调速套筒的机械加工工艺路线拟定.docx
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调速套筒的机械加工工艺路线拟定
HUNANUNIVERSITY
课程设计说明书
设计题目
调速套筒的机械加工工艺路线拟定
课程名称
机械制造工艺学
班级
机自1004
姓名
hhhh
学号
20100kkk
指导老师
kkk
2013年6月1日
一、调速套筒的零件图
二、调速套筒的工艺审查
通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。
主要工艺状况如下叙述：
零件的材料为铸铁HT25-47，采用砂型机器造型，生产类型为大量生产。
灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工，要正火处理，并采用时效处理或回火消除内应力。
根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：
1.粗糙度要求：
φ40外圆的侧面凸台边与φ35内表面，粗糙度均为Ra0.8；φ40外圆、23*31.5的矩形槽粗糙度为Ra3.2；φ6的孔内表面粗糙度为Ra1.6；尺寸14两侧面、φ45.5外圆面的粗糙度由不去除材料的方法获得；其余为Ra6.3。
2.夹具要求：
此零件为薄壁件，而且加工外圆需要以φ35内孔轴线定位，因此该工件的夹具方案要认真考虑，尽量避免其他因素导致变形等影响。
3.确定粗基准：
φ56左右端面，根据零件的总体加工特性，为整个机械加工过程中主要的基准面，粗糙度为Ra6.3，因此在制定加工方案的时候应当首先将右端面加工出来。
4.φ40的外圆侧面凸台边粗糙度为Ra0.8，要求的精度很高，而外圆面要求是Ra3.2，且没有退刀槽，因此该孔的加工是个难点，需要选择合适的加工方法来达到此侧面的技术要求。
5．φ35内孔，粗糙度要求Ra0.8，精度很高，要倒45°角；且φ40、φ45.5外圆面要以该孔的轴线为基准，因此需要合适的方法来实现和保证精度。
6.φ56的凸台因为不是完全的圆柱面，而且粗糙度要求不高，立式铣床可以很好实现此功能。
7.23*31.5矩形槽，粗糙度为Ra3.2，因此可以用铣床加工。
8.φ6孔粗糙度1.6，公差等级K7，与A位置度0.1，垂直度0.15，因此需要先钻孔、再铰孔，且有0.5*45°倒角。
9.φ2.5孔与B位置度0.1，可以直接钻孔实现。
通过以上分析，确定调速套筒的简单工艺路线安排如下：
零件定位夹紧→加工出φ56左右端面→粗镗φ35内孔→粗车φ40外圆面→以外圆中心线为基准，精镗φ35内孔→倒角→粗铣φ56凸台→粗车φ46外圆面→铣矩形槽→钻φ6和φ2.5的通孔。
三、加工路线的设计
（1）加工路线的设计
方案一：
工序号
工步号
工步内容
定位基准
工序Ⅳ
2
粗车、半精车左端面
Φ56右端面
工序Ⅴ
2
粗车、半精车右端面
Φ56左端面
工序Ⅵ
1
粗镗φ35内孔
外圆面、右端面
工序Ⅶ
1
粗车外圆面,粗车8H9槽
φ35内孔、右端面
工序Ⅷ
1
粗车8H9槽侧面
φ35内孔、右端面
工序Ⅸ
1
精镗φ35内孔，倒2*45°角
外圆面、右端面
工序Ⅹ
1
精车外圆面、8H9槽，倒0.5*45°角
φ35内孔、左端面
工序Ⅺ
2
粗、精磨8H9槽侧面
φ35内孔、左（右）端面
工序Ⅻ
2
粗车φ46、φ45.5外圆面
φ35内孔、右端面
工序XIII
1
粗铣23*31.5矩形槽
φ35内孔、右端面
2
半精铣23*31.5矩形槽
工序XIV
2
钻、铰φ6孔
φ35内孔、右端面
2
铰φ6孔，倒0.5*45°角
2
钻、铰φ2.5孔
方案二：
工序号
工步号
工步内容
定位基准
工序Ⅳ
1
粗车外圆φ56
中心孔定位
2
粗车φ40
5
倒角2×45°，0.5×45°
工序Ⅴ
2
粗镗，半精镗中心内孔φ35H9至尺寸φ35
外圆φ56定位
4
孔两边倒角
工序Ⅵ
1
精车外圆φ56、精车外圆φ40
中心孔定位
工序Ⅶ
1
精镗中心内孔φ35H9至φ35H9
外圆φ56定位
工序Ⅷ
1
粗铣槽23，长度31.5
中心孔定位
3
粗铣3mm与5mm的两外圆侧面
4
精铣槽23，长度31.5
5
精铣3mm与5mm的两外圆侧面至尺寸8H9
工序Ⅸ
1
钻孔φ6mm,调转180°，钻孔φ6mm
中心孔定位
2
铰孔φ6mm至φ6，调转180°，铰孔φ6mm至φ6
工序Ⅹ
2
钻、铰φ2.5通孔
中心孔定位
（2）加工路线的比较和选择
方案一：
该方案采用的互为基准的原则，保证了连续加工工序的基准基本保持一致，在整个工艺路线中，大多工序以φ35中心轴线及右端面为定位基准，减少了因定位误差带来的加工精度的影响；且在加工过程中，考虑了薄壁筒件的特殊加紧方法，降低了因夹具选取不当带来的零件变形；工艺路线安排紧凑，加工顺序合理。
方案二：
该方案在加工过程中，定位基准有频繁的变动，且基准的确定方法不遵循基准选取原则，没考虑薄壁零件的特殊夹紧方式，加工误差较大。
综上，方案一为最优方案。
四、工艺基准的选择
粗基准：
以左右两端面及外圆表面和内孔互为基准原则，初步选定粗基准为内孔及右端面；
精基准：
以粗基准为加工基准，进行外圆表面的精车，并以精车后的外圆表面的为基准，精镗内孔，定精基准。
五、加工工艺流程详解
工序Ⅰ：
铸造毛坯；
工序Ⅱ：
清砂，检验；
工序Ⅲ：
正火处理HB187-255；
工序Ⅳ：
以右端面为基准，粗车、半精车左端面；
工序Ⅴ：
以左端面为基准，粗车、半精车右端面；
工序Ⅵ：
以外圆面、右端面为基准，粗镗φ35内孔；
工序Ⅶ：
以φ35内孔、右端面为基准，粗车φ56外圆面、8H9槽；
工序Ⅷ：
以φ35内孔、左（右）端面为基准，粗铣8H9槽侧面；
工序Ⅸ：
以外圆面、右端面为基准，精镗φ35内孔、倒2*45°角；
工序Ⅹ：
以φ35内孔、左端面为基准，精车8H9槽，倒0.5*45角；
工序Ⅺ：
以φ35内孔、左端面为基准，粗、精磨8H9槽侧面；
工序Ⅻ：
以φ35内孔、右端面为基准，粗铣φ46外圆面；
工序ⅩⅢ：
以φ35内孔、右端面为基准，粗铣、精铣23*31.5矩形槽；
工序ⅩⅣ：
以φ35内孔、右端面为基准，钻φ6孔、φ2.5孔，铰φ6孔，倒0.5*45°角；
工序ⅩⅤ：
钳工去毛刺，清洗；
工序ⅩⅥ：
终检；
工序ⅩⅦ：
入库。
六、加工余量的确定
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：
零件材料为灰铸铁，毛坯采用砂型机器造型铸造，根据《实用机械制造工艺设计手册》（以下简称《设计手册》），查表2-3（第44页）及表2-4（第45页），确定铸件加工余量等级为G，公差等级为8到10（取公差等级为8），查表得铸件机械加工余量Z=2.0mm。
（1）Φ35H9孔左端面，表面粗糙度为Ra6.3um，加工余量Z=2.0mm，需要经过粗车——半精车两步才能满足其精度要求。
粗车单边余量Z=1.6mm
半精车单边余量Z=0.4mm
（2）Φ35H9孔，表面粗糙度为Ra0.8um，加工余量Z=2.0mm，需要经过粗镗——半精镗——精镗三步方能满足其精度要求。
粗镗单边余量Z=1.4mm
半精镗单边余量Z=0.4mm
精镗单边余量Z=0.2mm
（3）Φ35H9孔右端面,表面粗糙度为Ra6.3um，加工余量Z=2.0mm，需要经过粗车——半精车两步才能满足其精度要求。
粗车单边余量Z=1.6mm
半精车单边余量Z=0.4mm
（4）宽8的环形槽，表面粗糙度为Ra3.2um，加工余量Z=2.0mm，需要经过粗车——半精车——精车三步方能满足其精度要求。
粗车单边余量Z=1.4mm
半精车单边余量Z=0.4mm
精车单边余量Z=0.2mm
（5）φ6K7孔，表面粗糙度为Ra1.6um，根据《设计手册》，砂型铸造一般最小孔径为30mm，由于孔的尺寸较小，故采用实心铸造。
经过钻——铰两步方可满足其精度要求。
钻单边余量Z=2.75mm
铰单边余量Z=0.25mm
（6）宽23的槽，表面粗糙度为Ra3.2um，加工余量Z=2.0mm，需要经粗铣——精铣两步方能满足其精度要求。
粗铣单边余量Z=1.6mm
精铣单边余量Z=0.4mm
（7）Φ2.5孔，表面粗糙度Ra6.3um，为根据《设计手册》，孔的尺寸较小，故采用实心铸造。
经过一步钻孔即可满足精度要求。
钻单边余量Z=1.0mm
铰单边余量Z=0.25mm
七、调速套筒加工设备和工艺装备的选择
（1）机床、夹具的选择
1）粗车时选择在普通车床上进行加工，夹具选择三爪卡盘装夹即可；
2）半精车、精车选择在数控机床上进行加工，夹具选择软抓进行装夹；
3）钻孔选则在钻床上进行加工，选用组合夹具装夹；
4）根据本零件的特点，外表面选择开式垫圈加卡盘夹紧，内孔采用可涨心轴夹紧。
（2）刀具的选择
从零件图中分析可知，该零件加工的部位有端面、外圆、内轮廓、孔、螺纹等。
根据其加工特性，确定该零件的加工刀具如下表所示：
刀具名称
刀具材料
刀具规格
加工部位
外圆粗车刀
YT15
900
粗车外圆
外圆精车刀
YT15
350
精车外圆
粗镗刀
YT15
600
粗镗内轮廓
精镗刀
YT15
450
精镗内轮廓
麻花钻
合金
Φ5.5mm
钻Φ6孔底孔
麻花钻
合金
Φ2.5mm
钻Φ2.5孔
铰刀
合金
Φ6.0mm
铰Φ6孔
铣刀
硬质合金
Φ100mm，厚5mm
铣23mm槽
（3）量具的选择
量具主要根据生产类型和所检验的精度来选择。
在单件小批量生产中应采用通用量具，在大批量生产中则采用各种量规和一些高生产率的专用量具。
八、工艺过程综合卡片
工序号
工步号
工序内容
加工余量/mm
机床设备
刀具
量具
工序I
1
铸造毛坯
游标卡尺
工序II
1
检验毛坯
游标卡尺
工序III
1
毛坯热处理（正火处理）
游标卡尺
工序Ⅳ
1
粗车、半精车左端面
2
CK6140
硬质合金车刀
游标卡尺
工序Ⅴ
1
粗车、半精车右端面
2
CK6140
硬质合金车刀
游标卡尺
工序Ⅵ
1
粗镗φ35内孔
1.4
T716立式镗床
φ35.5镗刀
内径千分尺、塞规
工序Ⅶ
1
粗车外圆面
2
CK4140
硬质合金车刀
游标卡尺
工序Ⅷ
1
粗车8H9槽
1.4
CK6140
硬质合金车刀
游标卡尺
工序Ⅸ
2
半精镗、精镗φ35内孔，倒2*45°角
0.6
T716A立式镗床
φ35镗刀
内径千分尺、塞规
工序Ⅹ
1
精车外圆面、8H9槽，倒0.5*45°角
0.6
CK6140
硬质合金车刀
游标卡尺
Ⅺ
2
粗精磨8H9槽侧面
0.1
M7350
金刚石砂轮
粗糙度样板
工序Ⅻ
2
粗铣φ46、φ45.5外圆面
2
X5032立式铣床
硬质合金铣刀
游标卡尺
工序XIII
1
粗铣23*31.5矩形槽
1.6
X5032立式铣床
硬质合金铣刀
游标卡尺
2
精铣23*31.5矩形槽
0.4
X5032立式铣床
硬质合金铣刀
游标卡尺
工序XIV
1
钻φ6孔
5.5
立式钻床Z525
直柄麻花钻
内径千分尺
2
铰φ6孔，倒0.5*45°角
0.5
立式钻床Z525
铰刀
内径千分尺
3
钻φ2.5孔
2.5
立式钻床Z525
直柄麻花钻
内径千分尺
九、零件毛坯综合图
十、总结心得体会
在完成此次“调速套筒机械加工工艺路线的拟定”的大作业之后，回想整个设计过程，收益颇丰。
从开始的茫然，到后来通过小组讨论，确定加工顺序、工艺路线等，让我深深体会到了“学以致用”的重要性。
作为机械学子，我们更应该将书本所学运用到实践当中，而课程设计便是一个很好的机会。
这次设计作业让我对书本知识、对机械加工过程有了更深刻的理解，同时也明白了自己的欠缺与不足，在巩固专业知识的同时，培养了自己严谨、细心的品质，增强了沟通、合作的能力。
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