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1、 毕业设计说明书题 目 盘类零件机械加工工艺规程设计 专 业 机械制造与自动化 班 级 机自 0808 学生姓名 易宗洋 指导教师 陈帆 20102010 年年 1010 月月 1414 日日摘摘 要要：根据设计任务书的要求,本设计说明书针对盘类零件机械加工工艺规程设计进行说明。主要内容包括从机床、刀具、毛坯的选择等等来确定加工的工艺方案的制定。本文主要由一张二维零件图和一张三维实体图来描绘盘类零件的样子，从对零件组成、零件的加工顺序和加工方案拟定来分析，制定机械加工工艺卡、机械加工刀具卡与走刀路线图，最终完成机械加工所要的程序进行加工，使之符合要求。关键词关键词：盘类零件 工艺方案的制定目
2、录摘要 第一章 绪论第二章 盘类零件的加工工艺分析2.1 分析零件的结构特点和技术要求2.2 毛坯的确定2.3 基准的选择第三章 工艺路线的拟定3.1 表面加工方法的选择 3.2 工艺路线的拟定 第四章 设计工序内容4.1 机床、夹具和刀具的选择4.2 加工余量和工序尺寸的确定4.3 切削用量的确定第五章 填写工艺文件第六章 总 结参考文献第第一一章章 绪绪论论在加工盘类零件时，为了克服盘类零件的轮廓形状复杂、难于控制尺寸，以至得不到理想的表面粗糙度和形状精度要求等特点。因此，对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。在制定零件加工工艺过程中，需
3、要注意的是所要零件的结构特点、精度、等技术要求，选用合理的加工工艺。在工件的加工过程中，将所学的理论知识和实际操作技能相结合，选用合理的加工基准。本文主要通过在所学内容所接触到的各类零件的加工的基础上而进行的总结，主要介绍的是盘类零件在机械加工中所应注意的问题，文中所涉及到金属材料的数控加工工艺分析、机床操作、数控编程和加工等机械加工中应用较为广泛的加工方法。在加工盘类零件时，为了克服盘类零件的轮廓形状复杂、难于控制尺寸、带特殊螺纹和凹凸等，以至得不到理想的表面粗糙度和形状精度要求等特点。因此，对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。在制定零件
4、加工工艺过程中，需要注意的是所要零件的结构特点、精度、等技术要求，选用合理的加工工艺。在工件的加工过程中，将所学的理论知识和实际操作技能相结合，选用合理的加工基准。工程机械行业的发展：我国工程机械行业在 1961 年组建时只有 4 个中央部直属企业，20 个归口企业，职工队伍 21772 人，工业总产值 28 亿元，主要产品产量为整机 4764 台，零部件 473 万吨。到 1978 年改革开放之前，包括专用部件在内的行业企业数达 380 个，企业固定资产 35 亿元，净值 175 亿元，工业总产值 188 亿元，毛利润 46 亿元，职工队伍 18 万人。改革开放以来，随着我国国民经济和基础设
5、施建设快速发展，促进了工程机械行业高速发展，到 2007 年底，全国已有工程机械生产企业及科研单位2000 多家，其中协会会员企业 1498 家；全行业固定资产净值 270 亿元，是1978 年的 16 倍，产品年销售额达 2200 多亿元，是 1978 年的 122 倍。在全国机械工业行业中，其规模仅次于汽车、电工电器、石化通用三个行业，名列第四位。在国际上，我国已成为工程机械行业生产大国。2006 年进出口贸易由长期逆差变为顺差，2007 年出口额达 87 亿美元，是进口额的 176 倍。与国际工程机械产品范围同口径相比，2007 年销售总规模仅次于美国，与日本相当，预计 2008 年将超
6、过日本。2007 年进入世界工程机械五十强企业中，中国民族品牌企业占 9 家。中国企业年销售额过百亿元人民币的 3 家，过 10 亿元人民币的企业 27 家，生产集中度和品牌知名度正不断提高。近几年我国工程机械行业国有大型企业基本完成了公司制改革和股份制改造，有 22 家企业成为上市公司，现代企业制度不断完善。在科技创新方面，几年来有 12 项重大技术创新列入国家“863”计划实施项目并达到预期验收标准；每年有 70 至 80 个新产品投放市场，新产品产值平均每年达 25左右；重点骨干企业科研开发经费已占到销售额的 2多，少数企业达到 5的国际先进水平。形成了独立自主的新产品研发体系和现代化研
7、发手段，新产品开发周期缩短到一年左右。第二章盘类零件的加工工艺分析2.1 分析零件的结构特点和技术要求零件的二维图：零件的三维图：1）零件的加工表面有端面、外圆、孔、腔槽。同时也有配合加工表面。2）零件结构分析：孔起支承作用，精度要求高，轴向尺寸小，为典型的盘类零件。该零件属于小型盘类零件，结构简单，但刚性较差。其主要加工表面要求如下：孔是盘类零件的主要的配合表面，因此有较高的尺寸精度和表面粗糙度，孔的上偏差为+0.033，下偏差为 0。可以确定孔为基准孔，其表面粗糙度 Ra 值为 3.2um。螺纹表面是主要表面，有配合尺寸要求。其尺寸要求是 M100X2-6g。2.2 毛坯的确定毛坯材料的选
8、择：按照零件设计要求，选择 45 号钢。45 号钢是优质碳素结构钢，表面硬度较低，不耐磨，易切削。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件。毛坯的类型的选择：机械强度较高的钢制件，一般要采用锻件毛坯。金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性， 使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。其中自由锻所用工具简单，成本低，生产准备周期短，适合单件和小批锻件。零件台阶直径相差较大，以节约材料和减少机械加工工作量。则选择自由锻件。毛坯外形尺寸的确定：为了节约材料，在锻造毛坯时尽量使毛坯形
9、状与零件形状相似，但在制造毛坯时也需留有余量。毛坯图如下：2.3 定位基准的选择精基准的选择应从保证零件精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则： 1） “基准重合”原则为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。2） “基准统一”原则当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及
10、端面为定位基准。采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。 3） “自为基准”原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。4） “互为基准”原则为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余量小而均匀。选择精基准：该零件属于盘类零件，刚性较差，分析得到只有用左端外圆作为精基准，以后的加工工序都会选择外圆作为定
11、位基准定位，这符合“基准统一”的原则。这样可以保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换引起的误差。粗基准的选择 ：零件开始加工时，零件所有的外圆表面和端面都是毛坯面，只能以毛坯面作为定位基准。粗基准是为精基准做准备的，又可以便于装夹的原则，所以还是以外圆做粗基准。2.4 零件热处理的选择为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，通过热处理后的零件具有较好的物理性能。在粗加工后精加工之前安排调质处理，预备热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等，则采用调质预备热处理。调质是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的
12、回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作用准备。在精加工后安排最终热处理，最终热处理的目的是提高硬度，耐磨性和强度等力学性能。其热处理工艺有淬火、渗碳淬火、渗氮处理等，则采用表面淬火最终热处理。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点第三章 工艺路线的拟定3.1 表面加工方法的选择在选择加工方法时，首先根据零件主要的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最后工序方法，然后再逐一选定改表面有关前导工序的加工工方法。 同一种表面可以 选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法所获得的加工质量、加工时间和
13、所花费的费用是各不相同的。在设计时应选用合理的、最经济的加工方法。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到要求的，对于这样的表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。其加工方法选择如下：1）外圆表面和端面的加工：由于没有技术要求只需要粗车就能满足零件要求。2）圆弧的加工： 表面粗糙度的要求为 Ra6.3，需要粗车和半精车就可以达到技术要求。3）退刀槽的加工：没有技术要求，表面的粗糙度 Ra 为 12.5，精度不高，通过粗车就能满足。4）螺纹的加工：螺纹一般是多次车削得到的。5）孔的加工：对直径较小的孔，一般采用钻-扩粗铰精铰。孔的表面粗糙度要求不高。可以不采用精铰。6
14、）越程槽可通过粗镗完成。3.2 工艺路线的拟定本设计中，主要表面为外圆和内孔。尺寸精度高为 IT10IT9，表面粗糙度小（Ra 的值为 6.312.5m） 。查文献1机械制造工艺 （P218 表 5-6 各种不同加工方法的加工经济精度及表面粗糙度）知毛坯可直接通过车床来加工，111.5mm 段和 24 段的粗糙度值需要达到 6.3m，其余也均需达到 12.5m，粗车即可达到 12.5m 半精车可达到 6.3m，粗镗可达 6.3m，精镗可到达3.2m。所以外圆加工只需粗车即可。内孔可通过钻、粗镗、精镗。加工路线 ：调质处理以右端外圆作为粗基准粗加工左端面与外圆以左端外圆作为精基准打中心孔粗加工右
15、端外圆与内孔凹槽面车退刀槽加 M100X2-6g螺纹钻 22mm 的孔粗镗 24mm 的孔粗镗 R10mm 的圆弧面精镗24mm 的孔去毛刺 对零件进行尺寸检验第四章 设计工序内容4.1 机床、夹具和刀具的选择所选机床设备的加工规格范围应与零件的外部形状、尺寸相适应；机床的精度应与工序要求的加工精度相适应；机床的生产率应与工件的生产类型相适应；机床的选择应与现有的生产条件相适应；机床对于加工一些精度要求高、工步内容较多、复杂的工序，应考虑采用数控类机床加工。在小批量生产条件下，应首先选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具、和辅具）所以选择的机床为 CA6140夹具的选择：在单件小批量生产中，应尽量选用通用夹具或组合夹具。本次使用三爪卡盘。刀具的选择：在单件小
