单曲轴工艺规程课程设计.doc
一、 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是填料箱盖，其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。1.2 零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求： （查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1 以轴为中心的加工表面。包括：尺寸为的轴，表面粗糙度为1.6 尺寸为80的与相接的肩面, 尺寸为与同轴度为0.025的面. 尺寸为与同轴度为0.025的孔.2.以孔为中心的加工表面.尺寸为78与垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以孔为中心均匀分布的12孔,6-13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H.4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求二 、工艺设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。属于大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。也是保证加工精度的关键。2.2.1 粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2mm的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。采用锥堵或锥套心轴。精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。2.3 制订工艺路线00 毛坯的铸造05 粗车端面10 粗车外圆15 粗车端面、外圆、圆角及倒角20 粗车内孔25 半精车端面30 半精车外圆35 半精车端面、外圆、圆角及倒角40 精车外圆45 切槽50 车倒角55 车倒角60 半精车端面65 半精车内圆70 半精车内圆75 研磨内圆端面80 车倒角85 划线90钻孔95 扩孔100 攻丝105 淬火110 检验2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190241，毛坯质量约为5kg，生产类型为大批生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1） 外圆表面(65、80、75、100、91、155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为84、106、160的阶梯轴式结构，除65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R 6.3 um,只要粗车就可满足加工要求。（2） 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册表2.2-1,铸件轮廓尺寸(长度方向>100160mm,故长度方向偏差为 mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm。（3） 内孔。毛坯为空心阶梯状。内孔精度要求自由尺寸精度要求，粗糙度要求为6.3，钻扩即可满足要求。（4）内孔。要求以外圆面定位，铸出毛坯孔56、28。 (5) 36孔底面加工 按照<<工艺手册>>表2.3-21及2.3-231. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度. Z=0.5(7) 6 孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。1孔可一次性直接钻出。2查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔。钻孔 8.5 攻螺纹 M102.5 确定切削用量2.5.1 工序：车削端面、外圆本工序采用计算法确定切削用量加工条件工件材料：HT200，铸造。加工要求：粗车65、155端面及65、80、75、100，155外圆，表面粗糙度值为6.3。机床：CA6140车床。刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,k =90°,r =15° 计算切削用量（1） 粗车65、155两端面 确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3 mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a =2mm计。长度加工方向取IT12级，取 mm。确定进给量f:根据切削用量简明手册（第三版）表1.4,当刀杆16mmX25mm, a <=2mm时,以及工件直径为160时。f=0.50.7mm/r（2） 粗车160端面确定机床主轴转速:n = 133(r/min)实际切削速度 V=75.4m/min （3）粗车65, 80, 75, 100外圆以及槽和倒角切削深度:先84车至 80以及106车至100。进给量: 见切削手册表1.4 V =66.7(m/min)确定机床主轴转速: n = 204(r/min)按机床选取n =230 r/min。所以实际切削速度 V= 75.1 m/min检验机床功率: 主切削力F =900 切削时消耗功率由切削手册表1.30中CA6140机床说明书可知, C630-1主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为230r/min时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。（4）车槽7.5 采用切槽刀，r =0.2mm 根据机械加工工艺师手册表27-8取 f=0.25mm/r n =305r/min（5） 钻扩孔。Z535摇臂钻床根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为f=（1.21.3）V 公式中 、 为加工实心孔时的切削用量，查切削手册得 n =0.56mm/r（表2.7）v=19.25m/min（表2.13）并令： f=1.35 n =0.76mm/r按机床取f=0.76mm/rv=0.4 =7.7m/min按照机床选取 钻床Z535（6） 攻螺纹孔 r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取则实际切削速度v=0.4 =7.7m/min（6） 磨36孔底面 选择磨床： 选用MD1158（内圆磨床） 选择砂轮： 见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P 20x6x8mm三、专用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。本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。3.1 问题的指出本夹具主要用来钻12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。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，12孔中，6 13.5在圆周上均匀分布,2M10，4M10也为对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以65外圆面作为定位基准。为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对12孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为 13.5。 则轴向力：见工艺师手册表28.4 F=C×d×f×k×3.1 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35 F=420 转矩 T=C×d ×f×k 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8 T=0.206 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=K1×K2×K3×K4 式中 K1 基本安全系数，1.5; K2 加工性质系数，1.1; K3 刀具钝化系数, 1.1; K4 断续切削系数, 1.1 则 F =KF=1.5 气缸选用 。当压缩空气单位压力P=0.6MP ,夹紧拉杆 。 N>F 钻削时 T=17.34 N 切向方向所受力: 取 F =4416 N > F 所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为 ，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.5M 增至0.6 M ）以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。 参考资料1.机床夹具设计 第2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社2.机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 冶金工业出版社3.机械制造工艺学周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社4. 机械制造工艺设计简明手册李益民 主编 机械工业出版社社6. 机床夹具设计手册王光斗、王春福主编 上海科技出版社7. 机床专用夹具设计图册南京市机械研究所 主编 机械工业出版社8. 机械原理课程设计手册 邹慧君主编 机械工业出版社9.金属切削手册第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社10.几何量公差与检测第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 11机械制造工艺水学、机床夹具设计 （教材）12机械零件设计手册13机械制造工艺学课程设计指导书， 机械工业出版社14机床夹具设计 王启平主编 哈工大出版社
