机械制造技术课程设计-转盘的机械加工工艺规程及钻M12螺纹孔夹具设计【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学课程设计16辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：转盘的机械加工工艺规程及螺纹孔工艺装备设计全套图纸，加153893706班级：涉机07-1姓名：学 号：指导教师：完成日期：一、设计题目转盘的机械加工工艺规程及螺纹孔工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图） 1张（2）生产类型：中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张（5）夹具装配图 1张（6）夹具体零件图 1张（7）课程设计说明书（约50008000字） 1份四、进度安排(参考)（1）熟悉零件，画零件图 2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片 5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图） 9天（4）编写说明书 3天（5）准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要现今的世界国家间的竞争已经全面转入科学技术的竞争，而机械工业直接反应一个国家的整体技术水平。无论是核工业还是农具，机械制造业是国家获取其他几乎一切行业设施和工具的来源。可以说人类文明史就是机械制造的历史。我国的工业化建设情况，国际上众说纷纭，虽然在很多高技术项目上颇有建树，但在这次汶川地震中表现出中众多缺陷。包括规模较小，工艺粗糙，关键技术仍依赖国外等等。充分说明在向高技术领域进军的同时，低端产业也应该加强建设。本次设计的是转盘加工工艺及其夹具设计。通过对普通车床转盘零件图及其性能要求的分析研究，合理的设计出了一套工艺规程和攻M12螺纹孔的夹具。运用所学专业知识，查阅相关资料，完成设计任务，在选定加工所用设备后，根据机床的联系尺寸，设计出合理的夹具。关键词：转盘 零件 加工过程ABSTRACTNowadays,the competition of world countries has shift to the competition of new science and technology completely,In this age , level of development for the machine industry has become the most important criteria in the judgement in a countrys level of development.From Nuclear industry to dead stock,ALL the establishment and facilities,hat our country need and consume, depend on our machine industry .The histroy of mankind is the histroy of the machine buildingConsider chinese industry construction,Many argumentations has been bring forward in the globality organization.We enjoy our achievement in some new technologes.But in these serious earthquake in WENCHUAN,we discovered our weakness: dimensions, asperous technics,core technology depend on other countries.So notwithstanding these is the age of advanced krowlage,we must improve our well-rounded technologies.This thesis is about rules authorized staff of the processing craft of the lathes turntable.According to the analuzical research into the drawing of the turnable Component of ordinary.Lathes and its performance,here has designed a reasonable set of Craft rales and jigs for coattail iron and drill and extent 35H hole，By utilizing the professional knowledge which have learned and looking up the interne lated references,thesis has been Completed.After sdecting the process equipments which will beused and checking the related measurement of the machine tools.thereasonable object was accomplishedKey word : Turntable , machine hardware, processing cycle目录1、转盘的工艺分析及生产类型的确定11.1、转盘的用途11.2、转盘的技术要求11.3、转盘端盖的工艺性11.4、确定转盘的生产类型22、确定毛胚、绘制毛胚简图22.1选择毛胚22.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量22.2.1公差等级22.2.2端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3绘制端盖毛坯简图33、拟定转盘工艺路线43.1、定位基准的选择43.1.1精基准的选择43.2.2粗基准的选择43.2 、表面加工方法的确定43.3、加工阶段的划分53.4、工序的集中与分散53.5、工序顺序的安排63.5.1机械加工工序63.5.2热处理工序63.5.3辅助工序63.6、确定工艺路线64、加工余量、工序尺寸和工差的确定85、切削用量、时间定额的计算85.1、切削用量的计算85.1.1钻孔工步85.1.2 攻螺纹工步95.2、时间定额的计算95.2.1基本时间tj的计算95.2.2辅助时间ta的计算105.2.3. 其他时间的计算105.2.4单件时间tdj的计算106.夹具设计116.1提出问题116.2设计思想116.3夹具设计126.3.1定位方案126.3.2刀具导向方案136.3.3夹紧方案136.3.4夹具体设计136.3.5使用说明137. 体会与展望138.参考文献151、转盘的工艺分析及生产类型的确定1.1、转盘的用途转盘的作用是用来转动刀架的方位，固定刀架，以此来改变刀架的位置。故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。1.2、转盘的技术要求该端盖的各项技术要求如下表所示加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)转盘左端面64IT143.2轴长30IT141.6外圆柱面14IT141.6转盘中心孔18H7IT712.525孔25IT1412.514孔14IT146.3M12螺纹孔12IT1412.56配作孔6IT141.61.3、转盘端盖的工艺性该端盖结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有端盖左、右端面，方形端面，其次就是18H7孔及25孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外6，14孔孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.4、确定转盘的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得：N=5000台/年X1件/台X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75端盖重量为0.5kg，由表1-3知，端盖属轻型零件；由表1-4知，该端盖的生产类型为大批生产。2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛胚端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该端盖的轮廓尺寸不大，形状亦不是很复杂，故采用砂型铸造。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1公差等级由端盖的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=10。2.2.2端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目左右端面18H7外圆面6配作孔公差等级CT101010加工表面基本尺寸（mm）301864铸件尺寸公差（mm）2.6243.2机械加工余量等级FFFRMA111毛坯基本尺寸（mm）33.314.867.652.2.3绘制端盖毛坯简图3、拟定转盘工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1精基准的选择 本零件是带孔盘状零件，孔是其定位基准（装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生误差，阴选择孔位定位基准，即遵循精准重合的原则。具体而言，即选18H7mm孔急一端面作为基准。3.2.2粗基准的选择 由于本零件全部表面都需加工，而孔作为定位基准应该先进行加工，并且因为作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择端盖左端面和64外圆面作为粗基准。采用64外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用端盖左端面作为粗基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2 、表面加工方法的确定 根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注64外圆面IT141.6粗车-半精车-精车表1-6至表1-820圆锥面IT141.6粗车-半精车-精车表1-6至表1-818H7孔IT712.5扩-粗铰-精铰表1-6至表1-825孔IT1412.5扩表1-6至表1-8左端面IT143.2粗车-半精车表1-6至表1-8右端面IT141.6粗车-半精车-精车表1-6至表1-8M12螺纹孔IT1412.5钻-攻螺纹表1-6至表1-814孔IT1412.5扩表1-6至表1-86配作孔IT141.6钻-粗铰-精铰表1-6至表1-83.3、加工阶段的划分该端盖加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（端盖右端面和18孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车外圆面、20圆锥面。在半精加工阶段，完成端盖左右端面，外圆面的精车加工和18孔的扩-粗铰-精铰加工。在精加工阶段完成M12螺纹孔的钻和攻螺纹一级6孔等其他孔的精加工。3.4、工序的集中与分散选用工序集中原则安排端盖的加工工序。该转盘的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.5、工序顺序的安排3.5.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准端盖右端面和18mm孔。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工20圆锥面，再加工M12螺纹孔。3.5.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该端盖在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3.5.3辅助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该端盖工序的安排顺序为：热处理基准加工粗加工精加工。3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了端盖的工艺路线。工序号工 名序 称工 序 内 容设 备工 艺 装 备1热处理退火2粗车粗车右端面和20圆锥面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺3扩孔扩18mm孔C620-1型卧式车床2号锥柄扩孔钻，塞规4粗车粗车左端面和和64mm外圆C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺5扩孔扩25mm孔C620-1型卧式车床3号锥柄扩孔钻，塞规6半精车半精车右端面和20圆锥面C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺7精扩精扩18mm孔C620-1型卧式车床2号锥柄扩孔钻，塞规8半精车半精车左端面和64mm外圆C620-1型卧式车床外圆车刀，游标卡尺9精车精车右端面和20圆锥面C616A型卧式车床外圆车刀，游标卡尺10铰孔铰18H7mm孔C616A型卧式车床2号硬质合金锥柄机用铰刀，塞规11精车精车64mm外圆C616A型卧式车床外圆车刀，游标卡尺12钻孔钻10孔Z525型立时钻床麻花钻，塞规13攻螺纹攻M12螺纹孔Z525型立时钻床M12丝锥，螺纹塞规14扩孔扩14mm孔Z525型立时钻床1号锥柄扩孔钻，塞规15钻，粗铰，精铰钻，粗铰，精铰6mm配作孔Z525型立时钻床1号硬质合金锥柄机用铰刀，塞规16去毛刺钳工台平锉17清洗清洗机18终检游标卡尺，塞规4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定钻-攻M12螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得，攻螺纹余量Z攻螺纹=1.5mm；钻孔余量Z钻=10.5mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：攻螺纹：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，攻螺纹：0.040mm;钻：0.18mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，攻螺纹：1.50+0.040mm;钻：10.50+0.18mm5、切削用量、时间定额的计算在这只计算钻-铰-精铰10孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算5.1.1钻孔工步1）背吃刀量的确定 取ap=10.5mm.2) 进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.12mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，按铸铁硬度为200241HBS计算，切削速度v选取为16m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=485r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=18.0 m/min。5.1.2 攻螺纹工步 1）背吃刀量的确定 取ap=1.5mm。 2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.25mm/r。3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为8m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=1698 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=1630r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=6.4 m/min。5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tj的计算（1） 钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=21.46mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=10.5/2*cot54+1mm=8.8mm; f=0.1mm/r;n=545mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(21.46mm+8.8mm+1mm) /(0.1mm/min 545r/min)=0.57min=34.4s。（2） 攻螺纹工步根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=0.75的条件查得l1=1.1mm; l2=45mm; 而l=21.46mm; f=0.25mm/r; n=1360r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(21.46mm+1.1mm+45mm) /(0.25mm/min 1360r/min)=0.19min=11.7s。5.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x34.4s=5.16s;攻螺纹工步的辅助时间为：ta=0.15x11.7s=1.76s;5.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(34.4s+5.16s)=2.37s;攻螺纹工步的其他时间为：tb+tx =6%x(11.7s+1.76s)=0.80s;5.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=34.4s+5.16s+2.37s=41.93s;攻螺纹工步tdj攻螺纹=11.7s+1.76s+0.80s=14.26s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=41.93s+14.26s=56.19s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，长圆柱销限制2个自由度，定位销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对M12孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT14，表面粗糙度Ra12.5，钻、攻螺纹可以满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3夹具设计本夹具是高速钢机动丝锥W18Cr4V纵向进给攻M12螺纹的专用夹具。在Z525立式钻床上加工转盘M12螺纹孔。所设计的据安居装配图及供需简图入下图所示，有关说明如下：6.3.1定位方案按基准重合的原则选择18H7孔轴线和圆柱端面作为定位基准，定位心轴的台阶端面闲着工件的三个自由度，心轴18g6限制四个自由度，属于过定位。阴两个定位面是已加工面，垂直度较高，允许过定位。心轴的右上端铣平，用来让刀和避免钻孔后的毛刺妨碍工件装卸。6.3.2刀具导向方案为能迅速准确地确定刀具与夹具都热相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体相连，钻套与