钻床主轴加工工艺.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 前 言 毕业设计是 在学完了机械设计、机械制造工艺与夹具、机械加工工艺、计算机基础、CAD制图、等课程后,是学生在校期间十分重要的综合性实践环节,是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能,对实际问题进行研究(或设计)的综合训练,旨在培养学生的专业研究素养,提高分析和解决问题的能力,使学生的创新意识和专业素质得到提升,使学生的创造性得以发挥 随着科技的发展,数控机床的用途十分广阔,在国民经济中所起的作用极为重要。可以说,机床生产的水平是衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术四个现代化水平的重要标志。机械产品结构越来越合理,其性能,精度和效率
2、日趋提高,更新换代频繁,生产类型由大批量生产向多种小批量转化。因此,对专业人才的需求也日益增大,对专业人才的技术掌握也日趋提高,看我们掌握了多少专业知识,毕业设计是一个检验我们是否掌握了专业知识、掌握了多少专业知识。毕业设计是一个,理论向实践转化的过渡。把理论和实践有机的联合起来。 本设计以熟练掌握数控车床,数控铣车,磨床等,在认真分析零件工艺的基础上,综合运用所学的机械制图数控加工工艺公差配合与技术测量金属材料与热处理数控技术数控加工与编程等课,综合数控实习,按照机械加工工艺规程的内容,制定出的零件加工工艺的说明书。 本说明书中包括零件图的分析,生产类型,如何选择设备,加工工艺路线,毛坯的热
3、处理,定位,加工中的难点,自检等内容,总之,本设计写有比较全面的加工过程。限于水平和经验,设计难免出现错误和不妥之处,敬请老师批评指正.第一章 零件图分析 1.1图样分析 零件属于细长轴类,其刚性较差,在加工中易弯曲变形,造成较大的加工误差,降低加工精度。零件总长1030mm,从右向左依次为380mm花键,30mm外螺纹,432mm外圆,138mm处有一内圆孔锥为莫氏四号。1.1.1尺寸精度分析 1)70mm外圆柱面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.01mm。2)40mm外圆柱面的轴线对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的同轴度公差为0.008mm。3)40mm外圆柱面对两处4
4、0外圆轴线所形成的公共轴线的同轴度公差为0.008mm。4)花键轴部份外圆32mm外圆柱面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.03.mm。5)花键轴的齿侧面对花键轴外圆32mm的轴线,对称度公差为0.012mm。6)在磨削莫氏4号锥孔时,利用基准轴径A做为支撑部位,用基准轴径B找正工件,保证了锥孔与基准轴的同轴度。7)莫氏4号的内圆锥孔对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.015mm。8)40mm52mm的左端面对两处40外圆轴线所形成的公共轴线的圆跳动公差为0.02mm。9)锥孔接触面涂色检查接解面75%。 10)热处理先调质处理269-298HB,尺寸70mm
5、138mm部分淬火4248HRC。11) 70外圆表面粗糙度要求为Ra1.6微米,公差等级为IT7级,查表可知 要粗车、半精车、精车方能达到要求。但是,应为70mm138mm部分淬火4248HRC,硬度比较硬,难以切削,磨损很大,改为磨销加工达到尺寸,所以该段加工为粗车、半精车、粗 磨。12) 40外圆表面表面粗糙度为Ra0.8,公差等级为IT5级,查表可知 要粗车、半精车、粗磨、精磨方能达到要求。1.2材料分析 本设计的材料为40cr钢,硬度比较弱,要正火调质处理后才能有良好的切削性能。1.3功能分析1)钻床主轴靠主轴上的花键轴传动,花键轴部对外圆32mm的轴线,有圆跳动公差和对称度公差,此
6、处位置公差是为了保证,钻床主轴的传动精度。2)30的外圆表面:过渡作用,外螺纹M361.5和外圆32的衔接过度。 4.3)M361.5处的外螺纹:此处和钻床主轴箱的内螺纹配合,为了使主轴紧固在主轴箱内,与此处相配套使用的退刀槽一起有限位的作用。4)40圆柱外圆:40圆柱外圆与轴承相配合。40表面粗糙度0.8是为了减小与轴承配合的摩擦。该处的公差是为了保证传递的转矩不会造成圆跳动。5)50的表面:该处表面与轴承起限位作用。6)削莫氏4号锥孔:装夹刀具的地方。1.4 零件生产类型该零件生产50件,要求设计方案必须注重经济性,尽量选用通用工装及设备,减少实际生产加工中的外委加工。所以单件小批量生产符
7、合任务书的条件要求。 选用单件小批量生产类型,要求经济性好、工艺性、使用性好。第二章 选择装备2.1 机床选择 根据工件的性能,通过查阅机械制造工艺与装备选择如下的机床:cjk6132数控机床,xk714数控铣床,M2110A磨床。 2.2 夹具选择组合夹具与通用夹具,三抓自定心卡盘附带中心架,顶尖,平口钳,分度头等。2.3 量具选择(1) 游标卡尺,量取轮廓的基本尺寸 (2) 千分尺,量取轮廓的基本尺寸(3) 莫氏四号园锥量规(4) 百分表,测轴类零件径向跳动误差(5) 对称度量规,检测键槽的对称度2.4刀具选择1)数控加工的刀具选择要求编程人员必须掌握刀具的加工参数,数控加工刀具有以下特点
8、:刚性好(尤其是粗车加工的刀具)精度高,抗振及热变形小。互换性好便于快速换刀。寿命高,切削性能稳定可靠。刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间。刀具应能可靠的断屑和卷屑,以利于切削的排除。系列化,标准化,以利于编程与刀具管理2)刀具角度的作用:A.前角的作用:使刀刃锋利,便于切削加工和切屑流动。 B.后角的作用:减小主后刀面与过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦,减轻刀具磨损。C.主偏角的作用: 主要影响刀具耐用度、以加工表面粗糙度及切削力的大小。D.副偏角:.主要影响加工表面的粗糙度,影响副切削刃与已加工表面之间的摩擦和刀具的强度。E.刃倾角:主要控制切屑的流动方向。2)铣削加工时,立铣刀。立铣刀
9、的主要参数:刀具直径为8 圆角半径 R0 总长80mm 刃长12.1mm 切削刃数2, 前倾角零度 材料 : 硬质合金 刀片材料的选择主要依据被加工工件的材料,被加工表面精度及表面质量的要求,切削载荷的大小及切削过程有无冲击和振动,故本次加工次零件选择硬质合金刀片,根据零件的外形结构,加工所需:硬质合金断面车刀,外切槽刀,外螺纹刀,内孔镗刀,30外圆尖刀,5mm中心钻,20标准麻花钻,8mm键槽铣刀数控加工刀具卡序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T0145断面车刀1平断面手动2T0280外圆车刀1粗车零件左端外轮廓自动3T0355外圆车刀1精车零件左端外轮廓自动4T0460外螺纹刀1加工
10、外螺纹自动5T055mm中心钻1钻两端中心孔手动6T0620mm钻头1钻底孔手动7T0745外圆车刀1粗车零件右端外轮廓自动8T0830外圆尖刀1精车零件右端外轮廓自动9T0980内镗刀1粗镗内孔表面自动10T1090内孔车刀1粗精车圆锥孔自动11T1155内镗刀1精镗内孔表面自动12T128mm铣刀1粗精铣花键及槽自动2.5切削用量选择1切削深度(ap) ap=dn-dm/22进给量(f) (mm/r) 或 (M/min)3 切削深度 (vc) vc=dn/1000dn/318 单位m/min N=1000vc/d粗加工时一般以加工效率为主,通常选择较大的背吃刀量和进给量采用较小的切削速度,
11、精加工时通常选择较小的背吃刀量和进给量,较高的切削速度,镗孔时考虑刀杆刚性背吃刀量和进给量也应相应减小,对干材料45#,零件一粗加工时ap取2,f取0.2mm/r;零件二粗加工外轮廓时ap取0.5,f取0.2mm/r。精加工时ap取0.1,f取0.1/r。粗镗f取0.12mm/r, 精镗f取0.1 mm/r。车螺纹时ap分别取0.8 mm,0.6 mm,0.3,0.16 mm;F取1.5 mm/r零件如何确定加工时的切削速度,可参考数控加工技术表2-1例图,表2-1数控车削用量推表工件材料切削深度mm切削速度m/min进给量mm/r碳素钢(b600mpa粗加工5-760-800.2-0.4YT
12、类粗加工2-380-1000.2-0.4 精加工0.2-0.3120-1500.1-0.2W18 gr4钻中心孔500-800钻孔-300.1-0.2YT类切断(宽5mm)70-1100.1-0.2铸铁(200hbs以下)粗加工50-700.2-0.4精加工80-1000.1-0.2YT类切断(宽5mm)50-700.1-0.2主轴的转速是由切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度主运动速度 n=1000Vc/d 单位为r/min零件70外圆表面粗加工 n=1000x70/( x70),取300r/min零件40表面粗加工 n=1000x70/( x40),取550r/min零件32外圆表面粗
13、加工 n=1000x70/( x32),取700r/min零件70外圆表面粗加工 n=1000x70/( x70),取300r/min零件70外圆表面半精加工 n=1000x82/( x70),取350r/min零件40外圆表面半精加工 n=1000x82/( x40),取650r/min零件32外圆表面半精加工 n=1000x82/( x32),取800r/min零件70外圆表面精加工 n=1000x94/( x70),取420r/min零件40外圆表面精加工 n=1000x94/( x40),取750r/min车螺纹时取主轴速度n1200/p计算,n1200/1.5=8002.6毛胚类型的
14、选择根据任务书可知零件属于单件小批量生产类型,查数控机床加工工艺铸件由于多种因素影响,常常会出现气孔.针孔.夹渣.裂纹.凹坑.等缺陷.自由气段的特点,工具简单通常性生产准备周期短,这两点很适合本次零件的毛坯气锻造,确定为自由锻件经过锻造后进行正火处理以处理以清除锻件在锻造过程中产生的内应力,提高材料性能,毛坯下料为801100mm.第三章 拟定零件加工工艺路线分析3.1 选择零件各表面的加工方法70的外圆柱表面:表面粗糙度为1.6属于IT7IT8级需要经过粗车、半精车、精车才能达到。但是因为该段淬火4248HRC。查机械工程材料第75页淬火 可知在淬火时工件会有很大的内应力,往往会引起工件的变
15、形所以在淬火后腰安排磨销以修正变形的外圆。硬度又比较高,所以取消精车改为粗磨。40的外圆柱表面:表面粗糙度为0.8属于公差等级为IT5级需要经过粗车、半精车、粗磨、精磨才能达到。M361.56h外螺纹:该外螺纹在40的外圆柱表面上所以也要经过粗车、半精车、精车这三部才能进行螺纹切削。该处外表面车削要比图纸M361.56h的外圆直径小0.2mm,这样便于外螺纹的配合。外螺纹小径= 导程公称直径0.62=1.5360.62=33.48mm。30的外圆柱表面:此外圆没有标注粗糙度要求,也没有长度要求所以安自由公差来切削。32:表面粗糙度为1.6属于IT7IT8级需要经过粗车、半精车、精车才能达到。此
16、处还有一个花键,要铣削。3.1.1估算毛坯加工余量根据机械工人切削手册查询可得如下结果:70 粗车 5mm 半精车 4mm 粗磨 0.6mm40 粗车 3mm 半精车 1.2mm 粗磨 0.8mm32 粗车 42mm 半精车 1.2mm 粗磨0.8mm30 内孔 钻扩粗车精车莫氏锥孔 粗镗 0.8mm 半精镗0.5mm 精镗0.5mm 粗磨0.2mm中心孔60锥角70外圆键槽 粗糙度ITT 粗车半精车精车3.1.2零件加工工艺路线的拟定在数控加工中,刀具定位点相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线1)应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求,且效率高2)应尽量缩短加工践线,既可以减少程序段,又
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- 钻床 主轴 加工 工艺
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