毕业设计(论文)-长键轴加工工艺及铣槽夹具设计.doc
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1、常州机电职业技术学院毕业设计(论文)说明书作 者: 学 号: 系 部: 专 业: 题 目: 长键轴加工工艺及夹具设计 指导者:评阅者: 年 月 毕业设计(论文)中文摘要本设计是基于长键轴零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。长键轴零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后槽的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面,在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具,夹紧方式多选用手动夹紧,夹紧可靠,机构可以不必
2、自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。全套设计请加 197216396或401339828关键词:长键轴类零件;工艺;夹具毕业设计(论文)外文摘要Title: The long shaft fork processing technology and fixture design Abstract:This design is the special fixture for machining process for long shaft parts and process design based on. The main processing surface
3、 of long shaft parts is cylindrical and holes. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. Therefore, follow the groove surface after the first principle of the design. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing an
4、d finishing stages to ensure machining precision. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, in addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The
5、 special fixture fixture, clamping means more choice of manual clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore, higher production efficiency. Suitable for large batch, the processing pipeline. Can meet the design requirements.Keywords:long shaft, processing, special fixture, de
6、signI目 录1 加工工艺规程设计21.1 零件的分析31.1.1 零件的作用31.1.2 零件的工艺分析31.2 长键轴加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施31.3 长键轴加工定位基准的选择41.3.1 粗基准的选择41.3.2 精基准的选择41.4 长键轴加工主要工序安排41.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定61.6选择加工设备及刀、量具61.7确定切削用量及基本工时(机动时间)71.8 时间定额计算及生产安排142 铣槽夹具设计162.1 工序尺寸精度分析162.2 定位方案确定162.3 切削力及夹紧力的计算162.4定位元件确定192.5 定位误差分析计算192
7、.6 夹具设计及操作的简要说明20结 论21参考文献22致谢2424全套设计请加 197216396或4013398281 加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是长键轴。长键轴的主要作用是传动连接作用,保证各轴各挡轴能正常运行,并保证部件与其他部分正确安装。因此长键轴零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1 长键轴1.1.2 零件的工艺分析由长键轴零件图可知。长键轴是一个轴类零件,它的外表面上有2个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分
8、析如下:(1)以42外圆面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:42外圆面的加工;,其中表面粗糙度要求为。(2)以12宽度的平面为主要加工表面的槽。这一组加工表面包括:12宽度的槽,粗糙度为。1.2 长键轴加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该长键轴零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于长键轴来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。长键轴孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及
9、设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。1.3 长键轴加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要支承的加工余量均匀;(2)保证装入长键轴的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以长键轴的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。1.
10、3.2 精基准的选择从保证长键轴孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证长键轴在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从长键轴零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是长键轴的装配基准,但因为它与长键轴的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。1.4 长键轴加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工
11、出统一的基准。长键轴加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到长键轴加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。对于长键轴,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公
12、差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程,现将长键轴加工工艺路线确定如下:工艺路线一:10下料型材开料毛坯52160420粗车车两端,总长车至1602mm,打中心孔A230粗车两顶尖装夹工件,车外圆至 mm40热处理热处理HRC28-3250粗车车两端面至图纸尺寸,重打中心孔A2.560半精车(1)车外圆至 mm,倒角C2。(2)调头车外圆至 mm,倒角C2。不
13、允许在键槽长度范围内接刀70 两顶尖装夹工件,磨外圆至图纸要求。不允许在键槽长度范围内接刀80铣键槽至图纸尺寸90检验100油封、入库工艺路线二:10下料型材开料毛坯52160420粗车车两端,总长车至1602mm,打中心孔A230粗车两顶尖装夹工件,车外圆至 mm40粗车车两端面至图纸尺寸,重打中心孔A2.550半精车(1)车外圆至 mm,倒角C2。(2)调头车外圆至 mm,倒角C2。不允许在键槽长度范围内接刀60热处理热处理HRC28-3270 两顶尖装夹工件,磨外圆至图纸要求。不允许在键槽长度范围内接刀80铣键槽至图纸尺寸90检验100油封、入库以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,
14、零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,从提高效率和保证精度这两个前提下,发现该方案一比较合理。综合选择方案一:10下料型材开料毛坯52160420粗车车两端,总长车至1602mm,打中心孔A230粗车两顶尖装夹工件,车外圆至 mm40热处理热处理HRC28-3250粗车车两端面至图纸尺寸,重打中心孔A2.560半精车(1)车外圆至 mm,倒角C2。(2)调头车外圆至 mm,倒角C2。不允许在键槽长度范围内接刀70 两顶尖装夹工件,磨外圆至图纸要求。不允许在键槽长度范围内接刀80铣键槽至图纸尺寸90检验100油封、入库1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯
15、种类的选择零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关,因此,正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为45、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素,在此毛坯选择型材成型。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的型材造型,查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5,“长键轴”零件材料采用灰铸铁制造。材料为45,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产,采用型材毛坯。(2)面的加工余量。根据工序要求,结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为,现取。表3
16、.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣:参照机械加工工艺手册表2.3.59,其余量值规定为。差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。1.6选择加工设备及刀、量具 由于生产类型为大批量生产,所以所选设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递,由于工件质量较大,故需要辅助工具来完成。平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺(mm),测量范围01000mm(参考文献2表67)。采用车床加工,床选用卧式车床CA6140(参考文献2表43),专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见(参考文献
17、2第五篇金属切削刀具,第2、3节),采用相匹配的钻头,专用夹具及检具。1.7确定切削用量及基本工时(机动时间)工序10无切削加工,无需计算工序20. 车两端,总长车至1602mm,打中心孔A2已知工件材料: 45,型材,有外皮,机床CA6140普通车床,工件用内钳式卡盘固定。所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成.确定进给量根据切削加工简明
18、实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表4.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 (1-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为
19、,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (1-3) =120 (1-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (1-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (1-6)根据表1.30,当=时,机
20、床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在C6201机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=工序30两顶尖装夹工件,车外圆至mm所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于C6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表4.29)在机械制造工
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