调速套筒的机械加工工艺路线拟定

1、HUNAN UNIVERSITY 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目设计题目 调速套筒的机械加工工艺调速套筒的机械加工工艺 路线拟定路线拟定 课程名称课程名称 机械制造工艺学机械制造工艺学 班级班级机自机自 10041004 姓名姓名hhhhhhhh 学号学号20100kkk20100kkk 指导老师指导老师kkk 2013 年年 6 月月 1 日日 目 录 一、调速套筒的零件图 .3 二、调速套筒的工艺审查.3 三、加工路线的设计.5 （1）加工路线的设计.5 （2）加工路线的比较和选择.8 四、工艺基准的选择.8 五、加工工艺流程详解 .9 六、加工余量的确定.10 七、调速套筒加工设

2、备和工艺装备的选择.12 （1）机床、夹具的选择.12 （2）刀具的选择.12 （3）量具的选择.13 八、工艺过程综合卡片.13 九、零件毛坯综合图.16 十、总结心得体会.16 一、调速套筒的零件图一、调速套筒的零件图 二、调速套筒的工艺审查二、调速套筒的工艺审查 通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌 握。主要工艺状况如下叙述： 零件的材料为铸铁 HT25-47，采用砂型机器造型，生产类型为 大量生产。灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、 脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加 工，要正火处理，并采用时效处理或回火消除内应力 。根据对零件

3、 图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如 下： 1.粗糙度要求：粗糙度要求：40 外圆的侧面凸台边与 35 内表面，粗糙 度均为 Ra0.8；40 外圆、23*31.5 的矩形槽粗糙度为 Ra3.2；6 的孔内表面粗糙度为 Ra1.6；尺寸 14 两侧面、45.5 外圆面的粗糙 度由不去除材料的方法获得；其余为 Ra6.3。 2.夹具要求：夹具要求：此零件为薄壁件，而且加工外圆需要以 35 内孔 轴线定位，因此该工件的夹具方案要认真考虑，尽量避免其他因素 导致变形等影响。 3.确定粗基准：确定粗基准：56 左右端面，根据零件的总体加工特性，为 整个机械加工过程中主要的基准面

4、，粗糙度为 Ra6.3，因此在制定 加工方案的时候应当首先将右端面加工出来。 4.40 的外圆侧面凸台边粗糙度为 Ra0.8，要求的精度很高， 而外圆面要求是 Ra3.2，且没有退刀槽，因此该孔的加工是个难点， 需要选择合适的加工方法来达到此侧面的技术要求。 535 内孔，粗糙度要求 Ra0.8，精度很高，要倒 45角； 且 40、45.5 外圆面要以该孔的轴线为基准，因此需要合适的方 法来实现和保证精度。 6.56 的凸台因为不是完全的圆柱面，而且粗糙度要求不高， 立式铣床可以很好实现此功能。 7.23*31.5 矩形槽，粗糙度为 Ra3.2，因此可以用铣床加工。 8.6 孔粗糙度 1.6，

5、公差等级 K7，与 A 位置度 0.1，垂直度 0.15，因此需要先钻孔、再铰孔，且有 0.5*45倒角。 9.2.5 孔与 B 位置度 0.1，可以直接钻孔实现。 通过以上分析，确定调速套筒的简单工艺路线安排如下：零件 定位夹紧加工出 56 左右端面粗镗 35 内孔粗车 40 外圆 面以外圆中心线为基准，精镗 35 内孔倒角粗铣 56 凸台 粗车 46 外圆面铣矩形槽钻 6 和 2.5 的通孔。 三、加工路线的设计三、加工路线的设计 (1) 加工路线的设计加工路线的设计 方案一：方案一： 工序 号 工步 号 工步内容定位基准 工序 2 粗车、半精车左端面56 右端面 工序 2 粗车、半精车右

6、端面56 左端面 工序 1 粗镗 35 内孔外圆面、右端面 工序 1 粗车外圆面,粗车 8H9 槽35 内孔、右端面 方案二：方案二： 工序 1 粗车 8H9 槽侧面35 内孔、右端面 工序 1 精镗 35 内孔，倒 2*45角 外圆面、右端面 工序 1 精车外圆面、8H9 槽，倒 0.5*45角 35 内孔、左端面 工序 2 粗、精磨 8H9 槽侧面 35 内孔、左（右）端 面 工 序 2 粗车 46、45.5 外圆 面 35 内孔、右端面 1 粗铣 23*31.5 矩形槽工序 XIII2 半精铣 23*31.5 矩形槽 35 内孔、右端面 2 钻、铰 6 孔 2 铰 6 孔，倒 0.5*4

7、5 角 工序 XIV 2 钻、铰 2.5 孔 35 内孔、右端面 工序 工步号工步内容定位基准 号 1 粗车外圆 56 2 粗车 40 工序 5 倒角 245，0.545 中心孔定位 2 粗镗，半精镗中心内孔 35H9 至 尺寸 35 工序 4 孔两边倒角 外圆 56 定 位 工序 1 精车外圆 56、精车外圆 40中心孔定位 工序 1 精镗中心内孔 35H9 至 35H9 外圆 56 定 位 1 粗铣槽 23，长度 31.5 3 粗铣 3mm 与 5mm 的两外圆侧面 4 精铣槽 23，长度 31.5 工序 5 精铣 3mm 与 5mm 的两外圆侧面至 尺寸 8H9 中心孔定位 1 钻孔 6

8、mm,调转 180，钻孔 6mm 工序 2 铰孔 6mm 至 6，调转 180， 铰孔 6mm 至 6 中心孔定位 工序 2 钻、铰 2.5 通孔中心孔定位 (2)加工路线的比较和选择加工路线的比较和选择 方案一：方案一：该方案采用的互为基准的原则，保证了连续加工工序 的基准基本保持一致，在整个工艺路线中，大多工序以 35 中心轴 线及右端面为定位基准，减少了因定位误差带来的加工精度的影响； 且在加工过程中，考虑了薄壁筒件的特殊加紧方法，降低了因夹具 选取不当带来的零件变形；工艺路线安排紧凑，加工顺序合理。 方案二：方案二：该方案在加工过程中，定位基准有频繁的变动，且基 准的确定方法不遵循基准

9、选取原则，没考虑薄壁零件的特殊夹紧方 式，加工误差较大。 综上，综上，方案一方案一为最优方案。为最优方案。 四、工艺基准的选择四、工艺基准的选择 粗基准粗基准：以左右两端面及外圆表面和内孔互为基准原则，初步选定 粗 基准为内孔及右端面； 精基准精基准：以粗基准为加工基准，进行外圆表面的精车，并以精车后 的 外圆表面的为基准，精镗内孔，定精基准。 五、加工工艺流程详解五、加工工艺流程详解 工序：铸造毛坯； 工序：清砂，检验； 工序：正火处理 HB187-255； 工序：以右端面为基准，粗车、半精车左端面； 工序：以左端面为基准，粗车、半精车右端面； 工序：以外圆面、右端面为基准，粗镗 35 内孔

10、； 工序：以 35 内孔、右端面为基准，粗车 56 外圆面、8H9 槽； 工序：以 35 内孔、左（右）端面为基准，粗铣 8H9 槽侧面； 工序：以外圆面、右端面为基准，精镗 35 内孔、倒 2*45 角； 工序：以 35 内孔、左端面为基准，精车 8H9 槽，倒 0.5*45 角； 工序：以 35 内孔、左端面为基准，粗、精磨 8H9 槽侧面； 工序：以 35 内孔、右端面为基准，粗铣 46 外圆面； 工序：以 35 内孔、右端面为基准，粗铣、精铣 23*31.5 矩形槽； 工序：以 35 内孔、右端面为基准，钻 6 孔、2.5 孔， 铰 6 孔，倒 0.5*45角； 工序：钳工去毛刺，清洗

11、； 工序：终检； 工序：入库。 六、加工余量的确定六、加工余量的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械 加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 零件材料为灰铸铁，毛坯采用砂型机器造型铸造，根据实 用机械制造工艺设计手册（以下简称设计手册），查表 2-3（第 44 页）及表 2-4（第 45 页），确定铸件加工余量等级 为 G，公差等级为 8 到 10（取公差等级为 8），查表得铸件机械 加工余量 Z=2.0mm。 （1）35H9 孔左端面，表面粗糙度为 Ra6.3 um，加工余量 Z=2.0mm， 需要经过粗车半精车两步才能满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=1.6mm 半

12、精车 单边余量 Z=0.4mm (2)35H9 孔，表面粗糙度为 Ra0.8 um，加工余量 Z=2.0mm， 需要经过粗镗半精镗精镗三步方能满足其精度要求。 粗镗 单边余量 Z=1.4mm 半精镗 单边余量 Z=0.4mm 精镗 单边余量 Z=0.2mm (3)35H9 孔右端面, 表面粗糙度为 Ra6.3 um，加工余量 Z=2.0mm，需要经过粗车半精车两步才能满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=1.6mm 半精车 单边余量 Z=0.4mm (4)宽 8 的环形槽，表面粗糙度为 Ra3.2 um，加工余量 Z=2.0mm，需要经过粗车半精车精车三步方能满足其精 度要求。 粗车 单边余量

13、 Z=1.4mm 半精车 单边余量 Z=0.4mm 精车 单边余量 Z=0.2mm (5)6 K7 孔，表面粗糙度为 Ra1.6 um，根据设计手册，砂 型铸造一般最小孔径为 30mm，由于孔的尺寸较小，故采用实心 铸造。经过钻铰两步方可满足其精度要求。 钻 单边余量 Z=2.75 mm 铰 单边余量 Z=0.25 mm (6)宽 23 的槽，表面粗糙度为 Ra3.2 um，加工余量 Z=2.0mm，需 要经粗铣精铣两步方能满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=1.6 mm 精铣 单边余量 Z=0.4 mm (7)2.5 孔，表面粗糙度 Ra6.3um，为根据设计手册，孔的 尺寸较小，故采用实

14、心铸造。经过一步钻孔即可满足精度要求。 钻 单边余量 Z=1.0 mm 铰 单边余量 Z=0.25 mm 7、调速套筒加工设备和工艺装备的选择调速套筒加工设备和工艺装备的选择 （1）机床、夹具的选择）机床、夹具的选择 1）粗车时选择在普通车床上进行加工，夹具选择三爪卡盘装 夹即可； 2）半精车、精车选择在数控机床上进行加工，夹具选择软抓 进行装夹； 3）钻孔选则在钻床上进行加工，选用组合夹具装夹； 4）根据本零件的特点，外表面选择开式垫圈加卡盘夹紧，内 孔采用可涨心轴夹紧。 （2）刀具的选择刀具的选择 从零件图中分析可知，该零件加工的部位有端面、外圆、内轮 廓、孔、螺纹等。根据其加工特性，确定

15、该零件的加工刀具如下表 所示： 刀具名称刀具材料刀具规格加工部位 外圆粗车刀 YT15900 粗车外圆 外圆精车刀 YT15350 精车外圆 粗镗刀 YT15600 粗镗内轮廓 精镗刀 YT15450 精镗内轮廓 麻花钻合金 5.5mm 钻 6 孔底孔 麻花钻合金 2.5mm 钻 2.5 孔 铰刀合金 6.0mm 铰 6 孔 铣刀硬质合金100mm，厚 5mm 铣 23mm 槽 （3）量具的选择）量具的选择 量具主要根据生产类型和所检验的精度来选择。在单件小批量 生产中应采用通用量具，在大批量生产中则采用各种量规和一些高 生产率的专用量具。 八、工艺过程综合卡片八、工艺过程综合卡片 工 序 号

16、 工 步 号 工序内容 加工余量 /mm 机床设备刀具量具 工 1 铸造毛坯游标卡尺 序 I 工 序 II 1 检验毛坯游标卡尺 工 序 III 1 毛坯热处理(正火处理）游标卡尺 工 序 1 粗车、半精车左端面 2CK6140 硬质合金 车刀 游标卡尺 工 序 1 粗车、半精车右端面 2CK6140 硬质合金 车刀 游标卡尺 工 序 1 粗镗 35 内孔 1.4 T716 立式镗床 35.5 镗 刀 内径千分 尺、塞规 工 序 1 粗车外圆面 2CK4140 硬质合金 车刀 游标卡尺 工 序 1 粗车 8H9 槽 1.4CK6140 硬质合金 车刀 游标卡尺 工 序 2 半精镗、精镗 35

17、内孔， 倒 2*45角 0.6 T716A 立式镗 床 35 镗刀 内径千分 尺、塞规 工 序 1 精车外圆面、8H9 槽， 倒 0.5*45角 0.6CK6140 硬质合金 车刀 游标卡尺 2 粗精磨 8H9 槽侧面 0.1M7350 金刚石砂 轮 粗糙度样 板 工 序 2 粗铣 46、45.5 外圆 面 2 X5032 立式铣 床 硬质合金 铣刀 游标卡尺 1 粗铣 23*31.5 矩形槽 1.6 X5032 立式铣 床 硬质合金 铣刀 游标卡尺 工 序 XII I 2 精铣 23*31.5 矩形槽 0.4 X5032 立式铣 床 硬质合金 铣刀 游标卡尺 1 钻 6 孔 5.5 立式钻床 Z525 直柄麻花 钻 内径千分 尺 2 铰 6 孔，倒 0.5*45 角 0.5 立式钻床 Z525铰刀 内径千分 尺 工 序 XIV 3 钻 2.5 孔 2.5 立式钻床 Z5