机械制造技术课程设计说明书

《机械制造技术课程设计》成果〔说明书、报告、论文〕〔适宜位置打勾确认〕课题名称：台钻主轴工艺规程编制专业年级〔班〕：学生姓名〔签字〕：学号时间：20166月30日至7月4日完成时间：年月日机械工程学院机械制造技术课程设计学生成绩评定表班级：学生姓名：学号：平时表现优〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕辩论成绩优〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕成果评分优〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕综合成绩优〔〕良〔〕中〔〕及格〔〕不及格〔〕说明评分教师在上表中相应成绩下的括号内打勾；成果包括计算书、图纸、报告等；综合成绩按各分项成绩“优=95分，良=85分，中=75分，及格=60分，不及格=0～50分”及规定比例计算得分；建议比例为：平时表现占综合成绩30%，辩论成绩占综合成绩20%，成果占综合成绩50%。指导教师可以根据实际情况做相应调整。本表中成绩不得涂改，假设有涂改，涂改处应有评分教师的签名。目录1零件的工艺分析··································································1.1零件精度1.2零件的材料2毛坯类型的选择·······················································2.1毛坯类型确实定2.2毛坯尺寸与毛坯图3工艺路线设计····································································3.1加工方法的选择········································3.3加工路线确实定3.2定位基准的选择·································································3.3工序余量确实定·····················································4．机床和工艺设备的选择····························································4.1机床的选择4.2夹具与量具的选择5．小结·············································································参考文献··········································································1零件的分析1.1钻床和台钻主轴的作用钻床是指用钻头在工件上加工孔的机床，是具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等加工。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔。在钻床上配万能工作台还能进行分割钻孔、扩孔、铰孔。台钻主轴在台式钻床上起着必不可少的作用，它可以支撑零件传动，承受载荷，传递扭矩等。1.2轴的工艺分析该零件尺寸精度和形位公差精度要求中等。主要外表及其精度要求，外圆Φ50j7()是套筒最主要的外表，尺寸精度为IT7，圆柱度公差为0.004，外表粗糙度为Ra0.4，其轴线是零件各项位置精度要求的基准要素。孔内结构复杂，两端Φ40J7()的阶台孔精度为IT7，圆度公差为0.01，对外圆轴线的同轴度公差为Φ0.02，外表粗糙度为Ra1.6，其阶台端面对外圆轴线的端面圆跳动公差为0.01，外表粗糙度为Ra0.8。外圆外表上的齿条精度等级为8级，齿面外表粗糙度为Ra1.6。零件图如图1-1所示。图1-1零件简图2工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式台钻主轴材料为45钢，要求强度较高，且工件的形状比拟简单，毛坯精度低，加工余量大，因年产5000件，所以到达批量生产水平。综上考虑，采用锻件，其锻造方法为模锻，毛坯的尺寸精度要求为IT12以下。2.2定位基准的选择正确的选择定位基准是设计工艺过程中的一项重要的内容，也是保证加工精度的关键，定位基准分为精基准和粗基准，以下为定位基准的选择。粗基准的选择。〔1〕粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选轴的外圆外表为定位基准，或用外圆外表和顶尖孔共同作为定位基准。用外圆外表定位时，因基准面加工和工作装夹都比拟方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要外表的粗加工余量小而均匀，应选该外表为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工外表之间的位置精度。按照粗基准的选择原那么，选择次要加工外表为粗基准。又考虑到阶梯轴的工艺特点，所以选择Φ50的外圆及一端面为粗基准。〔2〕精基准的选择根据轴的技术要求，轴的中心线为设计基准，也是测量基准，按照基准重合原那么及加工要求，应选轴心线及一端面为精基准，其他各面都能以此为定位，从而也表达了基准统一的原那么。2.3拟定轴的工艺路线外表加工方法的选择该零件的加工面有外圆、端面、孔等，参考有…资料，加工方法选择如下：〔1〕Φ50j7()外圆：尺寸精度为未注公差，按IT12；外表粗糙度为Ra12.5µm，需进行粗车、半精车。〔2〕内孔：公差等级为IT8，外表粗糙度为Ra1.6µm，需进行粗车、半精车、精车。〔3〕外圆：公差等级为IT6，外表粗糙度为Ra1.6µm需进行粗车、半精车、精车、粗磨、精磨。……工艺顺序的安排〔1〕机械加工工序1〕遵循先基准平面后其他的原那么：机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准面，所以应先安排为后续工序准备好定为基准。先加工精基准面，钻中心孔及车外表的外圆。2〕遵循先粗后精的原那么：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。先安排精度要求较高的各主要外表，后安排精加工。3〕遵循先主后次的原那么:先加工主要外表，如车外圆外表，端面等。后加工各个孔。4〕遵循先外后内，先大后小原那么：先加工外圆再以外圆定位加工内孔。5〕孔的加工：先加工最小的内孔，再依次加工较大的内孔。6〕按照先面后孔的原那么：先加工端面，再钻孔。〔2〕热处理工序的安排在切削加工前宜安排正火处理，能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质处理，能提高轴的综合性能。最终热处理安排在半精车之后磨削加工之前。其能提高材料强度、外表硬度和耐磨性。在精加工之前安排外表淬火，这样可以纠正因淬火引起的局部变形，提高外表耐磨性。〔3〕辅助工序的安排在粗加工和热处理后，安排校直工序。在半精车加工之后安排去毛刺和中间检验工序。在精加工之后安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该轴的工序安排顺序为：下料→车端面→车外圆Φ50j7()mm→车内孔→热处理→车台阶孔→半精车→粗磨→铣齿条→铣槽→热处理→钳→精磨→车倒角→检验。加工阶段的划分该轴精度要求较高，其加工阶段可划分为粗加工、半精加工、精加工阶段。〔1〕在粗加工阶段，粗车外圆，以高生产效率去除毛坯余量；粗镗内孔。〔2〕在半精加工阶段，对外圆进行半精车等，减小粗加工中留下的误差，精镗内孔，使加工面到达一定的精度，为精加工做好准备。〔3〕精加工阶段，、孔面外表粗糙度要求为Ra1.6µm，对其进行精车以到达要求。而对于孔面其外表粗糙度要求为Ra1.6µm，安排粗磨、精磨。工艺路线确实定根据以上加工工艺过程的分析，确定零件的工艺路线如表2-1所示。表2-1零件的工艺路线工序号工序名称工序内容1备料45钢无逢钢管:54×22×1792车端面车两端面，保持总长1773粗车粗车外圆，留直径余量1.5～24车内孔车Φ24内孔至尺寸5热处理调质210～240HB6车台阶孔右端面，车Φ40J7孔，留直径余量0.3～0.4，车Φ28孔，其余各阶台孔车至尺寸：外圆倒角，Φ28孔口倒60°中心锥孔，宽2调头装夹，车左端面，总长至尺寸：车Φ40J7孔，留直径余量0.3～0.4，其余各阶台孔车至尺寸：切内槽Φ46×2；车螺纹、外圆倒角，Φ31孔口倒60°中心锥孔，宽27半精车半精车外圆，留直径余量0.3～0.48粗磨粗磨外圆至Φ9铣齿条粗、精铣齿条，保证齿型角为20度10铣槽铣8×1.5两处槽11热处理低温时效11钳修研两端孔口60°锥面12精磨精磨外圆Φ50J7至尺寸13车倒角车Φ40J7孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角②调头装夹，精车Φ40J7孔及阶台端面至尺寸，孔口倒角14检验按零件图样技术要求工程检查2.4加工工序的设计〔1〕加工余量确实定查《……手册》，确定各工序加工余量如表2-2所示。表2-2各工序加工余量加工外表工序名称工序余量工序尺寸精度等级外圆粗车2IT11精车2Φ50j7()IT7内孔精车-1.8IT8内孔Φ28精车-3.8IT8内孔Φ31精车-2.8IT8齿条半精铣1.5IT7粗铣6IT11〔2〕毛坯尺寸及公差等级由工艺人员手册可查得锻件单边余量厚度方向1.5～2mm，取2mm，水平方向为2.0～2.7mm，取2.5mm.锻件质量小于1kg，长度等于120mm，取其上偏差+0.17mm，下偏差-0.08mm。锻件厚度尺寸小于40mm，取其上偏差+0.12mm，下偏差-0.04mm。B/H＜1，故取起偏角为5度。那么锻件毛坯长度尺寸为mm，直径尺寸为mm。根据零件图各局部的加工精度要求，锻件的尺寸公差等级为8-12级，加工余量等级为普通级，故取IT=12级。〔3〕毛坯图的绘制根据零件图可知该轴各加工外表的粗糙度至少为12.5µm。综上，锻件毛坯如图2-1所示。2.5切削用量确实定确定切削用量的原那么：首先应选取尽可能大的背吃刀量，其次在机床动力和刚度允许的条件下，又满足以加工外表粗糙度的情况下，选取尽可能大的进给量。最后根据公式确定最正确切削速度。〔1〕工序30，粗车轴的左右端面该工序为两个工步，工步1是以左边定位。粗车右端面；工步2是以右边定位，粗车左端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，故其选用的切削用量相同。1〕背吃刀量确实定根据加工余量，工步1和工步2的背吃刀量都为0.5mm2〕进给量确实定本设计采用的是硬质合金车刀，工件材料是40Cr，查表取进给量f＝0.5mm/r3〕切削速度的计算硬质合金车刀切削40Cr时，取切削速度v为50m/min，根据公式，可得车床转速=663r/min，查表CA6140的主轴转速范围为10~1400，1400~1580〔r/min〕，符合要求。〔2〕工序40粗车及工序60半精车1〕该工序为工步1粗车和工步2半精车，那么背吃刀量依次为8.2mm，2.2mm。2〕查表得粗车0.81mm/r，取60m/min，那么n=796r/min。3〕半精车取0.4mm/r，90m/min，那么n=1194r/min。〔3〕工序40、60的过渡面局部……〔5〕工序120、130粗磨、精磨加工轴段1、4外圆面查表取粗磨、精磨深度进给量为分别为0.032mm，0.008mm，工件的运动速度分别为15m/min，18m/min，背吃刀量等于磨削余量分别0.25mm，0.1mm。……3机床设备与工装的选用3.1机床的选择所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。根据《……手册》，结合零件轴的生产类型为大批量生产，可以选用较高效率的专用机床和自动机床。根据该轴尺寸的大小要求，选用数控车床CK6140，外圆磨床M1432,铣床X083。3.2夹具、刀具和量检具的选择〔1〕夹具的选择夹具的选择主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，防止采用专用夹具，以缩短生产准备时间；在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单；装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间；夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。根据零件的功用、特点及材料，可选择三爪卡盘进行零件的夹紧，定位基准选轴的一个端面，定位元件选择浮动顶尖即可定位。〔2〕刀具的选择因为该传动轴为阶梯轴，所以选用90度角外圆车刀〔车台阶〕材料为YT15，45°刀〔倒角〕和切槽刀〔切槽〕。〔3〕量具选择因为该轴最大长度为124，所以选用量程0-200，精度0.05游标卡尺。各工序具体所用工艺设备见表3-1。表3-1各工序具体所用工艺设备工序号工序名称机床设备刀具量具1模锻2热处理3车端面CK614095°外圆车刀游标卡尺4粗车CK614095°外圆车刀游标卡尺5热处理6半精车CK614095°外圆车刀，切槽刀游标卡尺7精车CK614095°外圆车刀游标卡尺8车端面CK614095°外圆车刀游标卡尺9粗铣键槽铣床X083键槽铣刀游标卡尺10半精铣键铣床X083键槽铣刀游标卡尺11热处理12粗磨M1432砂轮游标卡尺13精磨M1432砂轮游标卡尺14检验游标卡尺4根本工时确实定〔重点工序〕4.1粗车？？？外圆〔工序?〕〔1〕切削深度：1.5mm〔2〕进给量：f=0.6mm/r〔3〕计算切削速度：根据公式可得=120.21m/min〔4〕确定主轴转速：=670r/min按机床说明取为710r/min，所以实际切削速度=127.07m/min〔5〕切削工时：粗车左端时Ф60的外圆：L=30、L1=4、L2=0，计算得t=0.096min4.2半精车？？外圆〔工序?〕〔1〕切削深度0.75mm〔2〕进给量：f=0.2mm/r〔3〕算切削速度：根据公式可得=180.06m/min〔4〕确定主轴转速：971r/min〔5〕切削工时：L=30、L1=4、L2=0，计算得t=0.175min4.3精车外圆〔1〕切削深度：0.25mm〔2〕进给量：f=0.1mm/r〔3〕计算切削速度：根据公式可得=198.89m/min〔4〕确定主轴转速：=1106r/min〔5〕切削工时：L=30、L1=4、L2=0，计算