分度盘课程设计说明书

FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第1页共17页课程设计说明书题目：机械制造技术系别：机电学院专业：09机械电子工程姓名：学号：指导教师：FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第2页共17页第一部分检验、分析1．检验、分极零件图2．零件技术经济分析第二部分确定零件毛坯1．毛坯种类的选择：根据零件材料、结构和大小选择毛坯种类2.毛坯余量确定第三部分工艺路线的制定1．基准的选择2．各个表面加工方法3．加工顺序的安排4.详细工艺过程的制定5.填写机械加工工艺过程卡第四部分余量和工序尺寸的确定1.孔和轴的余量和工序尺寸2.平面及轴向尺寸的余量和工序尺寸第五部分工艺装备、切削用量和工时工艺装备包括机床、刀具和夹具切削用量包括：切削速度、进给量和背吃刀量FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第3页共17页第一部分检验、分析（一）零件的作用分度盘英文名称：IndexingPlate强力型分度盘分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，并使其旋转、分度和定位的机床附件。按其传动、分度形式可分为蜗杆副分度盘、度盘分度盘、孔盘分度盘、槽盘分度盘、端齿盘分度盘和其它分度盘(包括电感分度盘和光栅分度盘)。按其功能可分为万能分度盘、半万能分度盘、等分分度盘。按其结构形式又有立卧分度盘、可倾分度盘、悬梁分度盘。分度盘作为通用型机床附件其结构主要由夹持部分、分度定位部分、传动部分组成。分度盘主要用于铣床，也常用于钻床和平面磨床，还可放置在平台上供钳工划线用。分度盘主要有通用分度头和光学分度头两类。（二）零件的工艺性分析1)该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。2)工序安排以台阶面和Φ110g6的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。3)分度盘大端面对Φ35h6mm孔中心线有垂直度要求；外圆台阶面对Φ110g6mm外圆轴心线有垂直度要求；Φ110g6mm外圆与Φ35h6mm孔有同轴度要求；4×Φ10H6螺纹EQS与和3×Φ9mm孔和3×Φ13对110g6mm外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第4页共17页百分表检查同轴度及垂直度。第二部分确定零件毛坯2.1确定毛坯绘制毛胚图1）零件材料45钢，切削加工性良好。2）分度盘Φ100g6mm外圆与Φ35H7mm孔有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。3）主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。2.1.1毛坯选择根据材料45钢，生产类型为大批大量生产及零件形状要求，可选择模锻件。毛坯的拔模斜度5°。2.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1）公差等级由分度盘零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第5页共17页2）锻件重量根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为tm=7.50kg。3）锻件复杂系数对分度盘零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的直径d=Φ110mm，高H=55mm。由公式S=Nmmt/=7.50kg/12.0kg≈0.63。由此可确定该分度盘零件的复杂系数为2S级。4）锻件材质系数由于该分度盘零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数为1M级。5）锻件分模线形状与零件表面粗糙度根据该分度盘零件的形位特点，采用平直分模面。由零件图可知，该分度盘零件各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm。根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2-2中。表2-2分度盘锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量包容体重量/kg形状复杂系数材质系数经济精度级加工方案7.311.92S1M普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注Φ110外圆1.21.12.3IT8粗车-半粗车-精车2.0Φ35外圆9.19.08.2IT10粗车-半精车2.6Φ10H6孔7.18.05.2IT8粗车-半粗车-精车2.0Φ3的凹槽IT11粗车3.07.18.07.2Φ22H7孔5.17.02.2IT8粗车-半粗车-精车2.0FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第6页共17页注：根据表2-10的表注，将此表中所有公差按±1/2分配2.2拟定分度盘工艺路线2.2.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择根据该分度盘零件的技术要求和装配要求，选择分度盘大端面为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。分度盘35h6mm的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工分度盘110mm外圆柱面和台阶面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度和同轴度要求。在钻削均布圆周孔时采用110mm的轴心线作为精基准，做到了设计基准与工艺基准的统一。3.1.2粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。此处选择分度盘110mm轴线作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。2.2.2表面加工方法的确定FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第7页共17页根据分度盘零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法，如表2-3所示。表2-3分度盘零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/μm加工方案大端面IT80.8粗车—半精车—精车小端面IT103.2粗车-半精车3×Φ9孔IT93.2钻—铰3×Φ13孔IT93.2钻—铰Φ22孔IT90.8钻—扩—铰FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第8页共17页4×Φ10孔IT130.8钻—铰2×Φ6孔IT93.2钻—铰R1.5销孔IT712.5钻—粗铰—精铰弧形槽面IT133.2铣2.2.3加工阶段划分该分度盘加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。2.2.4工序集中与分散采用工序集中原则，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。2.2.5工序顺序的安排1）机械加工工序遵循”先基准后其他“、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的原则。2)热处理工序因模锻件的表面层有硬皮，会加速刀具磨损和钝化，为改善切削加工性，模锻后对毛坯进行正火处理，软化硬皮；零件Φ110mm外圆面和台阶面需进行淬火，由于零件壁厚小，易变形，加之加工精度要求高，为尽量控制淬火变形，在零件粗加工后安排调质处理作预处理。3)辅助工序在粗加工和半精加工后各安排一次中间检验，精加工后安排去毛刺、清洗和终检工序。第三部分工艺路线的制定在综合考虑上述工序安排原则基础上，表2-4列出了分度盘的工艺路线。表2-4分度盘工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1正火2粗车大端面C62090偏刀游标卡尺FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第9页共17页3粗车大外圆C62090偏刀游标卡尺4钻大端孔立式钻床Z550麻花钻游标卡尺5粗车小端面C62090偏刀游标卡尺6粗车小外圆C62090偏刀游标卡尺7粗车台阶面C62090偏刀游标卡尺8钻Φ21孔立式钻床Z550麻花钻卡尺、塞规9中间检验塞规、百分表、卡尺等10调质处理硬度230～250HB11半精车大端面C62090偏刀游标卡尺12粗镗—半精镗—精镗卧式镗床镗刀内径千分尺、塞规13车内槽C620内槽车刀游标卡尺14半精车小外圆C62090偏刀游标卡尺15半精车台阶面C62090偏刀游标卡尺16车削退刀槽C620切槽刀游标卡尺17钻—铰6×Φ12孔立式钻床Z550钻头复合铰刀卡尺、塞规18铣弧形槽立式铣床X51键槽铣刀游标卡尺19钻—粗铰—精铰Φ10销孔立式钻床Z550麻花钻、铰刀内径千分尺20中间检验塞规、百分表、卡尺等21热处理—淬硬40～45HRC淬火机等22精车小外圆C62090偏刀外径千分尺23精车台阶面C62090偏刀外径千分尺FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第10页共17页24钻—攻螺纹孔立式钻床Z550麻花钻、丝锥卡尺、塞规25钻—扩孔6×Φ32孔立式钻床Z550麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规26去毛刺钳工台平锉27清洗清洗机28终检塞规、百分表、卡尺等2.4工序25—加工余量、工序尺寸和公差的确定1)钻孔余量钻Z=10.0mm2)由于需要保证Φ10圆锥形孔的尺寸要求，所以不能继续使用麻花钻进行扩孔，而采用多次扩孔的方法达到Φ32mm孔的尺寸要求。查表2.5-48（《机械加工工艺手册》李洪）可得扩孔工步余量：1Z=1.5mm2Z=1.5mm3Z=1.5mm4Z=1.5mm5Z=1.5mm6Z=1.5mm7Z=2.0mm；8Z=2.0mm；9Z=2.0mm；10Z=2.0mm；11Z=2.0mm；12Z=2.0mm；13Z=1.0mm。3)查表1-20可确定各工序尺寸的加工经济精度等级分别为：IT12、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11。根据以上结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：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。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，钻孔：15.0010mm：扩孔：11.005.11mm、11.0013mm、11.005.14mm、11.0016mm、11.005.17mm、13.0019mm、13.0021mm、13.0023mm、13.0025mm、13.0027、13.0029mm、13.0031mm、16.0032mm。2.5切削用量、时间定额的计算由于孔的加工精度和表面粗糙度要求不高，所以在刀具强度允许的情况下，选择较大的切削用量和进给量。2.5.1切削用量的计算1)钻孔工步背吃刀量的确定取pa=10.0mm。FY071200机械制造工艺与机床夹具课程设计第11页共17页进给量的确定由表5-21，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。切削速度的计算由表5-21，按工件材料为45钢的条件选取，切削速度v可取为20m/min。由公式（5-1)n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=636.9r/min，参照表4-9所列Z550立式钻床主轴转速，取转速n=735r/min。再将此转速带入公式（5-1），可求出该工序的实际切削速度v=πnd/1000=23.1m/min。2)扩钻工步扩孔工步分13次进行，切削速度可根据公式n=1000v/πd和v=πnd/1000确定。第一次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.6mm/r切削速度取v=42m/minn=1000v/πd≈1163.1r/min取n=996r/minv=πnd/1000≈36.00m/min第二次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.6mm/r切削速度取v=42m/minn=1000v/πd≈1028.9r/min取n=996r/minv=πnd/1000≈40.66m/min第三次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.6mm/r切削速度取v=42m/minn=1000v/πd≈955.4r/min取n=996r/minv=πnd/1000≈45.35m/min第四次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.7mm/r切削速度取v=40m/minn=1000v/πd≈796.2r/min取n=735r/minv=πnd/1000≈36.93m/min第五次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.7mm/r切削速度取v=40m/minn=1000v/πd≈727.9r/min取n=735r/minv=πnd/1000≈40.39m/