CA6140车床输出轴机械制造工艺标准与夹具课程教学设计Word文档下载推荐.docx
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2.1毛坯图分析
毛坯(锻件)图是根据产品零件设计的,经查《机械加工工艺手册》《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量<
或查表得到>
2.2基准的选择
2.2.1定位基准的选择
工件在加工第一道或最初几道工序时,一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准,这个是粗基准,该零件选用φ55外圆柱面作为粗基准来加工φ176外圆柱面和右端面。
以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则,在以后的工序中,则使用经过加工的表面作为定位基准,φ176的外圆柱面和右端面作为定位基准,这个基准就是精基准。
在选精基准时采用有基准重合,基准统一。
2.2.2加工方法的确定
考虑到工件的具体情况和我们学校的具体加工条件,一般我们按加工顺序来阐述加工方案:
加工表面
表面粗糙度
公差/精度等级
加工方法
φ176外圆柱面
Ra6.3
自由公差
粗车-半精车
φ55外圆柱面
Ra1.6
IT6
粗车-半精车-精车
φ60外圆柱面
Ra0.8
IT6
φ65外圆柱面
φ75外圆柱面
φ50内圆柱面
粗铣
φ80孔
Ra3.2
IT7
钻孔-车孔-铰孔
φ104孔
钻孔-车孔
φ20孔
钻孔-铰孔
左端面
粗车
右端面
键槽
IT9
粗铣-精铣
倒角
2.3工序的安排
(1)、加工阶段的划分
零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。
①
粗加工阶段:
其任务是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品,因此,主要目标是提高生产率,去除内孔,端面以及外圆表面的大部分余量,并为后续工序提供精基准,如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱表面。
②
半精加工阶段:
其任务是使主要表面达到一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,如φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面,φ80、φ20孔等。
③精加工阶段:
其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度,留一定的精加工余量,为主要表面的精加工做好准备,并可完成一些次要表面的加工。
如精度和表面粗糙度要求,主要目标是全面保证加工质量。
2.4拟定加工工艺路线
由零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则,可以初步确定加工工艺路线如下:
方案一
1
备料
锻造毛坯
2
热处理
退火(消除内应力)
3
普车
粗、精车右端面钻中心孔
4
普车
粗φ176外圆柱面倒角
5
粗车各外圆柱面留半精车、精车余量,左端面
6
调质
7
数控车
半精车、精车各外圆柱面到要求倒角
8
钻φ30的底孔,车φ104,车φ80孔留镗孔余量
9
镗φ80孔到要求,倒角
10
11
数控铣
铣φ50、钻、扩、铰φ20到要求
12
铣键槽
13
去毛刺
14
检验
方案二
粗车各圆柱面留半精车、精车余量以及左端面
粗车φ176外圆柱面倒角
半精车左端各圆柱面到要求
精车左端台阶到要求并倒角
铰φ80孔到要求,倒角
铣
15
综上所述:
两个工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序,从零件本身来考虑,由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形,如采用工序分散,在加工时零件的位置精度无法保证,为了同时保证零件图示的圆跳动要求,所以采用方案二。
2.5加工设备的选择
工序三采用CA6140普通车床
工序7、8、9采用数控车床CK7150A
工序11、12采用X51,
2.6刀具的选择
刀具名称
刀具参数
粗车外圆柱面
可转位车刀
90°
半精,精车外圆柱面
75°
钻Φ30的孔
钻头
Φ30
钻φ18孔
φ18
扩φ19.8
扩孔钻
φ19.8
铰φ20
铰刀
φ20
车内孔
内孔车刀
镗Φ50的盲孔
镗刀
粗铣键槽
铣刀
Φ15.4
精铣键槽
Φ16
2.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
(1)加工余量,工序尺寸,及其公差的确定
由计算与查表得:
外圆柱面φ176
工序名称
工序余量
工序公差
工序尺寸公差
5
IT12
φ176
6.3
毛坯
φ187
外圆柱面φ55
精车
1.0
φ55
1.6
半精车
1.1
IT10
φ56
3.2
φ57.9
毛坯
17.1
φ70
外圆柱面φ60
Φ60
φ61
Φ62.9
12.1
外圆柱面φ65
Φ65
φ66
Φ67.9
7.5
外圆柱面φ75
Φ75
Φ76
Φ77.9
Φ80
内圆柱面φ80
镗车
车孔
47
Φ77
钻孔
30
加工通孔φ20
铰
Φ20
扩
9.9
Φ19.8
Φ18
加工键槽
精铣
Φ12
(2)确定切削用量
加工外圆柱面φ176:
粗车:
查《机械加工工艺设计手册》P433得知:
f=0.8~1.2mm/r取f=0.81mm/r
ap=2.5mm
查《金属切削手册》知Vc=70~90m/min取Vc=80m/min则n=1000Vc/d=195.85r/min由CA6140说明书取n=125r/min,故实际切削速度:
Vc=nd/1000=200×
3.14×
187/1000=73.4m/min,校核功率:
Pc=Kc×
ap×
Vcf/60000=2305×
2.5×
0.81×
73.4/60000=5.4Kw
由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=73.4m/min,n=125r/min,f=0.81mm/r
加工外圆柱面φ55:
粗车:
确定进给量f:
查《金属机械加工工艺人员手册》f=0.6~0.9mm/r结合CA6140说明书取f=0.71mm/rap=2.5mm
查《金属切削手册》知Vc=70~90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/d=341.22r/min由CA6140说明书取n=320r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=320×
70/1000=70.34m/min,功率Pc=Kc×
Vc×
0.71/60000=2305×
70.34×
0.66/60×
1000=4.4Kw
由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=70.34m/min,n=320r/minf=0.71mm/r半精车:
f=0.25~0.35mm/r取f=0.30mm/rap=0.9mm取Vc=120m/min,故n=1000Vc/d=660.04r/min圆整得n=660r/min
功率Pc=Kc×
f/60000=2305×
0.3×
120/60000=1.24Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.75,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=120m/min,n=660r/minf=0.3mm/r
精车:
Vc=150~160m/min取Vc=160m/minf=0.18mm/r,ap=0.55mm则n=1000Vc/d=908.29r/min圆整得n=910r/min,功率Pc=Kc×
0.55×
0.18×
160/60000=0.6Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.75,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=160m/min,n=910r/minf=0.18mm/r
加工外圆柱面φ60:
粗车:
d=70确定进给量f:
f=0.6~0.9mm/r取f=0.71,Vc=70~90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/d=341.2r/min由CA6140说明书取n=320r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=320×
3.14×
70/1000=70.34m/min取ap=2.5mm,校核功率Pc=Kc×
Vc×
f/60000=2305×
0.71/60000=4.8Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=70.34m/min,n=400r/minf=0.71mm/r
半精车:
f=0.4~0.5mm/r,取f=0.45ap=0.9mm,再查外圆切削数据表知:
Vc=1.667~2.17m/s取Vc=1.8m/s则n=1000Vc/d=546.8r/min,圆整得n=550r/min,则Vc=nd/1000=510×
62.9/1000=100.7m/min,功率Pc=Kc×
f/60000=2305×
0.9×
0.45×
100.7/60000=1.57Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=100.7m/min,n=510r/min,f=0.45mm/r
精车:
f=0.13~0.18mm/r取f=0.15mm/r,再查外圆切削数据表知:
Vc>
1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×
120/3.14×
61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min,取ap=0.55mm,故实际切削速度:
Vc=nd/1000=630×
61.1/1000=120.87m/min,校核功率Pc=Kc×
120.87×
0.15/60000=0.38Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=120.87m/min,n=630r/min,f=0.15mm/r
加工外圆柱面65
Vc=70~90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/d=341.2r/min由CA6140说明书取n=320r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=70.34m/min取ap=2.5mm,功率Pc=Kc×
f/60000=2305×
0.71/60000=4.8Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=70.34m/min,n=320r/min,f=0.71mm/r
f=0.4~0.5mm/r取f=0.45mm/r,再查外圆切削数据表知:
Vc=1.667~2.17m/s取Vc=1.8m/s则n=1000Vc/d=506.55r/min圆整得n=510r/min,取ap=0.9mm,Vc=nd/1000=510×
67.9/1000=108.7m/min,功率Pc=Kc×
108.7×
0.45/60000=1.7Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=108.7m/min,n=510r/minf=0.45mm/r
f=0.13~0.18mm/r取f=0.18mm/r,再查外圆切削数据表知:
1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=578.2r/min
圆整得n=580r/min故实际切削速度:
Vc=nd/1000=580×
66.1/1000=120.38m/min,ap=0.55mm校核功率Pc=Kc×
0.55×
120.38/60000×
1000=0.46Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=120.38m/min,n=580r/minf=0.18mm/r
加工外圆柱面φ75
确定进给量f:
查《金属机械加工工艺人员手册》表10-8知f=0.6~0.9mm/r取f=0.71mm/,查《金属切削手册》知Vc=70~90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/d=298.56r/min由CA6140说明书取n=320r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=80.384m/min,取ap=2.5m校核功率:
80.384×
0.71/60000=5.5Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=80.384m/min,n=320r/min,f=0.71mm/r
半精车:
f=0.4~0.5mm/r取f=0.45mm/r
再查外圆切削数据表知:
Vc=1.667~2.17m/s取Vc=1.8m/s
则n=1000Vc/d=1000×
108/3.14×
77.9=441.5r/min,圆整得n=450r/min,取ap=0.9mm,Vc=nd/1000=450×
77.9/1000=110m/min,校核功率Pc=Kc×
110×
0.45/60000=1.7Kw
由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=110m/min,n=450r/minf=0.45mm/r
f=0.13~0.18mm/r取f=0.15mm/r,再查外圆切削数据表知:
1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×
120/76.1×
3.14=502.2r/min圆整得n=500r/min故实际切削速度:
Vc=nd/1000=500×
76.1/1000=119.48m/minap=0.55mm校核功率Pc=Kc×
119.48×
0.15/60000=0.39Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=119.48m/min,n=500r/minf=0.15mm/r
加工内圆柱面φ80
钻孔:
ap=d/2=15mm取f=0.35mm/r;
Vc=0.33m/s故n=1000Vc/d=1000×
0.33×
60/3.14×
30=210.2r/min圆整得n=210r/min故实际切削速度:
Vc=nd/1000=210×
30/1000=19.8m/min,校核功率Pc=Kc×
15×
30.6/60×
1000=3.99Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=19.8m/min,n=210r/min,f=0.35mm/r
车孔:
f=0.35~0.40mm/r,Vc=0.833~1.666m/s取f=0.35mm/rVc=0.85m/s;
故n=1000Vc/d=1000×
0.85×
60/3.14×
74=219.5r/min由CA6140说明书取n=200r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=200×
74/1000=46.5m/min,取ap=3mm,校核功率Pc=Kc×
f/60000=2305×
3×
46.5×
0.35/60000=1.9Kw,根据机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=46.5m/min,n=200r/minf=0.35mm/r
钻孔:
f=0.3mm/r
ap=1.5mm
n=549r/min
Vc=nd/1000=×
80/1000=138m/min,功率Pc=Kc×
0.001/60=2305×
1.5×
138/60×
1000=7.9Kw,根据机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.75,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=138m/min,n=560r/minf=0.3mm/r
镗孔:
查《金属机械加工工艺人员手册》
ap=3mm;
S=0.30~0.50mm/r取S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s则n=1000Vc/d=1000×
0.65×
60/d=155r/min由CA6140说明书取n=160/min故实际切削速度Vc=nd/1000=160×
80/1000=40.2m/min根据机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,功率Pc=Kc×
S/60000=2305×
40.2×
0.4/60000=1.85Kw机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=40.2m/min,n=160r/minf=0.4mm/r
钻φ19.8的底孔:
查《简明加工工艺手册》P296得:
f=0.33~0.38mm/r,
取f=0.36mm/r;
Vc=0.96~1.13m/s,取Vc=1m/s故n=1000Vc/d=1000×
19.8=965.1r/min根据X51机床说明书得:
n=945r/min故实际切削速度
Vc=nd/1000=945×
19.8/1000=58.75m/min,又取ap=6mm校核功率:
6×
60.3×
0.36/60000=5.0Kw,由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效
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