机械制造技术课程设计-转子加工工艺及车φ106外圆夹具设计.docx

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1、目录1诸论11.1 课题背景11.2 设计思路12零件的工艺分析22.1 零件的作用22.2 零件图样分析23机械加工工艺规程设计43.1 确定生产类型43.2 确定毛坯43.3 基准的选择53.3.1 精基准的选择原则53.3.2 粗基准的选择原则53.4 主要的加工工序的工艺路线安排53.5 加工设备与工艺设备的选择74确定切削用量85转子车外圆夹具设计355.1 问题的提出355.2 夹具定位分析355.3 定位误差分析355.3.1 基准位移误差A355.3.2 基准不重合误差Ab355.4 车削力和夹紧力计算35541计算车削力355.4.2计算螺旋夹紧力36致谢37参考文献381诸

2、论1.1 课题背景随着社会的不断进步，公众对产品质量的要求越来越高，产品都是由零件组装而成的，机械加工工艺与零件加工质量有很大关系。零件的精度不仅关系到生产企业的生产质量和经济效益，同时关系到使用企业的生产效率与经济效益。合理的加工工艺可以有效提高零件的质量，提高企业的竞争力。夹具的设计与零件的加工效率和加工质量关系密切，一套优秀的夹具既能保证零件的加工精度，又可以有效提高零件的加工质量。本课题要求学生具备完整的机械工程专业知识体系，能够正确地解决一个零件在机械加工中的定位，夹紧以及工艺路线合理安排等问题，保证零件的加工质量，提高其结构设计和创新能力。学生可以通过设计典型零件转子的夹具，掌握根

3、据被加工零件的加工要求，设计出既高效、省力、经济合理，又能保证零件加工质量的夹具来。学习使用各种手册及查询图表资料的方法，掌握查找与本设计有关的各种资料的名称出处的能力，能够做到熟练应用。将本科过程学习过的机械专业相关课程知识串联起来应用于生产实践，为其后续工作奠定良好基础。1.2 设计思路依据转子零件二维图，我把整个设计划分以下几个阶段：依据参考文献编写工艺过程卡;通过参考文献确定夹具定位方案；绘制出夹具并拆画非标零件图；对上面进行总结并书写成书即毕业论文；查找相关资料绘制工序卡图并填写相关工艺文件；将各种文件分类整理。虽然设计大致思路有了，但具体的设计过程中也遇到许多问题，我设计的夹具为粗

4、车106外圆；粗车34槽；半精车34槽和粗铳320H8槽；采用的定位元件为心轴；夹紧则是采用心轴、快换垫圈和六角法兰面螺母等组成的夹紧机构夹紧工件。2零件的工艺分析2.1 零件的作用转子指由轴承支撑的旋转体。光盘等自身没有旋转轴的物体，当它采用刚性连接或附加轴时，可视为一个转子。2.2 零件图样分析联图2-1转子零件图1 .转子右侧84湍孔,粗糙度Ral6j2 .转子648孔，粗糙度Ral2.5“n3 .转子右侧中68沉孔，粗糙度Ral2.5n4 .转子右侧84l三端面，粗糙度Ra3.25 .转子中85孔，粗糙度Ral2.5“6 .转子左侧中68沉孔，粗糙度Ral2.5?7 .转子左侧6844

5、黑孔，粗糙度RaI.6“/?8 .转子左侧中84：黑端面，粗糙度Ra3.24%9 .转子106端面，粗糙度Ral2.5?10 .转子中106外圆，粗糙度Ra6.3九IL转子34槽，粗糙度Ra3.24%12.转子320H8槽，粗糙度Ra3.2m13 .转子358两侧面，粗糙度Ra3.2m14 .转子3x20H7孔，粗糙度Ral.6?转子右侧844黑孔为基准A,左侧844黑孔为基准B,与基准A的同轴度公差0.03；320H8槽与基准A、基准B的对称公差0.1。3机械加工工艺规程设计3.1 确定生产类型转子材料为ZLlO3,生产类型为大批量，由参考文献口表1.1-2知，年产量在500050000之间

6、3.2 确定毛坯转子零件材料为ZLlO3,生产批量为大批量，由参考文献国表1.3/知，转子毛坯制造方法为金属模机械砂型铸造，精度等级CT810,加工余量等级G。再由参考文献同表2.2-4查得各加工表面加工余量如表3.1所示：表3.1转子毛坯余量基本尺寸（mm）毛坯余量（mm）48孔2.5（单边）84孔2.5（单边）85孔3.0（单边）84端面3.0（单边）106端面3.5（单边）106外圆3.0（单边）34槽实心铸造3X20H8槽实心铸造3X58两侧面实心铸造320H7孔实心铸造转子零件的毛坯图如下图3-1所示159.5155.5112.5图3-1转子零件毛坯图3.3 基准的选择为了使转子整个

7、机械加工工艺过程顺利进行，拟订其机械加工工艺路线时，首先考虑选择一组或几组精基准来加工零件上各个表面，然后选择把精基准加工出来的粗基准。3.3.1 精基准的选择原则基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则和保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便原则国。故选择转子右侧中84孔和中84端面作为定位精基准。3. 3.2粗基准的选择原则重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则和粗基准不重复使用原则同。故选择转子中106外圆作为定位粗基准。3.4 主要的加工工序的工艺路线安排表3.2工艺路线一工序号工序内容备注01备料铸造02执八、淬火加部分人工时效粗车

8、右侧中48孔；粗车中84孔；粗车85孔；粗车中68端面；03车粗车84端面；孔口倒角掉头粗车中84孔；粗车中68端面；粗车中84端面；粗车中10604车端面05车半精车84端面；半精车84孔；精车84孔；孔口倒角06车粗车106外圆；粗车34槽；半精车34槽07车掉头半精车84孔；精车84孔；半精车中84端面08铳粗铳320H8槽；精铳320H8槽09铳粗铳358两侧面；精铳358两侧面10钻钻孔至18；扩18孔至19.8；较19.8孔至20H711钳工去毛刺12终检检验至图纸要求13入库包装、入库表3.3工艺路线二工序号工序内容备注01备料铸造02热淬火加部分人工时效粗车右侧48孔；粗车中8

9、4孔；粗车85孔；粗车68端面；粗车中84端面；孔口倒角；半精车中84孔；精车84孔；半精车684端面；掉头粗车中84孔；粗车668端面；粗车中84端03车面；粗车6106端面；半精车84端面;半精车中84孔；精车84孔;孔口倒角;粗车106外圆;粗车34槽；半精车34。槽粗铳320H8槽;精铳320H8槽；粗铳3x58两侧面；精铳35804铳两侧面05钻钻孔至18；扩18孔至19.8；较中19.8孔至中20卜1706钳工去毛刺07终检检验至图纸要求08入库包装、入库转子依据表3.2和表3.3两种工艺路线所示分析可知，工艺路线二优点是共有三种机床，车床、铳床和钻床，可以三人同时操作，也可以一人

10、操作。缺点是生产周期长，产品精度不高,单件成品高，对工人的技术水平要求较高。由转子零件图知，转子精度较高，工艺路线二产品合格率低，所以选用方案一。3.5 加工设备与工艺设备的选择转子的工艺路线如上所述，再依据参考文献表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8知，每道工序选择的刀具、量具和加工设备满足零件加工质量。表3.4加工设备及工艺装备的选择工序号工序内容加工设备工艺装备03粗车右侧48孔；粗车84孔；粗车中85孔；粗车84端面；粗车中68端面；孔口倒角卧式C620-1车床可转位车刀；游标卡尺；三爪卡盘04掉头粗车84孔；粗车中84端面；粗车中68端面；粗车中106端面卧式C620-1车床可转

11、位车刀；游标卡尺；车夹具半精车中84端面；半精车中84卧式车床可转位车刀；游标卡05孔；精车中84孔；孔口倒角C620-1尺；车夹具06粗车中106外圆；粗车34槽；半精车34槽卧式C620-1车床可转位车刀；游标卡尺；车夹具07掉头半精车中84孔；精车84卧式车床可转位车刀；游标卡孔；半精车84端面C620-1尺；车夹具08粗铳320H8槽；精铳320H8槽卧式铳床X63三面刃铳刀；游标卡尺；铳夹具09粗铳3x58两侧面;精铳3x58两侧面卧式铳床X63三面刃铳刀；游标卡尺；铳夹具10钻孔至18；扩18孔至中19.8；较19.8孔至中208立式钻床Z525麻花钻；扩孔钻；较刀；锥柄圆柱塞规；

12、钻夹具4确定切削用量工序03：粗车右侧中48孔；粗车中84孔；粗车中85孔；粗车中84端面；粗车中68端面；孔口倒角工步一：粗车右侧48孔1 .机床选择转子右侧48孔，加工设备选择卧式车床C620-lo2 .刀具选择由参考文献表8-30,选择硬质合金可转位车刀。3 .车削深度与由转子零件毛坯余量知，中48孔单边加工余量2.5mm,粗糙度Ral2.5,由参考文献也表1.4- 7知，粗车即可达到其精度要求，故q=2.5mm4 .切削速度U由参考文献团表5.23知，粗车的切削速度v=7090mmin,在此取v=80mmin5 .进给量/由参考文献表5.23知，粗车转子中48孔的进给量=0.7mmrI

13、mm/r。而由参考文献同表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mmrImnVr之间有0.7Imm/r、0.8Imm/r、0.9Imm/r和0.96mmr,在此取/=0.8Imm/r。6 .主轴转速IOoOV/nd100080万48rnin 531rmin由参考文献“表4.2-8知，与531rmin相近的转速为600rmin,故主轴转速 = 600 min7 .工时计算由参考文献2表6.2-1知粗车转子中48孔的机动时间计算公式:T3=,L=+l+2+/3a25/=1+(2-3)=-+(2-3)=(4.55.5)mmtgkrtg45o4=35,&为试切附加1长度，依据参考文献W表6.2-2知，4=5式中=96mm,1=5.0mm,I2=4mm,3=5,f=0.81mmr,H=600rmin,=80mmin,走刀次数i二lI1I1Irr96+5.0+451.c”二则T八=XImm0.226mm730.81600工步二：粗车84孔1.机床选择转子右侧84孔，加工设备选择卧式车床C620-lo2 .刀具选择由参考文献表8-30,选择硬质合金可转位车刀。3 .车削深度与由转子零件毛坯余量知，中84孔单边加工余量2.5mm,粗糙度Ral.6,由参考文献W表1.4-7知，粗车一一半精车一一精车方可达到其精度要求，粗车单边余量2.0mm,半精车单边余量0.4mm,