CA6140車床床頭齒輪機械加工工藝規(guī)程及其工裝設計

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遼 寧 工 業(yè) 大 學 機械制造基礎課程設計（論文） 題目：CA6140車床床頭齒輪機械加工工藝規(guī)程及其工裝設計 學 院： 專業(yè)班級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 起止時間： 課程設計（論文）任務及評語 學 院：新能源學院 　　　　　　　　　　　　教研室：機制教研室 學 號 學生姓名 專業(yè)班級 課程設計（論 文）題 目 CA6140車床床頭齒輪零件機械加工工藝規(guī)程及其工裝設計 課程設計（論文）任務 1.設計內容 （1）設計對象來源于生產實踐，用于機床，屬軸類或盤套類零件； （2）針對指定零件，利用相應工程軟件（WORD,EXCEL,CAXA電子圖版（或其它CAD軟件）等）及相關參考資料（如工具書、指導書等）完成給定零件的工藝分析、制訂機械加工工藝過程綜合卡、設計夾具裝配圖，編寫設計說明書等。 2.技術參數(shù)與要求 設備年產量1萬件，廢品率、備品率各0.1%，每臺設備含該零件件數(shù)：1； 主要技術指標，包括產品規(guī)格、外型尺寸、重量和各種技術數(shù)據(jù)見零件圖（零件圖見附頁）； 3.工作量 畫零件圖 制訂零件加工工藝規(guī)程 機床夾具設計 編寫設計說明書 指導教師評語及成績 圖紙( 20％) 說明書( 20％) 答辯( 40％) 平時( 20％) 成績： 指導教師簽字： 年 月 日 遼 寧 工 學 院 課 程 設 計 說 明 書（論 文） 目 錄 第1章 零件和毛坯分析設計 1 1.1零件工藝分析及生產類型確定 1 1.2毛坯類型及毛坯圖設計 1 第2章 機械加工工藝規(guī)程設計 2 2.1 定位基準選擇 2 2.2 工藝路線設計 2 2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 2 2.4 主要工序切削用量及時間定額計算 2 第3章 專用夾具設計 3 3.1 工序內容及加工要求 2 3.2 定位基準選擇 2 3.3 夾具結構設計及工作流程 2 第4章 總結 3 參考文獻 4 15 第1章 零件和毛坯分析設計 1.1零件工藝分析及生產類型確定 本題目CA6140普通車床床頭齒輪零件材料優(yōu)質碳素結構鋼代號為45 , 其力學性能: 。生產批量為1萬件/年，生產綱領為大批生產。 從零件圖上得到安裝床頭齒輪的表面有粗糙度要求達到Ra0.8。內孔有粗糙度要求IT7 Ra0.8，兩端面Ra3.2，齒輪要求達到IT7，Ra0.8，其余加工表面尺寸要求IT12～T11，其余表面要求Ra3.2。零件的平均精度中上檔，工序數(shù)量較多集中在車削工序上。零件的加工表面簡單，多采用車削加工方式，對于零件的外圓、端面、倒角和刀槽采用車床加工降低了工藝的復雜程度，提高加工質量和加工效率。零件的加工多采用外圓為基準，定位可靠。 1.2毛坯類型及毛坯圖設計 毛坯類型：鍛件。 第2章 機械加工工藝規(guī)程設計 2.1定位基準選擇 粗基準的選擇：首先要加工的是端面，用一次粗基準加工最多的表面，將軸的一側加工出精基準，完成半精車,保證下步加工的精基準。 精基準的選擇：選擇上步加工的外圓表面可以定其中心為此步加工的精基準，在加工內孔利用半精車加工的位子作為精基準。 2.2工藝路線設計 Ⅰ 車左端面，粗車、半精車左外圓，粗車、半精車、精車左內孔，車145倒角，切孔內兩槽。 Ⅱ 車右端面，粗車、半精車右外圓，粗車、半精車右內孔，車145倒角。 Ⅲ 銑右端面四個槽 Ⅳ 鉆φ8孔，锪φ18錐孔 Ⅴ 滾齒，熱處理，磨齒。 2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 φ130.5外圓工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸130.5mm，公差0.25mm，公差等級IT6，查表-1（書1）得加工方案為 粗車——半精車 （2）毛坯總余量及公差由表2-1、2-3和2-5（書）查得，粗車、半精車。余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（書2）查得，公差由表1-6和2-30（書3）查得，尺寸偏差按入體原則標注。 (3)基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 0.75 130.5+0.75=131.25 0.03 粗車 1.75 131.25+1.75=133 0.22 φ119.3外圓工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸119.3mm，公差0.013mm，公差等級IT6，查表1-6（書）得加工方案為 粗車——半精車 （2）毛坯總余量及公差由表2-1、2-3和2-5（書）查得，粗車、半精車 余量由表2-16、2-17、2-18、2-19（書2）查得，公差由表1-6和2-40（書3）查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 0.75 119.3+0.75=120.05 0.033 粗車 1.75 120.05+1.75=121.8 0.13 2.4主要工序切削用量及時間定額計算 工序Ⅰ粗車左端面、車左外圓、車左內、車左側槽、車左內孔凹槽 加工條件 工件材料：45 機 床：CA6140 夾 具：三爪卡盤 量 具：三用游標卡尺1350.02 加工要求：Ra3.2 刀 具：端面車刀、外圓車刀 粗車左端面 由表5-2查得端面方向ap=2mm 由表4-3查得取fz =0.81mm/r = 其中=227，t=60min得=63.7m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=149.6r/min 由機床轉速表 4-2 取=200 得實際vc=nπd0/1000=2003.14135.5/1000=83.52m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=(L+l+l1+l2)i/fn=67+4+4+4/0.81200=0.46min 輔助時間Tf=Tj20%=0.093min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.55min 粗車φ130.5外圓 查表5-2，通過公式R=F+2RMA+CT/2計算粗加工余量為1.1，取ap=1.75mm 由表4-3查得取 ft=0.79mm/r = 其中=227，t=60min得=75.66m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100075.66/（3.14133）=181.07r/min 由機床轉速表 4-2 取=250 得實際vc=nπd0/1000=2503.14132/1000=103.62m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.79250=0.11min 輔助時間Tf=Tjx20%=0.022min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.132min 粗車φ68內孔 由表2-17查得取ap=1.25mm 由表4-3查得取 ft=0.79mm/r = 其中=227，t=60min得=105.12m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000105.12/（3.1470.5）=499.74r/min 由機床轉速表 4-1 取=560 得實際vc=nπd0/1000=5603.1470.5/1000=123.83m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=106+2.72+4+4/0.8560=0.26min 輔助時間Tf=Tj20%=0.052min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.312min 粗車φ121.8外圓 由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r = 其中=227，t=60min得=99.95m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100099.95/（3.14121.8）=263.49r/min 由機床轉速表 4-2 取=400 得實際vc=nπd0/1000=4003.14121.8/1000=151.72m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.8400=0.068min 輔助時間Tf=Tj20%=0.0136min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.0816min 工序Ⅱ粗車右端面、車右外圓、車右內孔 粗車右端面 由表2-17查得取ap=2mm 由表5-1查得取 ft=0.81mm/r = 其中=227，t=60min得=63.7m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100063.7/（3.14110.8）=182.99r/min 由機床轉速表 4-2 取=250 得實際vc=nπd0/1000=2503.14110.8/1000=87.02m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=60+4+4+4/0.81250=0.36min 輔助時間Tf=Tj20%=0.072min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.432min 粗車右φ110.8外圓 由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.8mm/r = 其中=227，t=60min得=99.95m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100099.95/（3.14110.8）=287.14r/min 由機床轉速表 4-1 取=400 得實際vc=nπd0/1000=4003.14113.3/1000=142.30m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=45+2+4+4/0.8400=0.153min 輔助時間Tf=Tj20%=0.031min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.184min 粗車右φ100.3內孔 由表2-17查得取ap=1.25mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r = 其中=227，t=60min得=105.12m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000105.12/（3.14100.3）=333.77r/min 由機床轉速表 4-1 取=450 得實際vc=nπd0/1000=4503.14100.3/1000=135.02m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=44+2.72+4+4/0.8450=0.152min 輔助時間Tf=Tj20%=0.0304min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.1824min 工序Ⅲ半精車左端面、車左外圓、車左內、車左側槽、車左內孔凹槽 半精車左端面 由表2-22查得端面方向ap=0.5mm 由表5-1查得取fz =0.51mm/r = 其中=227，t=60min得=114.52m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=279.3r/min 由機床轉速表 4-1 取=400 得實際vc=nπd0/1000=4003.14130.5/1000=163.99m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/fn=67+3+4+4/0.5400=0.39min 輔助時間Tf=Tj20%=0.078min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.468min 半精車φ130.5外圓 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=227，t=60min得=120.04m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000120.04/（3.14130.5）=292.8r/min 由機床轉速表 4-2 取=400 得實際vc=nπd0/1000=4003.14130.5/1000=163.9m/min 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.5400=0.11min 輔助時間Tf=Tj20%=0.022min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.132min 半精車φ68內孔 由表2-17查得取ap=0.9mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=227，t=60min得=129.6m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000129.6/（3.1468.7）=600.78r/min 由機床轉速表 4-1 取=900 得實際vc=nπd0/1000=9003.1468.7/1000=194.31m/min 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=62+0.52+4+4/0.5900=0.13min 輔助時間Tf=Tj20%=0.026min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.156min 半精車φ119.3外圓 切倒角 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=227，t=60min得=133.19m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000133.19/（3.14119.3）=343.97r/min 由機床轉速表 4-2取=450 得實際vc=nπd0/1000=4503.14119.3/1000=168.57m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=12+2+4+4/0.5450=0.098min 輔助時間Tf=Tj20%=0.0196min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.1176min 切空內兩槽 由表2-17查得取ap=1.5mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r 得=120.04m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000120.04/（3.1471）=538.16r/min 由機床轉速表 4-12取=560 得實際vc=nπd0/1000=5603.1471/1000=111.53m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=0.046min 輔助時間Tf=Tj20%=0.009min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.055min 工序Ⅳ半精車右端面、車右外圓、車右內孔 半精車右端面 由表2-17查得取ap=1mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=227，t=60min得=114.52m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000114.52/（3.14108.3）=336.59r/min 由機床轉速表 4-1 取=450 得實際vc=nπd0/1000=4503.14108.3/1000=153.03m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=60+3+4+4/0.8450=0.197min 輔助時間Tf=Tj20%=0.039min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.236min 半精車右φ108.3外圓 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=393，t=60min得=133.19m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000133.19/（3.14108.3）=391.66r/min 由機床轉速表 4-1 取=450 得實際vc=nπd0/1000=4503.14108.3/1000=160.80m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=45+2+4+4/0.8450=0.153min 輔助時間Tf=Tj20%=0.031min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.184min 半精車右φ97.8內孔 由表2-17查得取ap=0.9mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=227，t=60min得=129.6m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000230.02/（3.1497.8）=439.08r/min 由機床轉速表 4-1 取=500 得實際vc=nπd0/1000=5003.1497.8/1000=147.58m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=44+2.52+4+4/0.5500=0.222min 輔助時間Tf=Tj20%=0.044min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.266min。 工序Ⅴ銑凹槽 粗車凹槽 由表2-17查得取ap=1.75mm 由表5-1查得取 ft=0.79mm/r = 其中=227，t=60min得=99.95m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100099.95/（3.1493.5）=340.44r/min 由機床轉速表 4-1 取=450 得實際vc=nπd0/1000=4503.1493.5/1000=132.12m/mim 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=37+2+4+4/0.8450=0.13min 輔助時間Tf=Tj20%=0.026min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.156min 半精車凹槽 由表2-17查得取ap=0.75mm 由表5-1查得取 ft=0.5mm/r = 其中=227，t=60min得=133.19m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=1000133.19/（3.1491）=471.06r/min 由機床轉速表 4-1 取=560 得實際vc=nπd0/1000=7103.1491/1000=155.66m/min 時間定額的計算: 由表5-43查得 基本時間Tj=Li/fn=( L+l+l1+l2)i/vf=37+2+4+4/0.5560=0.168min 輔助時間Tf=Tj20%=0.0336min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.2016min 加工條件 工件材料：45 機 床：CA6140 夾 具：三爪卡盤 量 具：三用游標卡尺1250.02 加工要求：Ra3.2 刀 具：端面車刀、外圓車刀、內圓車刀 工序Ⅵ鉆φ8孔、锪沉頭孔 加工條件 工件材料：45 機 床：立式鉆床Z525 夾 具：專用夾具 量 具：三用游標卡尺1250.02 加工要求：Ra12.5 刀 具：φ7 直柄短麻花鉆 2）計算切削用量 鉆φ8 孔： 由表5-21 取f=0.2mm/r 查表5-21 取Vc=24m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100024/3.147=1091.89r/min 取n=960 實際得vc=nπd0/1000=9603.148/1000=25.2m/min 時間定額的計算 切入行程=mm 切出行程計算mm，切削長度=4mm 進給量查表 4-10取得mm/r 基本時間 輔助時間Tf=Tj20%=0.0104min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.0624min 锪φ18沉頭孔： 背吃刀量 ap=0.05mm 進給量由 表 4-10取f=0.1mm/r 經(jīng)計算切削速度=10m/min 機床主軸轉速n=1000Vc/πd0=100010/3.1415=212.3r/min 由表4-5-1 取n=195r/min 實際切削速度vc=nπd0/1000=1953.1415/1000=9.185m/min 時間定額的計算 進給量查表 5-32取得mm/r 基本時間 輔助時間Tf=Tj15%=0.067min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=0.516min 工序Ⅶ 滾齒、磨齒 滾小齒： 由表2-17 取ap=0.25mm 由表5-11 取f=0.36mm/r 查表5-9 取Vc=23m/min 機床主軸轉速n=996r/min 時間定額的計算 L2=2~5 H=2.25 β=0 輔助時間Tf=Tj20%=1.652min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=9.912min 滾大齒： 由表2-17 取ap=0.25mm 由表5-11 取f=0.36mm/r 查表5-9 取Vc=23m/min 機床主軸轉速n=996r/min 時間定額的計算 L2=2~5 H=2.25 β=0 輔助時間Tf=Tj20%=1.652min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=9.912min 磨小齒： 由表2-17 取ap=0.25mm 由表5-11 取f=0.05mm/r 查表5-9 取Vc=46m/min 機床主軸轉速n=1120r/min 基本時間Tj=5.26 輔助時間Tf=Tj20%=0.913min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=6.173min 磨大齒： 由表2-17 取ap=0.25mm 由表5-11 取f=0.05mm/r 查表5-9 取Vc=46m/min 機床主軸轉速n=1120r/min 基本時間Tj=5.26 輔助時間Tf=Tj20%=0.913min 作業(yè)時間Tz=Tj+Tf=6.173min 第3章 專用夾具設計 3.1工序內容及加工要求 機械制造業(yè)中廣泛采用的能迅速把工件固定在準確位置上或同時能夠確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝備統(tǒng)稱為夾具。在金屬切削機床上采用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質量、工人勞動強度、生產率和成本。 機床夾具作用實現(xiàn)必須滿足三個條件： （1）夾具在機床上的準確裝夾； （2）工件在夾具中占有正確的加工位置； (3）刀具相對于工件有準確的位置。 3.2 定位基準選擇 工件以內孔和端面作為定位基準，采用平面與軸與心軸組合的定位方案。端面限制三個自由度，軸限制兩個自由度 3.3 夾具結構設計及工作流程 第4章 總結 參考文獻 [1] 鄒青主編.機械制造技術基礎課程 [M].第2版.北京：機械工業(yè)出版社,2011. [2] 陳宏鈞主編.實用機械加工工藝手冊[M].第2版.北京:機械工業(yè)出版社,2003 [3] 馬賢智主編.實用機械加工手冊[M].第1版.沈陽:遼寧科學技術出版社,2002 [4] 張耀宸主編.機械加工工藝設計手冊[M].第1版.北京:航空工業(yè)出版社,1993 [5] 秦寶榮主編.機械制造工藝學與機床夾具設計[M].中國建材工業(yè)出版社，1998 [6] 趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書[M].機械工業(yè)出版社，1994 [7] 孟少農主編.機械加工工藝手冊第一卷[M].第1版.機械工業(yè)出版社，1991