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掛輪架軸工藝過程及工裝設(shè)計 目 錄 前言 摘要 第一章 零件的分析 ………………………………………………………………………4 1.1 零件的工藝分析 …………………………………………………………………4 1.2確定毛坯 ………………………………………………………………………4 1.3基面的選擇 ………………………………………………………………………4 第二章 確定零件的工藝過程 …………………………………………………………4 2.1 零件的工序的內(nèi)容 ……………………………………………………………………4 2.2 零件的工藝過程 ……………………………………………………………………5 第三章 確定工裝設(shè)計 ………………………………………………………………………6 3.1 工裝的工藝過程要點(diǎn) …………………………………………………………………6 3.2 零件的工裝設(shè)計 …………………………………………………………………6 第四章 零件的切削用量 ……………………………………………………………………7 第五章 結(jié)束語 ……………………………………………………………………………10 致謝 ……………………………………………………………………………11 附錄 編程 ……………………………………………………………………………12 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………13 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)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(jìn)行后。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的四化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 摘要 機(jī)械中的運(yùn)動副、銑床附件就是軸，安裝在掛輪架上，齒輪再安裝在軸上，用來傳動分度頭，使工件做復(fù)合運(yùn)動。 掛輪架軸起過渡作用，通過齒輪或滾輪自行滑動。結(jié)構(gòu)簡單制造方便，制造成本低，通常和齒輪配合實(shí)現(xiàn)變速，放應(yīng)用廣泛，但不足之處事是容易損磨。 關(guān)鍵詞：齒輪，運(yùn)動，制造 第一章 零件的工藝分析 1.1 零件的工藝分析 掛輪架軸共有兩種加工表面，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分析如下： （1） 以φ50的右端面為基準(zhǔn)的加工左端正面 這組加工表面包括：φ50的兩端面的平行度及倒角，其中主要加工φ50的兩端面。 （2）以φ25的外圓柱面為中心的加工表面 這組加工表面包括：φ25的外圓柱面，M16-6h的外螺紋表面，φ13的方頭。 φ25的外圓柱面，與φ50的端面的垂直度。 1.2確定毛坯材料 零件材料為45鋼，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。由于為小批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用普通車床削成型，這從提高生產(chǎn)率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該。 1.3基面的選擇 基面學(xué)則是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得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自出更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1） 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（既當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）現(xiàn)取50cm外圓表面作為粗基準(zhǔn)，利用自制桃子夾頭和一個死頂尖達(dá)到安全定位。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： （1）φ50兩端面的平等度公差為0.02 （2）φ50的端面與φ25的表面之間的垂直度公差為0.02 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 第二章 確定零件工工藝過程 2.1 零件的工序內(nèi)容 1、采用φ52 45#鋼，由鋸床鋸成φ52×107作為毛坯件； 2、車端面及外圓φ18×26，并打中心孔； 3、車另一端面至總長105并打中心孔； 4、用自來夾頭三爪夾緊φ18×26，另一頭用尾架活絡(luò)頂針頂住工件粗車φ27×72，φ20×37、φ18×32、φ15×14； 5、熱處理調(diào)質(zhì)HRC28-32； 6、由小臺鉆修正中心孔； 7、在車床上自制死頂針（60°）后，將自制桃子夾頭裝上工件，由死頂針與尾架活絡(luò)頂針頂住工件，車外圓φ50并倒角1×45°，精車φ16-0.18×2）(φ50端面處光潔度按要求)并倒角，粗車M16螺紋，再用M16鋼板絞一下，以確保螺紋精度，并用M16螺紋環(huán)規(guī)自檢。 8、把自制填圈套上工件后再將自制螺紋桃子夾頭旋上工件：M16處（上工件時螺紋、端面處加點(diǎn)油以利裝卸），在加工前再用原來自制死頂針夾頭重新車成60°頂針，然后將工件頂在死頂針與尾架活絡(luò)頂針間精車各檔外圓，即車外圓φ13×15，φ16-0.18×18、φ18 ×4.5、φ25.5×34，然后將小拖板向后退到刻度零位，車φ50端面至φ50好，固定大拖板后，再將小拖板向后退7圈（5mm），車φ18外圓端面至φ50端面處，確保φ25.5×340-+0。15,并對φ50倒角1×45°，割螺紋退刀槽φ14×3，再割φ25.5外圓是兩條槽（一條φ50端面套，另一條在φ25.5端面向左2mm處割φ24×3）。然后倒角粗車M16螺紋，再用M16鋼板套一下，以確保螺紋達(dá)到各要求），并用M16環(huán)規(guī)自檢。 9、采用小立銑將自制填圈與銑刀用輔助套旋上工件，并將工件固定在分度頭三爪夾頭與尾至彈簧頂針間，銑10×10×13方頭，銑16×5扁勢。 10、高頻淬火，φ25.5×35處，10×6×15方頭處淬火HRC40-45（冷卻時可用油淬以防脆裂）。 11、外圓尾將自制填圓與自制螺紋桃子夾頭裝上工件并旋緊使兩頂針頂住工件尾外圓φ25-0。02，尾后將工件上油以防銹蝕。 2.2 零件有工藝過程 根據(jù)零件要求具體編制工序卡片，在操作各道工序時必須按工序卡片先后順序進(jìn)行。 1、由圓鋼棒料鋸成毛坯件后先粗車再送熱處理調(diào)質(zhì)，送工件調(diào)質(zhì)時一并將粗加工的工裝零件（或毛坯）同時送去熱處理調(diào)質(zhì)。 2、在零件投入加工前應(yīng)先行將設(shè)計的工裝予先制好，以保證工藝順利進(jìn)行。 3、零件各道工序加工時如排車扁車為車為栓該留尾余量的應(yīng)留尾余量，該加工后方可淬火的先加工完（如銑方頭）才可淬火。 4、工件加工時要按各圖紙技術(shù)要求，在精車各檔外圓時要保證工件的同軸度、垂直度、平行度以及光潔度。 5、工件與輔助夾具裝卸時要注意防止零件損傷。 6、在車加工時需用死頂針時應(yīng)隨用隨車即在車上限制，在裝夾螺圈時應(yīng)將夾具與工件拼緊，以便正常加工。 7、每道工序加工以后一定要自行檢驗，特別是首件一定要送檢，以確保零件質(zhì)量。 8、在使用量具時要事先校對好量具，車制螺紋時應(yīng)用螺紋環(huán)規(guī)檢查。 9、零件完工以后要上防繡油，并將工件堆放整齊，輕拿輕放，以防止磕劃碰傷。 10、零件全部加工結(jié)束后，需通知檢驗員檢驗，以利入庫。 第三章 確定工裝設(shè)計 3.1 按照工裝設(shè)計要求，工裝的工藝過程要注意以下幾點(diǎn)： 1、帶有內(nèi)螺圈的桃子夾頭、填圈自制死頂針皆需45#鋼調(diào)制料。 2、在制作螺圈桃子夾頭時，車好螺圈后再與檔棒以及洋元電焊焊后，立即用氣割焊槍回一下火，以免電焊后過硬，待自然冷卻后再用絲錐M16回一下，最后銑35厚扁勢。 3、自制填圈在車制時要注意兩平面的平行度與光潔度，在打好平面鉆好φ16.5孔后， 割刀裝一斜點(diǎn)慢慢割下，以保平面光潔度然后割下填圈，使填圈兩平面既光潔平行。 4、自制死頂針的坯料在送去熱處理調(diào)質(zhì)前先粗車一下頂針部分以使頂類有較好的硬度，待調(diào)質(zhì)后車制過程中先注意頂尖的光潔度。 5、加工銑床用輔助螺套時要注意螺套平面與螺孔的垂直度及螺紋的光潔度，車加工再銑扁勢。 6、在制作粗車用桃子夾頭時夾頭鋼圈上可鉆攻M10的內(nèi)螺紋，采用M10的螺釘頂緊工件強(qiáng)度較好。 7、尾外圓時可供用精車時使用的帶螺圈的桃子夾頭，使用時先同工件拼緊，裝卸時防止損壞零件。 3.2 零件的工裝設(shè)計 在接到該零件圖紙后，首先要著手編制工藝卡片，并根據(jù)工藝要求設(shè)計工裝。 為了考慮到該零件小批量生產(chǎn)，故毛坯不需要用鑄件，可以直接采用45#圓鋼棒料，由鋸床按φ52×107落料，作為毛坯料，落成后投入機(jī)械加工。 為了確保工藝順利進(jìn)行，在編制工序卡片后要立即著手設(shè)計工裝。 一、關(guān)于工裝設(shè)計： 根據(jù)工藝要求：車尾銑加工，都要用頂針或雙頂針也就是必須要有輔助類夾具，如自制死頂針、桃子夾頭等，而且有工序特別是精車時，必須采用帶有內(nèi)螺紋的桃子夾頭（包括尾加工），粗車時可用一般桃子夾頭，在銑加工時也必須配有內(nèi)螺圈輔助夾具（內(nèi)螺圈外圓同螺紋必須保證同心度），車頭三爪上使用的死頂針要事先備好，調(diào)質(zhì)45#鋼料在車床上直接車制成60°頂尖，即可設(shè)計制作上述工夾具后以保工藝正常進(jìn)行，具體工裝設(shè)計見工裝（輔助工夾具共五件）。 1、螺母桃子夾頭 2、填圈 3、粗車用桃子夾頭 4、自制死頂針對 5、銑床用螺套 第四章 零件的切削用量選擇 工件材料：45鋼 =0.637GPa 毛坯尺寸：φ52×107 加工要求：機(jī)床C6140，車工件外圓至φ50，長度至78mm，表面粗糙度Rx1.6μm， 刀具：焊接式硬質(zhì)合金外圓車刀，刀片材料為YT14，刀桿截面積尺寸為16mm×25mm，刀具幾何參數(shù)：Y0=10°，Y0=8°，Kr=75°，Kr＇=10°，λs=1mm 求車削工件外圓的切削用量 因工件表面粗糙度有一定要求，所以分粗車和半精車兩道工序進(jìn)行切削 1、粗車時的切削用量 （1）背吃刀具，單邊加工余量 Z=（52-50）2=1mm 粗車取ap粗=0.5mm，半粗車取ap精=0.2mm （2）進(jìn)給量，根據(jù)材料，刀桿截面尺寸、工件直徑及背吃刀量 查表4-15得f≈0.6~0.8mm/r，按實(shí)際進(jìn)給量f=0.61 mm/r （3）切削速度，切削速度可用公式計算得到也可通過查表得到，現(xiàn)根據(jù)已知條 件查表4-17得 Vc=90m/mim 再根據(jù)Vc和已知條件，計算工件轉(zhuǎn)速 1000Vc 1000×90m/mim n= = = 505r/min ndw 52mm×π 切削工時，按《工藝手冊》表4-1 65-40 l = = 12.5mm l1=2 l2=0 2 l+l1+ l2+ l3 12.5+2 tm= = ×2=0.096 nwf 500×0.6 按機(jī)床說明書選取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n=500 r/min，實(shí)際切削速度為： πdwn 3.14×52×500 r/min Vc= = =81.64m/min 1000 1000 （4）機(jī)床功率校驗 切削力 Fc=9.81 CFcap XFC fyFcVcnfcK 根據(jù)已知條件和查表4-3、表4-4、表4-5得 Fc=9.81×270×2.5mm×0.510.75mm×81.64m/min-0.15×1×0.92×1×1×0.93 =1381.51N FcVc 1381.51N×81.64m/min 切削功率Pc= = =1.88Kw 60000 60000 車床電動機(jī)功率PE=6.8Kw 取機(jī)床傳動效率ηm=0.8，則機(jī)床有效功率為 PE＇= PE×ηm==6.8Kw×0.8=5.44KW 因為Pc=1.88KW＜PE＇=6KW 所以機(jī)床功率足夠 粗車時的切削用量為aP=1mm, f =0.65mm/r Vc=81.64m/min 2、半精車時的切削用量 （1）背吃刀具，aP=0.2mm （2）進(jìn)給量，Ra1.6um rg=1mm 45鋼 查表4-18得f≈0.16~0.25mm/r，實(shí)際進(jìn)給量f=0.20 mm/r （3）切削速度，查表4-17得 Vc=130m/mim 再根據(jù)Vc和已知條件，計算工件轉(zhuǎn)速 1000Vc 1000×130m/mim n= = = 807r/min πdw π（52-5） 取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速n=710 r/min，實(shí)際切削速度為 πdw 3.14×（52-5）×710 Vc= = =104.78 r/min 1000 1000 半精車的切削用量為：ap=0.5mmf=0.2mm/r，Vc=104.78 r/min 3、車螺紋M16 （1）切削速度的計算，刀具壽命T=60min，粗車螺紋時ap=0.17走刀次數(shù)i=4，精車螺紋ap=0.08走刀次數(shù)i=2 Cv Vc= KW TmapXot.Yv 其中：Cv=11.8 m=0.11 Xo=0.70 Yv=0.3 螺矩=1 0.637 Km=( )1.75=1.11 0.6 Kk=0.75 粗車螺紋 11.8 Vc= ×1.11×0.75=21.57(m/min) 600.11×0.170。7×0.3 （2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時 1000Vc 1000×21.57 n1= = =429.3（m/min） πD π×16 精車螺紋時 1000Vc 1000×36.8 n2= = =734.4（m/min） πD π×16 （3）切削工時，取切入長度l1=3mm l+ l1 17+3 粗車工時 t1= = ×1=0.2min nf 400×1 l+ l1 17+3 精車工時 t2= = ×2=0.06min 總工時t=t1+ t2=0.26 nf 700×1 結(jié) 束 語 經(jīng)過多個月的畢業(yè)課程設(shè)計即將結(jié)束，在此希望各位老師對我們設(shè)計過程做最后的審閱與檢查。 在這次的畢業(yè)課程設(shè)計中，我通過對有關(guān)軸類設(shè)計方面的資料的參考與查閱，請教范豐老師有關(guān)軸類方面的問題，特別是在選用夾具時遇到的困難，老師都能給予我一一答復(fù)，在這二個月的時間里，使我對掛輪架軸的內(nèi)容有了進(jìn)一步的了解，讓我對掛輪架軸設(shè)計的夾具、材料、主要設(shè)計參數(shù)的計算、產(chǎn)品缺陷及其解決方法，并使總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計變得更加完善，在這次的設(shè)計過程中，設(shè)計上的東西與所要的結(jié)果有所偏差，但一般通過查閱有關(guān)書籍都能基本解決，從最初的無從下手到現(xiàn)在的得心應(yīng)手，都是通過自己查閱資料與老師的指導(dǎo)，并與同學(xué)進(jìn)行充分的討論并修改才有了現(xiàn)在的成績。 通過這二個月的努力，我深信這次畢業(yè)課程設(shè)計能為我以前所學(xué)的相關(guān)課程設(shè)計知識的進(jìn)一步鞏固和將來的事業(yè)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 謝 辭 在這次畢業(yè)課程設(shè)計中得到了蔡昀老師及許多同學(xué)的指點(diǎn)及極大的幫助，特別是在范豐老師的耐心講解及悉心指導(dǎo)下，使我在這次課程設(shè)計中受益菲淺，在此，我要對關(guān)心與指導(dǎo)我的老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝！ 附錄一：編程 O0001 N5 T0101 M03 S600 N10 G00 X52 Z2 N15 G71 U1 R1 N20 G71 P25 Q55 U0.5 W0.1 F0.3 N25 G00 X14 N30 G01 Z0 F0.1 N35 X16 Z-1 N40 Z-27 N45 X48 N50 X50 Z-28 N55 Z-32 X160 G00 X100 Z100 N65 M05 N70 M00 N75 T0101 M03 S1000 N80 G00 X52 Z2 N85 G70 P25 Q55 N90 G00 X100 Z100 N90 T0202 S400 N100 G00 X18 Z-23 N105 G01 X14 F0.3 N110 X18 N115 G00 X100 Z100 N120 T0303 S600 N125 G00 X17 Z2 N130 G92 X15.5 Z-18 F1 N135 X15.1 N140 X14.9 N145 X14.8 N155 G00 X100 Z100 N160 M05 N165 M30 參考文獻(xiàn) [1] 趙家齊 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，課程設(shè)計指導(dǎo)書，機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 國家教委高等教育司，北京市教育委員會編，高等教育出版社 [3] 朱淑萍機(jī)械加工工藝及裝備，機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 徐鴻本 機(jī)械夾具設(shè)計，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 2004.3 [5] 薛源順 機(jī)床夾具圖冊，機(jī)械出版社 2003.1 [6] 李益明 機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工藝出版社 2003.1 13