蜗轮本体机械制造工艺学课程设计说明书

机械制造工艺学课程设计说明书题目：设计“蜗轮本体”零件的机械加工工艺规程（大批生产）院、系别机电工程学院班级11机本2姓名学号指导老师2012年6月8日i目录机械制造工艺学课程设计任务书……………..…………………………..….…Ⅰ序言………………………………………..…………………….……..………...11零件分析…….………………………………………………………………….....21.1零件的生产类型及生产纲领.….…..……………………………..........…..21.2零件的作用…….…………………………………………………….........21.3零件的工艺分析….…...…………………………………………..………..22铸造工艺方案设计…….…………………………………………………….…...32.1确定毛坯的成形方法…….…..….…..………………………………...……32.2确定铸造工艺方案……………..………………………………...…………32.3确定工艺参数……………..………………………………………...………33机械加工工艺规程设计…………………………………………………………43.1基面的选择………….……..……………………………………..…………43.2确定机械加工余量及工序尺寸…….…..………………………..…………83.3确定切削用量及基本工时………...……..……………………..…………104夹具选用……….………….……………………………………………….……245总结………………………..…………………………………………………..…25参考文献…………………………………………………………...…………….…26I机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：设计“蜗轮本体”零件的机械加工工艺规程（大批生产）设计要求：1.未注明铸造圆角R2～32.去毛刺锐边3.材料45钢设计内容：1.熟悉零件图2.绘制零件图（1张）3.绘制毛坯图（1张）4.编写工艺过程综合卡片(1张)5.工序卡片（5张）6.课程设计说明书（1份）2012年5月28日1序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。本设计的内容是制订蜗轮本体加工工艺规程。通过分析蜗轮本体从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对蜗轮本体零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。21零件分析1.1零件的生产类型及生产纲领已知此涡轮零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是10Kg/个，查第9页表1.1-2]2[，可确定该涡轮生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。1.2零件的作用本次课程设计题目给定的零件是涡轮本体，涡轮主要用于增压，提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩。涡轮增压其实就是一个空气压缩机。为了提高发动机的输出功率，在不改变发动机气缸容量的前提条件下，只有用增加输入气缸的空气的压缩比来达到增加发动机输出功率的目的。其工作原理就是利用发动机尾气排放口排出的发动机废气为动力，来推动涡轮室里边的叶轮，同时叶轮又和增压室里边的增压轮直接相连，增压室一头连着气滤，另外一头把从气滤吸进来的空气压进发动机的汽缸以达到增加发动机里边空气的目的。1.3零件的工艺分析该零件是带孔的套筒零件，为此以下是涡轮本体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）Φ75H6内孔、Φ25的内孔、M6螺纹孔；（2）Φ212外圆面、Φ170外圆面、Φ85外圆面；（3）端面本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为aR=3.2m及aR=6.3m两种要求，要求错误!未找到引用源。=3.2m的端面可以粗车和半精车，要求错误!未找到引用源。=6.3m的端面，经粗车即可。3由上面分析可知，可以粗加工Φ170外圆面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此涡轮零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2铸造工艺方案设计2.1确定毛坯的成形方法涡轮本体用于增压，零件的材料为45钢，由于该工件比较简单所以选择锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。2.2确定铸造工艺方案2.2.1锻造方法的选择根据锻件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用45钢为材料，锻件的表面精度要求不很高，并且为大批量生产，选用砂型铸造，参考第三篇第2节]1[。2.2.2造型的选择因铸件制造批量为大批生产，参考第三篇第2节]1[，故选用砂型机器造型。2.2.3分型面的选择选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，本零件选择最大的截面作为分型面。这样有利于铸件的取出。42.3确定铸造工艺参数2.3.1加工余量的确定按机械砂型铸造，查表2.2-5]2[，查得铸件尺寸公差等级为8～10，加工余量等级为H，按9公差等级制造，则单侧加工余量为3.5mm，双侧加工余量为3mm，则可推出毛坯总尺寸。2.3.2拔模斜度的确定零件总体长度小于300mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。2.3.3收缩率的确定通常，45钢的收缩率为1.3%～2%，在本设计中铸件取2%的收缩率。2.3.4不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于Φ25mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。2.3.5铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R=2mm～4mm圆滑过渡。3机械加工工艺规程设计3.1基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。3.1.1粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。由于本套筒零件全部表面都要加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。53.1.2精基准的选择主要考虑的是基准的重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。本零件是带孔的套筒零件，孔的轴线是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，所以选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。即选019.0075孔及一端面作为精基准。3.1.3制订工艺路线生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。根据图３-１涡轮本体毛坯图可制定以下加工工艺路线方案：工艺路线方案一：工序I：铸造；工序II：热处理；工序III：Φ85h7mmE处外圆及端面定位，粗车另一面A，粗车B外圆Φ170h6mm，半精车BΦ170h6mm及精车达到0035.0170,金刚石车Φ170h6mm达到0025.0170并倒角；工序IV：以精车后的Φ170h6mm外圆B作为定位精基准，粗车Φ85即C端面，粗车E外圆Φ85h7及台阶面，半精车与精车达到0035.085，粗车E面即Φ212及半精车达到016.0212并倒角；工序V：以Φ85h7mm处外圆E作为定位精基准粗镗F即Φ75H6mm及半精镗和精镗然后金刚镗孔达到019.0075；工序VI：粗镗G即8*Φ25的内孔；工序VII：钻螺纹孔H即8个M6，并攻螺纹，倒角工序VIII：；去毛刺；工序IX：终检；工序X：入库。6图3-1涡轮本体毛坯图工艺路线方案二：工序I：铸造；工序II：热处理；工序III：以D面即即Φ85h7mm处外圆及端面定位，粗车A面即Φ170端面；工序IV：粗车外圆A面即Φ170h6mm，半精车Φ170h6mm及精车达到0025.0170，金刚石车Φ170h6mm达到0025.0170；倒角；工序V：以精车后的Φ170h6mm外圆作为定位精基准，粗车D面即Φ85端面，工序VI：粗车外圆Φ85h7及台阶面，半精车与精车达到0035.085；7工序VII：粗车E面即Φ212及半精车达到016.0212并倒角；工序VIII：粗镗F即8*Φ75H6mm孔，半精镗和精镗然后金刚镗孔达到019.0075；工序IX：粗镗G即8个Φ25mm孔工序X：钻螺纹孔H即8个M6，并攻螺纹，倒角；工序XI：去毛刺；工序XII：终检；工序XIII：入库。3.1.4选择加工机床（1）根据不同的工序选择机床。①工序III、IV是粗车和半精车，精车。各工序的工步数不多，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，选用C620-1型卧式车床即可。②工序V,VI为精镗孔与粗镗孔。由于加工零件外轮廓尺寸不大，又是回转体，故宜在镗床上镗孔。由于要求精度高，表面粗糙度数值小，因此根据所镗孔的尺寸选用T617-A型卧式镗床。③工序VII为钻孔和攻螺纹。选择Z515A立式钻床机床。（2）选用夹具本零件各工序使用通用夹具即可。（3）选择刀具根据不同的工序选择刀具。在车床上的加工的工序，一般都选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5(适用于不平整断面和连续切削时的粗加工)，半精加工用YT15，精加工用YT30。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB5343.1-1985，GB5343.2-1985）。3.1.5工艺方案的分析：8上述两个工艺方案的特点在于：方案一将部分工序集中起来，这样有利提高效率，定位精度也比较高，使用于大批量生产。方案二将每个工序细分，分别进行加工。经比较，从生产条件出发及生产效率方面考虑，选择工艺路线方案一。3.2机械加工余量及毛坯尺寸3.2.1确定机械加工余量根据锻件估算质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查得单边余量在厚度方向为1.7～2.2mm，水平方向亦为1.7～2.2mm，即锻件各外径的单面余量为2.0～2.5mm，各轴向尺寸的单面余量亦为2.0～2.5mm。锻件中心孔的单面余量为3mm。锻件的复杂系数S=错误!未找到引用源。/错误!未找到引用源。估算物件大概有10Kg即fm错误!未找到引用源。=10㎏锻件最大直径为Φ216mm，长108mm，锻件材料密度7.85×610由621085.72184nm=30kg,所以定复杂系数为S=0.33，所以定复杂系数为2。3.2.2确定毛坯尺寸查表确定各表面机械加工总余量，确定毛坯尺寸，填写下表3-1，9表3-1毛坯尺寸及加工余量零件尺寸单面加工余量毛坯尺寸1042.5109Φ752.5Φ70Φ2123.0Φ218Φ853.0Φ91242.526.5342.536.51703.5Φ177251.5223.3确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下表3-2（查表3-1]3[及教材]4[）：10表3-2机械加工余量及工序尺寸加工表面工序名称经济精度/mm工序间余量/mm工序尺寸及公差粗糙度Ra/umΦ91外圆粗车IT11(016.0)4.5Φ86.5016.06.3半精车IT8(0-0.039)1Φ85.50-0.0393.2精