转盘的机械加工工艺规程及螺纹孔工艺装备设计

课程设计转盘的机械加工工艺规程及螺纹孔题目工艺装备设计班级涉机071一、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,THECOMPETITIONOFWORLDCOUNTRIESHASSHIFTTOTHECOMPETITIONOFNEWSCIENCEANDTECHNOLOGYCOMPLETELY,INTHISAGE,LEVELOFDEVELOPMENTFORTHEMACHINEINDUSTRYHASBECOMETHEMOSTIMPORTANTCRITERIAINTHEJUDGEMENTINACOUNTRYSLEVELOFDEVELOPMENTFROMNUCLEARINDUSTRYTODEADSTOCK,ALLTHEESTABLISHMENTANDFACILITIES,HATOURCOUNTRYNEEDANDCONSUME,DEPENDONOURMACHINEINDUSTRYTHEHISTROYOFMANKINDISTHEHISTROYOFTHEMACHINEBUILDINGCONSIDERCHINESEINDUSTRYCONSTRUCTION,MANYARGUMENTATIONSHASBEENBRINGFORWARDINTHEGLOBALITYORGANIZATIONWEENJOYOURACHIEVEMENTINSOMENEWTECHNOLOGESBUTINTHESESERIOUSEARTHQUAKEINWENCHUAN,WEDISCOVEREDOURWEAKNESSDIMENSIONS,ASPEROUSTECHNICS,CORETECHNOLOGYDEPENDONOTHERCOUNTRIESSONOTWITHSTANDINGTHESEISTHEAGEOFADVANCEDKROWLAGE,WEMUSTIMPROVEOURWELLROUNDEDTECHNOLOGIESTHISTHESISISABOUTRULESAUTHORIZEDSTAFFOFTHEPROCESSINGCRAFTOFTHELATHESTURNTABLEACCORDINGTOTHEANALUZICALRESEARCHINTOTHEDRAWINGOFTHETURNABLECOMPONENTOFORDINARYLATHESANDITSPERFORMANCE,HEREHASDESIGNEDAREASONABLESETOFCRAFTRALESANDJIGSFORCOATTAILIRONANDDRILLANDEXTENT35HHOLE，BYUTILIZINGTHEPROFESSIONALKNOWLEDGEWHICHHAVELEARNEDANDLOOKINGUPTHEINTERNELATEDREFERENCES,THESISHASBEENCOMPLETEDAFTERSDECTINGTHEPROCESSEQUIPMENTSWHICHWILLBEUSEDANDCHECKINGTHERELATEDMEASUREMENTOFTHEMACHINETOOLSTHEREASONABLEOBJECTWASACCOMPLISHEDKEYWORDTURNTABLE,MACHINEHARDWARE,PROCESSINGCYCLE目录1、转盘的工艺分析及生产类型的确定111、转盘的用途112、转盘的技术要求113、转盘端盖的工艺性114、确定转盘的生产类型22、确定毛胚、绘制毛胚简图221选择毛胚222确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量2221公差等级2222端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量3223绘制端盖毛坯简图33、拟定转盘工艺路线431、定位基准的选择4311精基准的选择4322粗基准的选择432、表面加工方法的确定433、加工阶段的划分534、工序的集中与分散535、工序顺序的安排6351机械加工工序6352热处理工序6353辅助工序636、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851、切削用量的计算8511钻孔工步8512攻螺纹工步952、时间定额的计算9521基本时间TJ的计算9522辅助时间TA的计算10523其他时间的计算10524单件时间TDJ的计算106夹具设计1161提出问题1162设计思想1163夹具设计12631定位方案12632刀具导向方案13633夹紧方案13634夹具体设计13635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11、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。12、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64IT1432轴长30IT1416外圆柱面14IT1416转盘中心孔18H7IT712525孔25IT1412514孔14IT1463M12螺纹孔12IT141256配作孔6IT141613、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。14、确定转盘的生产类型依设计题目知Q5000件/年，M1件/年，结合生产实际，备品率A和废品率B分别取3和05。代入公式得N5000台/年X1件/台X（13）X（105）517575端盖重量为05KG，由表13知，端盖属轻型零件；由表14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21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。22确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表21至表25可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。221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CT10。222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）262432机械加工余量等级FFFRMA111毛坯基本尺寸（MM）3331486765223绘制端盖毛坯简图3、拟定转盘工艺路线31、定位基准的选择311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。322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。32、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IT1416粗车半精车精车表16至表1820圆锥面IT1416粗车半精车精车表16至表1818H7孔IT7125扩粗铰精铰表16至表1825孔IT14125扩表16至表18左端面IT1432粗车半精车表16至表18右端面IT1416粗车半精车精车表16至表18M12螺纹孔IT14125钻攻螺纹表16至表1814孔IT14125扩表16至表186配作孔IT1416钻粗铰精铰表16至表1833、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。34、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。35、工序顺序的安排351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。352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。353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。36、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C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺3扩孔扩18MM孔C6201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C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺5扩孔扩25MM孔C6201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C6201型卧式车床外圆车刀，游标卡尺7精扩精扩18MM孔C6201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C6201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228可查得，攻螺纹余量Z攻螺纹15MM；钻孔余量Z钻105MM。查表120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0040MM钻018MM。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，攻螺纹1500040MM钻1050018MM5、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。51、切削用量的计算511钻孔工步1）背吃刀量的确定取AP105MM2进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F012MM/R。3）切削速度的计算由表522，按铸铁硬度为200241HBS计算，切削速度V选取为16M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N485R/MIN,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N545R/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/1000180M/MIN。512攻螺纹工步1）背吃刀量的确定取AP15MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F025MM/R。3）切削速度的计算由表531，切削速度V选取为8M/MIN,由公式（51）N1000V/314D可求得该工序钻头转速N1698R/MIN,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N1630R/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/100064M/MIN。52、时间定额的计算521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L2146MML21MML1D/2COTKR12105/2COT541MM88MMF01MM/RN545MM/R。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ2146MM88MM1MM/01MM/MIN545R/MIN057MIN344S。（2）攻螺纹工步根据表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）/2075的条件查得L111MML245MM而L2146MMF025MM/RN1360R/MIN。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间TJ2146MM11MM45MM/025MM/MIN1360R/MIN019MIN117S。522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TA015X344S516S攻螺纹工步的辅助时间为TA015X117S176S523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TBTX6X344S516S237S攻螺纹工步的其他时间为TBTX6X117S176S080S524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344S516S237S4193S攻螺纹工步TDJ攻螺纹117S176S080S1426S因此，此工序的单件时间TDJTDJ钻TDJ粗铰TDJ精铰4193S1426S5619S。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。61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。62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RA125，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。63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631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。632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，钻套与工件之间应留有排屑空间。633夹紧方案由于工件产量不是很大，宜用简单的手动夹紧装置。采用有开口垫圈的螺旋夹