTmaXV yv P fkv =2420.2 06030.391.08=38.025(m/mi n)(d)确定机床主轴转速n w =1000Vc 1000 38

16、.02734( r/min)dw16.5根据工艺手册表4.2-2与734 r/min相近的机床转速为710 r/min及760r/min。现选nw=760 r/min，所以实际切削速度为 39.4m/min。(e) 计算基本时间工艺手册表6.2-1 ,1=135,1产2,1 2 =0bnwf=13520.462 min710 0.39 车削外圆© 10.5 © 8.5，长度90mm(a) 确定背吃刀量外圆的总加工余量为2mm次走刀加工，aP=1mm(b) 确定进给量 根据实用机械制造工艺设计手册表 8-3，刀杆尺寸为20X20, ap< 3mm以及工件直径为618时，

17、f =0.30.4mm/r,根据机床的进给量取=0.39mm/r。(c) 计算切削速度根据实用机械制造工艺设计手册表 8-6，由于刀具为高速钢刀具，故可查得外圆切削速度vc=0.45 m/s,即vc=27m/min.(d) 确定机床主轴转速=27*1000/10.5/3.14=819m/mi n根据实用机械制造工艺设计手册表 10-7，与819m/min相近的机床转速为 760 r/min 或900 r/min ,现选nw =760 r/min ,所以实际切削速度v=25.1 m/mi n.(e) 计算基本工时 根据实用机械制造工艺设计手册表 8-32 , 11 =2 mm 12 =Omm,

18、1 =90mmt=92/760/0.39=18.6s3) 工序工序川半精车？ 8的外圆达到图纸要求(a) 确定背吃刀量外圆的总加工余量为0.5mm 次走刀加工，aP=0.25mm(b) 确定进给量 根据实用机械制造工艺设计手册表8-5，表面粗糙度为3.2,加工材料为钢根据机床的进给量取f =0.25mm/r(c) 计算切削速度根据实用机械制造工艺设计手册表 8-6，由于刀具为高速钢刀具，故可查得外圆切削速度vc=0.45m/s,即vc=27m/min.(d) 确定机床主轴转速=1000*27/3.14/8.5=1011 r/min根据实用机械制造工艺设计手册 表表10-7，与1011r/min

19、相近的机床转速为1120 r/min，现选口可=1120 r/min，所以实际切削速度 v=29.9 m/min.(e)计算基本工时根据实用机械制造工艺设计手册表 8-32，l1=5 mm12 =3mm, l =27mmtj *i Jfnw。當観 1 0.35(min)半精车？ 10.5的外圆到？ 10(a) 确定背吃刀量外圆的总加工余量为0.5mm 次走刀加工，ap=0.25mm(b) 确定进给量 根据实用机械制造工艺设计手册表8-5，表面粗糙度为3.2,加工材料为钢根据机床的进给量取f =0.25mm/r(c) 计算切削速度 根据实用机械制造工艺设计手册表 8-6，由于刀具为高速钢刀具，故

20、可查得外圆切削速度vc =0.45 m/s，即vc=27m/min.=1000*27/3.14/10.5=819m/min根据实用机械制造工艺设计手册表 10-7，与819m/min相近的机床转速为 710 r/min 或 900 r/min，现选口=900 r/min ，所以实际切削速度 v=29.7 m/mi n.(e)计算基本工时 根据实用机械制造工艺设计手册表 8-32，11 =5 mm12 =3mm, 1 =45mmk_fnwl2i5 45 30.25 9000.24（min）半精车？ 16.5的外圆到？ 16(a) 确定背吃刀量外圆的总加工余量为0.5mm 次走刀加工，aP=0.2

21、5mm(b) 确定进给量 根据实用机械制造工艺设计手册表8-5，表面粗糙度为3.2,加工材料为钢根据机床的进给量取f =0.25mm/r(c) 计算切削速度根据实用机械制造工艺设计手册表 8-6，由于刀具为高速钢刀具，故可查得外圆切削速度vc=0.45 m/s，即vc=27m/min(d) 确定机床主轴转速=1000*27/3.14/16.5=521r/mi n根据实用机械制造工艺设计手册表 10-7，与521r/min相近的机床转速为500 r/min 或560 r/min，现选口可=560 r/min，所以实际切削速度 v=29m/min.(e) 计算基本工时根据实用机械制造工艺设计手册表

22、 8-32，l1 =5 mml2 =3mm, l =25mm=33/0.25/560=0.24（ min）3)工序工序W钻孔4.8 , 铰孔© 5 0.018加工条件：Z3025X 10/1摇臂钻床，© 4.8直柄麻花钻，专用夹具，0200/0.02mm 游标卡尺,钢直尺，© 5 0.018锥柄机用铰刀。钻孔4.8，中心线距16端面10mm根据切削手册确定进给量d。三8mm HBW 200,所以按工艺手册f=0.220.28mm/r,取f=0.25 mm/r(a) 选择钻头磨钝标准及耐用度，按工艺手册。取钻头后面的最大磨损量为0.8mm耐用度T=45min.(b)

23、 计算切削速度 按工艺手册查得Cv=6.6 ,m=0.2, Xv=0, yv=0.5，zv =°4，kv=1，km=1，ks=0.95Vc =CvmT affyv0.4dzv=6.6*5d 00.200.545 *2*0.25=11.74(m/mi n)ns100°vcdw= 1000* 11.74*4=934.7 (r/min )取 nw=1000 r/min所以实际切削速度v=15.07(m/min)(d) 计算基本时间 按工艺手册表得，l =16mm，h1* |w=D/2+1.5=4mm>l 2=3mm和=23/ (1000*0.25 ) =0.092 (min

24、)j n铰孔© 5 0.018(a)确定进给量,切削速度.由于是通孔加工，为了避免孔即将铰穿时铰刀容易折 断，孔径很小，宜采用手动进给。根据切削手册表，f=0.20.4,v=812m/min, 查工艺手册表,按机床实际进给量和实际转速，取f=0.35 mm/r，nw =125r/min，实际切削速度=1.96 m/minl lll2nw16 4 4125 0.350.55min4) 工序V 车外圆螺纹M10 1 6h © 8端倒角，螺纹M10端倒角车外圆螺纹M10 1 6h车床CM6140刀具材料：高速钢，螺纹刀型号 LN1216-03, h1 12mm, h 15mm,

25、b 16mm,基本尺寸40mm进给量：f=1mm/r，分 5 次走刀，背吃刀量 0.6mm 0.3mm 0.1mm 0.062mm 0.013 ,查表1.18，可知使用高速钢切螺纹时，切削速度 9-12m/min，取V=10m/min,则1000vc 1000 10n-265.39r/minD 3.14 12查简明手册表1.31可取n=320r/mi n所以实际切削速度v 32010 10.048m/min，符合条件1000计算切削时间：Ti 丄iq iq ,其中 l1 (23)p, l2 25,q=1j fnfnTj1=(40+2+4) /320*5=43.125 ,取 T=44s©

26、; 8端倒角，螺纹M10端倒角加工条件：CA6140车床，专用夹具，YT15外圆车刀，柴油冷却 参照车端面，现选nw =1000 r/min，所以实际切削速度a) © 8 端倒角：V=3.14*8*1000/1000=25.1m/minb) 螺纹 M10端倒角：V=3.14*10*1000/1000=31.4 m/min5) 工序切铣通槽© 5加工条件：X62W卧式铣床，三面刃直尺铣刀，YT15刀片，铣刀齿数20, 宽5mm刀盘直径160mm专用夹具，柴油冷却，加切削液(a)确定背吃刀量由毛坯图已知铣削宽度at=5mm,铣削深度gp =20mm(b) 确定每齿进给量按工艺手

27、册表取f=0.06mm/z(c) 确定切削速度和工作台每分钟进给量T=150mm/minC严70, xv=0.1 yv=°4 乩九1，qv=021，Uv=°3m=°.35, Pv=00.21270*1600.350.1*=CvDqv-=Vc i7 kv035010 030FaFf150 *20 *0.06 *5 *201.1= 210.35(m/mi n)*1601000vc=1000* 210-35=418.5(r/min)D取n s =420 r/min ，则实际切削速度 v=211(m/min)工作台每分钟进给量为 f =0.06*20*60=72mm/mi

28、n,取X62W卧式铣床与mz72 mm/min相近的进作台进给量 f =75 mm/mi n,则实际的每齿进给量mz=75z=20* 60=0.625mm/z f=1.25mm/r(d) 计算基本时间按工艺手册表1 =20mmi1 =0.5d+(12)=0.5 X 5+(1 2) =4mm, 12=1 3mm取2=2mmtjI1 I2 204f mz75-*60=20.8 (s)0 8端部淬火 清洗 检验3. 夹具设计本夹具主要用来钻 5mm孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时, 主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.1定位基准的选择由零件图可知，5mm 尺寸精度为自由尺寸精

29、度要求。其设计基准为轴端面和轴中心线，可使工艺基准与设计基准统一，以8mmtt端面作为定位基准附图3用于对巾5mm为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢, 孔进行加工。3.2切削力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为5mm则轴向力：见工艺师手册表 28.4F CFdoZFf*KF式中： Cf 600， ZF 1.0，y 0.7,f=0.25 ， K F 1.43F 600* 21.0 *0.250.7 *1.43=650.24转矩T CTdoZTfy*T式中：Ct 0.305, ZT 2.0, yT 0.8，Kt 1.43T 0.305* 22.0 * 0.250.8 *1.43=0.57