半轴零件的机械加工工艺及夹具设计

半轴零件的机械加工工艺及夹具设计内容摘要：

mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 IT7 45 0  半精车 IT8 0  粗车 IT12 aR 0  毛坯面 IT16 0 ⑸  mm 的机械加工 粗车： 0  mm 2Z= 半精车： 0  mm 2Z= 磨削： 0  mm 2Z= 具体工序尺寸见表 35。 ⑹ 钻削 六个 Φ14  mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT8~IT9 之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表 及表 ），确定工序尺寸及余量为： 钻孔 铰孔： Φ14  mm 2Z= 具体工序尺寸见表 36 表 35 工序尺寸表 工序 工序间 工序间 工序间 工序间 17 名称 余量 (mm) 公差等级 表面粗糙度 μm 尺寸 (mm) 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 IT7 aR 39 0 半精车 IT8 aR 0  粗车 IT12 0  毛坯面 IT16 0  表 36 工序 尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 铰孔 IT10 14 014 钻孔 IT12 aR  ⑺ 车削 112 mm 台阶 具体工序尺寸见表 37。 表 37 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 粗车 56 IT12 aR 112 0112 毛坯 IT16 166  ⑻ 车削  mm 台阶面 具体工序尺寸见表 38。 ⑼ 钻削 Φ10mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT2~IT3 之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表 及表 ），确定工序尺寸及余量为： 钻孔 Φ10mm。 表 38 工序尺寸表 工序 工序间 工序间 工序间 工序间 18 名称 余量 (mm) 公差等级μm 表面粗糙度 μm 尺寸 (mm) 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 半精车 IT8 aR 096 粗车 69 IT12 aR 53 097 毛坯面 IT16 55 0166 4 选择加工设备 选择机床 ⑴ 工序 00 是铣削左端面由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择XA6132 型花键铣床加工。 ⑵ 工序 工序 30 是粗车和半精车外圆，在这几个个工序中，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选择卧式车床就可以满足要求，本零件外廓尺寸不是很大，精度要求不是很高，选用最常用的 C6201 型卧式车床即可。 ⑶ 工序 40 铣花键加工，在本工序中，由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择 XA6132 型花键铣床加工。 ⑷ 工序 50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞 6个 14 mm 的孔，由于半轴的长度较长，所以采用多轴立式钻床。 ⑸ 工序 100、工序 110 磨削 、 Φ45mm 和 Φ52mm 外圆表面，由于磨削的都是外圆表面，粗糙度为 aR ，所以选用 M1331 外圆磨床。 选择夹具 本零件由粗车 、 半精车 、 精车 、 钻孔和磨削等工序组成，由于零件的长度较长，所以在钻孔这个工序需要专用夹具，所以我们在设计过程中设计两套专用夹具，以满足加工过程中加工的要求，其他工序使用通用夹具。 选择刀具 ⑴ 在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀，选用 YT 类硬质合金，粗加工选用 YT5,半精加工选用 YT15，精加工用 YT30，为提高生产效率及经济性，可以选用可转位车刀（ ， ）。 19 ⑵ 钻 14 的 6 个小孔，可以选择麻花钻加工。 选用量具 本 零件属于成批生产，一般采用通用量具。 选择量具的方法有两种：第一，按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 选择是按一种方法即可。 选择各外圆加工面的量具 工序Ⅺ磨削Φ 、Φ 45mm 和Φ 52mm 外圆表面时，现在按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具：该尺寸公 差为 T=，按表 ，计量器具不确定度允许值我们确定 U= mm。 根据表 ，分度值 的游标卡尺，其不确定数值允许值不能选用。 必须选择，故应选择分度值 的外径百分尺（ U=）。 从表 中选择测量范围为 100~125 ，分度值为 的外径百分尺。 选择加工孔用量具 孔加工量具我们将采用组合量具，在后面设计中具体介绍。 5 确定切削用量和基本时间 切削用量一般包括切削深度，进给量及切削速度三项，确定方法是先确定切削深度 、 进给量在确定切削速度。 工 序 00 铣削用 量及基本时间的确定 选择刀具 根据表 ，铣削深度 pa ≤ 4mm ，端面刀直径为 80mm ， mmae 60。 但已知铣刀铣削深度为 pa 38mm ，故应根据铣削深度 mmap 40 ， mmd 800 。 由于采用标准的镶齿圆柱铣刀，故齿数为 6（表 ） 选择切削用量 ⑴ 选择每齿的进给量 zf 根据 XA6132 型铣床说明书，其功率为 ，中等刚度。 根据表 ，选择 zmmfz  20 ⑵ 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表 ， 铣刀刀齿后刀面最大的磨损量为 ，刀具寿命 min180T。 ⑶ 选择实际切削速度 根据 XA6132 型铣床说明书选择 rnc ， min60 mmvfc 。 因此实际的切削速度和每转进给量为 100 0 00  cc ndv = minm  znvf cfc= zmm ⑷由于铣削量比较小，功率满足要求 ，所以 不进行验算。 最后选择 rnc  ， min60 mmv fc 。 cv minm ， rmmf z 。 计算基本的工时 fm vLt  式中， L= yl ， l=38,根据表 ，入切量及超切量 mmy 20 ，则 L=38+20=58mm ，故 6058mt= 工 序 10 切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为粗车。 已知加工材料为 40Cr， b =700MPa，锻件，机床为 C6201型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 确定粗车 0  的切削用量 所 选用的刀具是硬质合金可转位车刀，根据 《 切削用量简明手册 》第一部分表 * ，由于 C6201 机床的中心高度是 200mm（表 * ），故选用刀杆尺寸 B H=16mm 25mm，刀片厚度为。 根据表 * ，选择车刀的几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角  = 12 ，后角 = 6 ，主偏角  = 90 ，副偏角 k = 10 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆角半径 21  =。 ⑴ 确定切削深度 pa 由于单边余量为 ，可在一次走刀完成 pa =25455= ⑵ 确定进给量 f 根据表  ，在粗车时，刀杆尺寸为 16mm 25mm， pa ≦3mm、工件直径为 40～ 60时， f =～ rmm 确定的进给量要满足机床进给机构的强度的要求，故需要进行校核： 根据表  ， C6201 机床机构的允许的进给力 maxF =3530。 根据表 * ，当 40Cr 的 b =680～ 810Map， pa ≦ 2mm， f ≦ rmm ，切削速度 v =65 minm （假设），进给力 fF =905N。 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的f = rmm ，可用。 ⑶ 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表  ，车刀后刀面的最大的磨损量取 1mm，可 转位车刀耐用度 T=30min。 ⑷ 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。 现在用查表的方法确定切削速度。 根据表  ，当用 YT15 硬质合金车刀加工 b =600～ 700MPa，的钢材，,3  fa mmp ，切削速度 min123mmv 。 切削速度的修正系数为 ,  kvMvkTvtvsv kkkkkkrv 故： m i mv  m i rD vn  按 1620C 机床切削速度（表 ），选择 22 min380rn  则实际的切削速度 mv 。 ⑸ 检验机床功率 由表 * ，当 mmaH B SM P a pb ,277~166,970~580  ，KWpmmmv cc ,70  故实际的切削的功率为： )( )(44KWvFPNFcCCC   由 《 切削手册 》 表 中机床说明书可知， C6201 主电动机功率为 ，机床功率足够，可以正常加工。 确定粗车  的刀具加工外圆表面和 0  一样，加工皆可一次走刀完成， f rmm ， pa 1mm 确定粗车 0  的切削用量 确定粗车 0  的刀具加工外圆表面和 0  一样 ⑴ 确定切削深度 pa 由于单边余量为 ，可在一次走刀完成 pa = 2  = 分 2 次走刀，每次走刀为。 ⑵ 确定进给量 f 根据表  ，在粗车时，刀杆尺寸为 16mm 25mm ， pa≦ 3mm 、工件直径为 40～ 60 时， f =～ rmm 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的f = rmm ，可用。 ⑶ 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表  ，车刀后刀面的最大的磨损量取 1mm，可 转位车刀耐用度 T=30min。 23 ⑷ 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。 现在用查表的方法确定切削速度。 根据表  ，当用 YT15 硬质合金车刀加工 b =600～ 700MPa，的钢材，,3  fa mmp ，切削速度 min123mmv 。 切削速度的修正系数为 ,  kvMvkTvtvsv kkkkkkrv 故： m i mv  m i rD vn  按 1620C 机床切削速度（表 ），选择 min380rn  则实际的切削速度 mv 。 ⑸ 检验机床功率 当 mmaH B SM P a pb ,277~166,970~580  ，KWpmmmv cc ,70  故实际的切削的功率为： )( )(44KWvFPNFcCCC   由 《 切削手册 》 表 中机床说明书可知， C6201 主电动机功率为 ，机床功率足够，可以正常加工。 确定粗车外圆  、  和 112 台阶面的切削用量 才用 车外圆 54的刀具加工这些外圆表面和台阶面，车  的 2 pa=3mm。 分 2 次走刀，每次走刀为 ，车  台阶面采用横向进给， pa mm ，采用2 次走刀，每次走刀为 ，车 112 台阶面采用横向进给， ,2mmap  采用 2 次走到，每次走刀为 1mm。 车外圆  mm 的 rmmf  ，车  24 台阶面 rmmf  ，车外圆 mm112 台阶面 rmmf 。 基本时间 确定 54 mm 的基本时间，根据表 ，车外圆的基本时间：。