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1、13山西大同大学课程设计说明书 目录1.分度盘说明11.1. 课题研究的内容和目的21.2. 零件工艺性分析22. 工艺规程设计32.1. 确定毛坯 绘制毛坯图32.2. 毛坯选择42.3. 基面的选择42.4. 确定工艺路线52.5. 加工顺序安排52.6. 工艺路线方案62.7. 热处理工序安排72.8. 进给路线确定73. 夹具设计83.1. 设计主旨93.2. 定位元件的选择93.3. 定位方案93.4. 定位基准面及定位元件103.5. 切削力和夹紧力计算103.6. 定位误差分析113.7. 夹具总图的技术要求114. 课程设计心得体会111. 分度盘说明分度盘是将工件夹持在卡盘上
2、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。分度盘主要有通用分度头和光学分度头两类。按分度方法和功能可分为3种：万能分度盘：用途最为广泛。主轴可在水平和垂直方向间倾斜任意角度。分度机构由分度盘和传动比为1：40的蜗杆
3、-蜗轮副（见蜗杆传动）组成，分度盘上有多圈不同等分的定位孔。转动与蜗杆相连的手柄将定位销插入选定的定位孔内，即可实现分度。当分度盘上的等分孔数不能满足分度要求时，可通过蜗轮与主轴之间的交换齿轮改变传动比，扩大分度范围。在铣床上可将万能分度盘的交换齿轮与铣床工作台的进给丝杠相联接，使工件的轴向进给与回转运动相组合，按一定导程铣削出螺旋沟槽；半万能分度盘：结构与万能分度头基本相同，但不带交换齿轮机构，只能用分度盘直接分度,不能与铣床工作台联动；等分分度盘：一般采用具有24个槽或孔的等分盘，直接实现2、3、4、6、8、12、24等分的分度，有卧式、立式和立卧式3种。立卧式的底座带有两个互相垂直的安装
4、面，主轴可以处于水平或垂直位置。通用分度盘的分度精度一般为60。1.1. 课题研究的内容和目的（1）保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。（2）提高生产效率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。（3）工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结
5、构。（4） 使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。（5） 经济性好，专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，以降低夹具制造成本。因此，设计是应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。1.2. 零件工艺性分析（1） 该工件锻造比较大，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
6、理以改善材料的切削性能。（2） 工序安排以台阶面和70g6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14h6mm的孔中心线有垂直度要求，70g6mm外圆与14h6mm的孔有同轴度要求，57H6的孔与21.5孔对70外圆轴心线有位置度要求，可在偏心仪上用百分表检查同轴度及垂直度。2. 工艺规程设计2.1. 确定毛坯 绘制毛坯图（1） 零件材料45钢，切削加工性良好。（2） 分度盘70g6mm外圆与14H7mm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
7、。 图1-1 2.2. 毛坯选择根据材料45钢，生产类型为大批大量及零件形状要求，可选择模锻件。毛坯的拔模斜度5度。2.3. 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确，合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。 1）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70mm平面作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。2）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，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原
8、则。分度盘70mm的平面是设计基准，选用其作为精基准定位加工分度盘14mm的孔，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7mm的轴心线作为精基准，做到了设计基准与工艺基准的统一。2.4. 确定工艺路线 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺路线。主要包括工序的划分和工步的划分、加工阶段的划分和加工顺序的安排。2.5. 加工顺序安排 复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，在拟定工艺路线时，工艺人员要全面的把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。（1）机械加工工
9、序的安排原则 基面先行。选为精基准的表面，应安排在起始工序先进行加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。 先粗后精。当零件需要划分加工阶段时，先安排各表面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。 先主后次。先加工零件上的装备基面和工作表面等主要表面，后加工键槽、禁固用的光孔与螺纹孔等次要表面。因为次要表面的加工面积较小，它们又往往与主要表面有一定的相互位置要求，所以一般应放在主要表面半精加工之后进行加工。 先面后孔。对于箱体、支架和连杆等工件应先加工平面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，若先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精
10、度。此外，由于平面先加工，对于平面上的孔加工也带来不便，刀具的初始工作条件能得到改善。 进给路线短。数控加工中，应缩短刀具移动距离，减少空行程时间。 换刀次数少。使用加工中心加工，一般每换一把新的刀具后，应通过移动坐标、回转工作台等将由该刀具切削的所有表面全部完成。 工件刚性好。数控铣削中，先铣加强筋，后铣腹板，有利于提高工件的刚性，防止振动。2.6. 工艺路线方案工序1：模锻工序2：热处理工序3：粗车左工序4：粗车右工序5: 精车左工序6: 精车右工序7: 钻14孔工序8: 插键工序9: 去毛刺工序10: 钻5工序11: 钻-扩25工序12: 钻28孔工序13：钻57工序14：清洗工序15：
11、终检2.7. 热处理工序安排 热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于热处理的目的。一般可分为： 预备热处理。退火与正火安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的内应力；调质一般安排在粗加工之后、半精加工之前进行，以保证调质层的厚度；时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。对于精度要求不太高的工件，一般在毛坯进入机械加工之前安排一次人工时效即可。 最终热处理。主要用于提高零件的表面硬度和耐磨性以及防腐、美观等。淬火、渗碳淬火等安排在磨削加工之前进行。 为了改善切削性能而进行的热处理工序，如正火、调质、退火等，应安排在切削加工之前。（3）辅助工序的安排 检验工序是主要的辅助工
12、序，是保证产品质量的重要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、送往车间加工前后、零件全部加工结束之后，一般均应安排检验工序。此外，去毛刺、倒钝锐边、去磁、清洗及涂防锈油等都是不可忽视的辅助工序。2.8. 进给路线确定确定进给路线的原则： 确定进给路线，主要是确定粗加工及空行程的进给路线，因为精加工的进给路线基本上都是按零件的轮廓进行的。确定进给路线的原则有：（1）形状工件刚性破坏小的路线，以减少加工变形对加工精度的影响。（2）寻求最短的进给路线，以提高加工效率。（3）切入和切出的路线应考虑外延，以保证加工的表面质量。（4）完工时的最后一刀应一次走刀连续加工，以免产生刀痕等缺陷。 此外，确
13、定加工路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小、机床与刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，确定刀具的切入与切出方向以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣的铣削方式等。总之，确定进给路线的原则是在保证零件加工精度和表面粗糙度的条件下，尽量缩短进给路线，以提高生产率。经综合分析：此零件的进给路线遵循保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下，寻求最短进给路线。3. 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。此次设计为钻7孔和的钻床专用夹具。3.1. 设计主旨 本夹具主要用来钻7mm孔。3.2. 定位元件的选择工件的定位必须解决两个问题：即根据加工
14、技术要求限制工件的自由度；使定位误差控制在允许的范围内。定位基准的选择应注意基准重合原则，尽量以精基准定位和考虑孔壁均匀等特殊要求，以便将定位误差控制在允许范围内。为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，此处，采用钻模板与夹具体一体的结构，有利于提高夹具刚度。钻套与工件之间留有排削间隙。3.3. 定位方案根据以上原则，工件的定位有下列三个可能的方案。方案一：出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔14mm为定位基准面，配以圆柱销，以限制工件的六个自由度，从B面钻孔。优点设计简单且小巧，但违背了基准重合原则，且钻模板不在一个平面上，夹
15、具结构复杂，安装不稳定。 方案二：为了提高稳定性，选择孔23mm和70mm的面为定位基准，配以圆柱销限制工件的六个自由度。优点是工件安装稳定，但突出的问题是两个面形成了“台阶”式的定位基准，可能由于面的平行度不好造成工件倾斜，使孔与端面的垂直度超差。 方案三：选择阶梯孔5mm和70mm的面为定位基准，配以圆柱销限制工件的六个自由度，满足完全定位的要求，做到基准重合。另：圆柱销为可伸缩式的，便于工件的旋转再加工。 从保证加工要求和夹具结构的复杂程度性两个方面来分析比较，第一个方案可不予考虑，第二个方案的夹具结构可能较简单，但定位误差大，难以保证加工要求。而第三个方案完全满足设计要求，因此选择第三个方案来设计定位装备。3.4. 定位基准面及定位元件1） 在工件上钻直径为7mm的孔时，以工件70mm的
