法兰盘内套轴机械加工工艺规程及工艺装备设计

键入文字重庆大学说明书机械制造课程设计说明书题目:法兰盘内套轴机械加工工艺规程及工艺装备设计学生姓名 朱江华 专 业 工业工程 学 号 20101935 班 级 2010级6班 指导教师 机械工程学院 2012年5月15 日 目 录一 机械制造工艺学课程设计任务书2二 计算生产纲领，确定生产类型3三工艺规程设计53.1零件分析53.1.1类型及功用63.1.2结构分析63.2零件的毛坯63.3定位基准的选择63.3.1粗基准的选择73.3.2精基准的选择73.4零件加工工艺路线的拟定83.5工序设计83.5.1工序尺寸的计算93.5.2切削用量的计算9四专用夹具的设计124.1定位方案的选择124.2夹紧方案的选择134.3夹紧力方向、作用点的选择及确定14五 机械加工工艺过程卡 六 机械加工工序卡片 七收获及心得体会14致谢16参考文献17一 机械制造工艺学课程设计任务书重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目工 艺 课 程 设 计学院机械工程学院专业工工年级2008级已知参数和设计要求：已知参数：1）零件图； 2）生产批量。设计要求：1）确定零件生产类型，对零件进行工艺分析； 2）确定毛坯的种类及制造方法，确定毛坯余量，完成毛坯图； 3）在计算机辅助工艺设计软件下KMCAPP 的支持下，拟定零件的机械加工工艺规程，并确定指定工序的加工余量、工序尺寸、工时定额、机床设备、工艺装备等； 4）夹具设计（完成指定工序的夹具草图、总装图及夹具零件图设计）； 5）撰写课程设计说明书。学生应完成的工作：1 绘制零件图；2 绘制毛坯图；3 制定零件的机械加工工艺规程（或工艺过程卡片和工序卡片）；4 夹具总装图、夹具主要零件图；5 撰写课程设计说明书。目前资料收集情况（含指定参考资料）：1 机械制造工艺及专用夹具设计指导；2 机械制造工艺设计手册；3 材料成型技术基础4 机械制造技术基础5 机床夹具设计图册6 机床夹具设计手册7 切削用量手册课程设计的工作计划： 1 第一周：1）设计动员，完成零件分析，绘制零件图；2）完成毛坯的选择，绘制毛坯图；3）制定零件的机械加工工艺过程；4）完成指定工序的工序设计；2 第二周：1）明确夹具设计任务；2）定位方案的确定；3）夹紧方案的确定；4）对刀导向元件的确定；5）夹具总图的绘制；6)夹具有关尺寸及技术要求的标注；7)撰写设计说明书；8)课程设计答辩。任务下达日期 2010 年 12 月 20 日完成日期 2011 年 1 月 8 日指导教师 鞠萍华 （签名）学 生 郑晓敏 （签名）二 计算生产纲领，确定生产类型1生产纲领。生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。零件在计划期为一年的生产纲领N可按下式计算： N=Qn(1+a%)(1+b%) 式中 Q产品的年生产纲领（台/年） N每台产品中该零件的数量（件/台） A备品的百分数 B废品的百分数。 2。生产类型，生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分，主要取决于生产纲领，即年产量。不同生产类型的零件的加工工艺有很大的不同（见表4-8）。因此，制订工艺规程时，首先 应根据零件的生产纲领确定其相应的生产类型。生产类型确定以后，零件制造工艺过程的总体轮廓也就勾画出来了。表4-8 各种生产类型的生产纲领及工艺特点 生产类型纲领及特点单件生产成批生产大量生产小批中批大批生产类型重型机械5510010030030010001000中型机械202020020050050050005000轻型机械100100500500500050005000050000工艺特点毛坯的制造方法及加工余量自由锻造，木模手工造型；毛破精度低，余量大部分采用模锻，金属模造型；毛坯精度及余量中等广泛采用模锻、机器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量小机床设备及机床布置通用机床按机群式排列；部分采用数控机床及柔性制造单元通用机床和部分专用机床及高效自动机床；机床按零件类别分工段排列高效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸夹具及尺寸保证通用夹具，标准福建或组合夹具；划线试切保证尺寸通用夹具，专用或组成夹具；定程法保证尺寸高效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸刀具、量具通用刀具，标准量具专用或标准刀具、量具专用刀具、量具，自动测量零件的互换性配对制造。互换性低。多采用钳工修配多数互换，部分试配或修配全部互换，高精度偶件采用分组装配、配磨工艺文件的要求编制简单的工艺过程卡片编制详细的工艺过程卡片及关键工序的工序卡片编制详细的工艺过程、工序卡片及调整卡片生产率用传统加工方法，生产率低，用数控机床可提高生产率中等高成本较高中等低对工人的技术要求需要技术熟练的工人许一定熟练程度的技术工人对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高发展趋势采用成组工艺，数控机床，加工中心及柔性制造单元采用成组工艺，用柔性制造系统或柔性自动线用计算机控制的自动化制造系统、车间过无人工厂，实现自适应控制该零件为法兰盘内套轴，生产类型为重型机械大批量生产，工艺特点如上表要求，广泛采用模锻、机器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量小；高效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸；专用刀具、量具，自动测量；零件的互换性：全部互换，高精度偶件采用分组装配、配磨；工艺文件的要：编制详细的工艺过程、工序卡片及调整卡片；生产率高；成本低；对工人的技术要求：对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高；发展趋势：用计算机控制的自动化制造系统、车间过无人工厂，实现自适应控制。三工艺规程设计31零件类型及其功能本题目所用的是法兰盘内套轴，该零件属于轴类零件，是一个法兰盘的内套轴，主要用于实现法兰盘的连接支撑的功能，在其工作过程中经常承受冲击、径向载荷。311结构分析该法兰盘内套轴是连接法兰盘，并其支撑作用。主要的加工表面有：直径为35mm、宽为35mm的圆轴表面。直径为40mm、长为21mm的圆轴表面。直径为46mm、长为18mm的圆轴表面。直径为38mm、长为6mm的圆轴表面。直径为25的中心孔。直径为76mm、宽50mm的圆盘。32零件的毛坯零件材料为45钢。考虑到零件在工作过程中则经常承载载荷及冲击性载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。属于大批大量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上也考虑，也是应该的。33定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。331粗基准的选择在轴类零件的加工中，应该以内孔的中心线做为基准，现选取25mm的轴中心孔作为粗基准。333精基准的选择在精基准的选择过程中要考虑多方面的问题，应遵循“重合基准”原则、“基准统一”原则、“互为基准”等原则。当设计基准与工序基准不能重合时，应进行换算，另外以后也要专门计算，现不做详述。选择精基准时，一定要保证工件定位准确，加紧稳定可靠，夹具结构简单、操作简便。34零件加工工艺路线的拟定最后的工艺路线确定如下：工序1： 车两大端面工序2： 粗车35mm、40mm、46mm、38mm外圆工序3： 半精车35mm、40mm、46mm、38mm外圆工序4： 精车35mm、40mm、46mm、38mm外圆工序5： 车左右圆盘端面工序6： 钻中心孔25mm工序7： 铰中心孔25mm工序8： 端面倒角工序9： 轴热处理工序10： 终检以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。35工序设计法兰盘内套轴零件材料为45钢，硬度为：207241HBS, 生产类型为大批大量成批生产，采用锻锤上合模模锻毛坯，公差等级CT:810，取为10级。机械造型加工余量等级为EG级，取F级。351工序尺寸的计算现采用经验法查找机械加工余量：（1） 大端面、倒角考虑到大端面的表面加工等级为6级，因此需要粗车、半精车、精车才能达到要求，根据经验值可得以下加工余量：粗车：2.8mm 半精车：2.0mm 精车：0.5mm单边加工余量2Z=2.65mm（2）中心孔表面中心孔表面粗糙度为1.63.2，要达到此精度要求，查机械制造技术基础表面加工方法的选择知精度等级需达到79级才行，需因此需要钻孔、扩孔、铰孔才能达到要求，根据经验值可得到加工余量：钻孔：1.6mm 扩孔：1.0mm 铰孔：0.8mm加工余量Z=1.6+1.0+0.8=3.4mm（3）外圆表面粗糙度为1.63.2，精度要求很高，为68级。同理可得：粗铣：1.5mm 半精铣：1.0mm 精铣：0.8mm 加工余量Z=3.3mm3.5.2切削用量的计算工序1： 车两大端面 查上表和计算得： 主轴转速8000rpm ,进给速度F=2900 mm/Min ，轴向切削深度Ad=0.420mm ，基本速度Rd=1.800mm工序2： 粗车35mm、40mm、46mm、38mm外圆 同上。工序3： 半精车35mm、40mm、46mm、38mm外圆S=8000rpm F=2900 mm/Min Ad=0.420mm Rd=1.200mm材料移除率1461.600mm3/min、粗糙度0.0614mm工序4： 精车35mm、40mm、46mm、38mm外圆S=8000rpm F=2900 mm/Min Ad=0.077mm Rd=0.155mm材料移除率34.800 mm3/min、粗糙度0.0024mm工序5： 车左右圆盘端面 主轴转速8000rpm ,进给速度F=2900 mm/Min ，轴向切削深度Ad=0.420mm ，基本速度Rd=1.800mm工序6： 钻中心孔25mm 选用机床Z525立式钻床钻孔至25.8mm，单边余量Z=0.8，一次钻去全部余量，背吃刀量（切削深度）ap1.2 。进给量 f=0.2/r计算公式： v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直径（mm） n车床主轴每分钟的转速（r/min根据有关手册，确定钻床的切削速度为V=50(m/min),则有工序7： 铰中心孔25mm 铰孔至25mm，一次铰去全部用量，a工序8： 端面倒角工序9： 轴热处理工序10： 终检4专用夹具的设计 夹具设计应满足零件加工工序的精度要求； 应能提高加工生产率； 操作方便、省力、安全； 具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本；夹具元件应满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求； 具有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修4.1定位方案的选择根据六点定位原理确定工件的定位方式。该工序为铣工件外沿齿，要求在铣齿时限定工件的六个自由度即完全定位。由机床夹具设计手册P263，选择材料为45，热处理后HRC为3843的定位销来限制夹具体自由度。为了限制工件的移动，采用以工件上的外圆柱面作为定位基准的定位方式。即将工件上某一外圆柱面的轴线，与夹具上定位元件的圆柱孔、半圆孔的轴线或V型块的纵中剖面重合，以使工件定位。在圆柱孔中定位时，为防止定位圆柱面的轴线倾斜，可利用工件上与此定位圆柱面在一次装夹中加工出来的垂直端面作为辅助定位面。4.2夹紧方案的选择由零件图可知工件的中心线由同轴度的要求，其设计基准为零件中心线。夹具以底座以及外圆柱面为支撑，通过圆盘螺钉夹紧。由机床夹具设计手册P234，按GB2148-80选择带肩六角螺母。4.3夹紧力方向、作用点的选择及确定由于25-0.0025mm又同轴度公差要求，以及孔轴线对底面有垂直度公差，所以应使零件的径向固定夹紧以保证加工精度要求。夹紧力的方向沿轴线方向，作用点为定位花键块和圆形压板与齿轮外接触部分。五机械加工工艺过程卡片见附表。六机械加工工序卡片 见附表。七 .收获及心得体会通过近两个星期的机械制造课程设计，使我的知识水平和能力又得到了更进一步的提高，自从题目布置以后，我们便开始进行初步的计算和设计，首先开始设计和计算工序尺寸和机械加工余量，进一步设计和绘制零件图，接着设计和绘制夹具的装配图，通过几天的绘制工作，不仅锻炼了我的绘图能力，而且也也大大提高了我绘图和分析的效率和速度，为我以后更好地走上工作岗位打下了良好的基础。零件图和夹具装配图绘制完后，我们便开始了紧张而有序设计说明书编写工作和机械工艺过程卡和工序卡的填写，同时又在计算机上绘制了零件图和夹具体图。半个月的机械制造工艺学课程设计转眼间就结束了，半个月以来我们虽然有点辛苦，但是收获颇多，通过一系列的设计工作，不仅让我们更好的复习了以前所学的各门知识，而且牢固地巩固了所学知识，而且在以前所学的基础上也有了更深的提高。而且课程设计也使得我学到了以前书本上学不到的知识，更加丰富了我的头脑，开阔了我的视野，为我以后更好地走上工作岗位提供了丰富的人生资料，同时在设计过程中，同学们相互团结协作和配合，也大大地培养了我团结协作的精神，同时也大大锻炼和提高了我的分析问题和解决问题的能力，也在一定程度上提高了我的动手能力。这次课程设计虽然结束了，但在我看来，人生的设计还正在进行，它将指导我在以后的人生道路上更好地前进。它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。机械制造技术基础课程设计是在我们学习完了机械制造技术、机械制造装备设计等课程的基础上，在进行了生产实习之后，进行的一个重要的实践性教学环节。其主要目的是让学生把所学的工艺理论和实践知识，在实际的的工艺、夹具设计中综合地加以运用，进而得到巩固、加深和发展，提高我们分析问题和解决生产实际问题的能力，为以后搞好毕业设计和从事相关的技术工作奠定扎实的基础。通过机械制造工艺课程设计，我们可以在以下几个方面得到锻炼：1.能熟地运用机械制造技术课程及其他相关课程中的基本理论，以及在生产实际中学习到的实践知识，正确地和解决一个零件在加工过程中的定位、夹紧以及工艺路线的合理拟定等问题，从而保证制造的质量、生产率和经济性。2.通过夹具设计，进一步了解我们自己的结构设计能力，能够根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力，既经济合理又能保证加工质量的夹具。3.进一步提高计算、制图能力，能比较熟练地查阅和使用各种技术资料，如有关的国家标准、手册、图册、规范等4.在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立的工作能力。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。致谢自本课程设计开始以来，从设计开始一直到设计完成，我得到了我们这一组的同学的热情帮助，同时何老师也给了我以很大的帮助，解决了设计中的一些问题。在此，我向何老师和我们这一组的同学致以最真心的谢意，谢谢！参考文献1赵家奇编，机械制造工艺学课程设计指导书（第二版），机械工业出版社,2000.10.2李云主编，机械制造及设备指导手册，机械工业出版社,1997.83孟少农主编，机械加工工艺手册（第二版），机械工业出版社,1991.9.4徐圣群主编，简明加工工艺手册，上海科学技术出版社，1991.25吴宗泽主编.机械设计课程设计手册.高等教育出版社,1992 6李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社,19937艾兴、肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社,19938叶伟昌编.机械工程及自动化简明手册.北京：机械工业出版社，2001它17