机械制造技术课程设计-涡轮变速箱机械加工工艺及车内孔夹具设计.docx

目录序言-2-一的分析-3-1.1 零件的作用-3-1.2 零件的工艺分析-3-二工艺方案的分析及确定-5-2.1 确定毛坯的制造形式-5-2.2 基面的选择的选择-5-2.3 制定工艺路线-6-2.4 确定切削用量及基本工时-6-三夹具设计-15-3.1 定位方案-15-3.2 夹素方案-16-3.3 定位误差分析-17-3.4 辅助装置-17-总结-18-参考文献-19-序言机械制造业是制造具有定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种谷样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱.从某中菽义上讲，机械制造水平的高低是衡址一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。涡轮箱体零件的加工规程及其车R28孔夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节.正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量.本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，乂要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。一零件的分析1.1零件的作用该箱体是用于专机的机壳，该机壳的主要作用是利用液压马达通过齿轮传递带动两轴的旋转，箱体通过导轨进行移动，两个传动轴输出，对外动作。该箱体保证各轴之间的中心距及平行度，并保证箱体部件与液压马达的正确安装。因此该专机箱体零件的加工质量，不但直接影响机壳的装配精度和运动精度，而且还会影响专机的工作精度、使用性能和寿命。该箱体的底面与导轨配合，前后端面支承孔用以安装传动轴，实现其输出功能。1.2零件的工艺分析零件的材料为HT2(X),为珠光体类型的灰铸铁，其机械性能：强度极限6=95Mpa,硬度：16()21OHBS.其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好，铸造性能较好,但脆性较大,需进行人工时效处理。由该专机箱体零件图可知，该箱体是一个壳体零件，由于受到专机空间的影响，该箱体的结构十分紧凑，两个传动轴的中心距很小，它有九个平面需要进行加工，其中箱体外壳由粗加工直接得到，其他表面则通过粗加工、半精加工达到表面粗糙度要求。C表面跟64+0.050孔上还需加工螺纹孔。各个孔加工中，除了小61、69和小15由粗加工可以达到表面粗糙度要求外，其他孔均要进行半精加工.其中孔43+().025。对平面C和孔46+0.0250中心轴有垂直度要求。二工艺方案的分析及确定2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200灰铸铁（硬度I6O229HBS）,考虑到灰铸铁具有良好的储铁性能、减震性、耐磨性能以及切削加工性能低、缺口敏感性等特点，因此应该选择铸件，以便使涡轮箱在使用中耐磨性良好，保证零件工作可靠。2.2 基面的选择的选择1 .确定毛坯零件加工余址及形状：由机械制造工艺设计简明手册表2.2选用加工余量为MAF级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表2所示：孔2 .基面的选择：I、粗基准的选择“选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重耍影响.在该箱体零件的加工过程中，选择该箱体的底面为粗基准，再用精彩准定位加工轴孔，这样的加工余量一定就是均匀的。2、精基准的选择。选择精基准时应重点号虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。从该箱体的零件零件图可以知道,C面、孔力46+0.025O中心轴可以作为加工过程的精基准，所以在工艺工程中必须保证这两个面的粗糙度以及位优精度。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位巴精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件卜.，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线见附表2.2机械加工工艺过程卡片2.4 确定切削用及基本工时工序4以A面为粗基准粗恍1面1 .加工条件加工要求：以A面为要基准粗铳AI面,加工余贵0.9mm机床：X61W立式铳床：刀具：根据切削用量手册表1.2选择YG6硬膜合金刀。根据K切削用量手册B表3.1取刀具直径d“=20Omm齿数Z=I5,由表3.2选择道具前角Yo=0°后角=8°,副后角aO-=100,刃倾角：s=-O°,主偏角Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副偏角Kr=5°2,切削用量1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=0.9mm,一次走刀即可完成.2）确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铳，以提高进给量提高加工效率。根据切削用量手册表3.5,使用YG6硬质合金端铳刀加工,机床功率为4.5kw（据简明手册表4238,X61W立式铳床）时：fz=0.14）.24mnz故选择：fz=O.I5mn,3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削用量:手册表3.7、表3.8,铳刀刀齿后刀面最大磨损贵为0.9mm：由千铁刀直径d0=200mm,故刀具使用寿命T=240min154）计算切削速度VC和每分钟进给量:Vf根据G切削用量手册表3.16,当d0=200mm,Z=12.f1."2 .5»fz0.18mmz时，vt=89m/min.nt=142r/min.vft=368mm/inin»各修正系数为:kMV=1.0.kSV=0.8o故：。='XkMVXkSV=89x1.0x0.8=71.2m/min-xkMVxkSV=142x1.0x0.8=I1.3.2rnin%=,>XkMVXkSV=368x1.0x0.8=2tM.4mnin根据切削用量手册3表3.29,选择nc=125rmin,vfb=30OmnVmin,因此，实际进给量和每分钟进给量为：匕=”如/100O=34200125/M)Oo=785mminfZc=vIdnCZ=300/(I25×15)mmz=O.I6mnVz5)校验机床功率根据切削用量手册表3.24,近似为PCC=1.1.kW.根据机床使用说明书，主轴允许功率PCm=1.I25kw>Pcc°故校验合格.最终确定:叩=0.9mm,nc=1.25rmin.vf=30011ms.vc=78.5mmin,fz=0.16mmza6)计算基本工时tn=IJvf.1.=I+y+A,=(X)nn.查切削用量手册表3.26,入切量及超切量为:y+A=44mm,则：tm-IV1=(I(X)+44)300=0.48nin.5以A1.面为基准粗院A面；6以B面为粗基准粗饰BI面I7以BI面为基准粗铁B面；8以C1.面为粗基准粗性C面：9以C面为基准粗饰C1.面切削用量和时间定额及其计算过程同工序4。工序10以面为基准粗僮、精幢。46+0.0250通孔,刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形像刀1.粗镣46+0.0250通孔I)确定切削深度,45-421.an=I.>mm221确定进给量f根据g切削手册表1.5当粗镣铸铁，镣刀直径为：20mm.42mm时f=O,3).4mmr按T68机床进给量G机械制造工艺设计简明手册表4221)选f=O.37nnVr3)确定切削速度v=100mmin转速n=50011'min(8.33rs)4)计算工时选钺刀的主偏角Xr=45c,则I1.=3.5mm»1.2=4fnm»1.=72mm»13=0»又f=O.37mmT,n=370rmin,i=1.,可所以J=(72+3.5+4)/(0.37x8.33)=28s2.半精镇由46+0.025O通孔1）确定切削深度生46-4522）确定进给量f根据6切削手册表1.5当粗镇铸铁,镇刀直径为2()mm,'%2mm时f=0.30.4mmr按T68机床进给量(机械制造工艺设计简明手册表4.2-21)选f=0.37mmr3)确定切削速度v=120mmin转速n=800rmin(I3.3rs)4)计算工时选钺刀的主偏角xr=45o则11=3.5nm,I2=4nn.I=72mn.13=0,又f=0.37mmr,n=1.3.3rs.i=1.*If*3.5+12+41tn=×1.=I6j0.37x13.3工序I1.以e46+0.025O孔为基准粗镣61.孔,以A1.面为基准孔深3.5mm；工序12以巾46+0.025O孔为基准粗镣、半月镯64+0.050孔,以A面为基准孔深53+0.2+0.1mm：工序13以。46+0.025O孔为基准粗位、半精惶。93孔，以A面为基准孔深Hmmt切削用量和时间定额及其计算过程同工序IO工序14以C面、孔。46+0.025O为基准站25通孔根据&切削手册表2.1.2.2,选择高速钢麻花钻钻头，粗粘时do=25mm,钻头采用双锥后磨横刀，后角,二重刃长度be=5.5mn.横刀长b=3mm,宽1.=6nm.棱带K度=2nn.29=100。4=30。按加工要求确定进给量：杳切削用量手册h/=0.78-0.96mmr,Vd=10025=4,G切削用量手册3表2.7,系数为0.9,则：/=(0.78-0.96)x0.9=0.702-0.864mmr;按钻头强度选择:查耳切削用量手册表2.&钻头允许进给员为：，2mmr:按Z525机构强度选择：查切削用量手册表2.9,机床进给机构允许轴向力为833。N时,进给量为/=O.75mnVr.,以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为:0.7060.864mn"r,根据6简明手册表4216.最终选择进给量/=0.81；由于工件材料为铸铁，钻削速度范围为2O25mmmin,取=2()mnVnin.三g切削用量手册3表2.12由4=25mm磨钝限度为O.81.2mm,取1.0mm,刀具寿命T=60min.由切削用量手册表2.14对于强度小于220HBS的HT200铸铁加工种类属于第4类。由切削用量手册表2.13当加工性为第四类时'=0.8ImmZr"。=25mm,切削速度=I4m11min切削速度弓修正系数为:I=Os5,1=.o,1.=O.85,"“=1.O故'r=1.4x0.85x1.0x().85x1.0=11.125mmmin,=IO(X)X1.1.125/(3.14x25)=141rmin按Z525钻床资料,切削用量手册表2.35可选“=195rmin,但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取/=0.62,也可选择低一级转数"'=140rmin,仍可用/=0.81mnVr.比较两种方案，选择,=0.62mnr.“r=195