法蘭盤(pán)內(nèi)套軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:法蘭盤(pán)內(nèi)套軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 朱江華 專 業(yè) 工業(yè)工程 學(xué) 號(hào) 20101935 班 級(jí) 2010級(jí)6班 指導(dǎo)教師 機(jī)械工程學(xué)院 2012年5月15 日 目 錄一 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2二 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型3三工藝規(guī)程設(shè)計(jì)53.1零件分析53.1.1類型及功用63.1.2結(jié)構(gòu)分析63.2零件的毛坯63.3定位基準(zhǔn)的選擇63.3.1粗基準(zhǔn)的選擇73.3.2精基準(zhǔn)的選擇73.4零件加工工藝路線的擬定83.5工序設(shè)計(jì)83.5.1工序尺寸的計(jì)算93.5.2切削用量的計(jì)算9四專用夾具的設(shè)計(jì)124.1定位方案的選擇124.2夾緊方案的選擇

2、134.3夾緊力方向、作用點(diǎn)的選擇及確定14五 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 六 機(jī)械加工工序卡片 七收獲及心得體會(huì)14致謝16參考文獻(xiàn)17一 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)重慶大學(xué)本科學(xué)生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程設(shè)計(jì)題目工 藝 課 程 設(shè) 計(jì)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)工工年級(jí)2008級(jí)已知參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：已知參數(shù)：1）零件圖； 2）生產(chǎn)批量。設(shè)計(jì)要求：1）確定零件生產(chǎn)類型，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析； 2）確定毛坯的種類及制造方法，確定毛坯余量，完成毛坯圖； 3）在計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)軟件下kmcapp 的支持下，擬定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并確定指定工序的加工余量、工序尺寸、工時(shí)定額、機(jī)床設(shè)備、工藝裝備等； 4）夾具設(shè)計(jì)（

3、完成指定工序的夾具草圖、總裝圖及夾具零件圖設(shè)計(jì)）； 5）撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1 繪制零件圖；2 繪制毛坯圖；3 制定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程（或工藝過(guò)程卡片和工序卡片）；4 夾具總裝圖、夾具主要零件圖；5 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。目前資料收集情況（含指定參考資料）：1 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)；2 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)；3 材料成型技術(shù)基礎(chǔ)4 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)5 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)6 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)7 切削用量手冊(cè)課程設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃： 1 第一周：1）設(shè)計(jì)動(dòng)員，完成零件分析，繪制零件圖；2）完成毛坯的選擇，繪制毛坯圖；3）制定零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程；4）完成指定工序的工序設(shè)計(jì)

4、；2 第二周：1）明確夾具設(shè)計(jì)任務(wù)；2）定位方案的確定；3）夾緊方案的確定；4）對(duì)刀導(dǎo)向元件的確定；5）夾具總圖的繪制；6)夾具有關(guān)尺寸及技術(shù)要求的標(biāo)注；7)撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；8)課程設(shè)計(jì)答辯。任務(wù)下達(dá)日期 2010 年 12 月 20 日完成日期 2011 年 1 月 8 日指導(dǎo)教師 鞠萍華 （簽名）學(xué) 生 鄭曉敏 （簽名）二 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型1生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。零件在計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)n可按下式計(jì)算： n=qn(1+a%)(1+b%) 式中 q產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺(tái)/年） n每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)） a備品的百分?jǐn)?shù) b廢品的百

5、分?jǐn)?shù)。 2。生產(chǎn)類型，生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。生產(chǎn)類型的劃分，主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)，即年產(chǎn)量。不同生產(chǎn)類型的零件的加工工藝有很大的不同（見(jiàn)表4-8）。因此，制訂工藝規(guī)程時(shí)，首先 應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定其相應(yīng)的生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型確定以后，零件制造工藝過(guò)程的總體輪廓也就勾畫(huà)出來(lái)了。表4-8 各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點(diǎn) 生產(chǎn)類型綱領(lǐng)及特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)小批中批大批生產(chǎn)類型重型機(jī)械5510010030030010001000中型機(jī)械202020020050050050005000輕型機(jī)械10010

6、0500500500050005000050000工藝特點(diǎn)毛坯的制造方法及加工余量自由鍛造，木模手工造型；毛破精度低，余量大部分采用模鍛，金屬模造型；毛坯精度及余量中等廣泛采用模鍛、機(jī)器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量小機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置通用機(jī)床按機(jī)群式排列；部分采用數(shù)控機(jī)床及柔性制造單元通用機(jī)床和部分專用機(jī)床及高效自動(dòng)機(jī)床；機(jī)床按零件類別分工段排列高效專用夾具；定程及自動(dòng)測(cè)量控制尺寸夾具及尺寸保證通用夾具，標(biāo)準(zhǔn)福建或組合夾具；劃線試切保證尺寸通用夾具，專用或組成夾具；定程法保證尺寸高效專用夾具；定程及自動(dòng)測(cè)量控制尺寸刀具、量具通用刀具，標(biāo)準(zhǔn)量具專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具專用刀具、量具，自動(dòng)測(cè)量零

7、件的互換性配對(duì)制造。互換性低。多采用鉗工修配多數(shù)互換，部分試配或修配全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨工藝文件的要求編制簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程卡片編制詳細(xì)的工藝過(guò)程卡片及關(guān)鍵工序的工序卡片編制詳細(xì)的工藝過(guò)程、工序卡片及調(diào)整卡片生產(chǎn)率用傳統(tǒng)加工方法，生產(chǎn)率低，用數(shù)控機(jī)床可提高生產(chǎn)率中等高成本較高中等低對(duì)工人的技術(shù)要求需要技術(shù)熟練的工人許一定熟練程度的技術(shù)工人對(duì)操作工人的技術(shù)要求較低，對(duì)調(diào)整工人的技術(shù)要求較高發(fā)展趨勢(shì)采用成組工藝，數(shù)控機(jī)床，加工中心及柔性制造單元采用成組工藝，用柔性制造系統(tǒng)或柔性自動(dòng)線用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)、車間過(guò)無(wú)人工廠，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制該零件為法蘭盤(pán)內(nèi)套軸，生產(chǎn)類型為重型機(jī)械大

8、批量生產(chǎn)，工藝特點(diǎn)如上表要求，廣泛采用模鍛、機(jī)器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量?。桓咝Ｓ脢A具；定程及自動(dòng)測(cè)量控制尺寸；專用刀具、量具，自動(dòng)測(cè)量；零件的互換性：全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨；工藝文件的要：編制詳細(xì)的工藝過(guò)程、工序卡片及調(diào)整卡片；生產(chǎn)率高；成本低；對(duì)工人的技術(shù)要求：對(duì)操作工人的技術(shù)要求較低，對(duì)調(diào)整工人的技術(shù)要求較高；發(fā)展趨勢(shì)：用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)、車間過(guò)無(wú)人工廠，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制。三工藝規(guī)程設(shè)計(jì)31零件類型及其功能本題目所用的是法蘭盤(pán)內(nèi)套軸，該零件屬于軸類零件，是一個(gè)法蘭盤(pán)的內(nèi)套軸，主要用于實(shí)現(xiàn)法蘭盤(pán)的連接支撐的功能，在其工作過(guò)程中經(jīng)常承受沖擊、徑向載荷。31

9、1結(jié)構(gòu)分析該法蘭盤(pán)內(nèi)套軸是連接法蘭盤(pán)，并其支撐作用。主要的加工表面有：直徑為35mm、寬為35mm的圓軸表面。直徑為40mm、長(zhǎng)為21mm的圓軸表面。直徑為46mm、長(zhǎng)為18mm的圓軸表面。直徑為38mm、長(zhǎng)為6mm的圓軸表面。直徑為25的中心孔。直徑為76mm、寬50mm的圓盤(pán)。32零件的毛坯零件材料為45鋼?？紤]到零件在工作過(guò)程中則經(jīng)常承載載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。屬于大批大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上也考慮，也是應(yīng)該的。33定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選

10、擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。331粗基準(zhǔn)的選擇在軸類零件的加工中，應(yīng)該以內(nèi)孔的中心線做為基準(zhǔn)，現(xiàn)選取25mm的軸中心孔作為粗基準(zhǔn)。333精基準(zhǔn)的選擇在精基準(zhǔn)的選擇過(guò)程中要考慮多方面的問(wèn)題，應(yīng)遵循“重合基準(zhǔn)”原則、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則、“互為基準(zhǔn)”等原則。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不能重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換算，另外以后也要專門計(jì)算，現(xiàn)不做詳述。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，一定要保證工件定位準(zhǔn)確，加緊穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便。34零件加工工藝路線的擬定最后的工藝路線確定如下：工序1： 車兩大端面工序2： 粗車

11、35mm、40mm、46mm、38mm外圓工序3： 半精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓工序4： 精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓工序5： 車左右圓盤(pán)端面工序6： 鉆中心孔25mm工序7： 鉸中心孔25mm工序8： 端面倒角工序9： 軸熱處理工序10： 終檢以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。35工序設(shè)計(jì)法蘭盤(pán)內(nèi)套軸零件材料為45鋼，硬度為：207241hbs, 生產(chǎn)類型為大批大量成批生產(chǎn)，采用鍛錘上合模模鍛毛坯，公差等級(jí)ct:810，取為10級(jí)。機(jī)械造型加工余量等級(jí)為eg級(jí)，取f級(jí)。351工序尺寸的計(jì)算現(xiàn)采用經(jīng)驗(yàn)法查找機(jī)械加工余量：（1） 大端面、倒角考慮

12、到大端面的表面加工等級(jí)為6級(jí)，因此需要粗車、半精車、精車才能達(dá)到要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值可得以下加工余量：粗車：2.8mm 半精車：2.0mm 精車：0.5mm單邊加工余量2z=2.65mm（2）中心孔表面中心孔表面粗糙度為1.63.2，要達(dá)到此精度要求，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)表面加工方法的選擇知精度等級(jí)需達(dá)到79級(jí)才行，需因此需要鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔才能達(dá)到要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值可得到加工余量：鉆孔：1.6mm 擴(kuò)孔：1.0mm 鉸孔：0.8mm加工余量z=1.6+1.0+0.8=3.4mm（3）外圓表面粗糙度為1.63.2，精度要求很高，為68級(jí)。同理可得：粗銑：1.5mm 半精銑：1.0mm 精銑：0.8mm

13、 加工余量z=3.3mm3.5.2切削用量的計(jì)算工序1： 車兩大端面 查上表和計(jì)算得： 主軸轉(zhuǎn)速8000rpm ,進(jìn)給速度f(wàn)=2900 mm/min ，軸向切削深度ad=0.420mm ，基本速度rd=1.800mm工序2： 粗車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 同上。工序3： 半精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓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： 精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓s=8000rpm f=2900 mm/min ad

14、=0.077mm rd=0.155mm材料移除率34.800 mm3/min、粗糙度0.0024mm工序5： 車左右圓盤(pán)端面 主軸轉(zhuǎn)速8000rpm ,進(jìn)給速度f(wàn)=2900 mm/min ，軸向切削深度ad=0.420mm ，基本速度rd=1.800mm工序6： 鉆中心孔25mm 選用機(jī)床z525立式鉆床鉆孔至25.8mm，單邊余量z=0.8，一次鉆去全部余量，背吃刀量（切削深度）ap1.2 。進(jìn)給量 f=0.2/r計(jì)算公式： v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直徑（mm） n車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定鉆床的切削速度為v=50(m/min),則有

15、工序7： 鉸中心孔25mm 鉸孔至25mm，一次鉸去全部用量，a工序8： 端面倒角工序9： 軸熱處理工序10： 終檢4專用夾具的設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求； 應(yīng)能提高加工生產(chǎn)率； 操作方便、省力、安全； 具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本；夾具元件應(yīng)滿足通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的“三化”要求； 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修4.1定位方案的選擇根據(jù)六點(diǎn)定位原理確定工件的定位方式。該工序?yàn)殂姽ぜ庋佚X，要求在銑齒時(shí)限定工件的六個(gè)自由度即完全定位。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)p263，選擇材料為45，熱處理后hrc為3843的定位銷來(lái)限制夾具體自由度。為了限制工件的移

16、動(dòng)，采用以工件上的外圓柱面作為定位基準(zhǔn)的定位方式。即將工件上某一外圓柱面的軸線，與夾具上定位元件的圓柱孔、半圓孔的軸線或v型塊的縱中剖面重合，以使工件定位。在圓柱孔中定位時(shí)，為防止定位圓柱面的軸線傾斜，可利用工件上與此定位圓柱面在一次裝夾中加工出來(lái)的垂直端面作為輔助定位面。4.2夾緊方案的選擇由零件圖可知工件的中心線由同軸度的要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為零件中心線。夾具以底座以及外圓柱面為支撐，通過(guò)圓盤(pán)螺釘夾緊。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)p234，按gb2148-80選擇帶肩六角螺母。4.3夾緊力方向、作用點(diǎn)的選擇及確定由于25-0.0025mm又同軸度公差要求，以及孔軸線對(duì)底面有垂直度公差，所以應(yīng)使零件的徑向

17、固定夾緊以保證加工精度要求。夾緊力的方向沿軸線方向，作用點(diǎn)為定位花鍵塊和圓形壓板與齒輪外接觸部分。五機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片見(jiàn)附表。六機(jī)械加工工序卡片 見(jiàn)附表。七 .收獲及心得體會(huì)通過(guò)近兩個(gè)星期的機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)，使我的知識(shí)水平和能力又得到了更進(jìn)一步的提高，自從題目布置以后，我們便開(kāi)始進(jìn)行初步的計(jì)算和設(shè)計(jì)，首先開(kāi)始設(shè)計(jì)和計(jì)算工序尺寸和機(jī)械加工余量，進(jìn)一步設(shè)計(jì)和繪制零件圖，接著設(shè)計(jì)和繪制夾具的裝配圖，通過(guò)幾天的繪制工作，不僅鍛煉了我的繪圖能力，而且也也大大提高了我繪圖和分析的效率和速度，為我以后更好地走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。零件圖和夾具裝配圖繪制完后，我們便開(kāi)始了緊張而有序設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)工作和

18、機(jī)械工藝過(guò)程卡和工序卡的填寫(xiě)，同時(shí)又在計(jì)算機(jī)上繪制了零件圖和夾具體圖。半個(gè)月的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間就結(jié)束了，半個(gè)月以來(lái)我們雖然有點(diǎn)辛苦，但是收獲頗多，通過(guò)一系列的設(shè)計(jì)工作，不僅讓我們更好的復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的各門知識(shí)，而且牢固地鞏固了所學(xué)知識(shí)，而且在以前所學(xué)的基礎(chǔ)上也有了更深的提高。而且課程設(shè)計(jì)也使得我學(xué)到了以前書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，更加豐富了我的頭腦，開(kāi)闊了我的視野，為我以后更好地走上工作崗位提供了豐富的人生資料，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，同學(xué)們相互團(tuán)結(jié)協(xié)作和配合，也大大地培養(yǎng)了我團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，同時(shí)也大大鍛煉和提高了我的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，也在一定程度上提高了我的動(dòng)手能力。這次課程設(shè)計(jì)雖然

19、結(jié)束了，但在我看來(lái)，人生的設(shè)計(jì)還正在進(jìn)行，它將指導(dǎo)我在以后的人生道路上更好地前進(jìn)。它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)完了機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等課程的基礎(chǔ)上，在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，進(jìn)行的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生把所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯?shí)踐知識(shí)，在實(shí)際的的工藝、夾具設(shè)計(jì)中綜合地加以運(yùn)用，進(jìn)而得到鞏固、加深和發(fā)展，提高我們分析問(wèn)題和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事相關(guān)的技術(shù)工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)，我們可以在以下幾個(gè)方面得到鍛煉：1.能熟地運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程及其他相關(guān)課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)際中學(xué)習(xí)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地和解決一個(gè)零件在加工過(guò)程中的定位、夾緊以及工藝路線的合理擬定等問(wèn)題，從而保證制造的質(zhì)量、生