转盘零件机械加工工艺规程制订及第27、29工序工艺装备设计.doc

全套设计（图纸）加扣扣 194535455
二O 届毕业设计（论文）任务书

一、设计题目(附图)：
转盘 零件机械加工工艺规程制订及第27、29工序工艺装备设计。
二、设计条件：
l、零件图； 2、生产批量：中批量生产。
三、设计内容：
1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图；
2、毛坯选择： 1）、毛坯类型； 2）、余量确定； 3）、毛坯图。
3、机械加工工艺路线确定： 1）、加工方案分析及确定； 2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。
4、工艺尺寸及其公差确定： 1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）； 2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸； 3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。
5、设备及其工艺装备确定：
6、切削用量及工时定额确定： 确定每道工序切削用量及工时定额。
7、工艺文件制订： 1）、编写工艺设计说明书； 2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）
8、指定工序机床夹具设计： 1）、工序图分析； 2）、定位方案确定； 3）、定位误差计算； 4）、夹具总装图绘制。
9、指定工序刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图）
四、上交资料（全部为电子文稿）：
1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）
2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）；
3、零件图、毛坯图各一张；零件三维图、毛坯三维图各一张；
3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写）
4、夹具总装图一张（A4图纸）；夹具总装三维图一张；全部零件图（A4图纸）；
5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）
6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。
五、起止日期：
2 012 年 11 月 12 日一2 012 年 12 月 28 日(共7周)
六、指导教师：
七、审核批准：
教研室主任： 系主任：
年 月 日
八、设计评语：

九、设计成绩：
年 月 日

目录
第一部分 工艺说明书.................................1

第二部分 第27号工序夹具设计说明书………………………24

第三部分 第29号工序刀具设计说明书………………………26

第四部分 第29号工序量具设计说明书………………………29

第五部分 毕业设计体会…………………………………………31

第六部分 参考资料………………………………………………32
第一部分 工艺设计说明书

1.零件图工艺性分析:

1.1 零件结构功用分析：
该零件是盘类零件，主要用于刨床的滑枕部分。
1.2零件技术要求分析：
①、尺寸精度：φ40+0.027 0(IT7)、φ16+0.015 -0.012(IT8)、φ60+0.148 +0.102（IT8）、φ245+0.25 +0.16（IT8）、
φ100+0.15 0（IT10）、7+0.05 0（IT10）其余的尺寸都为自由公差（IT11-IT13）。
②、表面粗糙度：Ra0.8、Ra1.6、Ra3.2、Ra12.5,
1.3零件结构工艺分析：
①、分析正确、完整、清晰、合理性：该零件图原图合理，但是不完整、有不正确之处。改正后见零件图。
②、结构要素分析:该转盘零件为盘类零件（盘类零件容易变形），该零件又属于铸件，为脆性材料，故刚性较差
③该零件机械加工较为复杂，故机加工艺性差。
2.毛坯选择 （查阅《机械零件工艺性手册》）
2.1 毛坯类型：
①、转盘零件结构复杂，工作载荷不大，且为中批生产 所以此零件的毛坯采用铸件，材料为HT200，可选用砂型铸造，机器造型。
2.2 毛坯余量的确定：
①、灰铸铁采用砂型铸造、机器造型及壳型，其精度为8-10级。
②、铸造尺寸公差等级(CT)：
尺寸： φ245 φ100 φ60 108.32 90
8级公差： 1.0 1.6 1.4 1.8 1.6
9级公差： 2.8 2.2 2.0 2.5 2.2
10级公差： 4.0 3.2 2.8 3.6 3.2
③、毛坯铸件的机械加工余量等级：
灰铸铁采用：E-G级
铸件的机械加工余量公差等级（RMA）:
尺寸： φ245 φ100 φ60 108.32 90
E级： 1.4 0.7 0.4 1.1 0.7
F级： 2.0 1.0 0.5 1.5 1.0
G级： 2.8 1.4 0.7 2.2 1.4
④、砂型铸造的最小允许壁厚：
灰铸铁： <200 200-400
壁厚： 4-6mm 5-8mm
⑤、毛坯尺寸的确定：
φ245： R=F+2RMA-CT/2=249.2 取250mm
φ100： R=F+2RMA-CT/2=101.7 取102mm
φ60: R=F-2RMA-CT/2=57.6 取57mm
90： R=F+2RMA-CT/2=91.7 取92mm
108.32: R=F+2RMA-CT/2=111.47 取112mm
所以该转盘的毛坯尺寸分别为：φ250mm、φ102mm、φ57mm、92mm、112mm。

2.3毛坯-零件合草图：

3.机械加工工艺路线确定
3.1 加工方法分析确定：
尺寸： 公差等级： 表面粗糙度: 机械加工方案（公差等级、粗糙度）

φ245+0.25 +0.16 IT8 Ra1.6 粗车（IT11，Ra12.5）→半精车（IT9，Ra6.3）→精车（IT8，Ra1.6）

φ1000 -0.15 IT10 Ra1.6 粗车（IT11，Ra12.5）→半精车（IT9，Ra6.3）→精车（IT8，Ra1.6）

φ60+0.148 +0.1.2 IT8 Ra1.6 粗车（IT11，Ra12.5）→半精车（IT9，Ra6.3）→精车（IT8，Ra3.2）

φ40+0.027 0 IT7 Ra1.6 半精镗（IT10，Ra6.3）→精镗（IT7，Ra1.6）

φ38 IT12 Ra6.3 半精镗（IT11，Ra12.5）→精镗（IT7，Ra6.3）

φ16+0.015 -0.012 IT8 Ra1.6 钻（IT11，Ra12.5）→扩（IT10，Ra6.3）→铰（IT8，Ra1.6）

7+0.05 0 IT10 Ra12.5 粗铣（IT11，Ra12.5）

32 IT12 Ra0.8 粗车（IT11，Ra12.5）→半精车(IT9,Ra6.3) →精车（IT8，Ra0.8）
65° IT5 Ra0.8 粗铣（IT11，Ra12.5）→半精铣(IT9,Ra6.3) →精铣（IT8，Ra3.2）→刮研（IT5，Ra0.8）

9 IT5 Ra0.8 粗铣（IT11，Ra12.5）→半精铣(IT9,Ra6.3) →精铣（IT8，Ra3.2）→刮研（IT5，Ra0.8）

3x4槽 IT5 Ra0.8 刨(IT9,Ra6.3)→刮研（IT5，Ra0.8）
其余表面一次加工完成，次要表面的加工主要穿插在重要的加工过程中完成。
3.2加工顺序的安排：
根据先粗后精、先面后孔的原则，先粗加工各外圆面与平面，再加工各孔；然后精加各
外圆面与平面，最后精加工各孔。
3.3定位基准的选择：
粗基准：因为外圆φ245+0.25 +0.16、外圆φ1000 -0.15、孔φ60+0.148 +0.1.2、孔φ40+0.027 0、孔φ38、孔φ16+0.015 -0.012、7+0.05 0平面、32平面、9平面、3x4槽都重要表面，所以∮245+0.25 +0.16外圆面、∮1000 -0.15外圆面及端面为粗基准。
精基准：φ245+0.25 +0.16外圆面和中心线∮1000 -0.15外圆面及端面、以及φ245+0.25 +0.16的端面为精基准（中心轴线为设计基准）。
3.4加工阶段的划分说明：
根据先粗后精、先面后孔的原则，先粗加工各外圆面与平面，再加工各孔；然后精加工
各外圆面与平面，最后精加工各孔。
3.5主要机械加工工序简图：
序号 工序名称 工序内容 设备
01 铸
03 热 人工时效

05 粗车 CA6140

07 粗车 CA6140

11 半精车 CA6140

13 半精车 CA6140

15 半精镗 T618

17 粗铣 X6132W

19 刨 B1430A

21 车 CA6140

25 铣 X6132W

27 钻、扩、铰 Z3028B

31 钻、攻丝 Z3028B

33 镗、攻丝 T618

37 精车 CA6140

39 精车 CA6140

41 精铣 X6132W

43 精镗、锪孔 T618

45 刮研 M1432

4.工序尺寸及其公差的确定
4.1基准不重合时工序尺寸确定：
按照工艺尺寸链进行计算。
4.2基准重合时工序尺寸确定：
①、外圆表面φ245的工序尺寸计算：
工序名称 工序公差 工序余量（直径） 基本尺寸 工序尺寸
毛坯 φ250
粗车 0.26 3 φ247 φ2470 -0.26
半精车 0.12 1.9 φ245.9 φ245.90 -0.12
磨 0.09 0.1 φ245 φ245+0.25 -0.16
②、外圆表面φ100的工序尺寸计算：
工序名称 工序公差 工序余量（直径） 基本尺寸 工序尺寸
毛坯 φ104
粗车 0.20 3 φ101 φ1010 -0.20
半精车 0.18 0.9 φ100.9 φ100.90 -0.18
磨 0.15 0.1 φ100 φ1000 -0.15

③、内孔表面φ60的工序尺寸计算：
工序名称 工序公差 工序余量（直径） 基本尺寸 工序尺寸
毛坯
粗车 0.19 2 φ59 φ59+0.19 0
半精车 0.07 0.9 φ59.9 φ59.9+0.07 0
磨 0.046 0.1 φ60 φ60+0.148 -0.102
④．φ40+0.027 0、Ra1.6内孔表面
工序名称 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸
钻 0.2 38 φ38 φ38+0.2 0
扩 0.14 1.6 φ39.6 φ39.6+0.14 0
粗铰 0.029 0.3 φ39.9 φ39.9+0.029 0
精铰 0.027 0.1 φ40 φ40+0.27 0
⑤.7+0.05 0、32、Ra0.8平面
工序名称 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸
铸
粗铣 0.19 1 7.5、32.5 7.5+0.19 0、32.5+0.19 0
精铣 0.08 0.3 7.2、32.2 7.2+0.08 0、32.2+0.08 0
磨 0.05 0.2 7 、32 7+0.05 0 、32+0.05 0
⑥．65°斜面、9平面、Ra0.8及3x4燕尾槽
工序名称 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸
铸
粗刨 0.2 1 10 9+0.2 0
半精刨 0.12 0.6 9.4 9.4+0.12 0
精刨 0.05 0.39 9.01 9.01+0.05 0
刮研 0.01 0.01 9 9+0.01 0
⑦．φ16+0.015 -0.012、深为15mm、Ra1.6的盲孔
工序名称 工序公差 工序余量 基本尺寸 工序尺寸
钻 0.2 14 φ14 φ∮14+0.2 0
扩 0.14 1.5 φ15.5 φ15.5+0.07 -0.07
粗铰 0.029 0.45 φ15.95 φ15.95+0.0145 -0.0145
精铰 0.025 0.5 φ16 φ16+0.015 -0.012
5.设备及其工艺装备确定
机械加工方法 设备 刀具 夹具 量具
车削 CA6140 90°车刀、切槽刀 三抓卡盘 游标卡尺
磨削 M1432 砂轮 专用夹具 游标卡尺
铣削 X6132W 端面铣刀、立铣刀 专用夹具 游标卡尺
刨削 B1430 刨刀 专用夹具 万能测角仪
钻削 Z3025B 麻花钻 专用夹具 塞规
铰削、攻丝 Z3028B 铰刀、丝锥 专用夹具 螺纹塞规、卡规
6.切削用量及其工时定额确定

6.1切削用量的确定：
由公式V=、N=1000V/3.14d得：
机械加工方法 进给量 主轴转速 切削速度
粗车 f=1.0-1.4mm/r n=418r/min V=31.3m/min
半精车 f=0.15-0.25mm/r n=830r/min V=60.6m/min
钻φ40、φ38孔 f=0.32mm/r n=83r/min V=10.4m/min
钻φ16孔 f=0.26mm/r n=83r/min V=4.17m/min
钻φ10、φ6孔 f=0.2mm/r n=83r/min V=2.6m/min
铰φ16孔 f=0.3mm/r n=55r/min V=2.76m/min
铰φ40孔 f=0.93mm/r n=55r/min V=6.9m/min
粗铣 f=0.2-0.3mm/r n=367r/min V=82.3m/min
精铣 f=0.6-1.3 n=620r/min V=76.9m/min
磨 f=0.5-0.8 n=851r/min V=55.9m/min
6.2工时额定的确定：
工序工时计算=辅助工时+各加工面耗时
切削时间：
基本时间Tj==
L1=
L2=3~5，L3为单件小件生产时的试切附加长度
所以Tj=0.09min
（2）辅助时间
查表：Tf=装卸工件时间T1+启动时间T2+停止机床时间T3+改变切削用量时间T4+测量时间T5+......
所以Tf=T1+T2+T3+T4+T5......= 58min
（3）布置工作地，身理和修理所要时间
查表：取该项目占操作时间0.218即：Tbx=（Ti+Tf）*0.218=0.15
（4）准备终结时间
查表，按普通卧式车床终结时间类比确定：
固定部分22min，零件装夹并校正15min，更换道具时间2min
所以Tzz=22+15+2=36.所以本工序单间时间定额为：Td=Tj+TΔ+Tbx+Tzz/N=69.8min

第二部分 第27号工序夹具设计说明书

1.工序尺寸精度分析
φ16+0.015 -0.012孔深为15mm，尺寸精度为IT7级，中批量生产，材料为HT200.
2.定位方案确定
1.理应限制的自由度分别为：
①．孔的直径由钻头保证。
②．保证孔的深度，应该限制X轴的转动、Y轴的转动及Z轴的移动。
③．保证孔的位置度，应该限制X轴的移动、Y轴的移动及Z轴的转动。
综上所述：理限应为X轴的转动与移动、Y轴的转动与移动以及Z周的转动与移动，即应限制6个自由度。
2.定位方案的确定与定位元件的选用：
①．用凹形圆柱形的大平面的接触限制Z轴移动、X轴移动和转动以及Y轴移动和转动。
②．用菱形销与φ40孔接触限制Z轴转动。
所以该方案所用的定位元件限制X轴的移动与转动、Y轴的移动与转动、Z轴的移动与转动。共六个自由度，符合定位要求。
3.定位元件确定：
①．直径是φ100H8mm深为20mm的圆柱槽。
②．直径为φ60g6mm的轴销。
4.定位误差分析计算：
1）基准不重合误差：=
2）基准位移误差：
3）定位误差： 故该加工方案可用。
5.夹紧方案及元件的确定
夹紧由轴销上的螺纹和夹具体进行螺纹固定连接的。
6.夹具总装图

第三部分 第29号工序刀具设计说明书

1. 工序尺寸精度分析：
铰φ16+0.015 -0.012孔，深为15mm，IT8级，表面粗糙度Ra=1,6um
2. 刀具类型确定：
查阅《金属切削原理与刀具实训教程》得：选用基本尺寸为φ16的高速钢机用铰刀，铰刀切削部分材料为：W18Cr4V，硬度为HRC62-65.
锥柄部材料为45#钢，硬度为HRC30-45。
使用机床：Z3028B
3. 刀具设计参数确定：
序号
项目
数据来源或计算公式
采用值
1
结构形式

锥柄焊接整体式
2
刀具材料

切削部分:W18Cr4V
柄部：45号钢
3
几何角度
表3-21
Ψ=45° λs=0°
β=8° γp=0°
αp=10°κr=5°
γo=0° αo=10°
4
铰刀直径及公差
式（3-3-1）：=Dw=16mm
式（3-3-2）：G=0.35IT
=0.35x0.027=0.00945mm
Do=16mm
G=0.00945mm
5
铰刀直径极限尺寸及铰刀直径标注
式(3-3-3): =Dwmax-0.15IT
=(16+0.015)-0.15X0.027=16.01095mm
式（3-3-4）：=-0.35IT
=16.01095-0.35X0.027=16.0015mm
计算得φ16+0.1095 +0.0015,查表（3-22），得φ16+0.015 +0.008
domax=16.015mm
domin=16.008mm

φ16+0.015 +0.008
6
倒锥量及倒锥尾部直径
表3-21：倒锥量为0.04—0.06mm
=-倒锥量=16+0.015 +0.008-0.05
倒锥量：0.05mm
7
切削部分前端直径
表3-21：=-（1.3～1.4）2A
=16-1.3X(16-15.8)=15.74mm
do2=15.74mm
8
齿数Z
式（3-3-5）：Z=1.5+（2～4）
=1.5x4+4=10
表3-23：Z=8
Z=8
9
齿槽截形及参数
表3-24图A型直线齿背
F=1，θ=，r=0.5
10
前倒锥
切削部分
圆柱校准部分
工作部分
焊接部分
圆弧半径r
表3-25：=1～2mm
表3-25：=(1.3～1.4)Acot
=1.4X0.05Xcot=0.52mm
表3-25：=（0.25～0.5）=0.5X16=8mm
表3-25：l=(0.8-3)do=16x3=48mm
表3-25：=+ (4～6)=48+4=52mm
表3-25：r=0.5～1.5mm
L3=1.5mm
L1=0.52mm
L2=8mm
L=48mm
Lc=52mm
r=1mm
11
铰刀总长
颈部直径
莫氏锥号
中心孔
表3-26：L=210mm L刃=52mm
表3-26：=12mm
表3-26：2#号(尺寸见表3-27)
表3-28：B型不带护锥中心孔d=4mm
L=210mm
d03=12mm
莫氏2号
4.刀具结构设计:

第四部分 第29号工序量具设计说明书

1. 工序尺寸精度分析
测量φ16+0.015 -0.012孔，深为15mm，IT8级，表面粗糙度Ra=1,6um
2. 量具类型确定
该量具是测量孔用的工作量规，所以采用塞规。
3. 极限量具尺寸公差确定
1. 已知孔的上、下偏差为：ES=0.015mm、EI=-0.012mm
2. 确定工作量规的制造公差和位置要素的值，由《互换性与测量技术》书中的表6-1得尺寸 φ16的量规公差为T=0.0028mm，Z=0.004mm，行为公差：T/2=0.0014mm
3. 计算工作塞规的极限偏差：
φ16+0.015 -0.012孔的塞规：
通规：上偏差=EI+Z+T/2=(-0.012)+0.004+0.0014=-0.0066mm
下偏差=EI+Z-T/2=（-0.012）+0.004-0.0014=-0.0094mm
磨损极限=EI=-0.012mm
止规：上偏差=ES=+0.015mm
下偏差=ES-T=0.015-0.0028=+0.0122mm
4. 塞规的测量部分表面粗糙度Ra=0.08um
5. 该塞规的材料为：合金工具钢（CrMnW）测量面硬度为HRC55-65，并经过稳定性处理。
4. 极限量具尺寸公差带图

5. 极限量具结构设计

第五部分　毕业设计体会
毕业设计是对我们这些年来在学校所学知识的总结和检验。通过毕业设计可以体现出我们在校期间的学习程度，从而对所学专业知识能力做出有力判断。
从我们拿到零件图纸的第一天开始，指导老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间，上机时间从而为我们圆满的完成设计任务奠定了良好的基础。在此之前，我们所接触的只是课本上的理论知识，对机械加设计方面只有侧面的了解。但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，它是怎么操作的，从而更加了解了我们的专业和其前途所在。
刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。在老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。之后进行工艺路线确定，工序设计，共装设计，最后进行整理答辩之后，我们便有了茅塞顿开的感觉，从而在老师的指导下，遵循设计步骤，一步步向下走，直至圆满完成设计任务。这次毕业设计给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对零件精度分析与计算和运用CAD画出工序图，夹具零件图到最后夹具总图的成型，刀具工作图，量具等都对我所学的知识进行了检验。可以说，本次毕业设计有苦也有甜。设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，要心平气合的一步一步来。总体来说，通过这次设计我受益匪浅。在摸索该如何画出夹具零件图时的过程中，也特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
在设计期间，我们实际接触了机械加工工艺的设计，对自身有了很大的提高。遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我，进行相应的指导。同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，非常感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题指引了我们设计的方向，使得我们的设计得已顺利完成。
毕业设计虽然现在已经做完了，但是我们明白，这仅仅是我们开始，在即将步入社会之际，我们定要好好总结设计心得，汲取经验，为即将开始的工作打下良好的基础。时间总是匆匆，设计在忙碌紧张中告一段落，现在应静下心来总结。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥。

第六部分 参考资料
参考文献：
⑴．《机械零件工艺性手册》 : 主编：蔡兰 机械工业出版社
⑵．《机械设计实用手册》 ： 主编：机械设计实用手册编委会 机械工业出版社
⑶．《机械设计手册·常用工程材料》 ： 主编：成大先 化学工业出版社
⑷．《机械设计基础》 ： 主编：周玉丰 机械工业出版社
⑸.《机械设计基础·课程设计指导书》 ：主编：黄晓蓉 中国电力出版社
⑹．《机械制造技术实训教程》 ： 主编：黄雨田、殷雪艳 西安电子科技大学出版社
⑺．《金属切削原理及刀具》 ： 主编：鲁昌国 国防科技大学出版社
⑻．《金属切削原理及刀具实训教程》 ：主编:黄雨田 西安电子科技大学出版社
⑼．《互换性与测量技术》 ： 主编;徐秀娟 北京理工大学出版社
⑽．《机床夹具设计》 ： 主编：张权民 科学出版社
⑾．《机械制造工艺学》 ：主编： 郑修本 机械工业出版社