左鎖緊螺桿機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計【含11張CAD圖紙】
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左鎖緊螺桿零件的
機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
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機械加工工藝規(guī)程與機床夾具設(shè)計
一 設(shè)計任務(wù)
1.設(shè)計課題：左鎖緊螺桿機械加工工藝規(guī)程制定及鉆孔的夾具設(shè)計
2.生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)
二 設(shè)計說明書
序言
機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了《機械制造工藝學(xué)》后，進行生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上安排的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生全面地綜合運用本課程及其有關(guān)已修課程的理論和實踐知識進行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
通過這次課程設(shè)計培養(yǎng)我們運用機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的知識，獨立地分析和解決問題，初步具備設(shè)計零件夾具和加工工藝規(guī)程的能力。提高自己計算、識圖、制圖、編寫技術(shù)文件等基本技能，熟悉并運用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書，為以后進行畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。
1.零件加工工藝設(shè)計
（1）零件的工藝性審查
1）零件的結(jié)構(gòu)特點
該零件為細長軸類零件，零件的形狀比較簡單，屬于較簡單的零件，結(jié)構(gòu)簡單
2）主要技術(shù)要求：
①未注倒角1×45。
②φ8端部淬硬。
3）加工表面及要求
①φ8軸：保證直徑尺寸為φ8mm，長度為90mm，表面粗糙度R3.2μm。兩端倒角為1×45。
②M10螺紋：保證尺寸為M10mm，螺紋長度為40mm，表面粗糙度R6.3μm。 兩端倒角1×45。
③φ5孔：孔徑φ5mm，孔中心線離軸承端面10mm。
④槽5：保證槽寬尺寸為5mm，表面粗糙度為R3.2，槽的深度為20mm。
⑤φ16軸：保證直徑尺寸為φ16mm，長度為25mm。
⑥整根軸的長度為160mm。
4）零件材料
零件材料為35號鋼，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，有良好的塑性和適當強度，多在正火和調(diào)質(zhì)后使用。
（2）毛胚選擇
1）確定毛胚的類型及制造方法
由于零件材料回轉(zhuǎn)體零件，外形比較簡單，為降低成本，因此選擇圓棒料。
2）確定毛胚的形狀、尺寸及公差
毛胚的尺寸如附圖1所示。
附圖1
3）確定毛胚的技術(shù)要求
①圓形棒料無明顯的缺陷
②機加工前消除內(nèi)應(yīng)力
③繪毛胚圖根據(jù)附圖1所示，在各加工表面加上加工余量。
（3）基準選擇
零件圖附圖2所示
附圖2
由于零件圖中所示零件主要尺寸為徑向尺寸，且其行位公差以φ8，φ10，φ16為設(shè)計基準，因此首先需加工軸兩端面以及各段軸，為后續(xù)高要求的工序做好準備。
工藝順序的安排原則有四點：、
1. 先加工基準面，再加工其他面。
2. 一般情況下，先加工平面，再加工孔。
3. 先加工主要平面，再加工次要平面。
4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。
根據(jù)上述四條工序安排原則以及粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面的基準如下：
1）兩端面：互為基準；
2）16軸（粗，半精加工）：8端面；
3）10軸（粗，半精加工）：8端面；
4）8軸（粗，半精加工）：；8端面
5）φ5孔：16端面，軸心線（精基準）；
6）槽5×20：16端面，軸心線（精基準）
（4）擬定機械加工工藝路線
1）確定各加工面的加工方法及加工路線
該零件加工表面為：5的孔，上下端面，軸外圓，螺紋軸，銑槽。根據(jù)各表面的精度要求和表面粗糙度要求，5的孔加工路線為鉆、鉸；上下斷面加工路線為車削；軸外圓的加工路線為粗車，精車；螺紋軸加工路線為粗車，精車；銑槽的加工路線為銑。
2)擬定加工工藝路線
①工藝路線方案一
工序Ⅰ 車削φ8端面.
工序Ⅱ 粗車φ16，長度162.5mm，粗車φ10，長度135mm，粗車外圓φ8，長度90mm。
工序Ⅲ 半精車外圓φ8，長度90mm，半精車φ10，長度45 mm，半精車φ16，長度25mm。車削螺紋M10，長度40mm.。切斷工件，保證長度162.5mm. 調(diào)頭車端面φ16
工序Ⅳ 鉆孔Ф4.8，中心線距Ф16端10mm。鉸孔φ5。
工序Ⅴ 車螺紋M10，φ8端倒角，螺紋M10端倒角
工序Ⅵ 銑通槽，寬5 mm，深20 mm.
工序Ⅶ φ8局部淬火，長度90mm.
工序Ⅷ 清洗，去毛刺。
工序Ⅸ 檢驗
（5）確定機械加工余量、工序尺寸及公差
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》以下簡稱《工藝手冊》，分別確定加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：
工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度R
工序Ⅰ 1.車削φ8端面 2.5 mm 197.5 mm 12.5
工序Ⅱ 1. 粗車削外圓φ16 0.75mm φ16.5mm 12.5
2.粗車削外圓φ10 3mm φ10.5mm 12.5
3.粗車削外圓φ8 1 mm φ8.5mm 12.5 工序Ⅲ 1.半精車外圓φ8 0.25 mm φ8mm 3.2
2.半精車外圓φ10 0.25 mm φ10mm 3.2
3.半精車外圓φ16 0.25mm φ16mm 3.2
4.切斷工件φ16 35mm 162.5mm 12.5
5調(diào)頭車φ16端面 2.5mm 160mm 12.5
工序Ⅳ 1.鉆孔φ5 2.4mm φ4.8 3.2
2.鉸孔φ5 0.1mm φ5 3.2 工序Ⅴ 1.車外螺紋M10 1mm 8.0515 6.3
工序Ⅵ 1.銑通槽5 2.5 mm 5 3.2
工序Ⅶ φ8端部淬硬
(6)選擇機床設(shè)備及工藝裝備
根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件,為了滿足生產(chǎn)需要,現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為：
工序Ⅰ CA6140車床,YT15外圓車刀,0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺.
工序Ⅱ CA6140車床,YT15外圓車刀, 切斷刀YT15,刀寬3mm,0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺。
工序Ⅲ CA6140車床,YT15外圓車刀,0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺。
工序Ⅳ Z3025×10/1搖臂鉆床, φ4.8直柄麻花鉆,專用夾具, 0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺. φ5錐柄機用鉸刀。
工序Ⅴ CA6140車床,YT15外圓車刀,0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺，高速鋼螺紋車刀。
工序Ⅵ X62W 臥式銑床,YT-15錯齒三面刃銑刀,D=80，d=27,Z=16,L=5專用夾具0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺。
(7)確定切削用量及基本工時
1) 工序Ⅰ 車削φ8端面。
加工條件: CA6140車床,YT15外圓車刀,專用夾具,柴油冷卻.
① 車削φ8端面
(a) 確定被吃刀量 端面的總加工余量為2.5 mm，一次走刀加工，a= 2.5 mm.
(b) 確定進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》以下簡稱《切削手冊》表1.4，刀桿尺寸為20×20，a3 mm，以及工件直徑為20，f=0.3~0.4mm/r,查工藝手冊表4.2-3，根據(jù)機床的橫向進給量取f=0.39 mm/r。
(c) 計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表1.27，表1.28，C=242.m=0.2,x=1.y=0,修正系數(shù)刀具k=1.08,刀具壽命選T=60min
v===45.6（m/min）
(d) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=r/min)
根據(jù)《工藝手冊》表4.2-2與807.3 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為710 r/min，760r/min及900 r/min。現(xiàn)選n=760 r/min，所以實際切削速度為43m/min。
(e) 計算基本時間 《工藝手冊》表6.2-1，l=18,l=2,l=l=0.
2）工序工序Ⅱ 1. 車削外圓φ16 ，車削外圓φ10，車削外圓φ8
①粗車φ18—16.5，長度162.5mm。
(a) 確定被吃刀量 外圓的總加工余量為1.5 mm，一次走刀加工，a= 0.75mm。
(b) 確定進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》以下簡稱《切削手冊》表1.4，刀桿尺寸為20×20，a3 mm，以及工件直徑為20，f=0.3~0.4mm/r,查工藝手冊表4.2-3，根據(jù)機床的橫向進給量取f=0.39 mm/r。
(c) 計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表1.27，表1.28，C=242.m=0.2,x=0.15.y=0,修正系數(shù)刀具k=1.08,刀具壽命選T=60min
v===40m/min
（d）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=r/min)
根據(jù)《工藝手冊》表4.2-2與707r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為710 r/min ，760r/min現(xiàn)選n=760 r/min，所以實際切削速度為43m/min。
(e) 計算基本時間 《工藝手冊》表6.2-1，l=162.5,l=2,l=3
t==
②車削外圓φ16.5—φ10.5，長度135 mm
（a）確定被吃刀量 外圓的總加工余量為6 mm，一次走刀加工，a= 3 mm.
(b)確定進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》以下簡稱《切削手冊》表1.4，刀桿尺寸為20×20，a3 mm，以及工件直徑為20，f=0.3~0.4mm/r,查工藝手冊表4.2-3，根據(jù)機床的橫向進給量取f=0.39 mm/r。
(c)計算切削速度 根據(jù)《切削手冊》表1.27，表1.28，C=242.m=0.2,x=0.15.y=0,修正系數(shù)刀具k=1.08,刀具壽命選T=60min
v===38.025(m/min)
（d）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=r/min)
根據(jù)《工藝手冊》表4.2-2與734 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為710 r/min及760r/min?，F(xiàn)選n=760 r/min，所以實際切削速度為39.4m/min。
(e) 計算基本時間 《工藝手冊》表6.2-1，l=135,l=2,l=0
t==
③車削外圓φ10.5—φ8.5，長度90mm
(a)確定背吃刀量 外圓的總加工余量為2mm，一次走刀加工，=1mm
(b)確定進給量 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-3，刀桿尺寸為20X20, ≤3mm以及工件直徑為6～18時，=0.3～0.4mm/r, 根據(jù)機床的進給量取=0.39mm/r。
(c)計算切削速度 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-6，由于刀具為高速鋼刀具，故可查得外圓切削速度=0.45m/s，即=27m/min.
(d)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
=27*1000/10.5/3.14=819m/min
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表10-7，與819m/min相近的機床轉(zhuǎn)速為760 r/min 或900 r/min，現(xiàn)選=760 r/min，所以實際切削速度v=25.1m/min.
(e)計算基本工時 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-32，=2 mm，=0mm, =90mm
t=92/760/0.39=18.6s
3）工序工序Ⅲ
①半精車?8的外圓達到圖紙要求
(a)確定背吃刀量 外圓的總加工余量為0.5mm，一次走刀加工，=0.25mm
(b)確定進給量 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-5，表面粗糙度為3.2, 加工材料為鋼根據(jù)機床的進給量取=0.25mm/r。
(c)計算切削速度 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-6，由于刀具為高速鋼刀具，故可查得外圓切削速度=0.45m/s，即=27m/min.
(d)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
=1000*27/3.14/8.5=1011 r/min
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表表10-7，與1011r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1120 r/min，現(xiàn)選=1120 r/min，所以實際切削速度v=29.9m/min.
(e)計算基本工時 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-32，=5 mm，=3mm, =27mm
（min）
②半精車?10.5的外圓到?10
(a)確定背吃刀量 外圓的總加工余量為0.5mm，一次走刀加工，=0.25mm
(b)確定進給量 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-5，表面粗糙度為3.2, 加工材料為鋼根據(jù)機床的進給量取=0.25mm/r。
(c)計算切削速度 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-6，由于刀具為高速鋼刀具，故可查得外圓切削速度=0.45 m/s，即=27m/min.
=1000*27/3.14/10.5=819m/min
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表10-7，與819m/min相近的機床轉(zhuǎn)速為710 r/min 或900 r/min，現(xiàn)選=900 r/min，所以實際切削速度v=29.7m/min.
(e)計算基本工時 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-32，=5 mm，=3mm, =45mm
（min）
③半精車?16.5的外圓到?16
(a)確定背吃刀量 外圓的總加工余量為0.5mm，一次走刀加工，=0.25mm
(b)確定進給量 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-5，表面粗糙度為3.2, 加工材料為鋼根據(jù)機床的進給量取=0.25mm/r。
(c)計算切削速度 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-6，由于刀具為高速鋼刀具，故可查得外圓切削速度=0.45m/s，即=27m/min
(d)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
=1000*27/3.14/16.5=521r/min
根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表10-7，與521r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min 或560 r/min，現(xiàn)選=560 r/min，所以實際切削速度v=29m/min.
(e)計算基本工時 根據(jù)《實用機械制造工藝設(shè)計手冊》表8-32，=5 mm，=3mm, =25mm
=33/0.25/560=0.24（min）
3）工序工序Ⅳ 鉆孔Ф4.8， 鉸孔φ5
加工條件：Z3025×10/1搖臂鉆床，φ4.8直柄麻花鉆,專用夾具，0~200/0.02mm游標卡尺,鋼直尺， φ5錐柄機用鉸刀。
①鉆孔Ф4.8，中心線距Ф16端面10mm
根據(jù)《切削手冊》
確定進給量 ≤8mm，HBW≤200,所以按《工藝手冊》f=0.22～0.28mm/r,取f=0.25 mm/r
（a） 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度，按《工藝手冊》。取鉆頭后面的最大磨損量為0.8mm，耐用度T=45min.
（b） 計算切削速度 按《工藝手冊》查得=6.6 ，m=0.2，=0，=0.5， =0.4，=1，=1，=0.95
===11.74(m/min)
===934.7（r/min）取=1000 r/min，
所以實際切削速度V=15.07(m/min)
(d) 計算基本時間 按《工藝手冊》表得，=16mm, =D/2+1.5=4mm,=3mm
==23/（1000*0.25）=0.092（min）
②鉸孔φ5
(a)確定進給量, 切削速度.由于是通孔加工，為了避免孔即將鉸穿時鉸刀容易折斷，孔徑很小，宜采用手動進給。根據(jù)《切削手冊》表，f=0.2~0.4,v=8~12m/min,查《工藝手冊》表，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取f=0.35 mm/r，n=125r/min，實際切削速度=1.96 m/min。
(b)計算基本時間 根據(jù)《工藝手冊》表，l=16mm,l=4mm,l=4mm
4）工序Ⅴ 車外圓螺紋 φ8端倒角，螺紋M10端倒角
①車外圓螺紋
車床CM6140
刀具材料：高速鋼，螺紋刀型號LN1216-03，，，，基本尺寸40mm。
進給量：f=1mm/r，分5次走刀，背吃刀量0.6mm、0.3mm、0.1mm、0.062mm、0.013，查表1.18，可知使用高速鋼切螺紋時，切削速度9-12m/min，取V=10m/min，則
查《簡明手冊》表1.31可取 n=320r/min
所以實際切削速度
，符合條件
計算切削時間：,其中, ,q=1
Tj1=（40+2+4）/320*5=43.125,取T=44s
②φ8端倒角，螺紋M10端倒角
加工條件：CA6140車床，專用夾具，YT15外圓車刀，柴油冷卻
參照車端面，現(xiàn)選n=1000 r/min，所以實際切削速度
a）φ8端倒角：V=3.14*8*1000/1000=25.1m/min
b）螺紋M10端倒角：V=3.14*10*1000/1000=31.4 m/min
5）工序Ⅵ
①銑通槽φ5
加工條件：X62W臥式銑床，三面刃直尺銑刀，YT15刀片，銑刀齒數(shù)20，寬5mm，刀盤直徑160mm,專用夾具，柴油冷卻,加切削液
（a）確定背吃刀量 由毛坯圖已知銑削寬度at=5mm, 銑削深度=20mm
(b)確定每齒進給量 按《工藝手冊》表取f=0.06mm/z
(c)確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 T=150mm/min
=270,=0.1=0.4,=1.1,=0.21,=0.3,m=0.35,=0
==*1.1=210.35(m/min)
===418.5(r/min)
取=420 r/min，則實際切削速度v=211(m/min)
工作臺每分鐘進給量為=0.06*20*60=72mm/min,取X62W臥式銑床與
72 mm/min相近的進作臺進給量=75 mm/min，則實際的每齒進給量
==0.625mm/z f=1.25mm/r
(d)計算基本時間 按《工藝手冊》表=20mm, =0.5d+(1～2)=0.5×5+（1～2）=4mm, =1～3mm,取=2mm
==*60=20.8（s）
②φ8端部淬火
清洗
檢驗
[參考文獻]
1. 《機床夾具設(shè)計》 劉友才 肖繼德 主編 機械工業(yè)出版社
2.《機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社
3.《機械制造工藝學(xué)》周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社
4. 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社
6. 《機床夾具設(shè)計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社
7. 《機床專用夾具設(shè)計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社
8. 《機械原理課程設(shè)計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社
9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
10．《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》， 機械工業(yè)出版社
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