分度盘的机械加工工艺规程及夹具设计

分度盘的机械加工工艺规程及夹具设计内容摘要：

机床、可采用流水线排列 工艺装备较多使用专用夹具、专用刀具、专用量具等 工艺文件编制需详细的工艺过程卡和工序卡片 要求生产效率高，成本低，对操作工人的技术水平要求较低，对调整工人的技术水平要求较高 6 三 毛坯的确定 确定毛坯的类型与制造方法 Ⅰ轴材料为 45 钢， 因为Ⅰ轴承受变弯曲应力与扭转应力，但由于承受的载荷并不是很大，转速也不高，冲击作用也不大，所以具有一般的综合力学性能即可。 但因为Ⅰ轴大端的内锥孔和外锥孔处，因经常与卡盘 、顶尖有相对摩擦；花键部位与齿轮有相对滑动，所以这些部位要求较高的硬度与耐磨性。 45 钢的钢性虽淬透性较差，但主轴工作时最大应力分布在表面，在粗车后，轴的形状较简单，在调质淬火时一般不会开裂。 因此选用合金调质钢，采用廉价、可锻性和切割加工性都好的 45 钢即可。 车床主轴直径较大，阶梯较多，宜选锻件毛胚。 并且节约原材料和减少加工工时。 毛坯 精度的确定 根据 GB/T6414－ 1999，根据车床法兰盘最大轮廓尺寸 200mm，查表： 1） 确定毛坯公差等级为 12 级（箱体制造表 P10 表 1－ 3）， 2） 确定机械加工余量等级为 G级（箱体制造 P12 表 1－ 7）。 3） 根据零件最大轮廓尺寸 200mm,查得 RMA（机械加工余量）为 （箱体制造表 P11 表 1－ 6）。 4） 根据公式 R=F+2RMA+CT/2 和 R=F2RMACT/2 计算得到毛坯尺寸。 5） 查箱体制造 P11 表 1－ 5可得尺寸公差。 轴座零件毛坯尺寸公差及机械加工余量表 加工表面 基本尺 寸 机械加工余量 尺寸公差 毛坯尺寸及公差 Ф 72孔 (两处 ) 72 6 Ф (+3) Ф 52孔 52 Ф (+) 两个耳板 15 (+) 下 Ф 72 孔端面 55 55 (+) 7 92 端面 92 6 （ +3） 斜凸台 27 5 （ +） 绘制毛坯余量简图 Ⅰ轴毛坯简图是在零件图基础上增加毛坯余量，并根据铸造工艺要求简化后的视图，如下图所示： 8 四 机械加工工艺过程的设计 定位基准的选择 定位基准是零件加工中用于定位的基准。 定位基准有粗基准和精基准之分，在加工中首先要使用的是粗基准，但在选定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先要选择精基准。 精基准的选择 精基准的选取原则： 4.自为基准原则。 综上所述， 主要应该考虑基准重合的问题。 当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 粗基准的选择 粗基准的选取原则： ，以不加工表面为粗基准。 ，应选择加工余量较小的表面做粗基准。 ，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 综上所叙， 在该零件中所有表面都为加工面 ,所有只能选择尺寸精度低的部位作为粗基准 ,根据这个基准选择原则，现选取 φ40 外圆面作为粗基准，利用专用夹具将零件在车床上定位，达到完全定位 ,然后进行车削。 表面加工方法的确定 确定表面加工方案时应考虑的因素 在 选择平面加工方法时，应根据零件的形状、尺寸、材料、 技术要求 、生产类型、及工厂现有设备情况、同时还要充分考虑到机床的经济加工精度，以最大可能地降低生产成本。 3598 端面，表面粗糙度 ，采用铣削加工。 9 5493 端面， 表面粗糙度 ，采用铣削加工。 长 92 右 端面， 表面粗糙度 ，采用车削加工。 φ 72H8 孔 ， 表面粗糙度 ，采用车削加工。 φ 52H8 孔 ， 表面粗糙度 ，采用车削加工。 4φ 13 孔 ， 表面粗糙度 ，采用钻床加工。 φ 9H7 孔 ， 表面粗糙度 ，采用钻床加工。 轴座零件加工方案的分析 加工表面 尺寸公差等级 表面粗糙度 加工方案 3598 端面 IT8 粗铣 精铣 5493 端面 IT8 粗铣 精铣 长 92 右 端面 自由 公差 25 粗车 精车 φ 72H8 孔 IT8 粗车 精车 φ 52H8 孔 IT8 粗车 精车 4φ 13孔 自由 公差 25 钻 铰 φ 9H7 孔 IT8 钻 铰 加工工序的安排 加工阶段的划分 如果零件 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。 如果 零件 加工精度要求不高，则可将加工阶段划分成粗加工、半精加工两个阶段。 对于 本 设计轴座 零件，在粗加工阶段首先将精 基准（ G 面、下φ 72 孔及右端面、长 92 的右端面）准备 好，使后续工序都可 采用 精基准定位加工，保证其他加工表面 10 的精度要求 ； 然后 加工下φ 72孔及端面，车φ 7φ 52 孔及长 92 右端面， 在 半 精加工阶段，完成 凸台 Ф 12H6 孔 和 Ф 9H7 孔 的 钻、 铰 加工。 工序顺序的安排 1）机械加工工序安排 应遵循的原则，针对每一条原则，阐述具体零件的工序的安排（参考异形件制造P9 的分析） 遵循“先 基准后其他 ” 原则 ，首先加工精基准 G面、下φ 72 孔及右端面。 遵循 “ 先 粗后精 ” 原则 ，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循 “ 先 主后次 ” 原则 ，先加工主要表面 — φ 72 右端面 、 G 面、 2Xφ 72H8孔 、φ 52H8 和φ 80 台阶孔及端面，后加工次要表面 凸台顶面、φ 9H7 孔等。 遵循 “ 先 面后孔 ” 原则，先 加工 φ 72 右端面 ，再加工 φ 72 孔等。 2）热处理工序、辅助工序的安排 热处理的目的是提高零件的力学性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。 因零件材料为铸件，故在毛胚铸造后进行退火处理，以消除铸造内应力，改善材料是金属组织和机械加工性能。 辅助工序一般包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、退磁、检验等。 拟定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何精度、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。 在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑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。 除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 根据对本零件的 分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下： 工艺路线方案一 工序 1 铸造成型； 工序 2 去 内应力退火 ； 工序 3 L面 见光 ，加工 下 Ф72H8 左 端面 ，加工 下 Ф72H8 通孔至 Ф70 ； 工序 4 加工 G面及左边缺口，加工下 Ф105 右端面 ， 加工下 Ф72H8 通孔 ， 加工 Ф105 11 圆 下 缺口 ， 钻 4XФ13 孔 ； 工序 5 上 Ф105 圆左端面见光 镗 Ф72H8 、 Ф52H8 孔 ， 加工 Ф80 右端面 ； 工序 6 加工凸台顶面 ； 工序 7 钻 、 铰 Ф12H6 孔 ； 工序 8 钻 、 铰 Ф9H7 的底孔 ， 沉孔 Ф17 见光 工序 9 去毛刺 ； 工序 10 按图检验，合格入库。 工艺路线方案二 工序 1 铸造成型； 工序 2 去 内应力退火 ； 工序 3 上 Ф105 圆左端面见光 镗 Ф72H8 、 Ф52H8 孔 ， 加工 Ф80 右端面 ； 工序 4 L面 见光 ，加工 下 Ф72H8 左 端面 ，加工 下 Ф72H8 通孔至 Ф70 ； 工序 5 加工 G面及左边缺口，加工下 Ф105 右端面 ， 加工下 Ф72H8 通孔 ， 加工 Ф105圆 下 缺口 ， 钻 4XФ13 孔 ； 工序 6 加工凸台顶面 ； 工序 7 钻 、 铰 Ф12H6 孔 ； 工序 8 钻 、 铰 Ф9H7 的底孔 ， 沉孔 Ф17 见光 工序 9 去毛刺 ； 工序 10 按图检验，合格入库。 工艺方案的比较分析： 上述两个方案的特点在于：方案一是先加工 L 面、 下 Ф72H8 左 端面 和加工 下Ф72H8 通孔至 Ф70 ，然后以此为基准加工 加工 G面及左边缺口 、 下 Ф105 右端面 和 下Ф72H8 通孔 ， 在 加工 上 Ф105 圆左端面见光 、 镗 Ф72H8 、 Ф52H8 孔 ， 加工 Ф80 右端面 ， 保证 Ф72H8 、 Ф52H8 孔 与 G面 的垂直度。 而方案二则是先加工 上 Ф105 圆左端面 ， 见光 ， 镗 Ф72H8 、 Ф52H8 孔 ， 加工 Ф80 右端面 ， 在加工 G 面及左边缺口 、 下 Ф105右端面 和 下 Ф72H8 通孔。 两相比较可以看出，方案一加工工序比较多，装夹次数也较多，但能够保证零件的位置精度；方案二不能 保证 零件的位置精度。 因此，最后的工艺路线确定如下： 工序 1 铸造成型； 12 工序 2 去 内应力退火 ； 工序 3 L面 见光 ，加工 下 Ф72H8 左 端面 ，加工 下 Ф72H8 通孔至 Ф70 ； 工序 4 加工 G面及左边缺口，加工下 Ф105 右端面 ， 加工下 Ф72H8 通孔 ， 加工 Ф105圆 下 缺口 ， 钻 4XФ13 孔 ； 工序 5 上 Ф105 圆左端面见光 镗 Ф72H8 、 Ф52H8 孔 ， 加工 Ф80 右端面 ； 工序 6 加工凸台顶面 ； 工序 7 钻 、 铰 Ф12H6 孔 ； 工序 8 钻 、 铰 Ф9H7 的底孔 ， 沉孔 Ф17 见光 工序 9 去毛刺 ； 工序 10 按图检验，合格入库。 机械加工工艺过程卡 13 五 零件加工工序设计 30 号工序设计 设计内容： 铣下 Ф 72H8左端面至尺寸 58，铣下Ф 72H8通孔至Ф 70， L面见光 本工序加工的 Ф 72H8左端面、Ф 72H8通孔和 L面加工面积较小及根据学校现有的设备情况，采用 TXK40型数控立式铣床。 工作台面积 （长宽） 800mm 400mm 底面至工作台面 900mm 三向行程（ X、 Y、 Z） 600mm 400mm 510mm T形槽 (NO/宽度 /间距 3mm 18mm(H8) 100mm 主轴中心线到床身立柱导轨面距离 425mm 主轴端面到工作台面距离 102～ 612mm 工作台最大载荷 500kg 切削进给速度 1～ 4000mm/min 主轴锥孔 BT40 主轴转速 45～ 6000r/min 主轴电动机功率（变频调整速） 最大刀具尺寸（直径长度） Ф 80 300mm 钻孔能力 Ф 32mm 工艺装备的选择 1）工装夹具：专用。