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涡轮机械加工工艺规程及工艺装备设计:

目录
序言……………………………………………………………… 2
第一章 零件的工艺分析……………………………………………2
第二章 确定生产类型………………………………………………2
第三章 确定毛坯类型……………………………………………… 2
3.1 确定毛坯种类…………………………………………………3
3.2 制定工艺路线…………………………………………………3
3.3 绘制铸件零件图………………………………………………3
第四章 工序规程设计…………………………………………………4
4.1 选择定位基准…………………………………………………4
4.2 制造工艺路线…………………………………………………4
4.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定……………………5
4.4 切削用量………………………………………………………5
第五章 夹具设计………………………………………………………7
5.1 机床夹具的功能………………………………………………7
5.2机床夹具应满足的要求…………………………………………7
5.3切削力及夹紧力计算……………………………………………7
5.4夹具设计及操作的简要说明……………………………………8
第六章 课程设计总结…………………………………………………9
参考文献……………………………………………………………… 10

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。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

一、零件的分析
零件的工艺分析
零件材料为10-3铅青铜，有良好的自润滑性能，易切削铸造容易产生比重偏析。为此以下是涡轮需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.中心孔35及键槽。
2.孔16。
3.齿轮面

二、确定生产类型
已知此涡轮零件的生产纲领为1000件/年，零件的质量是5.45Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该涡轮生产类型为中批生产，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。

三、确定毛坯
1、确定毛坯种类：
零件材料为10-3铅青铜。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择离心铸造毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-8~13。

2、确定铸件加工余量及形状：
查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-F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，如下表所示：

简 图
加工面代号
基
本
尺
寸
加工余量等级
加工
余量
说

明

D1
35
F
2x4
双侧加工
D2
16
F
2x4
双侧加工
D3
160
F
2x6
双侧加工

3、绘制铸件零件图

四、工艺规程设计
1.选择定位基准：
1 .粗基准的选择：以涡轮的端面为主要的定位粗基准，以外圆表面为辅助粗基准
2.精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的端面为主要的定位精基准，外圆表面为辅助的定位精基准。
2.制定工艺路线:
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求（铸造出来的端面表面粗糙度为R12.5~6.3,到达技术要求）及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序01 粗镗(扩)Φ35孔，以D3外圆和底面为基准，采用T611式镗床加专用夹具
工序02 粗镗(扩)Φ16孔，以D3外圆和底面为基准，采用T611式镗床加专用夹具
工序03 半精镗（精扩）Φ35孔，以D3外圆和底面为基准，采用T611卧式镗才床加专用夹具；
工序04 半精镗（精扩）Φ16孔，以D3外圆和底面为基准，采用T611卧式镗床加专用夹具；
工序05 中心孔倒角C1，以D3外圆和底面为基准；
工序06 插10x4.3的键槽，以D3外圆和底面为基准，采用插车和专用夹具；
工序07 粗车Φ160外圆和圆弧槽，以D1中心孔和底面为基准，采用数控机床和专用夹具；
工序08 半精车Φ160外圆和圆弧槽，以D1中心孔和底面为基准，采用数控机床和专用夹具；
工序09 涡轮滚刀铣外圆齿面，以D1中心孔和底面为基准，采用专用夹具；
工序10 去尖角，去毛刺；
工序11 终检；

3.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:
1.涡轮表面工序尺寸：
加工
表面
加工
内容
加工余量
精度等级
工序
尺寸
表面粗
糙度

Φ35IT12
（D1）
铸件
5.0
CT12

粗镗
3.0
IT9

3.2
半精镗
2.0
IT8

1.6

Φ16IT7
（D2）
铸件
2.6
IT12

粗镗
1.6
IT9

3.2
半精镗
1.0
IT8

1.6

2. 外圆圆弧工序尺寸：

工序号
工序
内容
加工
余量
基本
尺寸
精度
等级
工序尺寸偏差
07
铸件
8.6
164.6~168.6
CT12

粗车φ160外圆及圆弧槽
5.0
159.6~163.6
IT10

08
半精车φ160外圆及圆弧槽
3.6
156~160
IT9

4. 定切削用量：
工序01 粗镗(扩)Φ35孔，以D3外圆和底面为基准。
1. 加工条件
工件材料：10-3铅青铜，硬度 ：≥245HB，铸造；工件尺寸：Rmax=160mm，h=30mm；
机床：T611卧式镗床
刀具：E403硬质合金扩刀，根据《简明手册》3.19查得，扩刀直径d=22mm
2. 切削用量
单边余量 可一次切除，
则 。根据《简明手册》4.2-20查得，取 。根据《简明手册》4.2-21查得，取：。

工序02 粗镗(扩)Φ16孔，以D3外圆和底面为基准。
机床：T611卧式镗床
刀具：硬质合金扩刀，根据《简明手册》3.19查得，扩刀直径d=10mm
单边余量 可一次切除，则 。根据《简明手册》4.2-20查得，取 。根据《简明手册》4.2-21查得，取：。

工序03 半精镗（精扩）Φ35孔，以D3外圆和底面为基准，
机床：T611卧式镗床；
刀具：E405硬质合金扩刀，根据《简明手册》3.19查得，扩刀直径d=30mm
单边余量 可一次切除，则 。根据《简明手册》4.2-20查得，取 。根据《简明手册》4.2-21查得，取：。

工序04 半精镗（精扩）Φ16孔，以D3外圆和底面为基准
机床：T611卧式镗床；
刀具：E401硬质合金扩刀，根据《简明手册》3.19查得，扩刀直径d=14mm
单边余量 可一次切除，则 。根据《简明手册》4.2-20查得，取 。根据《简明手册》4.2-21查得，取：。

工序06 插10x4.3的键槽，以D3外圆和底面为基准
机床：B5020型插床；
考虑到插床加工尺寸精度为IT7~10，表面粗糙度为Ra3.2um
采用10x10插刀进给量由1.24mm开始依次减少（不低于0.8mm），反复进行直至达到要求；

工序07 粗车Φ160外圆和圆弧槽，以D1中心孔和底面为基准 机床：数控机床；
刀具：W6Mo5Cr4V2型普通高速钢

工序08 半精车Φ160外圆和圆弧槽，以D1中心孔和底面为基准
机床：数控机床；
刀具：W6Mo5Cr4V2型普通高速钢

数控程序: N001 G92 X200 Z350
N002 G00 X150 Z30 S800 M03 T11 M08
N003 G01 X160 Z25.981 F100
N004 G01 X160 Z22.483
N005 G02 X160 Z7.517 R15
N006 G01 X160 Z3.498
N007 G01 X151.340 Z-1.502
N008 G00 X180 Z-1.502
N009 G00 X200 Z350 T30 M02

工序09 涡轮滚刀铣外圆齿面，以D1中心孔和底面为基准
已知涡轮模数为3和齿数为50，中心距91
机床：型号Y3150滚齿机床
工件每转进给量为1.5mm，可一次切除；根据资料查得，取：

五、夹具设计
1.机床夹具的功能
1.保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装，包括了两成含义：一是工件通过夹具上的定都定位获得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置加工过程中保持不边，称为夹紧，这样就可以保证工件加工表面的位置精度，且进度定位。
2.提高生产率 使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正，对到等铺助时间，采用多件多工位夹具，以及气动液压动力夹紧装置，可以进一步减少铺助时间，提高生产率。
3扩大机床的使用范围 有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床上安放镗模夹具，就可以进行孔系的整体加工。
4.减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
总之，设计夹具时必须使加工质量、生产效率、劳动条件和经济性等几方面达到辨证的统一。其中保证工件的加工质量是最基本的要求。

2.机床夹具应满足的要求
设计工序07——车外圆及圆弧槽的夹具。本夹具将用于T611卧式镗床，刀具为W6Mo5Cr4V2型普通高速钢。

3.切削力及夹紧力计算
刀具：YG6硬质合金可转位车刀，
由《切削手册》表3.28查得切削力公式
4．夹具设计及操作的简要说明
如前所述，由于是中批量生产，在设计夹具时，为降低成本，故采用手动夹紧即可满足要求。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时夹具体底面的一对定位键可以使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位置，以有利于车削加工。
夹具装配图及夹具体零件图分别见图。

六. 课程设计总结
首先感谢母校，是她给我一个难得的学习机会，让我在即将毕业之际学到了很多知识，经过这次紧张的课程设计，使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。
我的课程设计主要在老师指导下,在同组成员的帮助下，让我对所学的知识进行系统性的复习,并根据写作要求查阅有关资料。在设计过程中受到老师无微不至的关心与耐心指导，使我的课程设计得以顺利的进展。
根据板工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠地达到了图纸所提出的技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设计中的夹具设计也是合理可行的，该夹具确保了工件的加工质量，不仅工艺性好结构简单而且使用性好、操作省力高效，同时定位及夹紧快速准确，提高了生产率，降低了制造成本。因此，可知此次课程设计是成功的。
经过这次设计，提高了我很多的能力，比如动手水平、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。在这期间凝结了很多人的心血，在此表示衷心的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力 ，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

参考文献
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[6]薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，1995
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