渦輪箱的加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)車R28孔的車床夾具設(shè)計(jì)含全套CAD圖紙

1、 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：制定渦輪箱體零件加工工藝，設(shè)計(jì)車 R28孔的車床夾具 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師：機(jī)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(shí)- 7 -三 夾具設(shè)計(jì)- 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(jié)- 19 -

2、參考文獻(xiàn)- 20 -全套設(shè)計(jì)加 401339828 機(jī)械設(shè)計(jì)幫幫團(tuán)序言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。渦輪箱體零件的加工規(guī)程及其車R28孔夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正

3、確地解決一個(gè)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(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。一 零件的分析1.1 零件的作用該箱體是用于專機(jī)的機(jī)殼，該機(jī)殼的主要作用是利用液壓馬達(dá)通過齒輪傳遞帶動(dòng)兩軸的旋轉(zhuǎn)，箱體通過導(dǎo)軌進(jìn)行移動(dòng)，兩個(gè)傳動(dòng)軸輸出，對(duì)外動(dòng)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(dá)的正確安裝。因此該專機(jī)箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響機(jī)殼的裝配

4、精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響專機(jī)的工作精度、使用性能和壽命。該箱體的底面與導(dǎo)軌配合，前后端面支承孔用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)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(jī)械性能：強(qiáng)度極限=195Mpa，硬度：160210HBS。其強(qiáng)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(jìn)行人工時(shí)效處理。由該專機(jī)箱體零件圖可知，該箱體是一個(gè)殼體零件，由于受到專機(jī)空間的影響，該箱體的結(jié)構(gòu)十分緊湊，兩個(gè)傳動(dòng)軸的中心距很小，它有九個(gè)平面需要進(jìn)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(dá)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(gè)孔加工中，除了61、9和15由粗加工可以達(dá)到表面粗糙度要求外，其他孔均要進(jìn)行半精加工。其中孔43+0.025 0對(duì)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(diǎn)，因此應(yīng)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2選用加工余量為MA-F級(jí)，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)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(jiǎn)圖加工面基本尺寸加工余量等級(jí)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(zhǔn)的選擇。選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)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(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)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(zhǔn)，再用精基準(zhǔn)定位加工軸孔，這樣的加工余量一定就是均勻的。2、精基準(zhǔn)的選擇。選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重

7、點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǔn)，所以在工藝工程中必須保證這兩個(gè)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(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線見附表2.2機(jī)械加工工藝過程卡片2.4 確定切削用量及基本工時(shí)工序4 以A面為粗基準(zhǔn)粗銑A1面1. 加

8、工條件加工要求：以A面為粗基準(zhǔn)粗銑A1面，加工余量0.9mm機(jī)床：X61W立式銑床；刀具：根據(jù)切削用量手冊(cè)表1.2 選擇YG6硬質(zhì)合金刀。根據(jù)切削用量手冊(cè)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?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=0.9mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進(jìn)給量fz 由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提

9、高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)切削用量手冊(cè)表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-38，X61W立式銑床）時(shí)： fz=0.140.24mm/z故選擇：fz=0.15mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)切削用量手冊(cè)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(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf根據(jù)切削用量手冊(cè)表3.16，當(dāng)d0=200mm，Z=12，1.5，fz0.18mm/z時(shí)，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(cè)表3.29，選擇nc=125r/min,vfc=300mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：x200x125/1000=78.5m/minf Zc=v fc/ncz=300/（125×15 ）mm/z=0.16mm/z5)校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)切削用量手冊(cè)表3.24，近似為Pcc=1.1kw,根據(jù)機(jī)床使用說明書

11、，主軸允許功率Pcm=1.125kw>Pcc。故校驗(yàn)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(jì)算基本工時(shí) tmL/ vf，L=l+ y+，l=100mm.查切削用量手冊(cè)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(zhǔn)粗銑A面；工序6 以B面為粗基準(zhǔn)粗銑B1面；工序7 以B1面為基準(zhǔn)粗銑B面；工序8 以C1面為粗基準(zhǔn)粗銑C面；工序9 以C面為基準(zhǔn)粗銑C1面切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過程同工序4。工序10以A面為基準(zhǔn)

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(jìn)給量f根據(jù)切削手冊(cè)表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為：20mm, 2mm時(shí)f=0.30.4mm/r按T68機(jī)床進(jìn)給量（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)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(jì)算工時(shí)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(jìn)給量f根據(jù)切削手冊(cè)表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, 2mm時(shí)f=0.30.4mm/r 按T68機(jī)床進(jìn)給量（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)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(jì)算工時(shí)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(zhǔn)粗鏜61孔，以A1面為基準(zhǔn)孔深3.5mm；工序12以46+0.025 0孔為基準(zhǔn)粗

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

15、： =（0.780.96）x0.9=0.7020.864mm/r；按鉆頭強(qiáng)度選擇:查切削用量手冊(cè)表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：2mm/r；按Z525機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查切削用量手冊(cè)表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為=0.75mm/r。以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.7060.864mm/r，根據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-16,最終選擇進(jìn)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(cè)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(cè)表2.14

16、 對(duì)于強(qiáng)度小于220HBS的HT200鑄鐵加工種類屬于第4類。由切削用量手冊(cè)表2.13當(dāng)加工性為第四類時(shí)=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(cè)表2.35 可選=195r/min，但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取=0.62，也可選擇低一級(jí)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(shí)較少，故=0.62mm/r，=195r/min，=11.125mm/min計(jì)算工時(shí)=，L=l+ y+，由切削用量手冊(cè)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(zhǔn)鉆9*4通孔工序17以9*4通孔為基準(zhǔn)，鉆15*4孔，以A面為基準(zhǔn)孔深15mm工序18以46+0.025 0孔為基準(zhǔn)鉆3*5孔，以64+0.05 0孔端面為基準(zhǔn)孔深15mm工序20以43+0.025 0通孔為基準(zhǔn)鉆6*5孔，以C面為基準(zhǔn)孔深20mm切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過程同工序14工序15以25孔為基準(zhǔn)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(jìn)給量 根據(jù)切削用量手冊(cè)表1.4，在粗車鑄鐵，刀桿尺寸為16x25mm，=58mm以及工件直徑為60100mm時(shí) =0.50.6mm/r按CA6104車床說明選擇=0.56mm/r3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)車削用量手冊(cè)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(cè)表1.11，當(dāng)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(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速=3.14x41x320/1000=41.2m/min5）計(jì)算工時(shí)=,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(jìn)給量 根據(jù)切削用量手冊(cè)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(shí) =0.81.2mm/r按CA6104車床說明選擇=1.02mm/r3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)車削用量手冊(cè)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(cè)表1.11，當(dāng)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(shí)實(shí)際轉(zhuǎn)速=3

21、.14x43x320/1000=43.2m/min5）計(jì)算工時(shí)=,L=100+3.5+4=107.5，故=107.5/（1.02x320）=0.33min工序19以3*5孔為基準(zhǔn)攻螺紋孔3*M6由機(jī)械加工工藝手冊(cè)單行本 螺紋加工 表7.2-7可選擇機(jī)床S4006，進(jìn)刀轉(zhuǎn)速n=480r/min，退刀轉(zhuǎn)速=580/rmin由機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(zhǔn)，攻螺紋孔6*M6切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過程同工序19三 夾具設(shè)計(jì)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(yīng)消除X、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Y軸移動(dòng)不定度，為此選用A1面作地位基準(zhǔn)。2）為保證蝸桿孔中心軸線對(duì)端面C的垂直度，應(yīng)消除YZ軸轉(zhuǎn)動(dòng)和X軸移動(dòng)不定度，為此，端面C也應(yīng)該選作定位基準(zhǔn)。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(yīng)消除Z軸移動(dòng)不定度，選蝸輪軸線作定位基準(zhǔn)。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(gè)不定度），兩個(gè)支承釘（消除工件2個(gè)不定度）和削邊心軸（消除工件1個(gè)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(yīng)靠近加工表面，以減少加工中工件的震動(dòng)，本夾具選擇手動(dòng)夾緊方式來實(shí)現(xiàn)夾緊，故對(duì)夾緊力的計(jì)算沒有嚴(yán)格要求，只對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能有要求。為使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接在定位心軸上加工螺紋，并選中M20螺母以滿足強(qiáng)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(shí)現(xiàn)對(duì)工件夾緊。夾緊結(jié)構(gòu)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(jì)算如下：因工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故B=0；因工件圓孔與心軸為任意邊接觸，故基準(zhǔn)位移誤差計(jì)算如下：W = + +=0.025+0.016+0.09=0.05所以D=B +W =0.05mm3.對(duì)蝸輪孔46+0.025 0mm中心軸垂直度0.03mm的定位誤差計(jì)算如下：平面定位時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差忽略不計(jì)，W =0；工序基準(zhǔn)是主軸軸線，存在基準(zhǔn)不重合誤差，B=0.01mm故D=B +W =0.01mm，符合要求。4.對(duì)C面的垂直度0.03的定位誤差計(jì)算如下：平面定位，基準(zhǔn)位移誤差W =0