《辐条盘零件机械加工工艺与夹具设计》8300字（论文）

辐条盘零件机械加工工艺与夹具设计摘要辐条盘零件设计，主要是辐条盘零件的结构设计以及加工时所需夹具的设计，辐条盘零件的设计主要包括了辐条盘的外围结构、辐条盘的加工工艺的选取、辐条盘的加工工艺流程的制定、以及加工φ2.8孔时所需专用夹具的设计。在对条盘零件进行设计前，首先要分析、了解辐条盘辐外形构成，了解辐条盘零件的加工工艺过程，再去选择合适的毛坯材料如T10A，确定辐条盘的加工工艺流程，确定每个工序的刀具以及时间，各个干部所要求的零件尺寸进度的计算，最后再对辐条盘加工φ2.8小孔就钻床夹具的设计，保证零件的安装稳固，加工的便捷，降低成本及人工。关键词：辐条盘零件，夹具，工艺，工序，加工基准。目录摘要 1第1章引言 3第2章辐条盘的工艺规程设计 32.1辐条盘结构及加工分析 32.1.1辐条盘结构分析 32.1.2辐条盘的加工工艺分析 42.2辐条盘加工的重点部位，以及加工难点和措施 42.2.1辐条盘的加工顺序 52.2.2φ2.8孔的加工方案 52.3辐条盘零件定位基准的选择 62.3.1粗基准的选择 62.3.2精基准的选择 62.4辐条盘主要工序安排 62.5辐条盘的加工时的切削量及工时 92.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 92.7时间定额计算及生产安排 15第3章辐条盘钻φ2.8孔的夹具设计 193.1钻夹具设计要求 193.2钻夹具设计 203.2.1定位基准的选择 203.2.2切削力及夹紧力的计算 203.3定位误差的分析 213.4钻套、衬套、钻模板设计与选用 223.5夹具设计及操作的简要说明 23总结 24参考文献 25第一章引言辐条盘零件是一种常见的机械盘类零件，此次对于辐条盘零件的设计包含了机械制图，机械结构分析，机械零件夹具设计多个方面，所需要运用的知识包含多门课程。在进行辐条盘零件的设计时，要从零件的二维，三维结构、机械制造的基本要求，零件的加工工艺、机械零件的尺寸进度要求、零件的毛坯材料选择、零件的加工处理方法等多个方面，多因素的去考虑。毕业设计是一个三年学业的检测，亦是一个挑战。涉及多门课程的运用，知识面广泛，综合素质要求高，实践性强，所以对于此次设计，不光要从学术的角度去考虑，更要贴合实际，把理论运用到实际中，进行知行合一，依据实际，采取合适的方案，才能完美的体现本次设计的运用效果。所学不精，能力有限此次设计难免有所失误，多多包涵。辐条盘的工艺规程设计2.1辐条盘零件结构及加工分析2.1.1辐条盘零件的结构分析此次所设计的零件是辐条盘零件，是常见的盘类零件，主要用于额邹磊零件进行配合，多应用于机械设备中，由此可以分析得出辐条盘零件的加工后的质量的好坏，不光影响辐条盘于设备其他零件的装配契合程度，还会影响机械设备的使用的良好率以设备的使用寿命的长短。2.1.2辐条盘加工工艺分析由辐条盘的零件图可知。辐条盘零件有两个大端面、一个精度内孔以及18个直径为2,8的小孔需要加工。故此将辐条盘零件的加工分为三个部分，端面及外形的加工、内孔的加工，φ2.8小孔的加工：（1）端面的加工，主要是两个端面以及倒角的加工，主要需要保证的是厚度尺寸，倒角尺寸，（2）内孔的加工，主要是要保证内孔的尺寸进度，表面粗糙度要求，以及装配死所需要的配合形位公差要求。（3）18-φ2.8孔的加工主要需要保证的时孔的位置中间距以及孔径。2.2辐条盘加工的重点部位，以及加工难点和措施由之前的分析可以得出，辐条盘零件结构组成较为常见，重点加工部位是φ55的内孔以以及表里粗糙度要求，在一个就是φ2.8的孔有18个，在保证其孔径的同时还要去保证孔的中心距。其次，由于辐条盘零件是一个大批量生产零件，还需要去考虑加工的便捷以及小鹿问题。2.2.1辐条盘的加工顺序一般来说，盘类机械零件的加工方式选用准信先面后空的加工方式：所以就需要先加工辐条盘的左右连个端面，以及外圆端面，然后在去加工φ55的孔和φ2.8的空。然后再加工孔系。辐条盘零件的加工就可以用这个方式机械。这是因为机械零件的面接触面广，采用上下两端面定位可以保证辐条盘定位时候的准确度，装夹时的牢固可靠，从而可以保证φ55、φ2.8孔的加工精度。辐条盘在加工应当先进行粗几个，再进进行精加工，这样才可以保证辐条盘皮面膜于孔的位置精度一起，以及尺寸精度的要求。2.2.2辐条盘的加工工艺分析在加工辐条盘零件时应当要考虑到零件的加工精度和尺寸进度以及形位公差要求，要确保所选取的加工方法足以保证零件实际使用所需要的要求。通过分析可以得出，辐条盘零件的主要加工难点在于18-φ2.8孔的加工，为此在保证零件加工精度的前提下，还需要去考虑加工工时以及加工成本。所以在考虑零件的加工精度的前提下，还应该选择简洁、方便、可靠的加工方式，以及经济实惠的加工设备。在对辐条盘进行了加工过程的分析后可以得出，对于φ2.8的孔加工的方式，列举的两种。（1）用钻模板加工由于辐条盘零件时一个大批量生产的零件，所以在加工的时候，不光要考虑零件的加工密度，更要考虑的时零件加工的便捷以及加工效率。采用镗钻模板进行加工，就可以大幅度提高加工的时间以及效率，钻模板一般有地板、钻套、衬套等组成，是十分方便用来加工有孔的零件，因为可以直接依据钻模板预留的导向孔进行加工，更加的便捷，更加方贴合实际。（2）用普通坐标法加工孔在一般的生产过程中，钻孔都是要通过找坐标的方法进行加工孔，一般零件只有少量的几个孔的时候可以采用这种方法，比较便捷，节约成本。但是对于本次㔿加工的辐条盘零件来说是不可取的，因为辐条盘零件有18个φ2.8的孔，如果采用床头的钻孔方式，就会使得零件的加工不走十分的繁琐，增加了许多不必要的成本和工时。故此，在通过上面两张种加工方式的对比之后，依据实际的生产情况，在大批量生产的前提下，选择专用的钻模板夹具定位法去加工φ2.8孔是更加贴合实际的加工方式。2.3辐条盘零件定位基准的选择2.3.1粗加工基准的选择辐条盘零件的粗加工基准要符合几点：（1）粗基准一般是用来减少零件的加工午误差；（2）保证零件在加工时所需要的精度要求。依据粗基准的选择要求，对于辐条盘零件来说，粗基准一个选择底部端面，因为在用底部端面定位的时候，首先底部端面比较方便加工，辐条盘零件搜西咸要做的就是车削加工，采用一个端面做为粗基准可以有IAO保证后续加工的便捷，并且在选用底部端面作为粗基准后，可以大幅度提高偶加工步骤的加工精度，减少加工误差。2.3.2精基准的选择精基准的选用应当要符合几个要求：1在一些特殊情况哎下，可以将零件的设计基准作为定位基准使用；2在加工过程中，辐条盘的多到工序所使用的基准是统一的；3在加工的时候的定位的面和加工的面可以互换；4就是指加工时所选择的精基准可以保证零件定位准确。所以在经过分析过后，将辐条盘零件的精基准定位，上下两个端面以及φ55的内孔，也就是两面一孔定位2.4辐条盘主要工序安排有于辐条盘零件时一个-需要大量去生产的零件，所以需要加工出一个统一的地位基准。在加工的时候需要先将粗统一的一个定位精准。故此，在几个辐条盘的时候要先加工出上下两个大端面。其次在加工地位用的中间孔φ55。因为两个上下端面，是一个贯穿辐条盘零件加工全部过程的重要基准，所以在加工出两个端面后，在采取加工φ55的内孔，以两面一孔的定位方式进行后续加工。在加工辐条盘的时候要“先粗偶精”、“先面偶孔”。先粗加工平面，再粗加工孔系，先对于哥哥平面进行开粗加工，在进行各个平面进行精加工，为后续孔的加工提供一个基础，在加工孔的时候就需要以连个端面以及大内孔作为定位基准去进行加工。在零件全部的加工完成以后，还需要对零件进行尺寸的检验，并对零件进行表面防锈处理。经过详细的分析呵呵判断之后，初步将工艺路线制定：工艺路线一：10 铸造 按照图纸尺寸铸出零件毛坯20 热处理 时效处理30车削 车辐条盘零件的端面、倒角、外圆40 车削 粗车辐条盘零件内孔50 镗削 粗镗辐条盘零件内孔60 磨削 磨辐条盘零件内孔至尺寸70 钻削 钻辐条盘18-φ2.8小孔80 去毛刺 钳工去毛刺90 检验 依据零件图纸检验零件实际价格尺寸100入库 包装入库工艺路线二：10 铸造 按照图纸尺寸铸出零件毛坯20 热处理 时效处理30车削 车辐条盘零件的端面、倒角、外圆40 钻削 钻辐条盘18-φ2.8小孔50 车削 粗车辐条盘零件内孔60 镗削 粗镗辐条盘零件内孔磨削 磨辐条盘零件内孔至尺寸70 镗削 粗镗辐条盘零件内孔80 去毛刺 钳工去毛刺90 检验 依据零件图纸检验零件实际价格尺寸100入库 包装入库上诉两种加工方案粗看来都较为合理，但是经过仔细的分析后可以发现，工艺流程2，将钻孔工序放到了加工内孔的前面，这就会导致在加工18-φ2.8的小孔的时候会导致加工时所需要的地位基准的精度不够，从而造成加工时的尺寸精度问提。在加工综合的对比过后，选择方案一，方案一更加贴合实际的加工时所需要的定位精准的选择以及加工：：工艺路线一：10 铸造 按照图纸尺寸铸出零件毛坯20 热处理 时效处理30车削 车辐条盘零件的端面、倒角、外圆40 车削 粗车辐条盘零件内孔50 镗削 粗镗辐条盘零件内孔60 磨削 磨辐条盘零件内孔至尺寸70 钻削 钻辐条盘18-φ2.8小孔80 去毛刺 钳工去毛刺90 检验 依据零件图纸检验零件实际价格尺寸100入库 包装入库2.5辐条盘的加工时的切削量及工时辐条盘零件才用T10A铸造而成。材料为T10A，硬度为HRC52-67，需要进行披露生产，毛坯为铸铁。（1）端面面的加工余量。在分析后控制，两端面进行粗-精车。各工步余量如下：粗车端面：参照机械加工工艺手册表3.2.23。其余量值规定为，现取。加工误差可以为取。精车端面：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。（3）18-φ2.8小孔辐条盘零件的毛坯是铸造件，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.7，可以得出加工是的余量为：18Xφ2,8，无余量（4）φ55精度孔加工余量。根据工艺要求，φ55中间孔分为粗车、精车、镗、磨。各工序余量如下：粗车φ55孔：参照机械加工工艺手册表3.2.5、，其加工余量、，可用。精车φ55孔：参照机械加工工艺手册，加工时的余量值选取镗φ55孔、：参照机械加工工艺手册，其加工时的余量选取。磨φ55孔、：参照机械加工工艺手册，其加工时的余量选取。辐条盘的毛坯尺寸为φ80X11mm，根据-机械加工工艺手册-表2.3.1。1，毛坯的公差等级选用IT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。毛坯为实心，不冲孔。参照-机械加工工艺手册-表2.3.71，现确定φ2.8小孔加工余量为1.5mm：2.6确定切削。用量及基本工时工序。30：车辐。条盘。零。件。的端面、倒。角、外。圆机床：CA6150车床刀具：硬质合金端车刀（外圆车刀）直径为72mm齿数[10]（1）粗车辐条盘零件的端面车削深度：进刀量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取加工速度：参照机械加工工艺手册表2.4.8，取加工速度：参照机械加工工艺手册表2.4.8，取机床主轴转速：，取实际车削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据机械加工工艺手册表2.4.8,切削加工长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精车辐条盘零件的端面车削深度：进刀量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取加工速度：参照《机械加工工艺手册=》表2.4.8，取机床主轴转速：，取实际车削速度：进给量：工作台每分进给量：切削、层长、度：从毛坯的尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：本工序机动时间工序40：粗车辐条盘零件内孔机床：CA6150车床刀具：硬质合金端车刀（外圆车刀），材料：，，齿数，此为外圆车刀。因其单边余量：Z=3mm所以车削深度：=3mm精车该倒角的单边余量：Z=1.0mm车削深度：加工进给量：得机械加工工艺手册表2.4～73，取：得表2.4～81，取铣削速度每齿进给量：得机械加工工艺手册]-表2.4～73，取根得表2.4～81，取车削速度机床主轴转速：按照参考文献[3-]表3.1～74，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献[3]表2.4～8,取切削工时切削长度：得，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序50：粗镗辐条盘零件内孔机床：CA6150车床刀具：硬质合金端车刀（内孔车刀）齿数[10]（1）粗镗镗加工‘深度：加工进给量：得机械加工‘工艺手册表2.4.73，取加工速度：得机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,切削长度：得刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精镗铣削深度：加工进给量：得机械加工手册=表2.4.73，取车削加工速度：得机械加工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际车削速度：进给量：工作台每分进给量：切削的‘层长度：毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：本工序机动时间工序‘60：磨加工辐条盘内孔至尺寸机床：M2110A磨床刀具：合金砂轮切削深度：0.5mm加工进给量：得机械加工艺手册表2.4.39，取切的削速度：得机械加工艺手册表2.4.41，取机床主轴转速：，取n=2000实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：工序70：钻辐条盘18-φ2.8小孔钻孔为Z5163钻床，刀具选用φ2.8直柄短麻花钻，得机械加工艺手册。得机械加工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头的直径小于10的时候，进给量为0.20～0.35。则取切削速度，得机械加工工艺手册2卷表10.4-9切削速度计算公式为（3-20）‘‘‘‘查参数为，刀具耐用度T=35则==1.6所以==72选取所以实际切削速度为=2.64确定‘切削‘时‘间=2.7时间定额计算及生产安排按照生产的计划进行分析可以得出，辐条盘零件维大批量生产零件。所以遂于价格的效率有着较高的要求，一般一个工作日的有效工作时间为7-8小时，所以计划中，辐条盘零件的没及要求，每5min就需要玩从一个零件。所以在《机械加工‘‘艺手册》表2.5.2，机械加工的时候各个工序的时间的定额的计算公式为：（大量生产时）可得单件加工时的工序工时：其中：—单件时间定额—基本时间（机动时间）—辅助时间。用于加工每个工件时都要进行的各种辅助行为所消耗的时间t，（装夹时间、调整时间）—零件加工过程中所需要的场地时间，人员休息时间的比值工序1：车削辐条盘的外圆，保证厚度及倒角机动时间：辅助的时间：得自机械加工工艺手册2表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39，单间时间定额：即能满足生产要求工序2：粗车辐条盘零件内孔机动时间：辅助的时间：得自钻孔辅助时间，装夹工件的时间为，加工的辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额：因此只要一台机床就可以保证生产要求。工序3：粗镗辐条盘零件内孔机动时间：辅助所需时间：得自机械加工艺手册表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在时间的加工过程至，需要的加工时间比价段，‘取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：辅助的时间：参照《机械加工‘艺手册【】》表2.5.45，工步的辅助时间为 两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序4：磨加工‘辐条盘内孔至尺寸机动时间：辅助的时间：参照《机械加工‘艺手册【】》表2.5.45，工步的辅助时间为。由于在时间的加工过程至，需要的加工时间比价段，‘取装卸工件时间为。则：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，单间时间定额：因此需要 两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，即能满足生产要求工序5：18-φ2.8孔机动时间：辅助的时间：得自机械加工‘艺手册表2.5.45，工步的辅助时间为。则：参照钻孔值，取单间时间定额：只需要一台设备即可。第3章辐条盘钻φ2.8孔的夹具设计3.1钻夹具设计要求设计钻床夹具的目的是为了提高图片零件的加工效率，提高零件加工的精度以及形位公差要求，可以在确保零件的尺寸加厚达到要求，还可以保证辐条盘在加工后可以满足实际的装配和使用需求，减少加工的时间，还可以降低在加工时产生的成本，故此设计了专用的钻床夹具用于钻18-φ2.8的孔。在对辐条盘零做机械加工时，为了保证加工精度和形位公差的要求，就需要使工件相对设计的专用夹具及机床有正确的位置，同时，在几个的时候不会改变。在加工零件之前需要稳定准确的装夹零件。机床夹具的组成1、定位组件保证工作加工的位子要求。2、夹紧组件可以保证零件价格高死的稳固，同时还要保证零件在进行加工的时候不会发生异动。3、对刀快组件可以用来确定刀具的准确加工位子。4、连接组件保证专用夹具的位至度要求。5、夹具体夹具体是指一个夹具的基本承载的底座部分，主要用于稳固夹具整体在加工机床设备上的稳定性。6、其他元件或装置以上各部分，定位的构建、夹紧的构建和夹具的本体是一个夹具基本的组成部分。机床的分类机床的夹具有多，可以从不同的方面对机床夹具进行分类。按找使用特点可分为：一般的通用性夹具，专用的单一机床夹具，可调节使用的灵活性夹具，组合使用的夹具，拼装用夹具。其次还可以从设备层面区分夹具：车床所用类型，铣床所用类型，钻床所用类型，镗床所用类型，齿轮机。床所用类型，CNC所用类型，自动机床所用类型，自动线所用类型以及其。机床所用类型夹具等等。按夹紧的动力源又可分为：液源动力的夹具，气动力夹具，液压动力的夹具，手动使用的夹具。零件的装夹方式工件装夹的方法主要有两种：直接吧零件装在机床的工作台或平口钳上使用专用的夹具进行装夹第一种装夹方法较为死板，比较消耗人工骨，严重影响了加工的效率，装夹时间长，精度底，加工成本高，在大批量生产的时候不提倡。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证零件加工出来的尺寸符合要求b、减少零件的加工时间，提高人员的加工效率c、合理利用机械设备，充分利用资源D，减少人工的损耗，降低生产成本3.2夹具设计3.2.1定位基准的选择为了保证零件的尺寸精度；及形位；公差，决定；材；料使；用预硬模具钢T10A进行加工，准备采用手动螺旋夹紧的方式装夹。3.2.2切削力及夹紧力的计算刀具：钻头D=2.8。；；；；；；轴向力：见《工艺师手册》表28.4F=Cdfk……3.1式中：C=420，Z=1.0,y=0.8,f=0.35k=(F=420转矩T=Cdfk式中:C=0.206,Z=2.0,y=0.8T=0.206功率P=在计算切削力时,必须考虑安；全系数,安；全系数K=KKKK式中K—基本安全系数，1.5;K—加工性质系数，1.1;K—刀具钝化系数,1.1;K—断续切削系数,1.1则F=KF=1.5钻削时T=17.34N切向方向所受力:F=取F=4416F>F可得本夹具设计无误，可以使用。3.3定位误差的分析制造误差ZZ（1）定位误差分析.取.（2）夹具误差.故，.则.知此方案可行。3.4钻套、衬套、钻模板设计与选用为了方便加工的装夹，便于寻找零件的加工孔的位置，也是为了提高加工的精度个和效率，所以需要选择活动套，依距《机床夹具设计零件》，可以选择出下列钻套进行比较。图示非标的可换钻套查月资料可以得出所需的替换钻套的规格：表3.4钻套dHDh2t公称尺寸mm偏差±11166+0.016+0.0089168120.008选用的固定衬套如图所示：图示非标的固定衬套其规格展示：表3.5固定衬套dHDC尺寸mm允差±尺寸mm允差±2.9+0.016+0.0106126+0.016+0.0080.52钻模板的选用为固定式的钻模板，紧配安装在夹具体上。3.5辐条盘夹具的简要说明辐条盘零件是一个需要大批生产的零件，所以在生产是第一要考虑的时生产效率的问提，因此，我们需要充分的利用夹具的优势。所以在使用辐条盘钻18-φ2，8孔钻床夹具的时候，要依据辐条盘零件的φ55内孔额上下两端面去定位，然后一次装夹10个，这样