机械制造工艺学课程设计-设计转速器盘的机械加工规程及工艺装备（全套图纸） .doc

机械制造工艺学课程设计机械制造工艺学课程设计全套cad图纸，工艺卡等，联系153893706系 名： 机械工程系班 级： 机 营 05 学生姓名： 学 号： 05015101 指导教师姓名： 二零零八年三月 机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 说 明 书设计题目：设计转速器盘的机械加工规程及工艺装备设 计 者： 指导老师：2008年3月19日机械制造工艺学课程设计任务书 题 目：设计转速器盘的机械加工工艺规程及钻、扩铰孔的专用夹具内容： 零件图 1张毛坯图 1张机械加工工艺规程卡片 1套夹具装配总图 1 张夹具零件图 1张课程设计说明书 1份班 级: 机 营 05学 生: 王 各学 号：05015101指导老师: 殷 晓 中2008年3月19日目 录序言 5第一章 零件的分析 51.确定生产类型52.零件的作用53.零件的工艺分析5第二章 确定毛坯、画毛坯图6第三章 工艺规程设计61、定位基准的选择62、零件表面加工方法选择63、制定工艺路线74、工艺方案的经济技术比较75、选择加工设备及刀、夹、量具7第四章 加工工序设计 8第五章 夹具设计12结论12参考文献12序 言 机械制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。一 零件的分析1 计算生产纲领，确定生产类型所给任务的零件（ 如 附图一 ）是某机器上的一个转速器盘的零件。假定该机器年产量为50台，且每台机器中仅有一件，若取其备品率为5%，机械加工废品率为2%，则该零件的年生产纲领为：n=qn(1+5%+2% )件/年=54件/年。由上式可知，该零件的年产量为54件，由零件的特征可知，它属于机体类小零件，因此，可以确定其生产类型为单件小批量生产。2. 零件的作用本设计任务给定的零件是该机器中的转速器盘，即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。3. 零件的工艺性分析和零件图的审查该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的结构比较复杂，加工时需要较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力，可以v型块进行定位加紧，并用挡块进行辅助定位。同时基准面的选择也是很重要的。在加工i ,ii ,iii孔的端面时，先用铣刀铣出下表面，在以下表面为基准，铣出上面的各表面（i,ii,iii孔的加工也是以下端面为定为基准的）；在加工前后端面时，由于工件前后尺寸较大，可在镗床上铣端平面，铣出后表面。之后，以后表面为基准，钻出两个9孔，在加工过程中，应尽量减少安装的次数，以减少安装时带来的安装误差。二、确定毛坯、画毛坯为铸件1. 选择毛坯转速器盘是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料ht200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话）。由于零件的结构复杂，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，最好用成型铸造法，以减少加工余量和保证零件的结构准确性根据零件材料确定毛坯为铸件。由参考文献5表1-3可知，起生产类型为大批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，因为是大批量生产，32的孔铸预孔。为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。毛坯最大外形尺寸：122m30.5mm98mm参考文献1表2.3-6该种铸件的尺寸公差等级ct810级，加工余量等级ma为g级，故取ct为10级，ma为g级。三 工艺过程设计。1. 定位基准的选择本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。例如，先铣出下表面，再以下表面为基准，加工出上端各表面，同样，也是以下表面为基准钻出i,ii,iii 3个孔；加工前后端面时，先以下表面为基准，在镗床上铣出后端面，再以后端面为基准，加工出2个9的孔的前端面。由于扇形部分的表面比较不易加工，首先以加工出来的下端面为基准加工出i,ii,iii孔处的各个上端面，再以上端面为基准，加工出i孔处的下端面；零件的2个9孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。2. 零件表面加工方法的选择本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，内孔，圆角等，其加工方法如下：（1）下表面（大面积表面）：虽然不是重要的表面，没有粗糙度要求，但是定位基准面，用铣车进行端铣平面，粗铣即可。（2）上边缘面：不是重要表面，粗铣即可。（3）i,ii,iii孔处的上端面：是重要表面，表面粗糙度r6.3，可以进行粗铣后，再进行半精铣或精铣。（4）i孔处的下端面：无表面粗糙度要求，只需进行粗铣即可。（5）后端面：是重要表面，也是定为基准面，表面粗糙度r6.3，进行粗铣再半精铣或精铣。（6）2个9孔的前端面：表面粗糙度r12.5，只需进行粗铣。（7）2个9孔的加工：表面粗糙度r12.5，以下端面为基准，粗镗出2个9孔；普通镗床即可。（8）i孔的加工：表面粗糙度r6.3，可用镗床进行镗孔，粗镗或扩孔均可。（9）ii,iii孔的加工：表面粗糙度r3.2，是要求较高的孔，可进行粗镗半精镗，或者扩孔精扩，既可满足要求。（10）圆角：有r3，r5,r6.5,r15几种园角，可用立铣刀周铣出圆角。3.工艺路线的制订由于是单件小批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。工序1：钳工划线；以上表面为粗基准，划下表面的加工线。工序：以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面；在以下表面为精基准，粗铣出个9孔的上端面，以及i,ii,iii,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 工序：以下表面为基准，对这个孔的上端面进行精铣，使表面粗糙度达到r6.3的要求。工序：以10孔的上表面为基准，精铣10孔i的下端面。工序：以下表面为基准，在镗床上粗铣或半精铣出后端面，再以后端面为基准，加工出2个9的孔的前端面。工序：钻孔，以后表面为基准，预钻出i,ii,iii孔，留出1mm左右的加工余量；再以下端面为基准，预钻出2个9孔，留出1mm的加工余量工序：在镗床上进行镗孔，粗镗10孔i；粗镗2个9孔；倒角。工序：精镗6孔ii,iii，使粗糙度达到r3.2的要求工序：钳工去毛刺。工序：终检。4.工艺方案的经济技术比较在加工过程中，也可以用车床或刨床来加工表面，用镗床来镗孔。但是由于工件的结构较复杂，用车床或刨床加工的话会给加工带来很大的困难，给工人增加很大的工作难度；如果用镗床来镗孔，也是可以的，但是本设计给的零件的孔要求的精度不是非常高，用普通的钻床就可以加工达到设计的要求。5. 加工设备和工艺装备的选择（1）. 机床的选择(a)工序，和工序用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床x62w型万能卧铣床即可。（b）工序用的是镗床进行端面的铣削加工，工序和工序是镗孔工序，分别是粗镗和半精镗。使用普通的镗床即可。（c）工序加工一个10孔，2个6孔，2个9孔，采用 加紧，在立式钻床即可。可选用z518型立式钻床。（2）. 选择夹具本零件结构比较复杂，不成规则，故加紧定位比较困难，可采用v型块来定位，并可以使用一些挡块来辅助定位加紧。例如，在加工上端面时，扇形部分下部分悬空，需要用一些垫块垫住，然后用压板加紧，以防零件加紧时发生变形。在加工前后端面时，用花盘或压板都可以加紧。（3）. 选择刀具(a) 在工序，铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。(b) 钻孔有10, 6,9三种孔，需要留一定的加工余量，可用5, 8麻花钻直接钻出来。(c) 镗孔需要镗三种孔10, 6和9，有粗镗和精镗，粗加工可用yt15,精加工可用yt30。（4）. 选择量具本零件是单件小批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。（a）选择平面的量具：由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.2mm，选用分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.02mm，显然满足要求。（b）选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如i孔的下偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。工序加工尺寸尺寸公差使用量具280.5分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺120.2分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺14-分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺4100.013分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺60.0309-分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺注：本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就足够了。四 确定工序尺寸（1）.工艺尺寸链的确定工序2，3，4主要是加工端面，如图l1，l11,l12,l13,l14,l15,l16是各个端面之间的相互位置，其中工序，的l15,l16,是精加工的尺寸链，即加工i,ii,iii孔的上端面的尺寸。l1是零件下表面到最上面的端面的距离，l11是下表面到9孔中心的距离，l12是9孔中心到上端面的距离，l13是9孔中心到10孔下表面的距离，l14是10孔两个端面的距离，l15是10孔上端面到6孔的上端面的距离，l16是下表面到10孔的上端面的距离。工序，的尺寸链： 工序，精加工的尺寸链：l15l16 l11l12l13l15l14l16l1工序，主要是加工孔的尺寸链。 l21是9孔两个端面的距离，l22是后端面板的厚度，l23是后端面到孔i的距离。l31是两个9孔之间的距离，l32是左边的9到10孔的水平距离，l33是10孔到两个6孔的水平距离，l34是10孔到零件下表面的斜面底端的距离。 l23l21l22l31l32l33l34加工孔的尺寸链 工序，的尺寸链： （2）工序尺寸的计算零件的加工过程主要是以下表面和后端面为定位的基准。各个工艺尺寸链的数值确定如下：l1=28mm；l11=18mm；l12=10mm；l13=5.5mm；l14=8mm；l15=4mm；l16=20.5mm；l21=14mm；l22=7mm；l23=56mm；l31=28mm；l32=73mm；l33=25mm；l34=30mm；（3）工序60打孔6mm，铰孔2-6mm由于这两个孔直径较小无法直接铸造，故直接钻出。该工序具体分为以下几步 打孔6mm，钻孔6mm,扩孔6mm，铰孔2-16mm。10mm孔因一次钻出,故其钻削余量为z钻6/2=3mm参考文献（1）表2.4-38，并参考z518机床说明书，取钻10mm孔的进给量f=0.4mm/r，取钻14mm孔的进给量f=0.3mm/r。参考文献（1）表2.4-41，用插入法求得钻10mm孔的切削速度v=0.445m/s=26.7m/min，由此算出转速为n=1000v/d=100026.7/3.1421405r/min按机床实际转速取n=400r/min，则实际切削速度为v=3.1421400/100026.4m/min同理，用插入法求得钻14mm孔的v=26.1m/min，由此算出转速为n=1000v/d=100026.1/3.1412.5665r/min按机床实际转速取n=650r/min，则实际切削速度为v=3.1412.5650/100025.5m/min参考文献（1）表2.4-69，得：ff=9.8142.7d0f0.8kf（n）m=9.810.021d02f0.8km（nm）分别求出钻6mm孔的ff和m如下：ff=9.8142.7210.40.81=4222nm=9.810.0212120.40.81=43.6 nmff=9.8142.712.50.40.81=2513nm=9.810.02112.520.40.81=15.5 nm它们均小于机床的最大进给力7840n和机床的最大扭转力矩196 nm，故机床刚度足够。扩2-6mm孔，参考文献（1）表2.4-50，并参考机床实际进给量，取f=0.3mm/r 。参考文献（4）表3-54，扩孔的切削速度为（1/2-1/3）钻，故取扩=1/2钻=1/222m/min=11m/min。由此算出转速n=1000/d=100011/（3.148.8）=398r/min。按机床实际转速取n=400r/min。参考文献（1）表2.4-58，铰孔的进给量取f=0.3mm/r（因铰的是盲孔，所以进给量取得较小）。参考文献（1）表2.4-60取铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。由此算出转速n=1000/d=100011/（3.149）=636.9r/min。按机床实际转速取n=630r/min，则实际切削速度为=dn/1000=3.149630/1000m/min=17.8m/min。2.工序70钻通孔2-6mm,10mm孔因一次钻出,故其钻削余量为z钻10/2=5mm。参考文献（1）表2.4-38，并参考z3025机床说明书，取钻10mm孔的进给量f=0.4mm/r。参考文献（1）表2.4-41，用插入法求得钻10mm孔的切削速度v=0.445m/s=26.7m/min，由此算出转速为n=1000v/d=100026.7/3.1421405r/min按机床实际转速取n=400r/min，则实际切削速度为v=3.1421400/100026.4m/min。参考文献（1）表2.4-69，得：ff=9.8142.7d0f0.8kf（n）m=9.810.021d02f0.8km（nm）求出钻6mm孔的ff和mff=9.8142.7210.40.81=4222nm=9.810.0212120.40.81=43.6 nm（5）时间定额计算工序70的时间定额:（1）机动时间 参考文献1表2.5-7,得钻孔的计算公式为：tj=(l+l1+l2)/fnl1=(d/2)cottankr+(12)l2=3钻6mm孔：l1=（10/2）cottan（118/2）+1.5=6.5mml=17mm取l2=3将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得:tj0.1min 参考文献1表2.5-7，得扩孔的计算公式为：tj=(l+l1+l2)/fnl1=(d-d)/2cottankr+(12)扩孔 时l2=14扩6mm孔：l1=(16-15.8)/2cottan（118/2）+1.5=7.4mml=15mm取l2=3mm将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得:tj0.8min 总机动时间tj总也就是基本时间tb为：tb=0.1+0.8=0.9min各工步的辅助时间为：钻6mm孔0.215min , 扩6 mm孔0.215min , 装卸工件时间，参考文献1表2.5-42取1.5 min。所以辅助时间ta为：ta=0.215+0.215 +1.5+0.015+0.02+0.04=2min(3)作业时间：tb=tb+ta=2.+0.9=2.9min(4)布置工作地时间。参考文献2 取=3% 则：ts= tb =2.93%0.09min(5)休息与生理需要时间。参考文献2取=3% 则：tt= tb=2.93%0.09min（6）准备与终结时间te。参考文献1表2.5-40取各部分时间为：中等件 33 min； 升降钻床 1min； 深度定位0.3 min； 使用夹具 10 min；te=33+1+0.3+10 =44.3min（7）单件时间tptp=ta+tb+ts+tr=2+0.9+0.12+0.9=3.11min附一： 零件工作图附二： 机械加工工艺过程综合卡片机械加工工艺过程综合卡片 零 件 名 称 零 件 图 号 材 料 数 量转速器盘ht2001工序号 工序名称和内容 安 装 简 图 (定位基面) 设备及工艺装备(名称和规格)机 床夹 具刀 具量 具1钳工划线，划下表面的加工线以上表面为粗基准钳工台2粗铣出零件下表面；个9孔的上端面；i,ii,iii,孔的上端面和其他次要表面；倒角铣下