HOSC12型环锤式碎煤机摇臂课程设计.docx

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HOSC12型环锤式碎煤机摇臂课程设计

题目：

HOSC12型环锤式碎煤机摇臂零件的机械加工工艺规程及工艺装备

学习中心：

层次：

专业：

年级：

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学号：

学生：

指导教师：

前言3

第一章．零件的工艺分析及生产类型的确定7

1.1．零件的技术要求7

1.2．审查零件的工艺性

第二章确定毛坯.绘制毛坯简图8

2.1．选择毛坯9

2.2．确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量9

第三章拟订工艺路线10

3.1．定位基准的选择10

3.2．加工阶段的划分11

3.3．工序的集中与分散11

3.4．工序顺序的安排·12

3.5.确定工艺路线12

第四章加工余量.工序尺寸和公差的确定13

5.1毛坯余量及工序余量的确定14

5.2切削用量的选择：

15

第五章切削用量.时间定额的计算16

6.1确定切削用量及基本工时17

第六章夹具设计18

6.1问题的提出19

6.2夹具的设计20

总结.....................................................................21

参考文献.................................................................22

前言

机械制造工艺规程的制定需选择机械加工余量，机械加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，而且也影响工艺装备的尺寸，设备的调整，材料的消耗，切削用量的选择，加工工时的多少。

因此，正确的确定机械加工余量，对于节约金属材料，降低刀具损耗，减少工时，从而降低产品制造成本，保证加工质量具有十分重要的意义。

在这次设计过程中，广泛的收集各种资料及标准，课程设计中另一个重要的设计为专用夹具的设计。

专用夹具的设计是为了特殊加工工序的技术要求的加工。

夹具是机械制造厂使用的一种工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。

夹具设计中的特点：

1.夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。

2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。

3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。

4.夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。

设计一个好的夹具可以减少废品率。

因此，夹具设计要保证以下几个条件：

1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。

2.保证工件的精度。

3.保证使用方便与安全。

4.正确处理作用力的平衡问题。

5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。

注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。

在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。

因此,夹具设计过程中有朝着下列方向发展的趋势：

1.发展通用夹具的新品种

a、由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。

b、广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。

2.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。

3.加强专用夹具的标准化和规化。

4.大力推广和使用机械化及自动化夹具。

采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。

本设计属于工艺夹具设计围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。

工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应大批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。

第一章．零件的工艺分析及生产类型的确定

1.1．零件的技术要求

图1零件图

该零件形状特殊.结构简单，属典型的盘类零件。

从摇臂的零件图（见附图）上可以看出，它一共有两组加工表面，而且这两组加工表面之间有一定的位置度要求，现将这两组加工表面分析如下：

1.以φ340mm孔为中心的加工表面。

这一组表面包括：

的孔及其倒角，尺寸为70的与孔垂直的两个端面。

其中孔为主要加工表面。

2.以孔为中心的加工表面

这一组表面包括：

的孔及其倒角，两个孔，之间要保证一定的平行度。

与孔垂直的两个平面，的通孔和尺寸为70mm的与孔垂直的面。

由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工出一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。

1.2.审查零件的工艺性

分析零件图可知，零件上下端面和孔面均要求切削加工，并在轴向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了两端面的接触刚度，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。

由此可见，该零件的工艺性较好。

第二章确定毛坯.绘制毛坯简图

2.1．选择毛坯

1、 毛坯种类的确定。

常用毛坯种类有：

铸件、锻件、焊件、冲压件。

各种型材和工程塑料件等。

在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：

（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。

例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。

（2） 依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。

（3） 依据生产类型确定毛坯。

大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。

例如模锻、压力铸造等。

单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。

（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。

本摇臂是批量的生产，材料为ZG40MN2用铸造成型。

2．毛坯的形状及尺寸的确定：

毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对腔尺寸）加工余量。

毛坯的形状尽可能与零件相适应。

在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：

（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。

（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。

（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。

例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。

在确定毛坯时，要考虑经济性。

虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。

因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。

在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。

3．毛坯的材料热处理

长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。

最常用的是HT20~40，HT25~47，当载荷较大时，采用HT30~54，HT35~61高强铸铁。

箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。

当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。

焊接结构有铸—焊、铸—煅—焊、煅—焊等。

采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。

焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。

毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。

毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。

特别是主要加工面要求更高。

重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。

“摇臂”零件材料为ZG40MN2钢，硬度为170-240HB生产类型批量生产，采用铸造毛坯。

2.2．确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

要确定毛坯的尺寸公差及其机械加工余量，应先确定如下各项因素：

1．公差等级

由零件的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

2．铸件重量

3．零件表面粗糙度由零件图可知，该件各加工表面的粗糙精度Ra均大于等于1.6㎜。

图2毛坯图

第三章拟订工艺路线

3.1．定位基准的选择

制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。

（1）选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。

一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。

（2）在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。

（3）排加工路线图表。

当生产批量不同时零件的工艺路线也会有较大的差别，先在列出零件大量生产时的工艺路线。

见附表.

定位基准有粗基准和精基准之分通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至会使零件大批量报废，使生产无常进行。

1.粗基准的选择

按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准；若零件上有若干不加工表面时，则应以与加工表面位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。

）依照此原则，选择φ60mm的端面作为第一道工序的基准。

2.精基准的选择

精基准的选择原则主要考虑基准重合问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。

3.2．加工阶段的划分

该零件加工质量要求较高，可以加工划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。

在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，然后粗铣左右端面，两端面的粗铣，底面凸起表面和低面。

在半精加工阶段，完成底面凸起两端面的精铣加工。

3.3．工序的集中与分散

该零件生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

3.4．工序顺序的安排

3.4.1.机械加工工序

1.遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准---左端面

2.遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序

3.遵循“先主后次”原则，先加工主要表面----端面和孔，后加工次要表面。

4.遵循“先面后孔”原则

3.4.2.热处理工序

铸造成型后进行调质，时效硬度为421—258HBS，并进行酸洗.喷丸处理。

喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因托碳而对机械加工带来的不利影响。

两端面的精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。

3.4.3.辅助工序

粗加工φ340两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序。

综上所述，该摇臂工序的安排循序为------主要面加工及一些余量大的表面粗加工--------主要表面半精加工和次要表面加工----主要表面精加工。

3.5.确定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是零件的尺寸精度与位置精度等技术要求能够妥善的得到保证。

在生产纲领已经确定为成批生产的前提下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经