制定套零件图530的加工工艺设计铣12宽键槽的铣床卡具

机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定套零件（图5-30）的加工工艺设计铣12宽键槽的铣床卡具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 一 班 学 号： 1130320135 姓 名： 卓 超 指导教师： 陶 福 春 机械工程系2013年11月22日目录一. 零件的分析1. 零件的作用32. 零件的材料33. 零件的结构34. 零件的工艺分析4二.工艺规程设计1.1.确定毛坯的制造形式41.2.基面的选择41.2.1.粗基准的选择51.2.2.精基准的选择51.3.制定工艺路线61.3.1.工艺方案的比较61.3.2.工艺方案的确定71.4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定91.5.确定切削尺寸及基本工时10三.卡具的设计与校核18四.总结19五.参考文献20六.零件图21一、零件的分析（一）零件的作用 轴套，一般起滑动轴承作用。一般轴套不能承受轴，向载荷，或只能承受较小的轴向载荷。在运动部件中，一般来说，轴套与座采用过盈配合，而与轴采用间隙配合，无论怎么样还是无法避免磨损的，因为长期的磨擦而造成零件的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损，当轴套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换轴或座的成本，而轴类零件相对来说比较容易加工。轴套在一些转速较低，径向载荷较高且间隙要求较高的地方（如凸轮轴）用来替代滚动轴承（其实轴套也算是一种滑动轴承），材料要求硬度低且耐磨，轴套内孔经研磨刮削，能达到较高配合精度，内壁上一定要有润滑油的油槽，轴套的润滑非常重要，干磨的话，轴和轴套很快就会报废。（二）零件的工艺分析 零件材料：45钢。切削加工性良好，无特殊加工问题，故加工中不需要采用特殊工艺措施。刀具选择范围较大，高速钢或YT类硬质合金均能胜任。刀具几何参数可根据不同刀具类型通过相关表格查取。该零件主要加工表面及技术要求分析如下：零件组成表面：两端面，外圆及其台阶面，内孔，一个小孔，两个键槽，倒角。主要表面分析：内孔既是支承其它零件的支承面，亦是本零件的主要基准面；外圆及其台阶面亦用于支承其它零件。主要技术条件：外圆与内孔的同轴度控制在0.03mm范围内；台阶面与内孔的垂直度控制在0.02mm范围内；内孔本身的尺寸公差为0.027mm；粗糙度Ra0.8m；零件热处理应度为HRC4550。零件的总体特点：内外表面、同轴度精及垂直度度要求比较高。二、工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式 根据零件材料为45钢，生产类型为大批生产，零件直径尺寸差异较大，零件壁薄、刚度低、易变形，加工精度要求较高，零件需经淬火处理等多方面因素，在棒料与模锻间作出选择：选择为模锻件。（二）基面的选择工艺过程中重要的工作之一，正确与合理的定位选择。可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。 粗基准的选择，对于轴套零件，尽可能选择不加工表面为粗基准或加工表面要求不高的为粗基准，根据基准选择原则，现选取44mm的中心线作为粗基准，加工外圆表面及44mm底端前端面。精基准的选择，以142mm为精基准加工表面。这一精加工表面包括44mm外圆端面，右端面，23mm内孔，28mm内孔，43mm外圆端面，左端面，10mm的定位孔以及退刀槽。(三)制定工艺路线:制定工艺路线得出零件加工的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领确定的情况下，可以考虑万能型机床配以专用夹具提高生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量降至最低。1. 工艺路线工序1 下料，取材料45号钢的直径50144mm铸铁进行铸 工序2 夹右端，车外圆，车左端面，车内孔工序3 夹左端，车外圆，车右端面，钻孔 工序4 夹右端，精车222 工序5 插方孔工序6 钻M10孔工序7 铣12H9键槽工序8 热处理，淬火：4045HRC 工序9 精铣外圆 工序10 钳工去毛刺 工序11 清洗已加工的零件，终检入库 （四）机械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的确定由于零件材料为45,查课程设计指导书，根据以上原始资料及加工路线，分别确定各表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：车44mm的外圆表面的加工余量及公差，查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5,取外圆长度余量均为2Z=8mm均为双边加工。车削加工余量为：粗车22mm，走刀两次公差：径向的偏差为-0.12/-0.14车43mm,44mm底端前端面的加工余量：毛坯为实心，不冲孔，两内孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照工艺手册表确定工序尺寸及余量为：镗孔：23mm,28mm的内孔，单边留有为0.03mm的加工余量，则23内孔车削余量为2Z=12mm28内孔车削余量为2Z=15mm44外圆端面2Z=5mm,保证长度30mm 车削43mm的外圆端面，车退刀槽20.5mm，倒圆角C1车削44mm的加工余量为2Z=6mm（均为双边加工）粗车22.5mm,半精车20.3mm,精车20.2mm、车退刀槽：加工余量2Z=7mm，在车削加工完成43mm后用切断刀切削20.5mm的退刀槽，且倒圆角C1。镗23的内孔，单边留有加工余量0.03mm车削余量2Z=24mm，均为双边加工镗孔 查工艺手册2.22.5，先钻5mm的小孔，工序尺寸加工余量，钻孔2mm，锪孔2.5mm，精镗为0.5mm。铣削加工余量，精铣各端面： 43mm的端面21.2mm，44mm的端面20.2mm，半精铣20.1控制两面的平行度。粗铣1.2mm 根据工序4和工序9镗、半精镗、精镗，工序5和工序10粗车、半精车、精车和工序6车螺纹的要求，选择CA6140型车床，选用车刀YT15，夹具为三爪卡盘。 工序3和工序11粗铣、半精铣，各工序的工步数不多，单件、小批量生产，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用立式铣床X5012即可，选用高速钢套式铣刀。工序6由于钻孔孔径较小，位置要求不是很高，考虑其经济性要求，故选用Z525型号立式钻床即可满足其加工性能，刀具为麻花钻头。根据零件的生产类型、加工精度及测量方法，选用通用量具，如钢尺、游标卡尺、千分尺、百分表等。综上，轴套加工机床及工艺装备的选择如下：工序号工序名称机床刀具和夹具量具及测量方法1锻造空气锤锤头钢尺2热处理高频淬火电炉火钳洛氏硬度计3粗铣立式铣床X5012三爪卡盘游标卡尺4粗镗、半精镗CA6140型车床YT15、三爪卡盘游标卡尺、内径千分尺5粗车、半精车CA6140型车床YT15、三爪卡盘游标卡尺、外径千分尺6钻、扩孔Z525立式钻床麻花钻头内径千分尺7车螺纹CA6140型车床成形车刀、三爪卡盘内径千分尺8热处理高频淬火电炉火钳洛氏硬度计9精镗CA6140型车床YT15、三爪卡盘内径千分尺10精车CA6140型车床YT15、三爪卡盘外径千分尺11粗铣、半精铣立式铣床X5012高速钢套式铣刀组合夹具游标卡尺12检验测量辅具精密量具1.5.确定切削尺寸及基本工时工序00：加工材料45钢，铸造成型工序01：车外圆44 端面，倒圆角C11.加工条件工件材料：45钢，铸造成型加工要求：粗车44mm的外圆，底端前端面，表面粗糙度值R2为12.5，倒圆角C1机床CA6140卧式机床刀具：刀具为YT15材料，刀杆尺寸为16mm25mm，Kr=90，r0=150=8.r=0.5mm 1.计算切削用量 粗车44底端前端面 （1）确定端面最大加工尺寸，一直毛坯尺寸方向的加工余量为8mm，则毛坯长度尺寸方向的加工余量最大为1mm,留有0.5个加工余量给另一端，且同时倒圆角C1，分两次加工，a =2.5mm （2）确定进给量f，根据切削用量简明手册表1.4当刀杆尺寸为16mm25mm，a =2.5mm，工件直径为87mm时，f=0.61.2mmr按CA6140车床说明书取f=0.81mmr（参考书1表3.9） （3）切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的切削公式为（寿命选T=60min）则 v=k式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。k见切削手册表1.28，即k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97所以 v=1.440.81.040.810.97m/min=97.15m/min 4）确定主轴转速 n= =r/min=325r/min 按机床说明书，与328r/min相接近的机床转速为280r/min和330r/min.。按加工要求，闲选取560r/min。所以实际切削速度为98.49m/min。5）计算切削工时，按工艺手册表6.2-1，取L=mm=27.5mm，L=2，L=0，L=0t=i=min=0.22min（2）粗车44mm的外圆 1）背吃刀量：单边余量Z=4mm，可用二次切除。 2）进给量 ：根据切削手册表1.4，选用f=0.7mm/r 3)计算切削速度：见切削手册表1.27，可得 v=98.62m/min 4）确定主轴转速n=r/min=331r/min 按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为 V=r/min=134.3r/min 5）检验机床功率：主切削力F按切削手册表1.29所示公式计算F=Cafvk 式中，C=2795，x=1.0，y=0.75，n=-0.15 可计算得： k=0.67min 所以F=279520.798.490.89N=1915,06N 故切削时所耗功率P=kw=3.14kw 由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8kw，当主轴转速为450r/min时，主轴传递的最大功率为5.5kw，所以机床功率足够，可以正常加工。6）切削工时t=；式中，L=17mm，L=4mm，L=0t=0.67min(3)车44mm外圆倒角 取a=1mm，f=0.81mm/r见切削手册表1.6，R=12.5，刀尖圆弧半径r=3.0mm 切削速度 v= 式中C=242，m=2，T=60，x=0.15，y=0.45，K=1.44，K=0.81，代入数据，可计算得： v=113.6m/min有 n=416r/min 按机床说明书选取 n=450r/min 则此时 v=123mm/min 切削工时 t= 式中L=12mm，L=12mm，L=0 则可得 ： t=0.044min 钻内孔23mm，车28内孔，倒内圆角R2. 切削用量计算如下：钻31孔。 =0.5mm/r（见切削手册表2.7） =12.25m/min(见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑） =r/min=125r/min 按机床选取=136r/min(按工艺手册表4.2-2） 所以实际切削速度=m/min=13.24m/min 则切削工时 =min=0.67min式中，切入=10mm，切出=5mm，=30mm。车40mm内孔。切削用量计算如下：=0.5mm/r，=25mm，走刀2次则 =1.44m/min=111.6m/min则 =r/min=888.08r/min实际切削速度为： =m/min=112m/min切削工时： =min=0.027min式中，切入=4mm，切出=0mm，=8mm。倒内圆角R2。取=1mm，=0.51mm/r，=12.5m。刀具圆弧半径=1.0mm。则切削速度： =1.440.81m/min=159m/min =r/min=1265.3r/min则实际=1000r/min所以，=125.6m/min切削工时： =min=0.046min式中，切入=1mm，切出=0mm，=2mm。工序10：车62mm的外圆，端面，退刀槽20.5mm，倒角。车62mm的外圆。1粗车加工余量22.5mm，则切削速度： =m/min=83.55m/min主轴转速： =r/min=391.09r/min按机床选取=450r/min，则实际切削速度为; =m/min=96.13m/min切削工时： =min=0.084min2半精车加工余量20.3mm。=0.28mm/r，切削速度; =m/min=180.6m/min则主轴转速： =r/min=912.7r/min按机床选取=820r/min。所以实际切削速度为 =m/min=160.9m/min切削工时： =min=0.07min3精加工余量20.2mm。=0.23mm/r，确定切削速度： =m/min=205.65m/min确定主轴转速： =r/min=1055.8r/min按机床选取=1000r/min。则实际切削速度为 =m/min=195.25m/min切削工时为： =min=0.073min所以，总工时为： =（0.084+0.07+0.073）min=0.227min车退刀槽2mm。刀具选择：切断刀20.5mm，则=0.25mm，=0.25mm/r。确定切削速度： =m/min=248.9m/min确定主轴转速： =r/min=1277.97r/min按机床选取=1000r/min，则实际切削速度为 =62r/min=194.77r/min切削工时：=2mm，=0mm，=2mm。 =min=0.016min工序15：车50的内孔，单边车削余量0.03mm，车削余量为2Z=24mm，双边均进行加工。1. 粗车28mm内孔机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为YT15材料，刀杆尺寸为16mmX25mm，Kr=90，=15， ，r=0.5mm。(1) 确定进给量f 根据切削手册表15-8 取f=0.6mm/r （2）切削速度： V=式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。k见切削手册表1.28，即 k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97根据以上数据，可计算得： v=106m/min（3）确定机床主轴转速： n= 数据代入计算可得n=675r/min 按机床说明书，现可选取700r/min，所以与实际切削速度相近。 （4）计算切削工时t=（1+y+）/nf=40+1/7000.6=0.09min精车50mm内孔（1） 确定进给量f查切削手册表8-58 取f=0.4r/min（2） 切削速度根据以上公式代入数据可计算v=1.440.80.810.97m/min =112m/min（3） 确定机床主轴转速 n=713r/min 按机床说明书，现可选取n=750r/min（4）计算切削工时 t=40+1/7500.4=0.13min工序20：钻7mm孔，锪11mm的沉头孔。选用机床型号;C365L钻10mm孔。=0.5mm/r(见切削手册表10-6）=0.29m/s，即17.4m/min，（见切削手册表10-15）确定主轴转速： =r/min=791.2r/min按机床选取=560r/min。则实际切削速度为 =m/min=12.3m/min切削工时：=2mm，=1mm，=12mm =min=0.054min根据有关资料，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻空时的1/21/3，故， =1/3=1/30.5mm/r=0.17mm/r =1/3=1/312.3m/min=4m/min =r/min=115r/min按机床选取=120r/min，则实际切削速度为： =m/min=4.15m/min切削工时：=2mm，=0mm，=6mm =min=0.39min总工时; =4+4=4()=4(0.054+0.39)=1.78min本工步中，加工11沉头孔的测量长度是工艺基准与设计基准重合，故按图样要求合理。 以44mm的底端前端面为基准，铣87mm的上端面及62mm的端面，保证长度27mm，使两面达到平行度要求。加工条件工件材料：45钢，金属模铸造加工要求：粗精铣44mm的端面及43mm的端面机 床：X63W卧式铣床刀 具：100mm的硬质合金端面铣刀三、专用卡具设计（一） 设计主旨：本夹具用来铣12宽键槽的铣床卡具，加工该槽，先粗铣，在进行精铣，键槽的粗糙度要求不是很高。因此，本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产效率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。（二）夹具设计与校核：1.定位基准的选择 由零件图可知，利用31的中心孔和零件的侧平面作为定位基准，利用盖板来进行加紧。采取的是手动加紧的方法。2. 夹紧力的计算与校核切削刀具：铣刀 其中、mm、mm、r/s、mm、r/s、。经计算F=780N，f为摩擦系数，查表取0.995；K为安全系数，取2由于是手动夹紧，故可以达到设计的要求，本夹具可安全工作。3定位误差分析（1）定位元件尺寸确定定位销：为保证加工稳定性，采用螺钉定位，查机床夹具设计手册，取具体,具体尺寸见图纸。（2）定位误差分析所铣的键槽表面粗糙度Ra要求较低，尺寸精度无特殊要求。4. 夹具设计及操作的简要说明 如前所示，在设计夹具时，为了提高生产效率，应首先着眼于机动夹紧，但是本工序要求夹紧力不是很大，就采取手动夹紧。在手动夹紧时，一定要保证夹紧的可靠性，保证足够的夹紧力，这样才能保证加工的精度和人身安全。四设计总结 本次课程设计是对本学期所学机械制造技术课程和生产综合实习的检测和机床夹具设计及其应用。课程设计作为工科院校广大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，而且也是检验我们综合应用知识的能力，是我们参加工作前的实践性锻炼。通过这两周的学习和对有关资料的查询，运用所学的专业知识和从与专业相关的课程为出发点，并复习所学的制图软件AUTO/CAD的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在此设计过程也广泛接触、应用一些办公软件，丰富了自己的知识水平。在设计思想中，尽可能体现了我们所学的知识的掌握和了解的相关知识。首先所学知识有限，实际经验更加不足。因此我们小组共同完成的设计还存在许多的不足之处，但我相信经过此次设计，我们会得到相应的能力提升。其次，从此次的课程设计中受益匪浅，虽然遇到了很多的困难，但回想起这次设计经历的时候，我就萌发出与困难斗争的勇气！同时通过这次课程设计我了解到工艺设计是一门复杂、繁琐、需要耐心、细心与恒心的工作，尤其计算部分，过程十分繁琐，稍不注意便会出错，每逢此处，我便有些心烦，便拖到第二天在做，因此花费了大量的时间，把作业拖到了最后。但该来的早晚要来，一味的推迟不仅没有任何收益，反而因时间逼近而更加手忙脚乱。所以在以后的生活中，我一定养成今日事今日毕的好习惯。这次课程设计也使我深深地受了打击，知道了自己学识的局限、狭窄。当遇到问题时才晓得自己的知识是多么的贫乏。“书到用时方恨少”，此刻，我深深地体会到了这句名言的真理。但我知道，从现在努力为时不晚，我一定更加努力的充实自己。 总体来说，感谢此次的设计经历，也感谢陶老师的细心教导与帮助，我相信我们每个人都得到了锻炼，也得到了相应的提高！希望老师批准我们共同的工作的结果！五参考文献【1】.机械设计制造工艺与机床夹具课程设计指导.吴拓.机械工业出版社.【2】.机械制造技术基础.王茂元.机械工业出版社.【3】.机械工艺切屑手册.机械工业出版社.【4】.机械工艺手册.高等教育出版社.【5】.金属切屑加工方法与设备.王茂元.北京：机械工艺出版社.【6】.金属切屑机床.机械工业出版社.【7】.机械制造工艺学.机械工业出版社.课程设计心得体会为期三周的课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，我取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计。我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算、以及夹具设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析以及零件图、毛坯图的绘制、工艺文件的编制等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。此次课程设计对我来说获益匪浅，让我体会到了实际解决问题的重要性。在设计过程中，要运用所学的理论知识，要查阅各种资料，尽管有些繁琐，同时也让我意识到自己还有许多还未掌握的知识，这些知识只有在实际设计中才能学会的。总的来说，这次设计，使我们的基本理论知识在实际解决问题中得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！