连接盘的机械加工工艺规程及钻削4xφ10孔工艺装备设计

课程设计题目连接盘的机械加工工艺规程及钻削4X10孔工艺装备设计班级涉机071完成日期2010315一、设计题目学生空出，由指导教师填写二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型中批或大批大量生产三、上交材料1绘制零件图1张2毛坯图1张3机械加工工艺过程综合卡片参附表11张4与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张4夹具装配图1张5夹具体零件图1张6课程设计说明书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在机械制造的机械加工，检验，装配，焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。本次设计主要是进行连接盘零件的专用夹具的设计，是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。在工艺规程方面确定生产类型，综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是回转体盘状零件，加工4X10孔，选择钻床加工，考虑诸多因素拟订最优方案，最终完成本次设计。ABSTRACTTHEMACHINEMADEINTHEMACHINEPROCESSES,EXAMINING,ASSEMBLING,WELDINGWITHHEATHANDLETOWAITCOLDANDHOTCRAFTPROCESSIN,USEAGREATDEALOFTONGS,INORDERTOTHEGEARINGPROCESSOBJECT,MAKINGITOCCUPYRIGHTPOSITIONTOPROMISETHEQUALITYOFSPAREPARTSANDWORKPIECETHISDESIGNISMAINLYTHEDESIGNOFAPPROPRIATIONTONGSWHICHCARRIESONLANDSPAREPARTS,ISTALLYUPTHEKNOWLEDGETHATWELEARNBEFOREANDTOTHEONCEEXPANDINGOFTHEKNOWLEDGETHATWECONTROLTHISTEXTMAINLYSETSOUTFROMTHEDESIGNBOTHSIDEOFTHESPECIFYINGOFCRAFTRULESDISTANCEANDTHETONGSACCORDINGTOTHECHARACTERISTICSOFSPAREPARTS,THEFUNCTIONPRODUCEDTYPEANDSPAREPARTSWHILECONCRETELYWORKINGCHOICETHECRAFTRULESDISTANCEANDTONGSINTHECRAFTRULESDISTANCEASPECTASSURANCEPRODUCEATYPE,COMPREHENSIVECONSIDERITSCCURATEDEGREEHIGH,PRODUCEANEFFICIENCYISHIGH,CONSUMEECONOMYLITTLEETCASPECT,CHOOSETHESUPERIORPROJECTDESIGNASPECTINTHETONGS,BECAUSEOFISASOILDOFREVOLUTION,PROCESS4X10BORES,THECHOICEDRILLSABEDTOPROCESS,CONSIDERINGMANYFACTORSTODRAWUPTHESUPERIORPROJECT,ENDCOMPLETIONORIGINALLYTIMEDESIGN目录1零件的分析511零件的作用612零件的工艺分析62机械加工工艺规程设计721毛坯的制造形式722基准面的选择7221粗基准的选择7222精基准的选择723制订工艺路线724机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定825确定切削用量9251工序38926时间定额计算103指定工序的专用机床夹具设计1131问题的指出1132夹具设计11321定位基准的选择11322切削力及夹紧力的计算1133定位误差的分析1334夹具设计及操作的简要说明134方案综合评价与结论145本次课程设计体会与展望14参考资料151零件的分析11零件的作用题目所给定的零件是连接盘，连接盘的主要作用是连接管件和传递运动。12零件的工艺分析连接盘的零件图中规定了一系列技术要求加工表面尺寸及偏差/MM公差/MM及精度等级表面粗糙度RA/UM形位公差/MM连接盘顶面240IT1263010A连接盘底面53000070IT716008A010B630外圆表面630IT1263440外圆表面440IT1216550外圆表面550IT1263420外圆表面42000860023IT763006A240外圆表面240IT126310孔X410IT1063180内孔1800004IT716375锥形内孔37500057IT732连接盘厚度160IT12连接盘底面宽度1500043IT916630外圆表面宽度30IT1216440外圆表面宽度6000074IT916550外圆表面宽度15IT1263420外圆表面宽度15IT1263240外圆表面宽度2500052IT9632机械加工工艺规程设计21毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,且生产类型中批或大批大量生产，故采用金属模机器造型铸造。22基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。也是保证加工精度的关键。221粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择连接盘右端面和240外圆面作为粗基准。采用240外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用端盖右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。222精基准的选择根据该端盖零件的技术要求，选择端盖左端面和180孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。180孔的轴线是设计基准，选用其作精基准定位连接盘两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用端盖左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端180孔键槽长5500074IT963180孔键槽宽45003IT1263180孔键槽高114IT1263面作设计基准。23制订工艺路线以下工艺过程详见械加工工艺过程卡片24机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工及毛坯尺寸的确定综合铸件的材料、加工方式与生产规模，选定毛坯公差等级为CT9（表21），毛坯铸件的机械加工余量等级为E（表25）项目机械加工余量/MM尺寸工差/MM毛坯尺寸/MM备注连接盘轴向长度16011281636表23、24连接盘底面530外圆表面22365362表23、24630外圆表面22366362表23、24550外圆表面22365562表23、24420外圆表面22364262表23、24180内孔14281758表23、24375锥形内孔孔14323706表23、24630外圆表面宽0418317表23、24550外圆表面宽0418610表23、24240外圆表面14282442表23、24240外圆表面宽0418248表23、24工序尺寸确定这里只确定钻、铰10孔的加工余量、工序尺寸和公差，如下图所示由表228可查得，粗铰余量Z粗铰016MM钻孔余量Z钻98MM。查表120可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，粗铰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，粗铰015MM钻0058MM。综上所述，该钻孔工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰99600058MM钻980015MM。25确定切削用量（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取AP98MM2进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F01MM/R。3）切削速度的计算由表522，按铸铁硬度为HBS200241计算，切削速度V选取为10M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N31847R/MIN,参照Z3040型摇臂钻床的主轴转速，取转速N320R/MIN,再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度为V314ND/10001005M/MIN。（2）粗铰工步1）背吃刀量的确定取AP098MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F05MM/R。3）切削速度的计算由表531，切削速度V选取为2M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N6369R/MIN,参照Z3040型摇臂钻床的主轴转速，取转速N80R/MIN,再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度为V314ND/100025M/MIN。26时间定额的计算1基本时间TJ的计算（1）钻孔工步根据表541，钻孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。式中L30MML21MML1D/2COTKR1298/2COT541MM53MMF01MM/RN320MM/R。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ68S。（2）粗铰工步根据表541，铰圆柱孔的基本时间可由公式TJL/FNLL1L2/FN求得。式中L2、L1由表542按KR15、AP（DD）/2（99698）/2008的条件查得L1037MML215MM而L30MMF01MM/RN80R/MIN。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ340S。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TA01502TJ,这里取TA015TJ,则各工序的辅助时间分别为钻孔工步的辅助时间为TA015X68S10S粗铰工步的辅助时间为TA015X340S51S3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27，休息与生理需要时间TX是作业时间的24，这里均取3，则各工序的其他时间可按关系式（33）（TJTA）计算，它们分别为钻孔工步的其他时间为TBTX6X68S10S468S粗铰工步的其他时间为TBTX6X340S51S2346S4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68S10S468S8268S粗铰工步TDJ粗铰340S51S2346S41446S因此，此工序的单件时间TDJTDJ钻TDJ粗铰8268S41446S49714S。3指定工序的专用机床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。最后决定设计10钻孔的钻床专用夹具。本夹具将用于Z3040摇臂钻床。刀具为麻花钻、铰。31问题的指出本夹具主要用来钻10孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。32夹具设计321定位基准的选择由零件图可知，4个10孔中在630外圆端面上均匀、对称分布，尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为连接盘的轴向内孔中心轴线，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以180内孔面作为定位基准。为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对10孔进行加工。同时，准备采用螺旋压板夹紧机构夹紧。322切削力及夹紧力的计算刀具10的麻花钻，10的锥度铰刀。钻孔切削力查机床夹具设计手册P70表36，得钻削力计算公式HBDSP609067式中P钻削力T钻削深度,30MMS每转进给量,01MMD麻花钻直径,10MMHB布氏硬度，224HBS所以HBDSP60906714406（N）铰孔时的切削力查机床夹具设计手册P70表36，得钻削力计算公式HBSTP6040219式中P切削力T钻削深度,30MMS每转进给量,05MMD铰孔钻直径,10MMHB布氏硬度，224HBS所以HBSTP604021916511（N）夹紧力的计算钻孔夹紧力查机床夹具设计手册P70表36，查得工件以一个面和一个孔定位时所需夹紧力计算公式DTDFLQWGZ132式中螺纹摩擦角平头螺杆端的直径1工件与夹紧元件之间的摩擦系数,016F螺杆直径DZ螺纹升角Q手柄作用力L手柄长度则所需夹紧力DTDFLQWGZ1328342N根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。33定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为定位销轴，而该定位元件的尺寸公差为004（00830043,而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。34夹具设计及操作的简要说明此次设计的夹具夹紧原理为通过180孔和底面为定位基准。定位元件定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计用可换定位销轴，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。4方案综合评价与结论本夹具加工过程稳定,经济方面也大大减少了开支,生产效率也提高了很多，因此本方案适合大批量生产。5本