制定換擋軸的加工工藝設(shè)計鉆Φ10錐孔的鉆床夾具課程設(shè)計【含CAD圖紙】

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5、答辯時交全套夾具工程用圖紙、設(shè)計說明書、工藝過程卡和工序卡，并交電子文稿。序言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于知識能力有限，設(shè)計有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。一、零件的分析(一) 零件的作用 軸類零件是機器中常見的典型零件之一，主要用來傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩，支撐傳動零件并承受載荷，而且是保證裝在軸上的零件回轉(zhuǎn)精度的基礎(chǔ)。軸類零件是回轉(zhuǎn)體零件，一般來說其長度大于直徑。軸類零件的主要加工表面是內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面，次要加工表面有鍵槽、花鍵、螺紋和橫向空等。換擋軸的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，與撥叉相配合，用于換檔變速。（二）零件的工藝分析換擋軸主要有五組加工表面，他們相互之間有一定的位置關(guān)系?，F(xiàn)分述如下：1、 8mm的徑向孔及6mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：8mm的徑向孔，6mm的空以及軸頂端的倒角。8的徑向空與6的孔相垂直。2、 10mm的錐孔為中心的加工表面。這一組加工表面主要是 10mm的錐孔3、 鍵槽為中心的加工表面。這一組加工表面主要是 平鍵鍵槽。4、 花鍵為中心的加工表面。這一組加工表面主要是 花鍵。這四組加工表面之間有一定的位置關(guān)系，主要是：（1） 6mm與10mm錐孔在一天直線上，并與鍵槽相垂直。（2） 8mm的徑向孔與6mm的孔相垂直，6mm的孔為通孔。由以上分析可知，對于這四組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工其他三組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。二、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為45號鋼?？紤]到變速箱在運行中要經(jīng)常加速及正、反向運動，零件在工作過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件中批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。（二）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。幾面選擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。1、 粗基準的選擇對于軸類零件而言，以外圓作為粗基準是比較合理的。2、 精基準的選擇精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。（三）制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。加工路線如下：工序1：車端面及外圓22mm，并倒角。普通車床和車床通用夾具，用頂尖輔助定位。工序2：鉆8mm的徑向孔。普通車床和車床通用夾具。工序3：車端面及外圓17.5mm。普通車床和車床通用夾具。工序4：鉆6mm的孔（兩個，間距38.5mm）。鉆床和專用夾具。工序5：锪10mm錐孔，鉆床和專用夾具，采用組合刀具。工序6：銑底長30mm、兩端半徑20的鍵槽。銑床和專用夾具。工序7：銑鍵槽。銑床和專用夾具。工序8：熱處理高頻淬火，然后低溫回火。工序9：粗磨外圓22mm。磨床和專用夾具。工序10：精磨外圓22mm。磨床和專用夾具。工序11：銑花鍵。銑床和專用夾具。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 換擋軸零件材料為45號鋼，硬度為HB217-255，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、 外圓表面（22mm及17.5mm）考慮其加工長度為290.5mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)在直接取其外圓表面直徑為22mm，表面粗糙度值要求為Rz0.8m（高頻淬火區(qū)為Rz0.4m），要求高精加工，此時直徑加工余量2Z=1mm已能滿足加工要求。2、 8mm徑向孔毛坯為實心，無精度要求。確定其工序尺寸及余量為：鉆孔：8mm3、 6mm的通孔無精度要求。確定其工序尺寸及余量為：鉆孔：6mm4、 10mm的錐孔位置要求：錐角為30i，確定其工序尺寸及余量為：鉆孔10mm錐孔5、 銑鍵槽銑鍵槽：長30mm，寬6mm，深2mm。銑槽側(cè)成錐角6、 銑花鍵齒數(shù)：36模數(shù)：0.472壓力角：45分度園直徑：16.99mm（五）確定切削用量及基本工時工序1：車端面及外圓22mm，并倒角。普通車床和車床通用夾具。本工序采用計算法確定切削用量。1、加工條件 工件材料：45鋼正火，模鍛。加工要求：粗車22mm端面及外圓，表面粗糙度值為Rz0.4m。車床：CA6140臥式車床。刀具：刀片材料為YT15，kr=90，o=15，o=8r=0.5mm。2、計算切削用量（！）粗車22mm端面。1）確定端面最大加工余量：可以將加工余量確定為1mm。2）確定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊），確定 =0.18mm/r。3）計算切削速度：按切削手冊，切削速度的計算公式為vc=cvkv/Tmaxvpfyv vc=242x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97/(600.2x30.15x0.510.35)=108.6m/min4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/(dw)=1000x108.6/(x22)=531r/min按機床說明書，與531r/min相接近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min 及560r/min，現(xiàn)在選取560r/min。所以實際切削速度v=114.35m/min。5）計算切削工時：按工藝手冊，取 l=1mm t=l/v=0.0092min（2）粗車22外園1）背吃刀量：單邊余量Z=1mm。2）進給量：根據(jù)切削手冊，選用 f=1.0mm/r。3）計算切削速度：根據(jù)切削手冊， vc=116m/min。4）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns=568r/min。工序2：鉆8mm的徑向孔。1、 加工條件工件材料：45號鋼正火，模鍛。加工要求：鉆孔深55mm。機床：普通車床。刀具：鉆頭，尺寸：直徑8mm，長65mm2、 計算切削用量（1）鉆8mm的徑向孔1） 確定徑向孔的最大加工余量：-0.5mm。2） 確定進給量：根據(jù)切削手冊，f=0.15mm/r。3） 確定切削速度：按切削手冊，vc=100.8m/ min。4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=532r/min。工序3：車端面及外圓17.5mm。（1）粗車17.5mm端面。1）確定端面最大加工余量：可以將加工余量確定為1mm。2）確定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊），確定 =0.18mm/r。3）計算切削速度：按切削手冊，切削速度的計算公式為vc=cvkv/Tmaxvpfyv vc=242x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97/(600.2x30.15x0.510.35)=108.6m/min4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/(dw)=1000x108.6/(x22)=531r/min按機床說明書，與531r/min相接近的機床轉(zhuǎn)速為500 r/min 及560r/min，現(xiàn)在選取560r/min。所以實際切削速度v=114.35m/min。5）計算切削工時：按工藝手冊，取 l=1mm t=l/v=0.0092min（2）粗車17.5mm外圓1）背吃刀量：單邊余量Z=1mm。2）進給量：根據(jù)切削手冊，選用f=1.0mm/r。3）計算切削速度：根據(jù)切削手冊， vc=116m/min。4）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns=568r/min。工序4：鉆6mm的孔（兩孔間距38.4mm）。距頂端55mm的孔是通孔；距尾端197mm的孔是盲孔，孔深11mm。1）確定徑向孔的最大加工余量：-0.5mm。2）確定進給量：根據(jù)切削手冊，f=0.15mm/r。3）確定切削速度：按切削手冊，vc=100.8m/ min。4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ns=532r/min。工序5：锪10mm錐孔。刀具為尖端直徑是6mm，尾端直徑是10mm，錐角是30的錐形沉頭锪鉆。1）確定徑向孔的最大加工余量：-0.5mm。2）確定進給量：根據(jù)切削手冊，f=0.15mm/r。3）確定切削速度：按切削手冊，vc=100.8m/ min。4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns=532r/min。工序6：銑底長30mm、兩端半徑20的鍵槽。1）確定進給量： 根據(jù)切削手冊：f=0.15mm/z-1。2）確定切削速度：根據(jù)切削手冊：vc=20m/min。3）計算切削時間：t=l/s=30/333s=0.09s工序7：銑鍵槽。1）確定進給量： 根據(jù)切削手冊：f=0.15mm/z-1。2）確定切削速度：根據(jù)切削手冊：vc=20m/min。3）計算切削時間：t=l/s=30/333s=0.09s工序8：熱處理高頻淬火，然后低溫回火。淬火是將工件加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（共析鋼和過共析鋼）以上30-50，保溫后快速冷卻，獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。淬火需與適當?shù)幕鼗鸸に囅嗯浜?，才能使鋼具有不同的力學性能，以滿足各類零件或工、模具的使用要求?；鼗鹗侵笇⒐ぜ阌埠?，在加熱到Ac1以下某一溫度，保溫后冷卻到室溫的熱處理工藝?；鼗鹨话阍诖慊鸷箅S即進行。淬火與回火常作為零件的最終熱處理?；鼗鹂梢詼p小和消除淬火時產(chǎn)生的應(yīng)力和脆性，防止和減小工件變形和開裂；獲得所需的穩(wěn)定組織，保證工件在使用中形狀和尺寸不發(fā)生改變；獲得工件所要求的使用性能。工序9：粗磨外圓22mm。1）確定最大加工余量：根據(jù)下一步精加工的需要，確定加工余量為0.2mm。2）確定進給量：根據(jù)切削手冊確定 f=0.1mm/r3)計算切削速度：按切削手冊，可計算 vc=108.6m/min4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ns=532r/min工序10：精磨外圓22mm。1）確定進給量：根據(jù)切削手冊確定 f=0.1mm/r2)計算切削速度：按切削手冊，可計算 vc=108.6m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ns=532r/min工序11：銑花鍵。 采用滾齒加工。1）確定進給量：根據(jù)切削手冊 f=0.15mm/z2）計算切削速度：按切削手冊vc=20m/min。3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ns=553r/min。三、專用夾具設(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，通常需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導教師的協(xié)商，決定設(shè)計工序5鉆10mm錐孔的鉆床夾具。本夾具將用于鉆床。刀具為錐形沉頭锪鉆，對工件的孔進行加工。（一）設(shè)計主旨本夾具主要用來锪10mm錐孔，這個孔在加工中需要一定的技術(shù)要求。在加工到本道工序時，6mm的直孔已經(jīng)加工好， 10mm的錐孔只需要在6mm的直孔的基礎(chǔ)上進行锪鉆加工即可。本道工序不需要考慮精度問題，因此，本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。（二）夾具設(shè)計1、定位基準的選擇有零件圖可知，10mm錐孔與6mm的直孔有位置要求，應(yīng)在同一軸線上，其設(shè)計基準為軸的徑向中心線、并用6mm的直孔輔助定位，為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以軸的徑向中心線定位，并用6mm的直孔輔助定位的自動定心夾具。但這種自動定心夾具結(jié)構(gòu)會過于復雜，所以這里選用軸身為主要定位基面。鉆床夾具習慣上稱為鉆模，形式結(jié)構(gòu)繁多。結(jié)合零件特點，這個零件比較適合用固定式鉆模。為了提高加工精度，在立軸式鉆床安裝鉆模時，要先將裝在主軸上的鉆頭伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。2、軸向力及轉(zhuǎn)矩的計算 Ff=CFfdzFffyFfKFf式中，CFf=2050, xFf=1.0, yFf=0.5, nFf=-0.4, 所以 Ff=1234N Ff=CMcdzMcfMcKMc式中，CFf=2050, xFf=1.0, yFf=0.5, nFf=-0.4, 所以 Ff=2234N3、 夾緊力的計算切削刀具：錐形沉頭锪鉆，尖端直徑是6mm，尾端直徑是10mm，錐角是30。則： F=CFaxFpfyFzanFez/(dqFonwF)式中，CF=650, ap=3.1mm, xF=1.0, fz=0.08min, yF=0.72, ae=40mm, nF=0.86, do=290.5mm, qF=0.8, wF=0, z=20,所以 F=1432N4、 定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件是定位套和定位銷，該定位套和定位銷的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定與本零件在工作時與其相配的換擋軸的尺寸與公差相同。（2）確定兩定位銷的中心距有零件圖可知；10mm錐孔與6mm的直孔的中心距為38.5mm。（3）確定定位銷直徑圓柱銷的基本尺寸是對應(yīng)孔的最小極限尺寸，其配合一般按g6或f7選取。（4）計算定位誤差加工尺寸10mm錐孔的定位誤差，由于定位基準與工序尺寸重合，故B=0.5、夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)該首先著眼于機動夾緊，本道工序的鉆床夾具就選擇手動夾緊。本工序由于是粗加工，切削力較小，夾緊工件可以采用手動夾緊，這可以使夾具簡化，降低勞動強度，使操作簡便。四、課程設(shè)計心得體會緊張而又辛苦的三周課程設(shè)計結(jié)束了，當我快要完成老師下達給我的任務(wù)的時候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓感心曠神怡，眼前豁然開朗。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認真的進行課程設(shè)計，學會腳踏實地地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健的在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。說實話，課程設(shè)計真是有點累。然而，當我已著手清理自己的設(shè)計成果，仔細回味這三個周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學會走完的第一步，是我人生中一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟了許多，令我有一種“春眠方覺曉”的感悟。通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有兩次因為不小心我計算出錯，只能好不情愿的重來。但一想起老師平時對我們的耐心教導，想到今后自己應(yīng)當承擔的社會責任，想到世界上因為某些心小的失誤而出現(xiàn)的令世人震驚的事故，我不禁時刻提心自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責、一絲不茍的良好習慣。這次課程設(shè)計使我在工作作風上得到一次難得的磨練。短短的三周課程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的如此匱乏，自己綜合應(yīng)用所學的專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學習了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里我真的有點心急了。老師卻對我說，這說明課程設(shè)計確實是你有了收獲了。老師的親切勉勵像春雨注入我的心田，使我更加自信了。最后，我要衷心的感謝老師。使您的嚴厲批評喚醒了我，使您的敬業(yè)精神感動了我，是您的諄諄教導啟發(fā)了我，是您的殷切期望鼓舞了我。我感謝老師您今天又為我增添了一副堅硬的翅膀。五、參考文獻1、艾興，肖詩剛主編，切削用量簡明手冊。北京：機械工業(yè)出版社，19942、李益民主編，機械制造工藝設(shè)計簡明手冊。北京：機械工業(yè)出版社，19943、哈爾濱工業(yè)大學，上海工業(yè)大學主編，機床夾具設(shè)計。上海：上?？茖W技術(shù)出版社，19834、李洪主編。機械加工工藝手冊。北京：北京出版社，19905、王紹俊主編，機械制造工藝簡明手冊。北京：機械工業(yè)出版社，19876、趙家齊編，機械制造工藝學課程設(shè)計指導。北京: 機械工業(yè)出版社，1994