机械制造工艺学课程设计说明书法兰盘内套轴.docx

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机械制造工艺学课程设计说明书法兰盘内套轴

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XXX

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5

3.1零件分析5

3.1.1类型及功用6

3.1.2结构分析6

3.2零件的毛坯6

3.3定位基准的选择6

3.3.1粗基准的选择7

3.3.2精基准的选择7

3.4零件加工工艺路线的拟定8

3.5工序设计8

3.5.1工序尺寸的计算9

3.5.2切削用量的计算9

四．专用夹具的设计12

4.1定位方案的选择12

4.2夹紧方案的选择13

4.3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

＜5

5~100

100~300

300~1000

＞1000

中型机械

＜20

20~200

200~500

500~5000

＞5000

轻型机械

＜100

100~500

500~5000

5000~50000

＞50000

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

3．1零件类型及其功能

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。

3．1．1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Φ35mm、宽为35mm的圆轴表面。

直径为Φ40mm、长为21mm的圆轴表面。

直径为Φ46mm、长为18mm的圆轴表面。

直径为Φ38mm、长为6mm的圆轴表面。

直径为Φ25的中心孔。

直径为Φ76mm、宽50mm的圆盘。

3．2零件的毛坯

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。

3．3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。

3．3．1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。

3．3．3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。

3．4零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Φ25mm

工序7：

铰中心孔Φ25mm

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”。

3．5工序设计

"法兰盘内套轴"零件材料为45钢，硬度为：

207~241HBS,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:

8~10，取为10级。

机械造型加工余量等级为E~G级，取F级。

3．5．1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1.6~3.2，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7~9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1.6~3.2，精度要求很高，为6~8级。

同理可得：

粗铣：

1.5mm半精铣：

1.0mm精铣：

0.8mm

加工余量Z=3.3mm

3.5.2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=2900mm/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=8000rpmF=2900mm/MinAd=0.420mmRd=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=8000rpmF=2900mm/MinAd=0.077mmRd=0.155mm

材料移除率34.800mm3/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=2900mm/Min，轴向切削深度Ad=0.420mm，基本速度Rd=1.800mm

工序6：

钻中心孔Φ25mm

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=πdn/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Φ25mm

铰孔至Φ25mm，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