机械制造技术课程设计-蜗杆轴机械加工工艺规程及夹具设计.docx

目录第1章零件工艺分析和毛坯设计21.1 零件工艺分析及生产类型确定21.2 毛坯类型及毛坯图设计3第2章机械加工工艺规程设计42.1基准选择42.2工艺方案拟定42.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定52.4切削用量及时间定额计算5第3章专用夹具设计2131工序内容及加工要求213.2 定位方案及定位误差计算213.3 夹具结构设计及工作流程223.4经济计算22第4章总结24参考文献25第1章零件分析和毛坯设计1.1 零件工艺分析及生产类型确定本零件材料为45#钢,其力学性能：A=6Pu,=355fPa,HBS=229。毛坯形式为铸件，生产批量为I万件/年，生产纲领为中批生产.零件的主要作用与涡轮配合传动。从零件图上得到该零件的表面耍求，丝()畿达到Ra1.6,¢20达到Ra1.2.5,平面高度15达到Ra1.25,端面槽3X4达到RaI2.5.生产纲领：N=QMI+4)。+)=KXXX)×1×1.(X)I×1.(X)1.=1.(X)20生产类型：V10020介于2000-20000之间.由表1-3(书)知该零件属于中批员生产".fit<15kg，由表1-4(书)知该零件属于轻型零件1.1主要技术要求加工表面尺寸精度等级一面粗懂度两竭面20ITI2Ra12.5两端外阴面20IT8Ra1.6平面15IT1.2Ra12.5右端面槽4*3IT1.2Ra1231.2 毛坯类型及毛坯图设计根据零件是大批量生产，力学性能要求较高等因素可知，毛坯种类为铸件。材料选用45钢，尺寸如图所示。图1.1毛坯图第2章机械加工工艺规程设计2 .1基准选择以外围为粗基准加工端面及中心孔，再以两中心孔为精嵯准加工各个外圆。2.2工艺方案拟定零件表面加工方法选择由战本尺寸。20mm,Ra1.6,杳表得加工方案为粗车一半精车一精车。由基本尺寸平面尺寸32X15,Ra1.25查表得加工方案为粗铳。由基本尺寸右端槽3X4,Ra1.2.5查表得加工方案为粗铳“有侧4>6孔加工方案为配合得到.1 .2.2机械加工工艺路线拟定去2.1工艺路规表1车一端面、钻中心孔、粗车外明I1.车另一端面、帖中心孔、祖军外回I1.1.调质IV半精车车小20外E4、半箱车车另湘450外阴V精车一端。20外圆、精车车另一端620外圆V1.铳左侧平面VB洗右端面槽2 .3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定3 .<1.>20外圆工序尺寸及公差确定（1）中20外限余量（2）端面余辰由表查得，粗车余量2.2mm,毛坯余量为5mm.工序尺寸为31.4+IO=324mm4 .20外圆工序尺寸及公差确定（I）加工方案由基本尺寸20mm,Ra1.6,查表1-9（15）得加工方案为粗车一半精车一精车。（2）毛坯总余量及公差由表查得288mn.余量由表查得，公差由表查得，尺寸偏差按入体原则标注。（3）基本尺寸、工序公差及偏差表2.2标准公差数值工序名称工序氽盘工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差精车0.3200.0620±0.06半精车1.52(Hu3=20.30.15以0.3几粗车2.220÷1.5=21.50.21215a215 .铳平面工序尺寸及公差确定工序尺寸15X32,工序公差为0.018mm.6 .诜右端槽工序尺寸及公差确定工序尺寸3X4,工序公差为0.0187 .4切削用量及时间定额计算工序H8 .车端面（1）加工条件工件材料：45机床：卧式车床CA6I40夹具：带定位的三爪卡盘S具：游标卡尺0150精度0.02）加工要求：Ra12.5刀具：90°外圆车刀（主偏角90副偏角10°）（2）计算切削用盘=70.7mnin叫乃X28.8x900T-100O加工余量%,=5mm取=0.8m11Vr,取y=70m'min主轴转速=幽也"n而Tair)3.14x28.8由机床转速表取.=9(X)r/11in(3)时间定额的计算j-12.5mm/,=2mm/,=3min基本时间fit14.4+2+30.8x900辅助时间T,=0.20=0.20X0.048=0.009ain作业时间Tt=T1.+Tj=0.057Bin9 .打右中心孔I)加工条件工件材料：45机床：CA6140卧式车床夹具：带定位的三爪卡盘量具：游标卡尺(量程015()精度0.02mm)加工要求：Ra12.5刀具：<i>5中心钻2)计算切削用量毛坯直径加工余量at,=4.8”"”进给速度由表5-2(5)取f=0.15，"”"由机械工艺手册表15-24<5)取喙=20/min七+“&1000»",100OX20,o-oo.机床主轴转速”=TW=knh=1273.8r/nun3 .14×5查CA6140车床转速表取=1.280rmin实际切削速度匕=露=笔署=20.09m/minI(MX)I(MM)时间定额的计算1.=3.443nrz基本时间T,=1.=().028Hin："f辅助时间。=0.0056min作业时间7=Tf+T.=0.0336min4 .粗车<>20外圆（1）加工条件工件材料：45号钢机床：卧式车床CA6I40夹具：带定位的三爪卡盘量具：游标卡尺0150（精度0.02）加工要求：Ra12.5刀具：90,外圆车刀（主偏向90°副偏角IO0）（2）计算切削用如加工余量%,=7mm取f=0.8mnr.p=70mmin主轴转速=1.000=j000x70=891r/n.n叫3.14X28.8由机床转速表取.=900r/minv=rIOfX)普里0=707mmmI(M)O（3）时间定额的计算o=32mm=2nm/,=4mm基本时间3%卓=篙粉W辅助时间Tf=0.207；=0.20x0.11=0.02Bin作业时间=T1+T,=0.13min5 .切退刀槽I）加工条件工件材料：45机床：CA6140卧式车床夹具：带定位的三爪夹盘量具：游标卡尺（量程0150精度0.02mm）加工要求：Ra12.5刀具：切槽刀2）计算切削用量毛坯长度方向加工余量4=Itmn取f：=0.8v”/r查得切削速度Vf=TOmfninSWIO(X)1.Ioa)XTOfu,机床主抽转速=-T1.=k；-TT=891r/nun叫3.14X20由机床转速表表4-15(1)IRmh=900r/nin得实际vf加On100onX2()×900I(KM)=70.7nmin时间定额的计算计算切削长度/.=3三进给量/=O.Smn/r基本时间T,="±'t.XI=0.023minfi1辅助时间7,=0.004min作业时间Tz=Tf+T1=0.027nit）工序In1.车端面（I）加工条件工件材料：45机床：卧式车床CA6140夹具：带定位的三爪卡盘量具：游标卡尺0-150（精度0.02）加工要求：Ra1.2.5刀具：90°外圆车刀（主偏角90'副偏角10°）（3）计算切削用量=-7oo1X28.8x900100o=70.7mmin加工余珏=5nun取f=0.8n11r.取y=70mmin主轴转速z,=100-×70=891r11叫3.I4×28.8由机床转速表取.二900rmin（3）时间定额的计算/»=I2.5mmI=2mn/,=3nm基本时间14.4+2+3.Ti=-i!-=0.048Bin0.8X9辅助时间T1=0.20T,=0.20X0.W8=0.00«)Bin作业时间Tf=Tf+T1=().()57Bin2 .打左中心孔I）加工条件工件材料：45机床：CA6140卧式车床夹具：带定位的三爪卡盘量具：游标卡尺（量程0750精度0.02mm）加工要求：Ra1.2.5刀具：5中心钻2）计算切削用量毛坯直径加工余量ap=4.8""”进给速度由表5-2（5）¾/=0.15wrr由机械工艺手册表15-24（5）取r,=20/f1./minBI由10°OVC100OX20o.机床主轴转速=1273.8r/minKdf)3.14X5gCA6140车床转速表取=1280rnin实际切削速度5=1=,×5×128°=20.09n/minIO(X)I(XX)时间定额的计算Iw=3.443/W?基本时间T.=1.=0.028nin：nf辅助时间匚=0.0056min作业时间笈=Tf+T,=0.0336min3 .租车20外网（1）加工条件工件材料：45号钢机床：卧式车床CA6140夹具：带定位的三爪卡盘量具：游标卡尺0-150（精度0.02）加工要求：Ra12.5刀具：90°外圆车刀（主偏角90°副偏角10°）（2）计算切削用量加工余量,=7mm取f=0.8mnr>yr=70mmin主轴转速n=1.=1.0°0×7°=891.r11nn皿)3.14x28.8由机床转速表取.二90Ormin也还芷=707mminfIO100O（3）时间定额的计算I=32mm1=2mm/,=4mm基本时间辅助时间Tf=0.207,=0.20×().11=0.()2ain作业时间TiI=Tf+Tj=0.13min工序V1 .半精车中20外圆（I）加工条件工件材料:45号钢床:卧式车床CA6140具:双顶尖具:游标卡尺0-150（精度0.02）加工要求:Ra6.3刀具:90°外圆车刀（主偏角90°副偏角10°）（2）计算切削用址加工余量4,=1.5mm取/=0.4mmrp=90mmin主轴转速w=100=1000X90=|333|r/n皿3.14x21.5(3)时间定额的计算I=3211m1.=2mm/,=3mm基本时间辅助时间t=0.20r,=0.2()×0.13=O.()3三in作业时间tt=fj+=0.16nin2 .切倒角(1)加工条件工件材料：45号钢机床：卧式车床CA6140夹具：双顶尖量具：游标卡尺0150(精度0.02)加工要求:Ra12.5刀具：45°外圆车刀(2)计算切削用方加工余量=Imm查表取/=0.4mmr.1.=90mmin主轴转速由机床转速表取.=1400r/Nn（3）时间定额的计算215×14=89.3m,nin100OI(XK)I=Imm1.=2mm2=3mn基本时间÷/.fi1+2+3nn.=0.01Din0.4×14辅助时间0.2j,=0.2X0.01=0.01.nin作业时间工序V1.1 .半精车中20外圆（I）加工条件工件材料:45号钢床:卧式车床CA6140具:双顶尖具:游标卡尺0-150（精度0.02）加工要求:Ra6.3刀具:90°外圆车刀（主偏角90°副偏角10°）（2）计算切削用址加工余量4,=1.5mm取/=0.4mmrp=90mmin主轴转速w=100=1000X90=|333|r/n皿3.14x21.5(3)时间定额的计算I=3211m1.=2mm/,=3mm基本时间辅助时间t=0.20r,=0.2()×0.13=O.()3三in作业时间tt=fj+=0.16nin2 .切倒角(1)加工条件工件材料：45号钢机床：卧式车床CA6140夹具：双顶尖量具：游标卡尺0150(精度0.02)加工要求:Ra12.5刀具：45°外圆车刀(2)计算切削用方加工余量=Imm查表取/=0.4mmr.1.=90mmin主轴转速由机床转速表取.=1400r/Nn叫100O”20.3x14001000(3)时间定额的计算I=3211m1.=2mm/,=3mm基本时间/+1.+232+2+3t.=0.26'fit0.2×1400辅助时间I.=0.20r,=0.2()×0.26=O.()5三in作业时间tg=tj+tj=0.3Inin工序NI1.I.精车20外圆(1)加工条件工件材料：45号钢机床：卧式车床CA6140央具：双顶尖量具：游标卡尺0-150(精度0.02)加工要求：Ra1.6刀具：90°外圆车刀(主偏角90°副偏角10°)(2)计算切削用量加工余量4=0.3mm取/=0.2mm",=HOZmin主轴转速=1725.7r/minItfX)vfI(X)OX1.1.O叫一3.14x20.3实际切削速度100O20X7251000=493/min(3)时间定额的计算I=32mm1.=0.5d+(12)=3mm/,=3mmIS基本时间旦2=03511inO.I5×725辅助时间tf=0.2。=0.2x0.35=0.07作业时间工序XI,铳右端面槽(1)加工条件工件材料:45号钢床:X51立式铳床具:专用夹具具:游标卡尺量程0-120mm,精度0.02mm,加工要求:铳键槽，Ra1.2.5刀具:锯片铳刀(2)计算切削用量查表背吃刀量取叫=4进给速度取f=O.I5mmr切削速度取K=49mmin机床主轴转速KXX)vf叫1000x493.14×20=649r/nin由机床f速表并考虑机床，取n=725rnin实际切削速度Mon,20×725.a.100OIO(X)=49.3*?»/min(3)时间定额的计算/=4mmI=0.5d+(12)=3mm/,=3mmI基本时间=4+3+3.=024Nn0.15×725辅助时间=0.2/,=().2X0.35=().(“min作业时间第3章专用夹具设计3 .1工序内容及加工要求铳床夹具用来完成工序IX,通过装夹，完成对平面进行加工。定位采用不完全定位，限制5个自由度，通过两个短V里块，实现支掾与定位作用，采用压板压紧，同时实现工件的快拆与快换.夹具设计的主要目的是保证加工槽的位巴准确。工件固定在V型块上。V型块固定在底板上，地板固定在铳床燕尾槽上。42图3.1平面加工示意图4 .2定位基准选用V型块进行定位采用双V型块定位，限制4个自由度。加一个端面挡块限制I个臼由度采用螺栓连接方式夹紧图32V型块选用示意图2.使用压板进行夹紧WD图3.3压板示意图3.定位误差分析计算查表得一个短定位销定位误差公式为：dw=g("+T;+S)dw=0.004查表得双V形块组合定位误差公式为：dw(4)=上="+1.2sin£1.2AdW(A,)=-+c-×2sin-02sin-2sin-222dw<41.)=0.006dw（八）=O1.XW满足精度要求，所以能满足“¥声度要求”3. 3夹具结构设计及工作流程夹具结构设计底部使用丫型块定位，上方使用压板手动夹紧.工作流程将工件放到V型块上，压板手动用紧使用立式铳床对平面进行加工。图3.5夹具装配图3.4经济计算车床：1.46/60X13X10000=3163铳床：0.7360×16X10000=1946车床月折旧额=350OoX(1-5%)/10/12=277.08铳床月折旧额=500OOX(1-5%)/10/12=395.83人工费:车工1.46/6OX10000X15=3650铳工0.73/60×100OOX15=1825总计：3163+1946+277.08+395.83+3650+1825=11929.82元第4章总结经过为期两周的机械制造基础课改让我们的专业知识有了次质的升华，通过对书籍对网络的查找我们/解到毛胚的选择要灵活，零件的尺寸要精准，对于不同的粗糙度要求需要对加工有很大要求。对于不同的加工平面要选择不同的刀具进行加工。在加工端面槽时应该用锯片铳刀，对于不同的工序乂是还应该进行专用夹具设计。对于不同的工序最后应该还有一个时间和成本计算，毕竟我们设计的东西要进行工厂量产。参考文献1吴圣庄.金脑切削机床.机械工业出版社，1990：2-32王先途.机械制造工艺学.清华大学出板社,1991：8-83史美堂.佥M材料与热处理.上海科学技术出版社，1992：2-74何平.数控加工中心操作与嫡程实训教程.国防工业出版社,2006:5-45管殿柱.AutoCAD2000机械一工程绘图教程.机械工业出板社，2003:5-76龚定安,蔡建国.机床夹具设计原理,陕西科学技术出版社，1985:12-87黄毅宏,李明辉.模具制造工艺.机械工业出版社.1999C78冯之敬.机械制造工程原理.清华大学出版社，1999:4-79方沂,数控机床微程与操作.国防工业出版社,1999:9-7