機械-典型零件連接軸的加工工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 加工，而外鍵槽則選擇銑床加工。考慮到內鍵槽的結構、尺寸及技術要求則選擇插床加工。另外 M4 螺紋底孔則應用立式臺鉆鉆削加工。 普通機床的 選擇： 由于普通機床生產成本低，節約資金，所以粗加工和一道工序可完成的表面加工，均采用普通機床加工。 (1) 普通車床的選擇： 由于該零件為典型回轉體零件，長度僅為 270mm，最大直徑 60 mm，而 C616A 普通車床的最大回轉直徑為 400mm，在床身上 320mm，在刀架上 210mm，可加工工件的最大長度為500mm，刀架最大縱向行程為 500mm，橫向行程為 195mm，采用的刀桿橫截面為 20179。20mm ，刀架最大回轉角度為 177。45176。 ，機床的外形尺寸為長 179。 寬 179。 高： 2340179。821179。900mm ，所以此機床加工該零件從 零件形狀結構和外形尺寸上完全達到要求，又普通車床只用于該零件的粗加工，表面質量要求不高，故選用 C6162 普通車床。 (2) 普通鉆床的選擇： 由于該零件 216。60 外圓柱表面上的 M4 螺紋底孔須先在普通鉆床上加工，而 Z515 型臺式鉆床可加工的最大孔直徑為 15mm，重 140kg 的零件孔加工，它的主軸行程有 100mm 主軸端面到工作臺的最大距離為 430mm，主軸中心線與主軸表面距離為 190mm，該機床的外形尺寸長 179。 寬 179。 高： 782179。440179。823mm ；而零件的外形尺寸則主要為最大直徑尺寸 60mm，選擇此機床可以完全達到要求 。 (3) 插床的選擇： 黃岡職業技術學院學業作品 12 零件 216。35 內孔上的兩對稱、寬 10mm、僅有 10mm 退刀槽的鍵槽加工，難度特大。因為不能選擇普通的車、銑、刨、磨、鏜等傳統加工方法，但是此鍵槽既有尺寸公差要求還有對稱度要求和表面粗糙度要求，所以只能采用臥式插床分粗、精插的插削方法進行加工。B5020 型插床：它的最大插削長度為 200mm，可插削的工件最大尺寸為 485179。200mm ，工件最大重量為 400kg，滑枕行程為 25220mm，滑枕最大回轉角度為 8176。 ，工作臺最大移動量為縱向 500mm、橫向 500mm，機床的外形尺寸為長 179。 寬 179。 高： 1916179。1305179。1995mm ，選擇此機床就可以完全達到加工要求。 二、 數控機床的選擇： 數控車床的選擇： 由于該零件上的外圓弧面、外圓錐面、內圓柱面、內圓錐面以及一些尺寸精度，和表面粗糙度要求都較高的零件部位加工。用普通機床加工難度太大，甚至是無法加工或不能保證加工質量，難以達到圖紙要求。所以必須選擇數控車床，有因為該零件外形尺寸不大，而 CK6140 型數控車床的各項技術指標為：可加工的工件的最大直徑為 400mm；可加工的工件最大長度為 900mm；主軸轉速級數為無級變速。脈沖當量： Z 軸為 、 X 軸為 ；加工工件精度：圓柱度可達到 、圓度可達到 、平面度可達到 、粗糙度也能達到 ；外形尺寸為長 179。 寬 179。 高： 5030179。1900179。2214mm ；控制系統為： FANUC— 3T（日本）。選擇此機床加工該零件操作系統簡單，很容易控制機床優質、高效的加工出來。 數控銑床的選擇： 為了要在軸上加工鍵槽，本選擇普通銑床完全就可以加工，還比較經濟，然而由于該鍵槽一個是槽寬比較窄，槽長又那么短，表面粗糙度、尺寸精度、位置精度要求都比較高，選擇普通機床是要分好多工步，才能加工出來，而且 不易保證質量、比較浪費工時、相對還沒有數控機床加工經濟，而 J220 三坐標數控銑床最大移動距離縱向為 700mm、橫向為300mm、垂直方向為 130mm；矩形工作臺為 250179。1120mm ；定位精度可達到 177。 m，重復定位精度可 達到 177。 ；可控制三軸運動。加工鍵槽相當容易，大大提高了生產效率。 二、 夾具的選擇： 該零件為典型的回轉體零件，最適合于在車床上進行車削加工，所以工件的外圓柱面作為定位基準車削加工時則采用三爪自定心卡盤自動定心找正夾緊；以工件的內孔表面作黃岡職業技術學院學業作品 13 為定位基準加工該零件時則采用自動可脹芯 軸定位夾緊來車削工件。在銑床上為了加工技術要求較高的鍵槽時則采用 V型鐵配合平口虎鉗（ QH80：此類型的平口虎鉗可回轉 180176。 使用主要用于各種銑床和鉆床等。）來限制它的自由度從而定位夾緊工件銑削加工；插削兩對稱內鍵槽以及鉆削 M4 螺紋底孔時也是采用 V型鐵配合平口虎鉗（ QH80）來限制它的自由度來加工的。 三、 刀具的選擇： 刀具材料的選擇： 刀具切削部分的材料性能直接影響著加工效率、刀具耐用度、刀具消耗、加工成本、加工精度和表面質量等，因此刀具材料的硬度必須膏腴工件材料的硬度、要耐磨、有良好的強度和韌性，能 夠承載較大的負荷還能在沖擊條件下工作、它還應當有較高的耐熱性。而本零件為鍛造出來的 35 號毛坯。故最好適合用硬質合金刀具進行加工；而 YT15 質合金刀具它的硬度、耐磨性、強度、韌性都比較好。適合碳素鋼與合金鋼的加工中，零件連續切削時的粗車、半精車及精車；間斷切削加工時的小斷面精車、旋風車絲；連續面的半精銑與精銑以及孔的粗擴與精擴。故選擇而 YT15 硬質合金作為刀具材料。 車刀、銑刀、插刀以及鉆削刀具的選擇： 此零件加工材料為 35 鋼屬于優質碳素結構鋼，所以它的前角應當選擇在 10176。 ～ 15176。之間；后角應當選擇在 6176。 ～ 8176。 之間；主偏角在系統鋼性較差的車削內孔以及階梯表面的連續加工時選擇在 60176。 ～ 75176。 之間，在系統鋼性較好的條件先加工時則選擇 10176。 ～ 30176。的后偏角。副偏角精車時選擇在 5176。 ～ 10176。 之間，粗車時采用 10176。 、 15176。 的角度。刃傾角粗車時選擇 0176。 ～ 5176。 的角度，主偏角為 90176。 的車刀的車削則選擇 0176。 刃傾角。刀尖圓弧半徑的選擇則是外圓車刀，以及端面車刀，單調刀桿的 截面為 16179。20 時的粗精加工采用 ～ 08mm 的圓弧半徑。所以選擇以下刀具形狀極其各項指標： 考慮到車削外圓柱表面的幾何形狀既有半徑僅為 2mm 的外圓弧面 、 有錐面為防止刀具與工件發生干涉、又考慮到切削力、切削速度、以及表面加工質量，故采用 90176。 偏刀進行外輪廓加工。 黃岡職業技術學院學業作品 14 圖 90176。 外圓車刀 加工內孔為一內大外小的倒 “T” 字型盲孔，而且兩孔的半徑方向只差 4mm，為了工序集中所以都采用車削加工完成，但它是盲孔刀頭又極易與孔底發生干涉，增加了車削難度故采用 45176。 彎頭內孔車刀進行加工 216。35 內孔； 圖 端面車刀 為了防止車刀面與工件端面發生摩擦，影響加工表面質量所以采用有角度的端面車刀進行車削加工。 圖 45176。 彎頭內孔車刀 為了方便、靈活、高效的加工而 216。43 倒 “T” 字型內盲孔，不至于發生干涉碰撞而損壞工件，甚至發生人身或機器傷害事故，則采用 10186。 偏角的彎頭內孔切槽刀加工較好。 黃岡職業技術學院學業作品 15 圖 10176。 彎頭內孔切槽刀 圖 插刀 專門為了加工內鍵槽而選擇用插削方法加工其中粗插時采用 B=9mm、 H=20mm、 L=250mm的插刀進行加工。精插時則采用 B=10mm、 H=20mm、 L=250mm 的插刀進行加工。 圖 錐柄鍵槽銑刀（ GB1112— 85） 加工鍵槽則采用標準鍵槽銑刀加工，它的各項指標為： D=5mm、 L=50mm、 l=14mm、 d=8mm。 黃岡職業技術學院學業作品 16 圖 錐柄麻花鉆 錐柄麻花鉆（莫氏 5號、 GB1441— 85） 鉆削底孔的麻花鉆則采用 d=、 L=50mm、 l1=20mm 的標準麻花鉆。 四、量具的選擇： 粗測外圓柱、測量時長度時選單位長度 、測量范圍為 300mm 以內的游標卡尺（ JB1087— 67）。 精測外圓柱面用單 位長度 的外徑千分尺。 測量內孔用單位長度 的內徑千分尺。 測量深度用（ JB1083— 67）深度游標卡尺。 黃岡職業技術學院學業作品 17 6. 工藝的分析計算 確定加工余量 為了保證加工質量，考慮到前道工序的表面質量、位置關系誤差、尺寸公差、熱處理變形以及本工序的安裝誤差等來合理確定總加工余量和工序加工余量。 毛坯余量的確定： 35 鋼屬于易切削鋼軸類零件則根據零件的基本尺寸直徑 60mm，車削的長度與基本尺寸之比 270/60 大于 4~8，則毛坯直徑方向加工余量確定為 4mm，即 64mm。 外圓柱面的粗車及半精車的 加工余量確定：參考手冊鍛件毛坯粗車加工余量確定為；半精車的加工余量確定為 。 孔加工余量的確定：粗車 ，半精車為 。 端面加工余量的確定：本零件只需粗車、半精車就可以完成所以粗車加工余量同外圓柱面為 ，半精車為 。 具體為 216。60、 216。4 216。16 各外圓柱表面， 30176。 錐面、 R2 圓弧面、 45176。 倒角、零件左右端面、 216。32 圓柱右端面以及 216。60 圓柱右端面的粗車都留 的加工余量。 15176。 錐面 216。35 內孔以及 216。43 的內孔粗車均留 加工余量。 216。60、 216。1外圓柱 表面半精車均留 加工余量； 30176。 錐面、 R2 圓弧面、 45176。 倒角、 216。32 圓柱右端面的半精車均留 加工余量。粗插時則選擇留 加工余量然后進行精車 。 計算工序尺寸極其公差 由于該零件的工序比較多，計算工序尺寸是比較繁重的工作，方法都是一樣的在這里我就以工件最左短的內孔深度尺寸來舉例說明求工序尺寸的一般方法： 黃岡職業技術學院學業作品 18 圖 孔的深度構成了一個封閉的尺寸鏈 由圖 上可以看出長度 4 2 三 個尺寸及未知小孔的深度構成了一個封閉的尺寸鏈。而小孔的深度尺寸是通過已知的孔的總深度 49 和大 孔的深度 10 以及錐孔的深度 2來間接得到的，屬于封閉環；從環中可以看出當 10 和 2這兩個環不變時，隨著深度 49 這個尺寸的增加，封閉換的尺寸就會隨著增加，說明 49 這個尺寸就為增環；相反當 2這個環不變時則 10 這個環會隨著本身的增大而使封閉環減小。或者隨著本身的減小而使封閉環增大，故此環為減環。同理 2 這個尺寸環也為減環。 封閉環的基本尺寸為所有增環的尺寸減去所有減環的尺寸即 ： 49（ 2+10） =37mm 封閉環的最大極限尺寸為所有增環的最大極限尺寸減去所有減環的最小極限尺 寸即 ： 49（ 2+10） =37mm 封閉環的最小極限尺寸為所有增環的最小極限尺寸減去所有減環的最大極限尺寸即 ： 49（ 2+20） =27mm 封閉環的平均尺寸為所有增換的平均尺寸之和減去所有減環的平均尺寸之和，即 ： 49（ 2+10） /2=43mm 封閉環的上偏差為所有增環的上偏差只和見區所有減環的下偏差之和即 ： 0（ 0+0） =0 mm 黃岡職業技術學院學業作品 19 封閉環的下偏差為所有增環的下偏差之和減去所有減環的上偏差之和即 ： 0（ 0+10） =10 mm 封閉環的公差為所有組成化的公差之和即 ： 0+0+10=10 mm 確定切削用量 車削加工中的切削用量包括：背吃刀量 ap、主軸轉速 n 或切削速度 v（用于恒線速度切削）、進給速度或進給量 f。這些參數均應在機床給定的允許范圍內選取。車削用量選擇是否合理，對于能否充分發揮機床潛力與刀具切削性能，實現優質、高產、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的選擇原則是粗車時，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量 ap，其次選擇較大的進給量 f，最后確定一個合適的切削速度 v 。增大背吃刀量 ap可使走刀次數減少，增大進給量 f 有利于