分度盘课程设计说明书.docx

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1、jEarhgxi； University of I echnology课程设计说明书题目：机械工艺课程设计学院：机械工程学院专业：机械工程及自动化姓名：学号：指导教师：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

2、具和夹具切削用量包括：切削速度、进给量和背吃刀量第一部分检验、分析（一）零件的作用分度盘英文名称：Indexing Plate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

3、。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110g6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35h6mm孔中心线有垂直度要求；外圆台阶 面对110g6mm外圆轴心线有垂直度要求；110g6mm外圆与 35h6mm孔有同轴度要求；4xg0H6螺纹EQS与和3x09mm孔和 3x013对110g6mm外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用百 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

4、坯绘制毛胚图1 ）零件材料45钢，切削加工性良好。2 ）分度盘0100g6mm外圆与035H7mm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。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L&kg。3）锻件复杂系数对分度盘零件图进行分析计算，可大致

5、确定锻件外廓包容体的直 径d=0110mm，高 H=55mm。由公式S= m /m =7.50kg/12.0kg=0.63。 由此可确定该分度盘零件的复杂系数为S级4）锻件材质系数2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M 1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1.6pm。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。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7.311.9S 2M 1普通

6、级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注110外圆3.2+2-1.1IT8粗车-半粗车-精车2.0035外圆2.8 + 成-0.9IT10粗车-半精 车2.6010H6孔2.5 +1-7-0.8IT8粗车-半粗车-精车2.00 3的凹槽IT11粗车3.02.7 +1.70.8022H72.2 +1-5-0.7IT8粗车-半粗孔2.0车-精车表2-2分度盘锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量注：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

7、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0 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0 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0 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to加工表面尺寸精度等 级表面粗糙度Ra/pm加工方案大端面IT80.8粗车一半精车一精 车小端面IT103.

8、2粗车-半精车3x09 孔IT93.2钻一较3x013 孔IT93.2钻一较022孔IT90.8钻一扩一较4x010 孔IT130.8钻一较2x06 孔IT93.2钻一较R1.5销孔IT712.5钻一粗较一精铰弧形槽面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”“先主后次了先面后孔”的原则。2）热处理工序因模锻件的表面层有硬皮，会

9、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110mm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C62090。偏刀游标卡尺3粗车大外圆C62090。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

10、小端面C62090。偏刀游标卡尺6粗车小外圆C62090。偏刀游标卡尺7粗车台阶面C62090。偏刀游标卡尺8钻21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230250HB11半精车大端面C62090。偏刀游标卡尺12粗镗一半精镗一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C62090。偏刀游标卡尺15半精车台阶面C62090。偏刀游标卡尺16车削退刀槽C620切槽刀游标卡尺17钻一较6x012孔立式钻床Z550钻头复合较刀卡尺、塞规18铣弧形槽立式铣床X51键槽铣刀游标卡尺19钻一粗铰一精较010销孔立式钻床Z5

11、50麻花钻、较刀内径千分尺20中间检验塞规、百分表、卡尺等21热处理一淬硬淬火机等40 45HRC22精车小外圆C62090。偏刀外径千分尺23精车台阶面C62090。偏刀外径千分尺24钻一攻螺纹 孔立式钻床Z550麻花钻、丝锥卡尺、塞规25钻一扩孔6x032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Z =10.0mm2）由于需要保证010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032mm孔的尺寸要求。查表2.5-48 （机械加工工艺手册

12、李洪）可得扩孔工步余量： =1.5mm Z =1.5mm Z =1.5mm Z =1.5mm Z =1.5mm Z =1.5mm =2.0mm ; Z =2.0mm ; Z =2.0mm ; Zi0=2.0mm ; Z =2.0mm ; =2.0mm ; Z =1.0mmo3）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、0.1

13、1mm、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：010 + 0.15mm :扩孔 qu.5 + 0.11mm、013 + 0,nmm、014.5 + 0.11mm、016 + o.nmm、00000017.5 + 0.11mm、 19 + 0.13mm、0 21 +。皿mm、0 23 +。的mm、0 25 +。的mm、000000 27 +0.13、0 29 +0.13 mm、 31 + 0.13 mm、0 32 + 0.16 mm。00002.5切削用量、时间定额的计算

14、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a =10.0mm。p进给量的确定由表5-21选取该工步的每转进给量f=0.2mm/ro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/n d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=n nd/1000=23.1m/min。2）

15、扩钻工步扩孔工步分13次进行，切削速度可根据公式n=1000v/n d和v= n nd/1000 确定。第一次扩孔背吃刀量a =1.5mmp进给量 f=0.6mm/r切削速度 取 v=42m/min n=1000v/n d=1163.1r/min取 n=996r/min v=n nd/1000=36.00m/min第二次扩孔背吃刀量a =1.5mmp进给量 f=0.6mm/r切削速度取 v=42m/min n=1000v/n d=1028.9r/min取 n=996r/min v=n nd/1000=40.66m/min第三次扩孔背吃刀量a =1.5mmp进给量 f=0.6mm/r切削速度 取

16、v=42m/min 取 n=996r/min第四次扩孔背吃刀量a =1.5mmp进给量 f=0.7mm/r切削速度 取v=40m/min 取 n=735r/min第五次扩孔背吃刀量a =1.5mmp进给量 f=0.7mm/r切削速度 取v=40m/min 取 n=735r/min第六次扩孔背吃刀量a =1.5mmp进给量 f=0.7mm/r切削速度 取v=43m/min 取 n=735r/min第七次扩孔背吃刀量a =2.0mmp进给量 f=0.8mm/r切削速度 取v=46m/min 取 n=735r/minn=1000v/n d=955.4r/minv=n nd/1000=45.35m/m

17、inn=1000v/n d=796.2r/minv=n nd/1000=36.93m/minn=1000v/n d=727.9r/minv=n nd/1000=40.39m/minn=1000v/n d=720.8r/minv=n nd/1000=43.85m/minn=1000v/n d=697.6r/minv=n nd/1000=48.47m/min第八次扩孔背吃刀量a =2.0mm p进给量 f=0.8mm/r切削速度 取 v=46m/min n=1000v/n d=639.9r/min 取 n=500r/min v=n nd/1000=36.11m/min第九次扩孔背吃刀量 进给量 切

18、削速度=2.0mmapf=0.8mm/r取 v=45m/min 取 n=500r/min第十次扩孔背吃刀量 进给量 切削速度n=1000v/n d=573.2r/minv=n nd/1000=39.25m/min=2.0mmapf=1.0mm/r取 v=45m/min取 n=500r/min第十一次扩孔背吃刀量 进给量 切削速度=2.0mmapf=1.0mm/r取 v=45m/min取 n=500r/min第十二次扩孔背吃刀量 进给量 切削速度a =2.0mmpf=1.0mm/r取 v=47m/min取 n=500r/min第十三次扩孔背吃刀量 进给量 切削速度=2.0mma pf=1.0mm

19、/r取 v=47m/min取 n=500r/min2.5.2时间定额的计算n=1000v/n d=530.9r/minv=n nd/1000=42.39m/minn=1000v/n d=494.2r/minv=n nd/1000=45.53m/minn=1000v/n d=482.8r/minv=n nd/1000=48.67m/minn=1000v/n d=467.8r/minv=n nd/1000=50.24m/min1)基本时间顷的计算钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式广L/fn=(i +11 +12)/fn求 得。式中 i =20mm ; i = Dcot k + ( 1

20、2 )=10-0mm x cot 54。; +1mm=2 r25.4mm ; /2 =0 ; f=0.2mm/r ; n=735r/mino 将上述结果代入公式，则 该工步的基本时间 t. = ( 20mm+5.4mm+0)/(0.2mm/rx 735r/min) = 0.17min=10.38so扩孔工步根据表5-41 ,扩孔的基本时间可由公式广L/fn=(i +11 +12)/fn求 得。式中 i =20mm ; 11 = D - di cot k + ( 1 2 ) = D - d 1 cot 60 o +1mm = 0.3(D -d 1) +1mm ; 12 =0 ;由此可得扩孔各工步

21、的基本时间t.= (21 + 0.3(D-d) )/fno由于在通过分度装置钻均布圆周孔的过程中， 切削用量、切削速度均不变，且不需装卸工件，所以看成复合工步。复合工步 2 ：t = (21+0.3x1.5)/(0.6x996 )x6=0.215min=12.90s 复合工步 3 :七(21+0.3x1.5 y(0.6x996) x6=0.215min=12.90s 复合工步 4 :t.= (21+0.3x1.5 )/(0.6x996 )x6=0.215min=12.90s 复合工步 5 ：t.=( 21+0.3x1.5 )/(0.7x735 )x6=0.250min=15.01s 复合工步

22、6 :t.=( 21+0.3x1.5 )/(0.7x735 )x6=0.250min=15.01s 复合工步 7 : t. = (21+03x1.5)/(0.7x735 )x6=0.250min=15.01s 复合工步 8 : t. = (21+0.3 x 2.0 ) /(0.8 x 735) x 6 = 0.0.221min=13.26s复合工步 9 :% ( 21+0.3x2.0 y(0.8x500) x6=0.324min=19.44s 复合工步 10 :七=(21+0.3x2.0)/(0.8x500 )x6=0.324min=19.44s 复合工步 11 :t. = (21+03x2.

23、0)/(1.0x500 )x6=0.259min=15.54s 复合工步 12 : t. = (21+0.3 x 2.0 ) /(1.0 x 500) x 6 = 0.259min=15.54s复合工步 13 : t. = ( 21+0.3 x 2.0 ) /(1.0 x 500) x 6 = 0.259min=15.54s复合工步 14 :t. = (21+0.3x2.0)/(1.0x500 )x6=0.259min=15.54s 2)辅助时间tf的计算 钻孔工步tf =(0.15 0.20) t.,此处取 tf =0.201. =0.20 x 10.38s=2.08s。 扩孔工步复合工步

24、2 : tf =0.201. =0.20x12.90s=2.58s复合工步 3 : tf =0.20t.=0.20x12.90s=2.58s复合工步 4 : tf =0.20t.=0.20x12.90s=2.58s复合工步 5 : tf =0.20t.=0.20x15.01s=3.00s复合工步 6 : tf =0.20t.=0.20x15.01s=3.00s复合工步 7 : tf =0.20% =0.20x15.01s=3.00s复合工步 8 : tf =0.20t.=0.20x13.26s=2.65s复合工步 9 : tf =0.20t.=0.20x19.44s=3.89s复合工步 10

25、: tf =0.20t.=0.20x19.44s=3.89s复合工步 11 : tf =0.20七=0.20x15.54s=3.11s复合工步 12 : tf =0.20t.=0.20x15.54s=3.11s复合工步 13 : tf =0.20t.=0.20x15.54s=3.11s复合工步 14 : tf =0.20t.=0.20x15.54s=3.11s3) 其他时间的计算 钻孔工步除了作业时间(基本时间与辅助时间)以外，每道工序的单件 时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备时间与终结 时间。由于分度盘的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备 与终结时间甚微，可忽略不计；

26、布置工作地时间t是作业时间的2%b7%，休息与生理需要时间t.是作业时间的2%4%，此处取3%，则 各工序的其他时间(tb +t.)可按关系式(3%+3%)x(tb +t.)计算。该工步 的其他时间：(tb +八)=6%x ( 10.38+2.08 )=0.75s。 扩孔工步复合工步 2 : (tb +t. )=6%x ( 12.90s+2.58s )=0.93s复合工步 3 : (tb +t. )=6%x ( 12.90s+2.58s )=0.93s复合工步 4 : (tb +t. )=6%x ( 12.90s+2.58s )=0.93s复合工步 5 : (tb +t. )=6%x ( 15

27、.01s+3.00s )=1.08s复合工步 6 : (tb +t. )=6%x ( 15.01s+3.00s )=1.08s复合工步 7 : (tb +t. )=6%x ( 15.01s+3.00s )=1.08s复合工步 8 : (tb +t. )=6%x ( 13.26s+2.65s )=0.95s复合工步 9 : (tb +t. )=6%x ( 19.44s+3.89s )=1.40s复合工步 10 : (tb +t. )=6%x ( 19.44s+3.89s )=1.40s复合工步 11 : (tb +t. )=6%x ( 15.54s+3.11s )=1.12s复合工步 12 :

28、(tb +t. )=6%x ( 15.54s+3.11s )=1.12s复合工步 13 : (tb +t. )=6%x ( 15.54s+3.11s )=1.12s复合工步 14 : (tb +tx )=6%x ( 15.54s+3.11s )=1.12s4) 单件时间的计算 钻孔工步/ =10.38+2.08+0.75=29.26sldj钻 扩孔工步复合工步 2 : t =12.90s+2.58s+0.93s=16.41s复合工步 3 :扩=12.90s+2.58s+0.93s=16.41s复合工步 4 :扩=12.90s+2.58s+0.93s=16.41s复合工步 5 : =15.01s

29、+3.00s+1.08s=19.09s复合工步 6 :扩=15.01s+3.00s+1.08s=19.09s复合工步 7 :扩=15.01s+3.00s+1.08s=19.09s复合工步 8 : =13.26s+2.65s+0.95s=16.86s复合工步 9 :扩=19.44s+3.89s+1.40s=24.73s复合工步 10 :： =19.44s+3.89s+1.40s=24.73s复合工步 11 :扩=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s复合工步 12 :扩=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s复合工步 13 :扩=15.54s+3.11s+1.12s=19

30、.77s 复合工步 14 :扩=15.54s+3.11s+1.12s=19.77s 因此，工序23的单间时间为10个复合工步的时间之和，即t =29.26s+16.41s+16.41s+16.41s+19.09s+19.09s+19.09s+16.86s+24.73s+24.73s+19.77s+19.77s+19.77s+19.77s=281.16s3方案综合评价与结论3.1方案评价1) 机械加工工艺规程的制定较为合理。2) 6x 32mm孔加工夹具设计的定位方案合理，通过分度装置可以 实现在一次装夹中不断加工6个表面。但当分度装置在工作负荷 较大时，容易产生振动，迫使定位销受力变形，而影响

31、加工精度。所以，应当设计锁紧机构，以防止分度盘松动。3）分度回转体与夹具体的连接不稳固，可以通过改善二者结构形式解决这一问题。4）钻模板与底板铸成一体的夹具体结构虽然有助于提高刚度，但是增加了铸造和加工难度。5）此零件适合于采用组合机床（夹具：浮动钻模板），进行加工，以提高生产效率。3.2结论本设计方案基本达到课程设计的要求，但仍然有许多需要改进之处。4体会与展望4.1体会1）对知识的掌握不够准确，操作不够熟练。2）作课程设计的正确态度：一是认真，二是快。4.2展望夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精 密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高 效、模块、

32、组合、通用、经济方向发展。参考文献1 陈国香，机械制造与模具制造工艺学，情话大学出版社，2006.52 李彩霞，机械精度设计与检测技术，上海交通大学出版社，2006.13 黄健求，机械制造技术基础，机械工业出版社，2005.114 陈宏钧，实用金属切削手册，机械工业出版社，2005.95 杨峻峰，机床及夹具，清华大学出版社，2005.36 方子良，机械制造技术基础，上海交通大学出版社，2005.17 王伯平，互换性与测量技术基础，机械工业出版社，2004.48 武良臣，敏捷夹具设计理论及应用，煤炭工业出版社，2003.99 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，冶金工业出版社，2002.1210 杨叔子，机械加工工艺师手册，机械工业出版社，2001.811 秦宝荣，机床夹具设计，中国建材工业出版社，1998.2