渦輪箱的加工工藝規(guī)程及工藝設備設計設計車R28孔的車床夾具設計含全套CAD圖紙

1、 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定渦輪箱體零件加工工藝，設計車 R28孔的車床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師：機械工程系2015年11月14日目錄序言- 3 -一 零件的分析- 4 -1.1 零件的作用- 4 -1.2 零件的工藝分析- 4 -二 工藝方案的分析及確定- 6 -2.1 確定毛坯的制造形式- 6 -2.2 基面的選擇的選擇- 6 -2.3 制定工藝路線- 7 -2.4 確定切削用量及基本工時- 7 -三 夾具設計- 16 -3.1定位方案- 16 -3.2夾緊方案- 17 -3.3定位誤差分析- 18 -3.4輔助裝置- 18 -總結- 19 -

2、參考文獻- 20 -全套設計加 401339828 機械設計幫幫團序言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。渦輪箱體零件的加工規(guī)程及其車R28孔夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正

3、確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。一 零件的分析1.1 零件的作用該箱體是用于專機的機殼，該機殼的主要作用是利用液壓馬達通過齒輪傳遞帶動兩軸的旋轉(zhuǎn)，箱體通過導軌進行移動，兩個傳動軸輸出，對外動作。該箱體保證各軸之間的中心距及平行度，并保證箱體部件與液壓馬達的正確安裝。因此該專機箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響機殼的裝配

4、精度和運動精度，而且還會影響專機的工作精度、使用性能和壽命。該箱體的底面與導軌配合，前后端面支承孔用以安裝傳動軸，實現(xiàn)其輸出功能。1.2 零件的工藝分析零件的材料為HT200，為珠光體類型的灰鑄鐵，其機械性能：強度極限=195Mpa，硬度：160210HBS。其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好，鑄造性能較好，但脆性較大，需進行人工時效處理。由該專機箱體零件圖可知，該箱體是一個殼體零件，由于受到專機空間的影響，該箱體的結構十分緊湊，兩個傳動軸的中心距很小，它有九個平面需要進行加工，其中箱體外殼由粗加工直接得到，其他表面則通過粗加工、半精加工達到表面粗糙度要求。C表面跟64+0.05 0孔

5、上還需加工螺紋孔。各個孔加工中，除了61、9和15由粗加工可以達到表面粗糙度要求外，其他孔均要進行半精加工。其中孔43+0.025 0對平面C和孔46+0.025 0中心軸有垂直度要求。二 工藝方案的分析及確定2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200灰鑄鐵（硬度160229HBS）,考慮到灰鑄鐵具有良好的鑄鐵性能、減震性、耐磨性能以及切削加工性能低、缺口敏感性等特點，因此應該選擇鑄件，以便使渦輪箱在使用中耐磨性良好，保證零件工作可靠。2.2 基面的選擇的選擇1.確定毛坯零件加工余量及形狀：由機械制造工藝設計簡明手冊表2.2選用加工余量為MA-F級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械

6、加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表2.1所示：表2.1加工余量簡圖加工面基本尺寸加工余量等級加工余量說明A、A1表面146.4F2.4單側(cè)加工B、B1表面73.7F1.7單側(cè)加工C、C1表面101.8F1.8單側(cè)加工內(nèi)孔42F4雙側(cè)加工2.基面的選擇：1、粗基準的選擇。選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)工序提供精基準。粗基準的選擇對保證加工余量的均勻分配和加工面與非加工面（作為粗基準的非加工面）的位置關系具有重要影響。在該箱體零件的加工過程中，選擇該箱體的底面為粗基準，再用精基準定位加工軸孔，這樣的加工余量一定就是均勻的。2、精基準的選擇。選擇精基準時應重

7、點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結構簡單，工件裝夾方便。從該箱體的零件零件圖可以知道，C面、孔46+0.025 0中心軸可以作為加工過程的精基準，所以在工藝工程中必須保證這兩個面的粗糙度以及位置精度。2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線見附表2.2機械加工工藝過程卡片2.4 確定切削用量及基本工時工序4 以A面為粗基準粗銑A1面1. 加

8、工條件加工要求：以A面為粗基準粗銑A1面，加工余量0.9mm機床：X61W立式銑床；刀具：根據(jù)切削用量手冊表1.2 選擇YG6硬質(zhì)合金刀。根據(jù)切削用量手冊表3.1 取刀具直徑d。=200mm齒數(shù)Z=15,由表3.2選擇道具前角00°后角08°，副后角0=10°，刃傾角：s=10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副偏角Kr=5°。2. 切削用量1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=0.9mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提

9、高進給量提高加工效率。根據(jù)切削用量手冊表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-38，X61W立式銑床）時： fz=0.140.24mm/z故選擇：fz=0.15mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)切削用量手冊表3.7、表3.8，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.9mm；由于銑刀直徑d0=200mm，故刀具使用壽命T=240min。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削用量手冊表3.16，當d0=200mm，Z=12，1.5，fz0.18mm/z時，vt=89m/min,nt=142r/min,vft=368mm/min。各修正系數(shù)為：kMV=

10、 1.0，kSV= 0.8。故：= x kMV x kSV =89x1.0x0.8=71.2 m/min= x kMV x kSV =142x1.0x0.8=113.2 r/min= x kMV x kSV =368x1.0x0.8=294.4 m/min根據(jù)切削用量手冊表3.29，選擇nc=125r/min,vfc=300mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：x200x125/1000=78.5m/minf Zc=v fc/ncz=300/（125×15 ）mm/z=0.16mm/z5)校驗機床功率 根據(jù)切削用量手冊表3.24，近似為Pcc=1.1kw,根據(jù)機床使用說明書

11、，主軸允許功率Pcm=1.125kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=0.9mm，nc=125r/min，vf=300mm/s，vc=78.5m/min，fz=0.16mm/z。6）計算基本工時 tmL/ vf，L=l+ y+，l=100mm.查切削用量手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=44mm，則：tmL/ Vf=(100+44)/300=0.48min。工序5 以A1面為基準粗銑A面；工序6 以B面為粗基準粗銑B1面；工序7 以B1面為基準粗銑B面；工序8 以C1面為粗基準粗銑C面；工序9 以C面為基準粗銑C1面切削用量和時間定額及其計算過程同工序4。工序10以A面為基準

12、粗鏜、精鏜46+0.025 0通孔，刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀 1.粗鏜46+0.025 0通孔1)確定切削深度2)確定進給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為：20mm, 2mm時f=0.30.4mm/r按T68機床進給量（機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-21）選f=0.37mm/r3)確定切削速度 v=100m/min 轉(zhuǎn)速n=500r/min（8.33r/s）4）計算工時選鏜刀的主偏角xr=45o ，則 l1=3.5mm，l2=4mm，l=72mm ，l3=0，又f=0.37mm/r，n=370r/min ，i=1所以 =（72+3.5+4）/（）

13、=28s2.半精鏜46+0.025 0通孔1）確定切削深度2）確定進給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, 2mm時f=0.30.4mm/r 按T68機床進給量（機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-21）選f=0.37mm/r3）確定切削速度 v=120m/min 轉(zhuǎn)速n=800r/min（13.3r/s）4）計算工時選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm，l2=4mm，l=72mm ，l3=0，又f=0.37mm/r，n=13.3r/s，i=1工序11以46+0.025 0孔為基準粗鏜61孔，以A1面為基準孔深3.5mm；工序12以46+0.025 0孔為基準粗

14、鏜、半精鏜64+0.05 0孔，以A面為基準孔深53+0.2 +0.1mm；工序13以46+0.025 0孔為基準粗鏜、半精鏜93孔，以A面為基準孔深11mm；切削用量和時間定額及其計算過程同工序10工序14以C面、孔46+0.025 0為基準鉆25通孔根據(jù)切削手冊表.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=25mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o11°，二重刃長度b=5.5mm,橫刀長b=3mm,寬l=6mm,棱帶長度=2mm，°，° 按加工要求確定進給量：查切削用量手冊，=0.780.96mm/r，l/d=100/25=4，由切削用量手冊表2.7,系數(shù)為0.9,則

15、： =（0.780.96）x0.9=0.7020.864mm/r；按鉆頭強度選擇:查切削用量手冊表2.8,鉆頭允許進給量為：2mm/r；按Z525機構強度選擇：查切削用量手冊表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為=0.75mm/r。以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.7060.864mm/r，根據(jù)簡明手冊表4.2-16,最終選擇進給量 =0.81；由于工件材料為鑄鐵，鉆削速度范圍為2025mm/min，取=20mm/min。查切削用量手冊表2.12由=25mm 磨鈍限度為0.81.2mm，取1.0mm，刀具壽命T=60min。由切削用量手冊表2.14

16、 對于強度小于220HBS的HT200鑄鐵加工種類屬于第4類。由切削用量手冊表2.13當加工性為第四類時=0.81mm/r =25mm，切削速度=14mm/min切削速度弓修正系數(shù)為：=0.85，= 1.0，=0.85，=1.0 故=14x0.85x1.0x0.85x1.0=11.125mm/min=1000x11.125/（3.14x25）=141r/min按Z525鉆床資料，切削用量手冊表2.35 可選=195r/min，但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取=0.62，也可選擇低一級轉(zhuǎn)數(shù)=140r/min，仍可用=0.81mm/r，比較兩種方案，選擇=0

17、.62mm/r，=195r/min基本工時較少，故=0.62mm/r，=195r/min，=11.125mm/min計算工時=，L=l+ y+，由切削用量手冊表2.29，l=100，入切量y+=12，故=112/（0.62x195）=55.6s工序16以46+0.025 0孔為基準鉆9*4通孔工序17以9*4通孔為基準，鉆15*4孔，以A面為基準孔深15mm工序18以46+0.025 0孔為基準鉆3*5孔，以64+0.05 0孔端面為基準孔深15mm工序20以43+0.025 0通孔為基準鉆6*5孔，以C面為基準孔深20mm切削用量和時間定額及其計算過程同工序14工序15以25孔為基準粗車、半

18、精車43+0.025 0通孔， YG6硬質(zhì)合金車刀，刀桿尺寸為BxH 16x25mm，刀片厚度4.5mm1.粗車43+0.025 0通孔1）確定切削深度 =（41-25）/2=8mm 可在一次走刀內(nèi)切完2）確定進給量 根據(jù)切削用量手冊表1.4，在粗車鑄鐵，刀桿尺寸為16x25mm，=58mm以及工件直徑為60100mm時 =0.50.6mm/r按CA6104車床說明選擇=0.56mm/r3)選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)車削用量手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取1mm，車刀壽命T=60min4）確定切削速度 根據(jù)車削用量手冊表1.11，當用YG6硬質(zhì)合金車刀加工200220HBS鑄鐵材料，=5

19、8mm，=0.56mm/r，切削速度=63m/min，切削速度的修正系數(shù)為0.68（鈞見表1.28）故=0.68=63x0.68=42.84m/min，n=1000x42.84/（3.14x41）=333r/min根據(jù)CA6104車床選擇=320r/min，這時實際轉(zhuǎn)速=3.14x41x320/1000=41.2m/min5）計算工時=,L=100+3.5+4=107.5，故=107.5/（0.56x320）=1min2.半精車43+0.025 0通孔1）確定切削深度 =（43-41）/2=1mm 可在一次走刀內(nèi)切完2）確定進給量 根據(jù)切削用量手冊表1.4，在粗車鑄鐵，刀桿尺寸為16x25mm

20、，<3mm以及工件直徑為60100mm時 =0.81.2mm/r按CA6104車床說明選擇=1.02mm/r3)選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)車削用量手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取0.6mm，車刀壽命T=60min4）確定切削速度 根據(jù)車削用量手冊表1.11，當用YG6硬質(zhì)合金車刀加工200220HBS鑄鐵材料，1.8mm，1.34mm/r，切削速度=57m/min，切削速度的修正系數(shù)為0.85（鈞見表1.28）故=0.85=57x0.85=48.45m/min，n=1000x48.45/（3.14x43）=359r/min根據(jù)CA6104車床選擇=320r/min，這時實際轉(zhuǎn)速=3

21、.14x43x320/1000=43.2m/min5）計算工時=,L=100+3.5+4=107.5，故=107.5/（1.02x320）=0.33min工序19以3*5孔為基準攻螺紋孔3*M6由機械加工工藝手冊單行本 螺紋加工 表7.2-7可選擇機床S4006，進刀轉(zhuǎn)速n=480r/min，退刀轉(zhuǎn)速=580/rmin由機械加工工藝手冊單行本 螺紋加工 表7.2-11可選螺紋螺距為P=1mm，表7.2-7查得= 故 =（+）/（+）,由于=（13）P，取=2,所以=3.9s工序21以6*5孔為基準，攻螺紋孔6*M6切削用量和時間定額及其計算過程同工序19三 夾具設計3.1定位方案1.確定定位方

22、案1）為保證蝸桿孔中心軸線到地面的距離36mm，應消除X、Z軸轉(zhuǎn)動和Y軸移動不定度，為此選用A1面作地位基準。2）為保證蝸桿孔中心軸線對端面C的垂直度，應消除YZ軸轉(zhuǎn)動和X軸移動不定度，為此，端面C也應該選作定位基準。3）為保證蝸桿孔中心軸線到蝸輪孔中心軸線的距離為43.5+0.08 -0.08mm，應消除Z軸移動不定度，選蝸輪軸線作定位基準。2.選擇定位 根據(jù)工序的定位要求，選擇角鐵（角鐵支承面消除工件3個不定度），兩個支承釘（消除工件2個不定度）和削邊心軸（消除工件1個不定度）作為定位元件，具體方案見圖3-1.圖3-1車內(nèi)孔夾具1-心軸 2-螺母3-壓板 4-支承釘 5-角鐵 6-夾具體3

23、.2夾緊方案根據(jù)工件夾緊的原則，夾緊力應靠近加工表面，以減少加工中工件的震動，本夾具選擇手動夾緊方式來實現(xiàn)夾緊，故對夾緊力的計算沒有嚴格要求，只對夾緊機構的自鎖性能有要求。為使機構簡單，直接在定位心軸上加工螺紋，并選中M20螺母以滿足強度要求。壓板將螺紋副產(chǎn)生的力傳遞到工件表面合適位置，實現(xiàn)對工件夾緊。夾緊結構見圖3-1。3.3定位誤差分析1.孔直徑43+0.025 0mm，該尺寸直接由切削過程保證，不存在定位誤差。2.工序尺寸43.5+0.08 -0.08的定位誤差計算如下：因工序基準與定位基準重合，故B=0；因工件圓孔與心軸為任意邊接觸，故基準位移誤差計算如下：W = + +=0.025+0.016+0.09=0.05所以D=B +W =0.05mm3.對蝸輪孔46+0.025 0mm中心軸垂直度0.03mm的定位誤差計算如下：平面定位時，基準位移誤差忽略不計，W =0；工序基準是主軸軸線，存在基準不重合誤差，B=0.01mm故D=B +W =0.01mm，符合要求。4.對C面的垂直度0.03的定位誤差計算如下：平面定位，基準位移誤差W =0