手轮机械加工工艺规程.doc

毕业设计说明书手轮机械加工工艺规程目录第一部分工艺设计说明书3第二部分工序夹具设计说明书15第三部分工序刀具设计说明书 17第四部分工序量具设计说明书19第五部分毕业设计体会20第六部分 参考资料21第一部分工艺设计说明书一、零件图工艺性分析 1、零件结构功用分析 横进给手轮是进给机构中用来传递动力的一个零件，其主要加工的是与手轮轴进行配合的孔，还有与中间体进行连接的端面和外圆。2、零件技术条件分析由于毛坯是铸件，因此加工前需要进行时效处理，3、零件结构工艺性分析零件图样中的视图、尺寸、公差和技术要求都选择的很合理，材料选择HT150，结构工艺性良好。尺 寸 精 度：8H9，8H9都是H7的精度等级，要求较高，表面粗糙 度：其中8的表面粗糙度为0.8um需要精铰才能达到，130的端面、外圆表面粗糙度为1.6um需要精车，其它各孔和面均为3.2um、6.8um等。热 处 理：对于铸件在加工前需要进行时效处理以便消除内应力二、毛坯选择1、毛坯类型由材料可确定毛坯为铸件，其零件所要求的力学性能不高，且内腔形状复杂外形尺寸较大，又属于中批量生产，所以毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，根据机械制造工艺及设备设计指导手册查的铸件的公差等级采用CT10级2、毛坯余量确定由于此零件为中批量生产，再根据金属机械加工工艺人员手册可查得它各表面的加工余量。底面：基本尺寸为130，加工余量等级为MA-G，查表可得其单侧加工余量为8mm侧面：基本尺寸为100，双侧加工时单侧加工余量为3.5mm顶面：基本尺寸为130，它的加工余量等级比底面和侧面低一级，查得它的单侧加工余量为5mm孔 ：孔的加工余量等级与顶面的相同，所以可查得它的单侧加工余量为3mm根据铸件的基本尺寸和公差等级查出铸件的尺寸公差，确定出它的毛坯尺寸。3、毛坯零件合图草图三、机加工工艺路线确定1、加工方法分析确定要按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则来确定。主要表面的加工方法：130的环形面和130的圆柱端面与外圆公差等级按IT18级算，表面粗糙度为1.6um，需要进行粗车，半精车，精车（成形车刀）51的内孔表面粗糙度为3.2um，粗扩，精扩。8H7，表面粗糙度为1.6um，精度等级较高需要钻，精铰。8H7，表面粗糙度为0.8um，钻，扩，粗铰，精铰。18x9的台阶孔要钻孔和锪孔可达到。28的台阶面，108的环形孔和70的台阶孔都需要粗车，半精车，精车。3、加工顺序的安排工序01 .：铸造工序03. ： 热处理工序05 ：以130mm外圆端面定位，粗车130端面外圆，粗车28mm的台阶面、粗车70m的台阶孔。工序07：以粗车后的130mm外圆及端面定位，粗车130端面外圆、粗车108环形槽，粗镗孔51mm工序09：检验工序11：以粗车后的130mm外圆及端面定位，半精车130端面外圆，半精车28mm的台阶面、半精车70mm的台阶孔。工序13：以半精车后的130mm外圆及端面定位，半精车130mm外圆端面，工序17：以130底面定位，钻8H7，同时扩和粗铰8H7的孔工序19：钻8H7的孔，工序23：以130的底面，51和9的孔定位，锪55x18的盲孔工序25：以130的底面定位，先锪22的圆平面，再钻，攻M8的螺纹孔工序26：检验工序27：以130mm端面及外圆定位，精车130的端面外圆，精车108的环形槽工序29：以130mm外圆及端面定位，用成形车刀车130的环形面，精车28台阶面工序31.精铰8H7和8H7的孔工序33： 去毛刺工序35：终检。 3、定位基准选择（1）精基准的选择本零件的设计基准是外圆与端面，所以采用外圆和端面作为定位基准可以避免基准部重合产生的误差，所以选用130的端面和外圆作为精基准。（2）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。由于零件是以130外圆端面为精基准的，所以应选另一端的外圆和端面作为粗精准做出精基准，即选用130的端面和外圆作为粗基准。8、加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。（1.）粗加工阶段：a.毛坯退火热处理 b.粗加工，粗车130外圆，粗车28台阶面，粗车130外圆，粗车108的环形孔，粗镗51孔、70的台阶孔。 目的：切除大部分余量，把毛坯加工至接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许加工余量，通过这个阶段还可以及时发现铸件的一些缺陷。（2.）半精加工阶段：a.半精车130外圆，半精车28台阶面，半精车130外圆，半精车108的环形孔，精镗51孔，半精镗70的台阶孔。 目的：切除小部余量，使毛坯各类尺寸及各项要求很接近零件的最终尺寸和技术要求。（3.）精加工阶段：精车外圆端面及成形面、精精加工各台阶面及台阶孔 目的：达到零件设计要求。5、主要机加工工序简图01.铸造03.热处理05.粗车130端面外圆，粗车28的台阶面，粗车70的台阶孔 07.粗车130端面外圆，粗扩51的孔，粗车108的环形槽 09.检验11.半精车130端面外圆，半精车28的台阶面，半精镗70的台阶孔13.半精车130端面外圆，半精车108的环形槽，精扩51的孔 17钻扩粗铰15.95的孔 19.钻3个9的孔 ，扩孔至18x9的台阶孔21.钻3.9x9的盲孔23.锪 55x18的盲孔25锪22的圆平面，钻 、攻M8的螺纹孔 26. 检验27.精车 130端面外圆，精车108的环形孔29.精车130的成型面，精车28的台阶面，精镗 70的台阶孔31精铰8H7和8H7的孔33.钳工去毛刺38.检验四、工序尺寸及其公差确定51的孔加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸及公差表面粗糙度（um）铸件6 CT10Ra=3.2精镗1.5IT9Ra=6.3粗镗8.5IT11 8H7的孔加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸及公差表面粗糙度（um）精铰0.05IT7Ra=0.8粗铰0.1IT8 Ra=3.2扩0.85IT10 Ra=6.3钻IT8Ra=8.5130c8的外圆加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸及公差表面粗糙度（um）铸件7CT10精车1.3IT7Ra=1.6半精车2IT8Ra=6.3粗车3.7IT11Ra=8.5 8H7的孔加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸及公差表面粗糙度（um）精铰0.1IT7Ra=1.6钻IT8Ra=8.5五、设备及其工艺装备确定1、选择机床（1）工序05 、07 、11、13是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的CA6180型卧式车床即可。（2）工序17、19、21、23，25，31钻孔，铰孔，锪平面和孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，可选用Z3025型摇臂钻床。 （3）工序27，29是精车，选用最常用的CA6180型卧式车床。2、选择夹具本零件除钻削加工需设计专用夹具，其他工序使用通用夹具即可，车床上用三爪自定心卡盘。3、选择刀具在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工用YG10。钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。8、选择量具外圆用游标卡尺测量，内孔用塞规。六、切削用量及工时定额确定工序05 切削用量及工时定额的确定1.切削用量确定130mm外圆的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根切削用量简明手册表1.1，由于CA6180机床的中心高为130mm，故选用刀杆尺寸BH=8mm25mm，刀片厚度为8.5mm根据切削用量简明手册表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角o=5，后角o8、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=5、刃倾角s=-10、刀尖圆弧半径=2mm。确定切削深度ap 由于粗车单边余量仅为3mm,可一次走刀完成.确定进给量f 根据表1.8，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为8 mm25 mm、ap3 mm、工件直径为100 mm 800 mm时，f=0.8 mm/r2.基本时间确定粗车外圆130mm的基本时间 根据表6.2-1车外圆基本时间为 V=72.3，n=95r/min, ap =3mm，f=0.8mm/r,则T1=0.61min第二部分工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析由工序图知，本道工序用来钻M8的螺纹孔，孔的加工及尺寸精度要求不高，该工序在钻床加工，零件属于中批量生产，所以主要考虑的是夹具的制造工艺简单。限制自由度分析： 孔在圆周上分布，为了保证此要求，因为钻头沿轴向切削，不会引起工件在轴向上的转动，所以应限制6个自由度就行，X移动.X转动.Y移动 .Y转动.Z移动. Z转动2.定位方案确定由零件图可知，加工本道工序需要限制6个自由度，前道工序已将8的孔钻好，所以采用一心轴和一菱形销与一面定位就能达到要求。130外圆端面布大平面，限制Z移动.X转动.Y转动。108孔与8的孔： X移动.Y移动 .Z转动.综合结果实际限制：X移动.X转动.Y移动 .Y转动.Z移动. Z转动故此定位方案可行。3.定位元件的设计过程1.布置销位：心轴布在108孔的位置，8布置菱形销 2.确定销间距：Lj= L1/2k=890.07/2=890.035 3.确定圆柱销直径： d1=D1g6= 1=0.08 8.确定菱形销的直径：查表2.1可知b=8, 所以，2=2b/D2（k+j+/2）=0.089 d2=（D2-2）h6=8.定位误差分析计算 由以上可知 1max=0.056，2max=0.071分析尺寸96的定位误差：基准不重合误差： 因钻孔时，定位基准为心轴的中心线，工序基准也为心轴的中心线。 故：jb=0基准位移误差：db=D1+d1+1=0.022+0.022+0.08=0.056定位误差： dw=jb+db=0+0.056=0.056 故：dw1/3T=0.18对平行方向的尺寸：jb=0 db应该是上下平移db1转动角度后最大：db1=0.056, tg2=（2max-1max）/2x89=0.00015 db=db1+2x96x0.00015=0.085 所以，dw=jb+db=0.0851/3T5.夹紧方案及元件确定 根据工件定位方案考虑夹紧力作用点及方向。如图所示采用螺母，螺杆与开口垫圈组合对工件进行夹紧，钻模板通过心轴与夹具体连接定位，所以加紧力与切削力互相平行。6. 确定夹具体结构 采用铸件整体式7. 绘制总装图、标注尺寸、写技术要求。 第三部分 设计说明书（铰8 H9内孔）一 已知条件1.被加工孔直径：8 H9（+0.018） Ra0.8 Dw=82.工件材料：HT150 铰削长度为26mm3.预制孔直径： Dw1=15.85mm8.使用机床：Z3025 二 铰刀设计过程：序号项目数据来源及计算公式采用值1结构形式锥柄焊接整体式 2 刀具材料 切削部分：W18Cr8V柄部：钢853几何角度表3-21= =10 =8 =0 =0=108铰刀直径 =8mm G=0.35IT=0.350.018=0.007mm=8mm G=0.007mm5铰刀直径极限尺寸及铰刀直径标准max=Dwmax-0.15IT=（8+0.018）-0.150.018=8.015min=max-0.35IT=8.015-0.350.018=8.008计算得：8max =8.015mmmax =8.008mm7切削部分前端直径表3-21， =-（1.3-1.8）2A=8-1.3（8-15.85）=15.28=15.28mm8齿数Z=1.5=1.5+2=8查表3-23 Z=6Z=69齿槽截形参数表3-28图B型直线齿背F=0.6，r=0.510切削部分L1圆柱较准部分L2工作部分L焊接部分Lc圆弧部分rL1=（1.3-1.8）A cot Kr=15L2=（0.25-0.5）d0=8mmL=（0.8-3）d0=38=88mmLc=L+（8-6）=52+6=58mmr=0.5-1.5mmL1=15L2=8mmL=52mmLc=58mmr=1mm11绞刀总长颈部直径中心孔表3-26： L=210mmd03=8mmL=210mmd03=8mm 第四部分 工序量具设计说明书1.工序尺寸精度分析尺寸精度等级达到7级。2.量具类型确定由于工件基本尺寸为8H7量具及技术条件中选择椎柄圆柱塞规。3.极限量具尺寸公差确定1.结构形式选择: 由于 工件基本尺寸为8光面量具及技术条件中选择椎柄园柱塞规。2 .确定被测孔的极限偏差: 由8H7偏差ES=+0.018，下偏差EI=0 3.确定工件量规的制造公差和位置公差要求 查表6-1知:IT7级尺寸为 8的量规公差T=0.002mm，位置要素Z=0.007mm8.计算工作量规的极限偏差: 通规:上偏差=EI+Z+T/2=(0+0.0028+0.001)=+0.0038mm 下偏差=EI+Z-T/2=(0+0.0028-0.001)=+0.0018mm 磨损极限EI=0 止规: 上偏差=ES=+0.018 mm 下偏差=ES-T=(0.086-0.0086)=+0.08mm 第五部分设计体会毕业设计是对我们这在学校所学知识的总结。通过毕业设计可以对我们所学的知识得以很好的巩固。从而使我们对以后的工作中对知识得以很好的发挥。从拿到零件图纸的第一天开始，辅导老师就详细的给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们的设计指引了方向，这样使我们不会感到太多的盲目。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺、夹具、量具等只有基本的了解。但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解到机械知识的重要性。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。 好长时间都看不懂图纸，老师的指导，才让我有了一定的思路，先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图等等，一步步的开始设计起来。在设计期间，遇到不懂的问题时，通过自己查资料、仔细的琢磨、有根据的慢慢分析从而克服困难，实在解决不了的，我们的指导老师能细心的帮助我们，从而设计对我来说更迈进了一步，在这次设计中，学会了运用资料，可以向不同的懂我们知识的人问问题，这次设计，要十分的感谢我们的指导老师，他在设计期间为我解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中得以更好的发挥，也会在以后的人生的道路中更上一层楼。第六部分 参考资料1机械零件课程设计 2机床夹具设计手册3公差配合与技术测量8机械加工工艺设计资料5刀具设计手册： 6机械制造工艺学： 7机械加工工艺装备设计手册