說明書凸輪的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計.doc

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機械制造技術基礎課程設計說明書設計題目：凸輪盤零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計設 計 者： 徐鵬宇指導教師： 趙偉宏2013年9月12日長春理工大學機械制造技術基礎課程設計任務書題目：凸輪盤零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機械加工過程卡 1張 機械加工工序卡 若干張 4、夾具結(jié)構(gòu)設計裝配圖 1張 5、夾具結(jié)構(gòu)設計零件圖 1張 6、課程設計說明書 1份班 級： 1003111 學 生： 徐鵬宇 指導教師： 趙偉宏 2013年9月12日目錄一.零件的分析4二. 工藝規(guī)程設計5（一）.確定毛坯的制造形式5（二）.基面的選擇5（三）.制訂工藝路線5（四）.機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定5（五）.確定切削用量及基本工時6三.夾具具設計13（一）.問題的提出13（二）.夾具設計14參考文獻15一.零件的分析1.以28mm孔加工中心的表面這一組加工的表面包括28mm孔及其倒角，尺寸為30mm的鍵槽，兩個6mm的 工藝孔和寬度為160.1mm凸輪槽，其中28mm孔和鍵槽為主要加工表面。2.以大端面為加工對象的表面，這組加工表面包括孔28mm的大小兩個端面。這兩組加工表面之間有著一定的位置精度要求，主要是28mm孔大端面相對于28mm孔垂直度公差為0.05mm凸輪共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置關系，現(xiàn)分析如下：由以上分析可知，對這兩組加工表面，要先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的相對位置精度要求。二工藝規(guī)程設計（一）.確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼，考慮到凸輪在使用時反復沖擊小，因此選用鑄件，就能滿足工作需要，由于零件的年產(chǎn)量為大批大量生產(chǎn)，形狀較簡單，尺寸不大，可采用沙箱鑄造。（二）.基面的選擇1粗基準的選擇:由于零件大端是以孔心為基準的，則應在保證28mm孔心精度的基礎上加工大端面，所以以大端面為粗基準是合理的。2考慮到大端面相對28mm孔的位置關系，取28mm孔為精基準。（三）.制訂工藝路線工藝路線工序1 粗車大端面，半精車大端面保證Ra3.2。保證Ra3.2。粗車28大孔。以孔外圓為基準，選用臥式車床CA6140。工序2 粗車-精車小端面，保證Ra3.2。以內(nèi)孔為基準，選用臥式車床CA6140。工序3 鉆工藝孔26mm，保證尺寸550.1mm，R470.1mm，101。以28 mm孔外圓為基準，選用立式鉆床Z525。工序4 加工鍵槽，保證尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。以28 mm孔外圓為基準，選用拉床L6120。 工序5 粗銑凸輪槽，深度7mm;精銑凸輪槽，寬度保證160.1mm，深度8mm。以28 mm孔外圓為基準，選用數(shù)控銑床XK6040工序6 鉆螺紋孔至6.8mm，絞孔M8。以28mm外圓為基準，選用立式鉆床Z525。工序7 等溫局部淬火，保證HB48HRC。（四）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定凸輪零件材料為45鋼生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，采用沙箱造型鑄造的毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，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.大端面 現(xiàn)直接取凸輪厚度41mm，因為表面粗糙度要求為Ra3.2.此時厚度余量Z=6mm，已經(jīng)能滿足加工要求。2.孔 毛坯為空心，粗糙度要求為Ra3.2.參照機械制造工藝師設計手冊確定工序尺寸及其余量為：=25mm，2Z=3（五）.確定切削用量及基本工時工序1 粗-半精車大端面，28大孔1.加工要求：保證Ra3.2機床：CA6140刀具：YT15硬質(zhì)合金車刀2.計算切削用量（1）粗車大端面n= Zn=0.06563.7=19.11m/min車削工時 由于是粗加工，故整個車刀刀盤不畢洗過整個工件，利用作圖法可得出車刀的行程l+l+l=90mm則機動工時 t=（2）半精車大端面進給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。精加工行程l+l+l=96mm，則機動工時為t=（3）車孔28mm1）進給量，根據(jù)切削手冊表2.11，當孔徑在2030mm時=0.81.8mm/r,在此取 =1.5mm/r2）計算車削速度 按切削手冊表2.30，切削速度的計算公式為（T=40min）V= (V的單位：m/min)其中孔的參數(shù)為C=12.1,Z=0.3,X=0.2,y=0.5,m=0.4,=0.36所以 孔 V=3）確定主軸轉(zhuǎn)速 鏜孔 n=按機床說明書見工藝手冊表11-3選為96r/min4）車削工時，切入切出長度分別定位l=3mm，l=1.5mmt=工序2 粗-半精車下端面1.加工要求：保證Ra3.2機床：XK5012刀具：硬質(zhì)合金端面車刀2. （1）粗車小端面進給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速與粗加工與之。由于是精車，所以整個車刀刀盤要車過整個工件，可得出車刀的行程為l+l+l=168mm，則機動工時 t=（2）半精車小端面進給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。粗加工行程l+l+l=51mm，則機動工時為t=工序3 鉆通孔1.加工要求:保證6mm，55mm，R47mm，10。機床:立式鉆床Z525刀具:直柄麻花鉆6mm2.計算切削用量（1）鉆孔26mm1)進給量=0.16mm/r（見切削手冊表2.7）2)計算切削速度，按切削手冊表2.13及表2.14按5類加工性質(zhì)考慮V=17.56m/min3)確定主軸轉(zhuǎn)速 n=按機床選取n=983r/min（按工藝手冊表9-3）所以實際切削速度 V=4）切削工時 2t=2其中切入切出長度分別為l=5mm，l=3mm，l=18mm工序4 加工鍵槽1.要求: 保證尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。機床:拉床L6120刀具：拉刀，寬6mm2.計算切削用量（1)單面齒升 根據(jù)有關手冊定為=0.06mm（2）拉削速度定為V=0.06m/s(即3.6m/s)（3）切削工時： t=式中Z-單面余量 2mml-拉削長度 35mm-考慮校準部分的長度系數(shù) 取 1.2k-考慮機床返回行程系數(shù) 取 1.4V-拉削速度（m/min）-拉刀單面齒升z=拉刀同時工作的齒數(shù)P-拉刀齒距P=（1.251.5）=1.35 =8mm拉刀同時工作的齒數(shù)z=所以 t=工序5 粗精加工凸輪槽1.加工要求：槽深8mm，寬16機床:數(shù)控銑床XK5040刀具：莫氏立銑刀12mm2.計算切削用量（1）粗加工凸輪槽深度7mm1)進給量z=0.08mm/齒2)切削速度參考有關手冊，定位V=20m/min3)確定主軸轉(zhuǎn)速由于采用莫氏立銑刀12mm d=12mm，齒數(shù)Z=4 則n=Zn=0.084)切削工時 銑刀行程l+l+l=207mm則機動工時 t=（2）精加工凸輪槽至8mm深進給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速及切削工時同上。工序6 鉆螺紋孔至6.8mm，攻絲1.加工要求：加工M8孔機床：立式鉆床Z525刀具：直柄麻花鉆6.8mm，機用絲錐M82.算切削用量（1）鉆孔6.8mm1)進給量取=0.2mm/r 根據(jù)切削手冊表2.7，當鋼的800MPa,d=6.8mm時2)確定切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14得切削速度V=15.32m/min3）確定主軸轉(zhuǎn)速 n=717.5r/min根據(jù)機床說明書取 n=723r/min故實際切削速度為 V=4）切削工時 l=10mm，l=5mm，l=3mmt=（2）攻螺紋M81） 進給量取=0.1mm/r2） 確定切削速度 取V=0.1m/s(6m/min)3） 確定主軸轉(zhuǎn)速n=238r/min按機床說明書選取n=195r/min 則V=4.9m/min4） 機動工時 l=10mm，l=3mm，l=3mmt=三夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專門的夾具經(jīng)過與指導教師的分配，決定設計鉆螺紋空工序的車床夾具，本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具麻花鉆6，機用絲錐M8。（一）.問題的提出本夾具主要用來對螺紋孔的加工，在本道工序加工時，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度不是主要問題。（二）.夾具設計1.定位基準的選擇由零件圖可知，其設計基準為凸輪28mm孔心，因此這里選用28mm孔為主要定位基準。因此在28孔的位置放置一個如下圖所示的定位軸，用于零件的基準定位。在6孔用一個定位銷來對零件進行限位，防止工件旋轉(zhuǎn)。在需要加工的螺紋孔上放置一個引導裝置鉆套，便于刀具的引導，節(jié)省了加工時間。夾具大致結(jié)構(gòu)如下圖參考文獻1上海市金屬切削技術協(xié)會主編.金屬切削手冊 第二版 上海：上海科學技術出版社 1984 2艾興 肖詩綱主編.切削用量簡明手冊 第三版 北京：機械工業(yè)出版社 19943哈爾濱工業(yè)大學趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.第二版 北京：機械工業(yè)出版社 20024楊叔子主編.機械加工工藝師.北京：機械工業(yè)出版社 20025.機械加工工藝手冊 主編李洪 北京出版社6.陳鐵鳴機械設計 哈爾濱工業(yè)大學出版社7.孟憲棟 劉彤安 機床夾具圖冊機械工業(yè)出版社8.王光斗 王春福機床夾具設計手冊