CA6140车床床头齿轮机械加工工艺规程及其工装设计

辽 宁 工 业 大 学机械制造基础课程设计（论文）题目：CA6140车床床头齿轮机械加工工艺规程及其工装设计学 院： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 课程设计（论文）任务及评语学 院：新能源学院 教研室：机制教研室学 号学生姓名专业班级课程设计（论 文）题 目CA6140车床床头齿轮零件机械加工工艺规程及其工装设计课程设计（论文）任务1.设计内容 （1）设计对象来源于生产实践，用于机床，属轴类或盘套类零件； （2）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.技术参数与要求设备年产量1万件，废品率、备品率各0.1%，每台设备含该零件件数：1；主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图（零件图见附页）；3.工作量画零件图制订零件加工工艺规程机床夹具设计编写设计说明书指导教师评语及成绩图纸( 20)说明书( 20)答辩( 40)平时( 20)成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第1章 零件和毛坯分析设计11.1零件工艺分析及生产类型确定11.2毛坯类型及毛坯图设计1第2章 机械加工工艺规程设计22.1 定位基准选择22.2 工艺路线设计22.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定22.4 主要工序切削用量及时间定额计算2第3章 专用夹具设计33.1 工序内容及加工要求23.2 定位基准选择23.3 夹具结构设计及工作流程2第4章 总结3参考文献415第1章 零件和毛坯分析设计1.1零件工艺分析及生产类型确定本题目CA6140普通车床床头齿轮零件材料优质碳素结构钢代号为45 , 其力学性能: 。生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。从零件图上得到安装床头齿轮的表面有粗糙度要求达到Ra0.8。内孔有粗糙度要求IT7 Ra0.8，两端面Ra3.2，齿轮要求达到IT7，Ra0.8，其余加工表面尺寸要求IT12T11，其余表面要求Ra3.2。零件的平均精度中上档，工序数量较多集中在车削工序上。零件的加工表面简单，多采用车削加工方式，对于零件的外圆、端面、倒角和刀槽采用车床加工降低了工艺的复杂程度，提高加工质量和加工效率。零件的加工多采用外圆为基准，定位可靠。1.2毛坯类型及毛坯图设计毛坯类型：锻件。第2章 机械加工工艺规程设计2.1定位基准选择粗基准的选择：首先要加工的是端面，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,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可以定其中心为此步加工的精基准，在加工内孔利用半精车加工的位子作为精基准。2.2工艺路线设计车左端面，粗车、半精车左外圆，粗车、半精车、精车左内孔，车145倒角，切孔内两槽。车右端面，粗车、半精车右外圆，粗车、半精车右内孔，车145倒角。铣右端面四个槽钻8孔，锪18锥孔滚齿，热处理，磨齿。2.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定130.5外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸130.5mm，公差0.25mm，公差等级IT6，查表-1（书1）得加工方案为 粗车半精车（2）毛坯总余量及公差由表2-1、2-3和2-5（书）查得，粗车、半精车。余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（书2）查得，公差由表1-6和2-30（书3）查得，尺寸偏差按入体原则标注。(3)基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精车0.75130.5+0.75=131.250.03粗车1.75131.25+1.75=1330.22119.3外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸119.3mm，公差0.013mm，公差等级IT6，查表1-6（书）得加工方案为 粗车半精车（2）毛坯总余量及公差由表2-1、2-3和2-5（书）查得，粗车、半精车余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（书2）查得，公差由表1-6和2-40（书3）查得，尺寸偏差按入体原则标注。（3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精车0.75119.3+0.75=120.050.033粗车1.75120.05+1.75=121.80.132.4主要工序切削用量及时间定额计算工序粗车左端面、车左外圆、车左内、车左侧槽、车左内孔凹槽加工条件工件材料：45机 床：CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：三用游标卡尺1350.02加工要求：Ra3.2刀 具：端面车刀、外圆车刀粗车左端面由表5-2查得端面方向ap=2mm 由表4-3查得取fz =0.81mm/r= 其中=227，t=60min得=63.7m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=149.6r/min由机床转速表 4-2 取=200得实际vc=nd0/1000=2003.14135.5/1000=83.52m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=(L+l+l1+l2)i/fn=67+4+4+4/0.81200=0.46min辅助时间Tf=Tj20%=0.093min作业时间Tz=Tj+Tf=0.55min粗车130.5外圆查表5-2，通过公式R=F+2RMA+CT/2计算粗加工余量为1.1，取ap=1.75mm 由表4-3查得取 ft=0.79mm/r= 其中=227，t=60min得=75.66m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=100075.66/（3.14133）=181.07r/min由机床转速表 4-2 取=250得实际vc=nd0/1000=2503.14132/1000=103.62m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.79250=0.11min辅助时间Tf=Tjx20%=0.022min作业时间Tz=Tj+Tf=0.132min粗车68内孔由表2-17查得取ap=1.25mm 由表4-3查得取 ft=0.79mm/r= 其中=227，t=60min得=105.12m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000105.12/（3.1470.5）=499.74r/min由机床转速表 4-1 取=560得实际vc=nd0/1000=5603.1470.5/1000=123.83m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=106+2.72+4+4/0.8560=0.26min辅助时间Tf=Tj20%=0.052min作业时间Tz=Tj+Tf=0.312min粗车121.8外圆由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r= 其中=227，t=60min得=99.95m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=100099.95/（3.14121.8）=263.49r/min由机床转速表 4-2 取=400得实际vc=nd0/1000=4003.14121.8/1000=151.72m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.8400=0.068min辅助时间Tf=Tj20%=0.0136min作业时间Tz=Tj+Tf=0.0816min工序粗车右端面、车右外圆、车右内孔粗车右端面由表2-17查得取ap=2mm 由表5-1查得取 ft=0.81mm/r= 其中=227，t=60min得=63.7m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=100063.7/（3.14110.8）=182.99r/min由机床转速表 4-2 取=250得实际vc=nd0/1000=2503.14110.8/1000=87.02m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=60+4+4+4/0.81250=0.36min辅助时间Tf=Tj20%=0.072min作业时间Tz=Tj+Tf=0.432min粗车右110.8外圆由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.8mm/r= 其中=227，t=60min得=99.95m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=100099.95/（3.14110.8）=287.14r/min由机床转速表 4-1 取=400得实际vc=nd0/1000=4003.14113.3/1000=142.30m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=45+2+4+4/0.8400=0.153min辅助时间Tf=Tj20%=0.031min作业时间Tz=Tj+Tf=0.184min粗车右100.3内孔由表2-17查得取ap=1.25mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r= 其中=227，t=60min得=105.12m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000105.12/（3.14100.3）=333.77r/min由机床转速表 4-1 取=450得实际vc=nd0/1000=4503.14100.3/1000=135.02m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=44+2.72+4+4/0.8450=0.152min辅助时间Tf=Tj20%=0.0304min作业时间Tz=Tj+Tf=0.1824min工序半精车左端面、车左外圆、车左内、车左侧槽、车左内孔凹槽半精车左端面由表2-22查得端面方向ap=0.5mm 由表5-1查得取fz =0.51mm/r= 其中=227，t=60min得=114.52m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=279.3r/min由机床转速表 4-1 取=400得实际vc=nd0/1000=4003.14130.5/1000=163.99m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/fn=67+3+4+4/0.5400=0.39min辅助时间Tf=Tj20%=0.078min作业时间Tz=Tj+Tf=0.468min半精车130.5外圆由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=227，t=60min得=120.04m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000120.04/（3.14130.5）=292.8r/min由机床转速表 4-2 取=400得实际vc=nd0/1000=4003.14130.5/1000=163.9m/min时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.5400=0.11min辅助时间Tf=Tj20%=0.022min作业时间Tz=Tj+Tf=0.132min半精车68内孔由表2-17查得取ap=0.9mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=227，t=60min得=129.6m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000129.6/（3.1468.7）=600.78r/min由机床转速表 4-1 取=900得实际vc=nd0/1000=9003.1468.7/1000=194.31m/min时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=62+0.52+4+4/0.5900=0.13min辅助时间Tf=Tj20%=0.026min作业时间Tz=Tj+Tf=0.156min半精车119.3外圆 切倒角由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=227，t=60min得=133.19m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000133.19/（3.14119.3）=343.97r/min由机床转速表 4-2取=450得实际vc=nd0/1000=4503.14119.3/1000=168.57m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.5450=0.098min辅助时间Tf=Tj20%=0.0196min作业时间Tz=Tj+Tf=0.1176min切空内两槽由表2-17查得取ap=1.5mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r得=120.04m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000120.04/（3.1471）=538.16r/min由机床转速表 4-12取=560得实际vc=nd0/1000=5603.1471/1000=111.53m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=0.046min辅助时间Tf=Tj20%=0.009min作业时间Tz=Tj+Tf=0.055min工序半精车右端面、车右外圆、车右内孔半精车右端面由表2-17查得取ap=1mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=227，t=60min得=114.52m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000114.52/（3.14108.3）=336.59r/min由机床转速表 4-1 取=450得实际vc=nd0/1000=4503.14108.3/1000=153.03m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=60+3+4+4/0.8450=0.197min辅助时间Tf=Tj20%=0.039min作业时间Tz=Tj+Tf=0.236min半精车右108.3外圆由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=393，t=60min得=133.19m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000133.19/（3.14108.3）=391.66r/min由机床转速表 4-1 取=450得实际vc=nd0/1000=4503.14108.3/1000=160.80m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=45+2+4+4/0.8450=0.153min辅助时间Tf=Tj20%=0.031min作业时间Tz=Tj+Tf=0.184min半精车右97.8内孔由表2-17查得取ap=0.9mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=227，t=60min得=129.6m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000230.02/（3.1497.8）=439.08r/min由机床转速表 4-1 取=500得实际vc=nd0/1000=5003.1497.8/1000=147.58m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=44+2.52+4+4/0.5500=0.222min辅助时间Tf=Tj20%=0.044min作业时间Tz=Tj+Tf=0.266min。工序铣凹槽粗车凹槽由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r= 其中=227，t=60min得=99.95m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=100099.95/（3.1493.5）=340.44r/min由机床转速表 4-1 取=450得实际vc=nd0/1000=4503.1493.5/1000=132.12m/mim时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=37+2+4+4/0.8450=0.13min辅助时间Tf=Tj20%=0.026min作业时间Tz=Tj+Tf=0.156min半精车凹槽由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r= 其中=227，t=60min得=133.19m/min机床主轴转速n=1000Vc/d0=1000133.19/（3.1491）=471.06r/min由机床转速表 4-1 取=560得实际vc=nd0/1000=7103.1491/1000=155.66m/min时间定额的计算:由表5-43查得基本时间Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=37+2+4+4/0.5560=0.168min辅助时间Tf=Tj20%=0.0336min作业时间Tz=Tj+Tf=0.2016min加工条件工件材料：45机 床：CA6140夹 具：三爪卡盘 量 具：三用游标卡尺1250.02加工要求：Ra3.2刀 具：端面车刀、外圆车刀、内圆车刀工序钻8孔、锪沉头孔加工条件工件材料：45机 床：立式钻床Z525夹 具：专用夹具量 具：三用游标卡尺1250.02加工要求：Ra12.5刀 具：7 直柄短麻花钻2）计算切削用量钻8 孔：由表5-21 取f=0.2mm/r查表5-21 取Vc=24m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100024/3.147=1091.89r/min 取n=960 实际得vc=nd0/1000=9603.148/1000=25.2m/min时间定额的计算切入行程=mm切出行程计算mm，切削长度=4mm进给量查表 4-10取得mm/r基本时间 辅助时间Tf=Tj20%=0.0104min 作业时间Tz=Tj+Tf=0.0624min锪18沉头孔：背吃刀量 ap=0.05mm进给量由 表 4-10取f=0.1mm/r经计算切削速度=10m/min 机床主轴转速n=1000Vc/d0=100010/3.1415=212.3r/min由表4-5-1 取n=195r/min 实际切削速度vc=nd0/1000=1953.1415/1000=9.185m/min时间定额的计算进给量查表 5-32取得mm/r基本时间 辅助时间Tf=Tj15%=0.067min作业时间Tz=Tj+Tf=0.516min工序 滚齿、磨齿滚小齿：由表2-17 取ap=0.25mm由表5-11 取f=0.36mm/r查表5-9 取Vc=23m/min 机床主轴转速n=996r/min时间定额的计算L2=25 H=2.25 =0 辅助时间Tf=Tj20%=1.652min作业时间Tz=Tj+Tf=9.912min滚大齿：由表2-17 取ap=0.25mm由表5-11 取f=0.36mm/r查表5-9 取Vc=23m/min 机床主轴转速n=996r/min时间定额的计算L2=25 H=2.25 =0 辅助时间Tf=Tj20%=1.652min作业时间Tz=Tj+Tf=9.912min磨小齿：由表2-17 取ap=0.25mm由表5-11 取f=0.05mm/r查表5-9 取Vc=46m/min 机床主轴转速n=1120r/min基本时间Tj=5.26 辅助时间Tf=Tj20%=0.913min作业时间Tz=Tj+Tf=6.173min磨大齿：由表2-17 取ap=0.25mm由表5-11 取f=0.05mm/r查表5-9 取Vc=46m/min 机床主轴转速n=1120r/min基本时间Tj=5.26 辅助时间Tf=Tj20%=0.913min作业时间Tz=Tj+Tf=6.173min第3章 专用夹具设计3.1工序内容及加工要求机械制造业中广泛采用的能迅速把工件固定在准确位置上或同时能够确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装备统称为夹具。在金属切削机床上采用的夹具统称为机床夹具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和成本。机床夹具作用实现必须满足三个条件：（1）夹具在机床上的准确装夹；（2）工件在夹具中占有正确的加工位置；(3）刀具相对于工件有准确的位置。3.2 定位基准选择工件以内孔和端面作为定位基准，采用平面与轴与心轴组合的定位方案。端面限制三个自由度，轴限制两个自由度3.3 夹具结构设计及工作流程第4章 总结参考文献1 邹青主编.机械制造技术基础课程 M.第2版.北京：机械工业出版社,2011. 2 陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册M.第2版.北京:机械工业出版社,2003 3 马贤智主编.实用机械加工手册M.第1版.沈阳:辽宁科学技术出版社,2002 4 张耀宸主编.机械加工工艺设计手册M.第1版.北京:航空工业出版社,1993 5 秦宝荣主编.机械制造工艺学与机床夹具设计M.中国建材工业出版社，1998 6 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书M.机械工业出版社，19947 孟少农主编.机械加工工艺手册第一卷M.第1版.机械工业出版社，1991