哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 制定小卡軸（如下圖）的加工工藝，設(shè)計銑8的銑床夾具 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 機電12-3 學(xué) 號： 1230120310 姓 名： 姜曉宇 指導(dǎo)教師 張中然 機械工程系2015年 11 月 20 日目錄序 言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析2第2章 工藝規(guī)程設(shè)計42.1 確定毛坯的制造形式42.2 基面的選擇42.3 制訂工藝路線62.4 機械加工余量的確立6第3章 夾具設(shè)計123.1 定位基準(zhǔn)的選擇123.2 切削力及夾緊力的計算123.3 夾具簡要操作說明14總結(jié)16參考文獻(xiàn)172序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。小卡軸的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。第1章 零件的分析1.1 零件的作用 小卡軸的作用，待查。1.2 零件的工藝分析1零件的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/mm公差等級/mm表面粗糙度值/m軸左右端面60+1IT106.320外圓面20h10IT106.316外圓面16h10IT106.312外圓面12h10IT106.310退刀槽10h10IT106.3銑平行面IT106.32. 毛坯選用普通模鍛,材料為45剛，具有較高的硬度、耐磨性。先進(jìn)行粗加工鋸去多余部分,然后加工軸左右端面,再加工階梯軸外圓表面.最后精加工。第2章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式由于階梯軸類零件工作時，某些部位如軸頸（主要是與滑動軸承配合的軸頸）往往要承受摩擦、磨損，嚴(yán)重時可能發(fā)生咬死（又稱抱軸）現(xiàn)象，使軸類零件運轉(zhuǎn)精度下降。有時還需要承受多種載荷的作用，為增強階梯軸的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。由于中批量生產(chǎn),采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更嚴(yán)重的還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點為原則：a應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作為基準(zhǔn)。b當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。c要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。d當(dāng)全部表面都需要加工時，應(yīng)選余量最小的表面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。該小卡軸的外圓表面和左、右端面互為基準(zhǔn)作為粗基準(zhǔn)，以保證為后序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。根據(jù)小卡軸零件的技術(shù)要求和裝配要求,選擇該小卡軸軸線作為精基準(zhǔn),零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工,即遵循”基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則.小卡軸設(shè)計基準(zhǔn)是軸線,選用其作為精基準(zhǔn)定位加工軸的外圓表面,實現(xiàn)設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合,保證了被加工表面的垂直度要求.選擇精基準(zhǔn)的原則時，重點考慮的是有利于保證工件的加工精度并使裝夾更為方便。2.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。此外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。表3.1 工藝路線工序號工序內(nèi)容工序一鍛造、調(diào)質(zhì)處理工序二粗車左端面工序三左端面打中心孔工序四粗車右端面工序五右端面打中心孔 工序六車201612外圓面工序七車10退刀槽工序八車12外圓面工序九銑8平行面工序十檢驗2.4 機械加工余量的確立1. 左端面由于左右端面要與其他接觸面接觸，粗糙度要求為6.3，查相關(guān)資料知粗車余量留1mm，半精車余量0.5mm。2. 外圓面粗車外圓面至21，加工余量1mm,半精加工至20，加工余量0.5mm粗車外圓面至17，加工余量1mm,半精加工至16，加工余量0.5mm粗車外圓面至13，加工余量1mm,半精加工至12，加工余量0.5mm車槽至10，加工余量1mm,粗車右端外圓面至13，加工余量1.5mm,半精加工至12，加工余量0.5mm粗銑平行面至9mm, 加工余量1.5mm,半精加工至8mm，加工余量0.5mm工序1：粗車軸兩端面(1）工具材料：45號剛，b=170240MPa，模鍛；工件尺寸63mm，23mm加工要求：粗車軸兩端面，加工余量1mm;機床：C6140車床確定粗車端面刀具類型：YT15硬質(zhì)合金焊接式車刀；刀具耐用度T=240min；刀具尺寸25mmx25mm;刀片厚度6mm; 010后角0= 6，副后角0=6，刃傾角s=0，主偏角Kr=75，副偏角Kr=15。（2）切削用量確定切削深度ap：因為余量較小，故選擇ap=1mm確定每次進(jìn)給量fz由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端車，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用YT15硬質(zhì)合金端車刀加工，機床功率為7.5kw（據(jù)簡明手冊表1.27，C6140車床）f0.7mm/min故選擇：f=0.51mm/min（3）計算切削速度vc根據(jù)機械制造工藝與裝備表2-20，查得各修正系數(shù)為：Cv=242=xv=0.15 yv=0.35 m=0.20切削速度Vc=93m/min（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：nsp=1000vc/dw=400.2r/min.最終確定主軸轉(zhuǎn)速為：400r/min（5）計算基本工時查機械加工工序設(shè)計指導(dǎo)書表3.9得，Tb=4/400=0.04min。工序2：粗車小卡軸外圓面（1）確定粗車外圓刀具類型：YT15硬質(zhì)合金焊接式車刀；刀具耐用度T=240min；刀桿尺寸25mmx25mm；刀片厚度6mm；010后角06，副后角0=6，刃傾角s=0,主偏角Kr=75,副偏角Kr=0。（2）確定切削用量粗車外圓，加工余量為2mm,四走刀，則單邊吃刀量為asp=2/1=1mm（3）確定進(jìn)給量 由切削用量簡明手冊HT200，刀桿尺寸25x25，工件直徑為32mm，則f=0.40.5。再由簡明手冊表4.23查取f=0.45。 （4）選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度由切削用量簡明手冊表1.9查取后刀面磨損最大限度為0.81.0。（5）確定切削速度VC根據(jù)機械制造工藝與裝備表2-20，查得各修正系數(shù)為： Cv=242=xv=0.15 yv=0.35 m=0.20切削速度Vc=93m/min（6）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/dw=400.2r/min.最終確定主軸轉(zhuǎn)速為：400r/min 計算基本工時查機械加工工序設(shè)計指導(dǎo)書表3.9得，Tb=211/(400*0.51)=1.03min工序3 半精車小卡軸外圓面（1）確定半精車外圓刀具類型：YT15硬質(zhì)合金焊接式車刀；刀具耐用度T=240min；刀桿尺寸25mm25mm；刀片厚度6mm；012后角06，副后角0=6，刃傾角s=3,主偏角Kr=45,副偏角Kr=15。（2）確定背吃刀量半精車外圓，加工余量為0.5mm,四次走刀確定進(jìn)給量由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表560得f=0.030.3mm/r。再由簡明手冊表412查取f=0.28mm/r。（3）選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度后刀面磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.81.0,耐用度為T=240min。（4）確定切削速度VC根據(jù)機械制造工藝與裝備表2-20，查得各修正系數(shù)為：Cv=198=xv=0.15 yv=0.30 m=0.18切削速度Vc=53m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/dw=562.6r/min.最終確定主軸轉(zhuǎn)速為：560r/min（5）計算基本工時查機械加工工序設(shè)計指導(dǎo)書表3.9得Tb=154/(560*0.28)=0.98min。工序4 切槽切槽車刀，YG8硬質(zhì)合金，前刀面帶倒棱形，主偏角90，前10，后角6，副偏角2o，刃傾角0，刀尖圓弧直徑0.5mm。（1）確定背吃刀量加工余量為1mm,一次走刀（2）確定進(jìn)給量由切削用量簡明手冊表314得f=0.20.3mm/r。再由簡明手冊表412查取f=0.28mm/r（3）選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度后刀面磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.81.0,耐用度為T=240min（4）確定切削速度VC根據(jù)機械制造工藝與裝備表2-20，查得各修正系數(shù)為：Cv=68.8=xv=0.15 yv=0.40 m=0.25 Kv=0.71切削速度Vc=27m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/dw=429.9r/min.最終確定主軸轉(zhuǎn)速為：450r/min（5）計算基本工時查機械加工工序設(shè)計指導(dǎo)書表3.9得，Tb=8*4/(450*0.28)=0.25min。工序5 ：銑8平行面刀具選取立銑刀，刀片采用YG8。（1）確定背吃刀量加工余量為1.5mm,一次走刀（2）確定進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取=500（3）計算工時切削工時：，則機動工時為第3章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計工序9：銑8平行面的銑床夾具，機床選用X52K立式銑床。3.1 定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)定位要求，選擇20圓柱面作為主要定位基準(zhǔn)面。將該圓柱面的左端面作為輔助定位基準(zhǔn)面。本工序只限制工件的5個自由度即可。定位元件分別為固定V形塊和活動V形塊，輔助定位平面就設(shè)定在V形塊的平面上。3.2 切削力及夾緊力的計算刀具： 采用立銑刀機床： X52K型立式銑床由3 所列公式 得查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 入上式，可得 F823.6N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質(zhì)系數(shù)1.1為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機 由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘：公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數(shù):6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠。3.3 夾具簡要操作說明設(shè)計要求采用手動加緊機構(gòu)，因此，本夾具采用偏心槽輪機構(gòu)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏心槽輪時，通過安裝在偏心槽中的滑柱使活動V形塊移動，實現(xiàn)夾緊動作。夾具上裝有對刀塊，可以便在銑削時將銑刀正確地對準(zhǔn)工件加工部位。同時，夾具體地面上的一對定位槽可使整個夾具在機床工作臺上有一正確地安裝位置，以便于銑削加工。夾具裝配圖如下圖所示：總結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次