0009-轉盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計

0009-轉盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計,轉盤,機械,加工,工藝,規(guī)程,螺紋,羅紋,裝備,設備,設計 課 程 設 計題 目：轉盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計一、設計題目轉盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計二、原始資料（1）被加工零件的零件圖（草圖） 1張（2）生產類型：中批或大批大量生產三、上交材料（1）被加工工件的零件圖 1張（2）毛坯圖 1張（3）機械加工工藝過程綜合卡片 1張（4）與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張（5）夾具裝配圖 1張（6）夾具體零件圖 1張（7）課程設計說明書（約50008000字） 1份四、進度安排(參考)（1）熟悉零件，畫零件圖 2天（2）選擇工藝方案，確定工藝路線，填寫工藝過程綜合卡片 5天（3）工藝裝備設計（畫夾具裝配圖及夾具體圖） 9天（4）編寫說明書 3天（5）準備及答辯 2天五、指導教師評語成 績： 指導教師日期摘要現今的世界國家間的競爭已經全面轉入科學技術的競爭，而機械工業(yè)直接反應一個國家的整體技術水平。無論是核工業(yè)還是農具，機械制造業(yè)是國家獲取其他幾乎一切行業(yè)設施和工具的來源?？梢哉f人類文明史就是機械制造的歷史。我國的工業(yè)化建設情況，國際上眾說紛紜，雖然在很多高技術項目上頗有建樹，但在這次汶川地震中表現出中眾多缺陷。包括規(guī)模較小，工藝粗糙，關鍵技術仍依賴國外等等。充分說明在向高技術領域進軍的同時，低端產業(yè)也應該加強建設。本次設計的是轉盤加工工藝及其夾具設計。通過對普通車床轉盤零件圖及其性能要求的分析研究，合理的設計出了一套工藝規(guī)程和攻M12螺紋孔的夾具。運用所學專業(yè)知識，查閱相關資料，完成設計任務，在選定加工所用設備后，根據機床的聯系尺寸，設計出合理的夾具。關鍵詞：轉盤 零件 加工過程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目錄1、轉盤的工藝分析及生產類型的確定11.1、轉盤的用途11.2、轉盤的技術要求11.3、轉盤端蓋的工藝性11.4、確定轉盤的生產類型22、確定毛胚、繪制毛胚簡圖22.1選擇毛胚22.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量22.2.1公差等級22.2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量32.2.3繪制端蓋毛坯簡圖33、擬定轉盤工藝路線43.1、定位基準的選擇43.1.1精基準的選擇43.2.2粗基準的選擇43.2 、表面加工方法的確定43.3、加工階段的劃分53.4、工序的集中與分散53.5、工序順序的安排63.5.1機械加工工序63.5.2熱處理工序63.5.3輔助工序63.6、確定工藝路線64、加工余量、工序尺寸和工差的確定85、切削用量、時間定額的計算85.1、切削用量的計算85.1.1鉆孔工步85.1.2 攻螺紋工步95.2、時間定額的計算95.2.1基本時間tj的計算95.2.2輔助時間ta的計算105.2.3. 其他時間的計算105.2.4單件時間tdj的計算106.夾具設計116.1提出問題116.2設計思想116.3夾具設計126.3.1定位方案126.3.2刀具導向方案136.3.3夾緊方案136.3.4夾具體設計136.3.5使用說明137. 體會與展望138.參考文獻151、轉盤的工藝分析及生產類型的確定1.1、轉盤的用途轉盤的作用是用來轉動刀架的方位，固定刀架，以此來改變刀架的位置。故其在機器中只是起輔助作用，對機器的穩(wěn)定運行影響不是很大，其在具體加工的時候，精度要求也不是很高，加工起來也十分容易。1.2、轉盤的技術要求該端蓋的各項技術要求如下表所示加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度(um)形位公差(mm)轉盤左端面64IT143.2軸長30IT141.6外圓柱面14IT141.6轉盤中心孔18H7IT712.525孔25IT1412.514孔14IT146.3M12螺紋孔12IT1412.56配作孔6IT141.61.3、轉盤端蓋的工藝性該端蓋結構簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，其次就是18H7孔及25孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外6，14孔孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。1.4、確定轉盤的生產類型依設計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結合生產實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得：N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75端蓋重量為0.5kg，由表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產類型為大批生產。2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖2.1選擇毛胚端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，毛胚選用鑄件即可滿足工作要求。該端蓋的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復雜，故采用砂型鑄造。2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。2.2.1公差等級由端蓋的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為CT=10。2.2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量項目左右端面18H7外圓面6配作孔公差等級CT101010加工表面基本尺寸（mm）301864鑄件尺寸公差（mm）2.6243.2機械加工余量等級FFFRMA111毛坯基本尺寸（mm）33.314.867.652.2.3繪制端蓋毛坯簡圖3、擬定轉盤工藝路線3.1、定位基準的選擇3.1.1精基準的選擇 本零件是帶孔盤狀零件，孔是其定位基準（裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生誤差，陰選擇孔位定位基準，即遵循精準重合的原則。具體而言，即選18H7mm孔急一端面作為基準。3.2.2粗基準的選擇 由于本零件全部表面都需加工，而孔作為定位基準應該先進行加工，并且因為作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋左端面和64外圓面作為粗基準。采用64外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋左端面作為粗基準加工右端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。3.2 、表面加工方法的確定 根據端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確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級表面粗糙度Ra/um加工方案備注64外圓面IT141.6粗車-半精車-精車表1-6至表1-820圓錐面IT141.6粗車-半精車-精車表1-6至表1-818H7孔IT712.5擴-粗鉸-精鉸表1-6至表1-825孔IT1412.5擴表1-6至表1-8左端面IT143.2粗車-半精車表1-6至表1-8右端面IT141.6粗車-半精車-精車表1-6至表1-8M12螺紋孔IT1412.5鉆-攻螺紋表1-6至表1-814孔IT1412.5擴表1-6至表1-86配作孔IT141.6鉆-粗鉸-精鉸表1-6至表1-83.3、加工階段的劃分該端蓋加工質量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。在粗加工階段，首先將精基準（端蓋右端面和18孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗車外圓面、20圓錐面。在半精加工階段，完成端蓋左右端面，外圓面的精車加工和18孔的擴-粗鉸-精鉸加工。在精加工階段完成M12螺紋孔的鉆和攻螺紋一級6孔等其他孔的精加工。3.4、工序的集中與分散選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該轉盤的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排3.5.1機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準端蓋右端面和18mm孔。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原則，先加工20圓錐面，再加工M12螺紋孔。3.5.2熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。3.5.3輔助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：熱處理基準加工粗加工精加工。3.6、確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了端蓋的工藝路線。工序號工 名序 稱工 序 內 容設 備工 藝 裝 備1熱處理退火2粗車粗車右端面和20圓錐面C620-1型臥式車床外圓車刀，游標卡尺3擴孔擴18mm孔C620-1型臥式車床2號錐柄擴孔鉆，塞規(guī)4粗車粗車左端面和和64mm外圓C620-1型臥式車床外圓車刀，游標卡尺5擴孔擴25mm孔C620-1型臥式車床3號錐柄擴孔鉆，塞規(guī)6半精車半精車右端面和20圓錐面C620-1型臥式車床外圓車刀，游標卡尺7精擴精擴18mm孔C620-1型臥式車床2號錐柄擴孔鉆，塞規(guī)8半精車半精車左端面和64mm外圓C620-1型臥式車床外圓車刀，游標卡尺9精車精車右端面和20圓錐面C616A型臥式車床外圓車刀，游標卡尺10鉸孔鉸18H7mm孔C616A型臥式車床2號硬質合金錐柄機用鉸刀，塞規(guī)11精車精車64mm外圓C616A型臥式車床外圓車刀，游標卡尺12鉆孔鉆10孔Z525型立時鉆床麻花鉆，塞規(guī)13攻螺紋攻M12螺紋孔Z525型立時鉆床M12絲錐，螺紋塞規(guī)14擴孔擴14mm孔Z525型立時鉆床1號錐柄擴孔鉆，塞規(guī)15鉆，粗鉸，精鉸鉆，粗鉸，精鉸6mm配作孔Z525型立時鉆床1號硬質合金錐柄機用鉸刀，塞規(guī)16去毛刺鉗工臺平銼17清洗清洗機18終檢游標卡尺，塞規(guī)4、加工余量、工序尺寸和工差的確定在這只確定鉆-攻M12螺紋孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得，攻螺紋余量Z攻螺紋=1.5mm；鉆孔余量Z鉆=10.5mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為：攻螺紋：IT10；鉆：IT12。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，攻螺紋：0.040mm;鉆：0.18mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，攻螺紋：1.50+0.040mm;鉆：10.50+0.18mm5、切削用量、時間定額的計算在這只計算鉆-鉸-精鉸10孔此工序的切削用量和時間定額。5.1、切削用量的計算5.1.1鉆孔工步1）背吃刀量的確定 取ap=10.5mm.2) 進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.12mm/r。3）切削速度的計算 由表5-22，按鑄鐵硬度為200241HBS計算，切削速度v選取為16m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n=485r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545 r/min ,再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=18.0 m/min。5.1.2 攻螺紋工步 1）背吃刀量的確定 取ap=1.5mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.25mm/r。3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為8m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉速n=1698 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=1630r/min ,再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=6.4 m/min。5.2、時間定額的計算5.2.1基本時間tj的計算（1） 鉆孔工步根據表5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l(wèi)=21.46mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=10.5/2*cot54+1mm=8.8mm; f=0.1mm/r;n=545mm/r.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(21.46mm+8.8mm+1mm) /(0.1mm/min 545r/min)=0.57min=34.4s。（2） 攻螺紋工步根據表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 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的條件查得l1=1.1mm; l2=45mm; 而l=21.46mm; f=0.25mm/r; n=1360r/min.。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(21.46mm+1.1mm+45mm) /(0.25mm/min 1360r/min)=0.19min=11.7s。5.2.2輔助時間ta的計算根據第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助時間為：ta=0.15x34.4s=5.16s;攻螺紋工步的輔助時間為：ta=0.15x11.7s=1.76s;5.2.3. 其他時間的計算除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結時間。由于端蓋的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為：鉆孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(34.4s+5.16s)=2.37s;攻螺紋工步的其他時間為：tb+tx =6%x(11.7s+1.76s)=0.80s;5.2.4單件時間tdj的計算這里的各工序的單件時間分別為：鉆孔工步tdj鉆=34.4s+5.16s+2.37s=41.93s;攻螺紋工步tdj攻螺紋=11.7s+1.76s+0.80s=14.26s;因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=41.93s+14.26s=56.19s。將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。6.夾具設計夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。6.1提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，長圓柱銷限制2個自由度，定位銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊工件。（3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。6.2設計思想設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對M12孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT14，表面粗糙度Ra12.5，鉆、攻螺紋可以滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。6.3夾具設計本夾具是高速鋼機動絲錐W18Cr4V縱向進給攻M12螺紋的專用夾具。在Z525立式鉆床上加工轉盤M12螺紋孔。所設計的據安居裝配圖及供需簡圖入下圖所示，有關說明如下：6.3.1定位方案按基準重合的原則選擇18H7孔軸線和圓柱端面作為定位基準，定位心軸的臺階端面閑著工件的三個自由度，心軸18g6限制四個自由度，屬于過定位。陰兩個定位面是已加工面，垂直度較高，允許過定位。心軸的右上端銑平，用來讓刀和避免鉆孔后的毛刺妨礙工件裝卸。6.3.2刀具導向方案為能迅速準確地確定刀具與夾具都熱相對位置，鉆夾具上都應設置引導刀具的元件鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體相連，鉆套與工件之間應留有排屑空間。6.3.3夾緊方案由于工件產量不是很大，宜用簡單的手動夾緊裝置。采用有開口墊圈的螺旋夾緊機構，使工件裝卸迅速，方便。6.3.4夾具體設計夾具體必須將定位、導向和夾緊裝置連成一體，并能正確地安裝在機床上。該方案采用鑄鐵夾具體，安裝穩(wěn)定、剛度好。但周期較長，成本略高。6.3.5使用說明安裝工件時松開右邊夾緊螺母，將工件裝在定位心軸上。注意確保防轉銷釘保證定位心軸的缺口朝上，并起到防轉作用。再把夾緊螺母旋緊，是其將工件夾緊在心軸上。7. 體會與展望通過這兩個星期的學習，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為機械制造基礎課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。本次課程設計主要經歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。經過這三個星期的設計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查找相關手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。總之，這次設計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。由于個人能力有限，所學知識還不能完全掌握，設計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學們多多斧正。通過這兩個星期的學習，發(fā)現了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論聯系實際的能力還急需提高。8.參考文獻【1】崇凱主編 機械制造技術基礎課程設計指南 化學工業(yè)出版社 2006【2】李昌年主編 機床夾具設計與制造 機械工業(yè)出版社 2006【3】楊峻峰主編 機床及夾具 清華大學出版社 2005【4】吳拓主編 現代機床夾具設計 化學工業(yè)出版社 2009【5】曾志新 機械制造技術基礎 武漢理工大學出版社 2001【6】黃如林主編 切削加工簡明實用手冊 化學工業(yè)出版社 2004【7】11艾興 肖詩綱主編 切削用量簡明手冊 機械工業(yè)出版社2002