機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計分度盤設(shè)計說明書

1、課程設(shè)計說明書題 目： 機(jī)械制造技術(shù) 系 別： 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè)： 09 機(jī)械電子工程 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 第一部分 檢驗、分析1檢驗、分極零件圖2零件技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析第二部分 確定零件毛坯1毛坯種類的選擇：根據(jù)零件材料、結(jié)構(gòu)和大小選擇毛坯種類2. 毛坯余量確定第三部分 工藝路線的制定1基準(zhǔn)的選擇2各個表面加工方法3加工順序的安排4. 詳細(xì)工藝過程的制定5. 填寫機(jī)械加工工藝過程卡第四部分 余量和工序尺寸的確定1. 孔和軸的余量和工序尺寸2. 平面及軸向尺寸的余量和工序尺寸第五部分 工藝裝備、切削用量和工時工藝裝備包括機(jī)床、刀具和夾具切削用量包括：切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量第一部分 檢

2、驗、分析（一） 零件的作用 分度盤英文名稱：indexing plate 強(qiáng)力型分度盤分度盤是將工件夾持在卡盤上或兩頂尖間，并使其旋轉(zhuǎn)、分度和定位的機(jī)床附件。按其傳動、分度形式可分為蝸桿副分度盤、度盤分度盤、孔盤分度盤、槽盤分度盤、端齒盤分度盤和其它分度盤(包括電感分度盤和光柵分度盤)。按其功能可分為萬能分度盤、半萬能分度盤、等分分度盤。按其結(jié)構(gòu)形式又有立臥分度盤、可傾分度盤、懸梁分度盤。分度盤作為通用型機(jī)床附件其結(jié)構(gòu)主要由夾持部分、分度定位部分、傳動部分組成。分度盤主要用于銑床，也常用于鉆床和平面磨床，還可放置在平臺上供鉗工劃線用。分度盤主要有通用分度頭和光學(xué)分度頭兩類。（二） 零件的工藝性

3、分析1) 該工件鍛造比比較大，很容易造成應(yīng)力的分布不均。因此，鍛造后進(jìn)行正火處理，粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以改善材料的切削性能。2) 工序安排以臺階面和110g6的外圓表面定位，裝夾工件，達(dá)到了設(shè)計基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)的統(tǒng)一。3) 分度盤大端面對35h6mm孔中心線有垂直度要求；外圓臺階面對110g6mm外圓軸心線有垂直度要求；110g6mm外圓與35h6mm孔有同軸度要求；410h6螺紋eqs與和39mm孔和313對110g6mm外圓軸心線有位置度要求，可在偏擺儀上用百分表檢查同軸度及垂直度。第二部分 確定零件毛坯2.1確定毛坯 繪制毛胚圖1）零件材料45鋼，切削加工性良好。2）分度盤100g6mm

4、外圓與35h7mm孔有同軸度要求，為保證加工精度，工藝安排應(yīng)粗、精加工分開。3）主要表面雖然加工精度較高，但可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證質(zhì)量地加工出來。2.1.1毛坯選擇 根據(jù)材料45鋼，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)及零件形狀要求，可選擇模鍛件。毛坯的拔模斜度5。2.1.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量1）公差等級 由分度盤零件的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。2）鍛件重量 根據(jù)機(jī)械加工后零件的形狀及零件材料，估算鍛件毛坯重量為=7.50kg。3）鍛件復(fù)雜系數(shù) 對分度盤零件圖進(jìn)行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的直徑d=110mm，高h(yuǎn)=55mm。由公式s=7.50

5、kg/12.0kg0.63。由此可確定該分度盤零件的復(fù)雜系數(shù)為級。4）鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該分度盤零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)為級。5）鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 根據(jù)該分度盤零件的形位特點，采用平直分模面。由零件圖可知，該分度盤零件各加工表面的粗糙度ra均大于等于1.6m 。 根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表2-2中。表2-2 分度盤鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)經(jīng)濟(jì)精度級加工方案7.311.9普通級項目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注110外圓it8粗車-半

6、粗車-精車2.035外圓it10粗車-半精車2.610h6孔it8粗車-半粗車-精車2.03的凹槽it11粗車3.022h7孔it8粗車-半粗車-精車2.0注：根據(jù)表2-10的表注，將此表中所有公差按1/2分配2.2 擬定分度盤工藝路線2.2.1定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該分度盤零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇分度盤大端面為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。分度盤35h6mm的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作為精基準(zhǔn)定位加工分度盤110mm外圓柱面和臺階面，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度和同軸度要求。在鉆削均布圓周孔

7、時采用110mm的軸心線作為精基準(zhǔn)，做到了設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的統(tǒng)一。3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。此處選擇分度盤110mm軸線作為粗基準(zhǔn)，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.2.2表面加工方法的確定 根據(jù)分度盤零件圖上個加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各表面的加工方法，如表2-3所示。表2-3 分度盤零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等級表面粗糙度ra/m 加工方案大端面it80.8粗車半精車精車小端面it103.2粗車-半精車39孔it93.2鉆鉸313孔it93.2鉆鉸22孔it90.8鉆擴(kuò)鉸410孔it130.8鉆鉸26孔it93.

8、2鉆鉸r1.5銷孔it712.5鉆粗鉸精鉸弧形槽面it133.2銑2.2.3加工階段劃分 該分度盤加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。2.2.4 工序集中與分散 采用工序集中原則，盡可能在一次安裝中加工許多表面，或盡量在同一臺設(shè)備上連續(xù)完成較多的加工要求。2.2.5工序順序的安排1）機(jī)械加工工序 遵循”先基準(zhǔn)后其他“、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的原則。2)熱處理工序 因模鍛件的表面層有硬皮，會加速刀具磨損和鈍化，為改善切削加工性，模鍛后對毛坯進(jìn)行正火處理，軟化硬皮；零件110mm外圓面和臺階面需進(jìn)行淬火，由于零件壁厚小，易變形，加之加工精度要求高

9、，為盡量控制淬火變形，在零件粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理作預(yù)處理。3)輔助工序 在粗加工和半精加工后各安排一次中間檢驗，精加工后安排去毛刺、清洗和終檢工序。第三部分 工藝路線的制定 在綜合考慮上述工序安排原則基礎(chǔ)上，表2-4列出了分度盤的工藝路線。表2-4 分度盤工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1正火2粗車大端面c620偏刀游標(biāo)卡尺3粗車大外圓c620偏刀游標(biāo)卡尺4鉆大端孔立式鉆床z550麻花鉆游標(biāo)卡尺5粗車小端面c620偏刀游標(biāo)卡尺6粗車小外圓c620偏刀游標(biāo)卡尺7粗車臺階面c620偏刀游標(biāo)卡尺8鉆21孔立式鉆床z550麻花鉆卡尺、塞規(guī)9中間檢驗塞規(guī)、百分表、卡尺等10調(diào)質(zhì)處

10、理硬度230250hb11半精車大端面c620偏刀游標(biāo)卡尺12粗鏜半精鏜精鏜臥式鏜床鏜刀內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)13車內(nèi)槽c620內(nèi)槽車刀游標(biāo)卡尺14半精車小外圓c620偏刀游標(biāo)卡尺15半精車臺階面c620偏刀游標(biāo)卡尺16車削退刀槽c620切槽刀游標(biāo)卡尺17鉆鉸612孔立式鉆床 z550鉆頭復(fù)合鉸刀卡尺、塞規(guī)18銑弧形槽立式銑床x51鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺19鉆粗鉸精鉸10銷孔立式鉆床z550麻花鉆、鉸刀內(nèi)徑千分尺20中間檢驗塞規(guī)、百分表、卡尺等21熱處理淬硬 4045hrc淬火機(jī)等22精車小外圓c620偏刀外徑千分尺23精車臺階面c620偏刀外徑千分尺24鉆攻螺紋孔立式鉆床z550麻花鉆、絲錐卡尺、塞規(guī)2

11、5鉆擴(kuò)孔632孔立式鉆床z550麻花鉆、擴(kuò)孔鉆卡尺、塞規(guī)26去毛刺鉗工臺平銼27清洗清洗機(jī)28終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等2.4工序25加工余量、工序尺寸和公差的確定1)鉆孔余量=10.0mm 2)由于需要保證10圓錐形孔的尺寸要求，所以不能繼續(xù)使用麻花鉆進(jìn)行擴(kuò)孔，而采用多次擴(kuò)孔的方法達(dá)到32mm孔的尺寸要求。 查表2.5-48（機(jī)械加工工藝手冊 李洪）可得擴(kuò)孔工步余量：=1.5mm=1.5mm=1.5mm=1.5mm=1.5mm=1.5mm=2.0mm；=2.0mm；=2.0mm；=2.0mm；=2.0mm；=2.0mm；=1.0mm。3)查表1-20可確定各工序尺寸的加工經(jīng)濟(jì)精度等級分別為：i

12、t12、it11、it11、it11、it11、it11、it11、it11、it11、it11、it11、it11、it11。根據(jù)以上結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為：0.15mm、0.11mm、0.11mm、0.11mm、0.11mm、0.11mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.16mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鉆孔：mm：擴(kuò)孔：mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm、mm。2.5 切削用量、時間定額的計算 由于孔的加工精度和表面粗糙度要求不高，所以在刀

13、具強(qiáng)度允許的情況下，選擇較大的切削用量和進(jìn)給量。2.5.1切削用量的計算1)鉆孔工步 背吃刀量的確定 取=10.0mm。 進(jìn)給量的確定 由表5-21，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.2mm/r。 切削速度的計算 由表5-21，按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度v可取為20m/min。由公式（5-1) n=1000v/ d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=636.9r/min，參照表4-9所列z550立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=735r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實際切削速度v= nd/1000=23.1m/min。2)擴(kuò)鉆工步 擴(kuò)孔工步分13次進(jìn)行，切削速度可根據(jù)公式n=1

14、000v/ d和v= nd/1000確定。 第一次擴(kuò)孔 背吃刀量 =1.5mm 進(jìn)給量 f=0.6mm/r 切削速度 取v=42m/min n=1000v/ d1163.1r/min 取n=996r/min v= nd/100036.00m/min 第二次擴(kuò)孔 背吃刀量 =1.5mm 進(jìn)給量 f=0.6mm/r 切削速度 取v=42m/min n=1000v/ d1028.9r/min 取n=996r/min v= nd/100040.66m/min 第三次擴(kuò)孔 背吃刀量 =1.5mm 進(jìn)給量 f=0.6mm/r 切削速度 取v=42m/min n=1000v/ d955.4r/min 取n=

15、996r/min v= nd/100045.35m/min 第四次擴(kuò)孔 背吃刀量 =1.5mm 進(jìn)給量 f=0.7mm/r 切削速度 取v=40m/min n=1000v/ d796.2r/min 取n=735r/min v= nd/100036.93m/min 第五次擴(kuò)孔 背吃刀量 =1.5mm 進(jìn)給量 f=0.7mm/r 切削速度 取v=40m/min n=1000v/ d727.9r/min 取n=735r/min v= nd/100040.39m/min 第六次擴(kuò)孔 背吃刀量 =1.5mm 進(jìn)給量 f=0.7mm/r 切削速度 取v=43m/min n=1000v/ d720.8r/m

16、in 取n=735r/min v= nd/100043.85m/min 第七次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=0.8mm/r 切削速度 取v=46m/min n=1000v/ d697.6r/min 取n=735r/min v= nd/100048.47m/min 第八次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=0.8mm/r 切削速度 取v=46m/min n=1000v/ d639.9r/min 取n=500r/min v= nd/100036.11m/min 第九次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=0.8mm/r 切削速度 取v=45m/min n=1000v/ d57

17、3.2r/min 取n=500r/min v= nd/100039.25m/min 第十次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=1.0mm/r 切削速度 取v=45m/min n=1000v/ d530.9r/min 取n=500r/min v= nd/100042.39m/min 第十一次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=1.0mm/r 切削速度 取v=45m/min n=1000v/ d494.2r/min 取n=500r/min v= nd/100045.53m/min 第十二次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=1.0mm/r 切削速度 取v=47m/min n=10

18、00v/ d482.8r/min 取n=500r/min v= nd/100048.67m/min 第十三次擴(kuò)孔 背吃刀量 =2.0mm 進(jìn)給量 f=1.0mm/r 切削速度 取v=47m/min n=1000v/ d467.8r/min 取n=500r/min v= nd/100050.24m/min2.5.2時間定額的計算1)基本時間的計算1 鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式=l/fn=(+)fn求得。式中=20mm；=+（12）；+1mm5.4mm；=0；f=0.2mm/r；n=735r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工步的基本時間=（20mm+5.4mm+0)/(0.

19、2mm/r735r/min)0.17min=10.38s。2 擴(kuò)孔工步 根據(jù)表5-41，擴(kuò)孔的基本時間可由公式=l/fn=(+)fn求得。式中=20mm；=+（12）+1mm+1mm；=0；由此可得擴(kuò)孔各工步的基本時間=（21+）/fn。由于在通過分度裝置鉆均布圓周孔的過程中，切削用量、切削速度均不變，且不需裝卸工件，所以看成復(fù)合工步。 復(fù)合工步2：= (21+0.31.5)/(0.6996）60.215min=12.90s 復(fù)合工步3：=（21+0.31.5）/(0.6996) 60.215min=12.90s 復(fù)合工步4：= (21+0.31.5）/(0.6996）60.215min=12

20、.90s 復(fù)合工步5：=（21+0.31.5）/(0.7735）60.250min=15.01s 復(fù)合工步6：=（21+0.31.5）/(0.7735）60.250min=15.01s 復(fù)合工步7：= (21+031.5)/(0.7735）60.250min=15.01s 復(fù)合工步8：= (21+0.32.0）/(0.8735) 60.0.221min=13.26s 復(fù)合工步9：=（21+0.32.0）/(0.8500) 60.324min=19.44s 復(fù)合工步10：= (21+0.32.0)/(0.8500）60.324min=19.44s 復(fù)合工步11：= (21+032.0)/(1.0

21、500）60.259min=15.54s 復(fù)合工步12：= (21+0.32.0）/(1.0500) 60.259min=15.54s 復(fù)合工步13：=（21+0.32.0）/(1.0500) 60.259min=15.54s 復(fù)合工步14：= (21+0.32.0)/(1.0500）60.259min=15.54s2)輔助時間的計算1 鉆孔工步 =(0.150.20),此處取=0.20=0.2010.38s2.08s。2 擴(kuò)孔工步 復(fù)合工步2：=0.20=0.2012.90s2.58s 復(fù)合工步3：=0.20=0.2012.90s2.58s 復(fù)合工步4：=0.20=0.2012.90s2.5

22、8s 復(fù)合工步5：=0.20=0.2015.01s3.00s 復(fù)合工步6：=0.20=0.2015.01s3.00s 復(fù)合工步7：=0.20=0.2015.01s3.00s 復(fù)合工步8：=0.20=0.2013.26s2.65s 復(fù)合工步9：=0.20=0.2019.44s3.89s 復(fù)合工步10：=0.20=0.2019.44s3.89s 復(fù)合工步11：=0.20=0.2015.54s3.11s 復(fù)合工步12：=0.20=0.2015.54s3.11s 復(fù)合工步13：=0.20=0.2015.54s3.11s 復(fù)合工步14：=0.20=0.2015.54s3.11s3)其他時間的計算1 鉆孔

23、工步 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備時間與終結(jié)時間。由于分度盤的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間是作業(yè)時間的2%7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%4%，此處取3%，則各工序的其他時間(+)可按關(guān)系式（3%+3%)x(+)計算。該工步的其他時間：(+)=6%x（10.38+2.08）0.75s。2 擴(kuò)孔工步 復(fù)合工步2：(+)=6%x（12.90s+2.58s）0.93s 復(fù)合工步3：(+)=6%x（12.90s+2.58s）0.93s 復(fù)合工步4：(+)=6%x（

24、12.90s+2.58s）0.93s 復(fù)合工步5：(+)=6%x（15.01s+3.00s）1.08s 復(fù)合工步6：(+)=6%x（15.01s+3.00s）1.08s 復(fù)合工步7：(+)=6%x（15.01s+3.00s）1.08s 復(fù)合工步8：(+)=6%x（13.26s+2.65s）0.95s 復(fù)合工步9：(+)=6%x（19.44s+3.89s）1.40s 復(fù)合工步10：(+)=6%x（19.44s+3.89s）1.40s 復(fù)合工步11：(+)=6%x（15.54s+3.11s）1.12s 復(fù)合工步12：(+)=6%x（15.54s+3.11s）1.12s 復(fù)合工步13：(+)=6%x

25、（15.54s+3.11s）1.12s 復(fù)合工步14：(+)=6%x（15.54s+3.11s）1.12s4)單件時間的計算1 鉆孔工步 =10.38+2.08+0.75=29.26s2 擴(kuò)孔工步 復(fù)合工步2：=12.90s+2.58s+0.93s=16.41s 復(fù)合工步3：=12.90s+2.58s+0.93s=16.41s 復(fù)合工步4：=12.90s+2.58s+0.93s=16.41s 復(fù)合工步5：=15.01s+3.00s+1.08s=19.09s 復(fù)合工步6：=15.01s+3.00s+1.08s=19.09s 復(fù)合工步7：=15.01s+3.00s+1.08s=19.09s 復(fù)合工步8：=13.26s+2.65s+0.95s=16.86s 復(fù)合工步9：=19.44s+3.89s+1.40s=24.73s 復(fù)合工步10：=19.44s+3.89s+1.40s=24.73s 復(fù)合工步11：=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 復(fù)合工步12：=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 復(fù)合工步13：=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 復(fù)合工步14：=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 因此，工序23的單間時間為10個復(fù)合工步的時間之和，即=29.26s+16.41s+16.41s