傳動軸花鍵軸工藝及銑花鍵槽夾具設(shè)計(jì)參考素材
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制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“花鍵傳動軸”零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 設(shè)計(jì)工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容:1 零件圖 1張2. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 3. 夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張 4. 夾具設(shè)計(jì)零件圖 1張 5. 課程設(shè)計(jì)說明書 12張目錄一 零件分析(1)二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(1)三 夾具設(shè)計(jì) (12)四 設(shè)計(jì)心得 (13)五 參考文獻(xiàn) (14)一、零件的分析(一) 零件的作用題目所給的零件是花鍵傳動軸,為花鍵傳動中的傳動軸,起傳動的作用。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式 選擇鍛件毛坯。(二)基面的選擇(1)基準(zhǔn)的選擇: 該零件既是花鍵軸又是階梯軸,其加工精度又要求較高,因此選中心孔B3/7.5做為設(shè)計(jì)和工藝基準(zhǔn)。(三)制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、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(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,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。1.工藝路線方案一工序一 下料工序二 夾一端,車端面,見平即可,鉆中心孔B3/7.5工序三 倒頭裝夾工件,車端面,保證總長175工序四 以中心孔定位裝夾工件粗車外圓各部。工序五 去毛刺工序六 以兩中心孔定位裝夾工件。精車,半精車各部尺寸,倒角工序七 一夾一頂裝夾工件,粗,精銑花鍵工序八 熱處理 :調(diào)質(zhì)處理255302HB工序九 按圖樣要求檢查各部尺寸及精度。(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“花鍵傳動軸”; 零件材料為40MnB,硬度為255302HB,毛坯質(zhì)量為6.37。生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn),鍛造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差(32內(nèi)孔及端面)。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.22.5,取20,50端面長度余量均為2.5(均為雙邊加工)車削加工余量為: 粗車 1.5mm半精車 1mm3. 其他尺寸直接鍛造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。(五)確立切削用量及基本工工序一 下棒料 1. 加工條件 工件材料:40MnB,b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ,2553 02HB,型鋼。機(jī)床:CR6150工藝手冊表74刀具:W18Cr4V高速鋼 ,牌號W18,硬度6366HRC, 型機(jī)夾切斷車刀:=20,=22,=125。2. 切削用量 1)切削深度 因?yàn)槭乔袛啵詀p = 36。工藝手冊表1129 2)進(jìn)給量 =0.20/工藝手冊表1129 3)查后刀面最大磨損及壽命 查工藝手冊表1125,后刀面最大磨損為0.40.6。壽命T=60。 4)計(jì)算切削速度 由機(jī)械加工工藝手冊表848,(以下稱工藝手冊2)得, 算得 =70/。 5)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=319/。 按機(jī)床說明書(見工藝手冊表4.2),與319/相近 的機(jī)床轉(zhuǎn)速為360/,故選擇360/的轉(zhuǎn)速. Vf=0.20360=72/. 所以實(shí)際切削速度為=79/.6) 計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=36/72=0.5.工序二 粗車端面,鉆中心孔1. 加工條件工件材料:40MnB,b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ,2438HRC,型鋼。 加工要求:粗車M241.58端面,鉆中心孔。 機(jī)床:CR6150工藝手冊表74 刀具:+。硬質(zhì)合金鋼車刀,牌號YT15,硬度78HRC,工藝手冊表103。 45端面銑刀尺寸;=140,=25,=16。工藝手冊表1099。2. 切削用量 1)切削深度: ap= 3 工藝手冊表1126。 2)進(jìn)給量 :=0.25/ 工藝手冊表1126。 3)查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊表1125,后刀面最大磨損為1.01.4。壽命T=60。 4)計(jì)算切削速度 由工藝手冊2表848,得, =138 /.5)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=628/。按機(jī)床說明書(見工藝手冊表4.2),與628/相近 的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600/. ,故選擇600/的機(jī)床.所以實(shí)際切削速度為=120/. Vf=0.25600=150/。 6) 計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=36/150=0.24 查工藝手冊表10180,選用帶護(hù)錐中心鉆(B型) =2.50,材料為高速鋼。主軸轉(zhuǎn)速=628/,切削深度=10。工序四 粗車1加工條件工件材料:40MnB,b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ,2438HRC,型鋼。加工要求:粗車外圓各部。機(jī)床:CR6150工藝手冊表74。刀具:+。硬質(zhì)合金鋼車刀,牌號YT15,硬度78HRC,工藝手冊表103。95外圓車刀,=140,=25,=16。工藝手冊表10100。2. 切削用量1)切削深度: ap= 3 工藝手冊表1126。 2)進(jìn)給量 :=0.75/ 工藝手冊表1126。 3)查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊表1125,后刀面最大磨損為1.01.4。壽命T=60。 4)計(jì)算切削速度 由工藝手冊2表848,得, =123/。5)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=612/。根據(jù)機(jī)床選取=600/。Vf=0.75600=450/。所以實(shí)際切削速度為=120/。 粗車不同軸處的切削速度:Vc2 =/1000=90/。Vc3=/1000=87/。 Vc4=/1000=69 /。Vc5=/1000=60/。 Vc6=/1000=49/。6) 計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=260/450=0.577。工序六 精車1加工條件工件材料:40MnB,b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ,2438HRC,型鋼。加工要求:精車各部尺寸,留磨削余量0.4,各處倒角C1,粗、精車螺紋機(jī)床:CR6150工藝手冊表74。刀具:+。硬質(zhì)合金鋼車刀,牌號YT15,硬度78HRC,工藝手冊表103。95外圓車刀,=140,=25,=16。工藝手冊表10100。2. 切削用量1)切削深度: ap=1.6,工藝手冊表1127。2)進(jìn)給量 :=0.14 ,工藝手冊表1127。3)查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊表1125,后刀面最大磨損為0.40.6。壽命T=60 4)計(jì)算切削速度 由工藝手冊2表848,得, =198/。5)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=955/ 根據(jù)機(jī)床選取=900/Vf=0.14900=126/。所以實(shí)際切削速度為=176/。 精車不同軸處的切削速度: =131/ =125/=100/ =86/ =68/6)計(jì)算基本工時(shí) tm=2工序七 磨削1加工條件工件材料:40MnB,b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ,2438HRC,型鋼。加工要求:以兩孔定位裝夾工件。粗,精磨外圓各部至圖樣尺寸。 機(jī)床:萬能外圓磨床MW1420,表面粗糙度0.16,工藝手冊表7117。 選取陶瓷劑平行小砂輪,由工藝手冊中磨料選擇各表中,選擇結(jié)果為 WA46KV6P2046其含義為:砂輪磨料為白剛玉,粒度為,硬度為中軟1級,陶瓷結(jié)劑, =35,=10,=6。工藝手冊表102812. 切削用量 根據(jù)工藝手冊表11172查得,=0.0222/ 工件縱向進(jìn)給量=0.5/, 砂輪速度=20/,轉(zhuǎn)速=1050/.3、切削工時(shí) 當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí) (見工藝手冊表6.2-8)式中 加工面積 單面加工余量0.2 系數(shù)1.10 工作臺移動速度 工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 0.822min工序八 銑花鍵 1 加工條件工件材料:40MnB,b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ,2438HRC,型鋼。加工要求:一夾一頂裝夾工件,粗,精銑花鍵機(jī)床:X62W2. 切削用量 選取銑刀類型及其參數(shù):根據(jù)花鍵軸參數(shù),選取高速鋼尖齒槽銑刀,其直徑D=40,銑刀厚度L=18,齒數(shù)Z=16 選取每齒進(jìn)給量af:根據(jù)銑刀結(jié)構(gòu)及其參數(shù),加工性質(zhì)和銑削寬度 ae=(120-112)/2=4mm按表選取每齒進(jìn)給量af=0.04mm/z 確定刀具耐久度T:按表18。2-14確定銑刀耐久度T=120min 選擇切削速度V:根據(jù)表18.2-14選取切削速度V,按條件D=40; L=10-16;Z=16;T=120min和af=0.04mm/z,取V1=45m/min,又根據(jù)不同的加工條件進(jìn)行修正計(jì)算。 按表18.2-19,工件硬度為255302HB時(shí),取Kmv=1.27,最后確定V=V1,Kmv=451.27=57.15m/min. 確定銑床主軸轉(zhuǎn)速N N=100V/D=100057.15/100=181.91r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書,選定N=190r/min 最后確定的切削速度為: V=100190/1000=59.69r/min 確定每分鐘進(jìn)給量Vf Vf=AfZN=0.0418190=136.8mm/min 根據(jù)X62W銑床說明書,確定Vmm/min 校驗(yàn)機(jī)床電動機(jī)功率:選取切削功率Pm=1.1kw,按公式PmPe,則 1.10.857.5 1.16.375所以滿足要求 計(jì)算縱向工作臺的工作行程長度: L=l+L1+L2 花鍵長度l=95mm,則L1=21mm 取L2=3mm,L=400+21+3=424mm(3) 切削工時(shí) 計(jì)算機(jī)動時(shí)間:Tm=LN/Vf=42410/118=35.9min三、 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮,選擇中心孔B3/7.5為基準(zhǔn),即一端夾緊,另外一端頂住,使工件定位。再使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。2 切削力和卡緊力計(jì)算銑削切削力的確定: 算得=25.71N注: F銑削力(N); 在高速鋼(184V)銑刀銑削時(shí),考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù);銑削深度(),指銑刀刀齒切入和切出工件過程中,接觸弧在垂直走刀方向平面中測得的投影長度; 每齒進(jìn)給量(); 銑刀直徑();銑削寬度()(指平行于銑刀軸線方向測得的切削層尺寸);銑刀的齒數(shù);用高速鋼(184V)銑刀銑削時(shí),考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。 切削扭矩的確定: = =21.7N夾緊力的確定: 防止工件轉(zhuǎn)動:=1.30(N)=所以工件所需的實(shí)際切削力為42.54N。3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)心得經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),對以前學(xué)習(xí)過的課程有了一定的復(fù)習(xí),并在課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,在以后的學(xué)習(xí)過程中可以加以彌補(bǔ)。這次課程設(shè)計(jì)對我來說最大的作用是,為緊接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打了一個(gè)基礎(chǔ),有了一次獨(dú)立作業(yè)的機(jī)會,可以少犯一些錯誤,少走一些彎路。在這次課程設(shè)計(jì)中,有以下體會;一是不能拖,要盡快做,按著進(jìn)度一步一步做下去;二是對自己要嚴(yán)要求,不能隨便搞一下。三是要學(xué)會查資料,利用各種工具書,特別是手冊。四是整個(gè)設(shè)計(jì)過程應(yīng)該是先緊后松,而不是倒過來。五是要善于發(fā)現(xiàn)問題,與指導(dǎo)老師交流。
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