分度盘数控加工仿真课程设计说明书

（二 〇 一 四 年 七 月课程设计说明书题 目：分度盘数控加工仿真 学生姓名：学 院：机械学院专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 指导教师：前言本文是有关分度盘数控加工仿真的说明和具体阐述。

工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。

据资料所示，分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，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)。

在设计分度盘加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。

目录一、零件的工艺性分析 (3)（一）、零件的工艺性 (3)二、确定零件毛坯 (3)（一）、毛坯种类的选择 (3)（二）、毛坯余量确定 (5)（三）、确定毛坯的尺寸公差和机械加工量 (5)（四）、拟定分度盘工艺路线 (6)（五）、表面加工方法的确定 (8)（六）、加工阶段的划分 (9)（七）、工序集中与分散 (9)（八）、工序顺序的安排 (9)三、UG建立模型及其仿真编程 (9)（一）、UG建立模型 (10)（二）、导出编程 (10)四、工艺路线的制定 (12)（一）、详细工艺路程的制定 (12)（二）、填写机械加工工艺过程卡 (12)五、余量和工序尺寸的确定 (13)（一）、孔和轴的余量和工序尺寸 (13)（二）、平面及轴向尺寸的余量和工序尺寸 (14)六、方案评价与总结 (14)（一）、方案评价 (15)（二）、总结 (15)七、参考文献 (16)一、零件的工艺性分析1.零件的工艺性1)工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。

因此，锻造后进行正该火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。

2)工序安排以台阶面和Φ110g6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Φ35h6mm孔中心线有垂直度要求；外圆台阶面对Φ110g6mm外圆轴心线有垂直度要求；Φ110g6mm外圆与Φ35h6mm孔有同轴度要求；4×Φ10H6螺纹EQS与和3×Φ9mm孔和3×Φ13对110g6mm外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。

二、确定零件毛坯1.确定毛坯绘制毛胚图（如图1）1) 零件材料45钢，切削加工性良好。

2) 分度盘Φ110g6mm外圆与Φ35H7mm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。

2.毛坯选择根据材料45钢，生产类型为大批大量生产及零件形状要求，可选择模锻件，毛坯的拔模斜度5°。

图号13.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1）公差等级由分度盘零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

2）锻件重量根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为m=7.50kg。

t3）锻件复杂系数对分度盘零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的直径d=Φ110mm，高H=55mm。

由公式S=N mm t/=7.50kg/12.0kg≈0.63。

由此可确定该分度盘零件的复杂系数为2S4）锻件材质系数由于该分度盘零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数为1M级。

5）锻件分模线形状与零件表面粗糙度根据该分度盘零件的形位特点，采用平直分模面。

由零件图可知，该分度盘零件各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm 。

6）根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2-2中。

表2-2 分度盘锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量注：根据表2-10的表注，将此表中所有公差按±1/2分配4.拟定分度盘工艺路线1）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”原则。

分度盘∅35h6mm的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工分度盘∅110mm外圆柱面和台阶面，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∅110mm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）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∅110mm轴线作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。

根据分度盘零件图（如图2）上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法。

图号25.表面加工方法的确定如表2-3所示。

6.加工阶段的划分该分度盘加工质量要求较高，可将加工阶段粗加工、半精加工或精加工几个阶段。

7.工序集中与分散采用工序集中原则，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。

8.工序顺序的安排1）机械加工工序遵循”先基准后其他“、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的原则。

2）热处理工序因模锻件的表面层有硬皮，会加速刀具磨损和钝化，为改善切削加工性，模锻后对毛坯进行正火处理，软化硬皮；零件Φ110mm外圆面和台阶面需进行淬火，由于零件壁厚小，易变形，加之加工精度要求高，为尽量控制淬火变形，在零件粗加工后安排调质处理作预处理。

3）辅助工序在粗加工和半精加工后各安排一次中间检验，精加工后安排去毛刺、清洗和终检工序。

三、 UG建模1.建立模型如图3图号3四、工艺路线的制定在综合考虑上述工序安排原则基础上，表2-4列出了分度盘的工艺路线。

表2-4 分度盘工艺路线及设备、工装的选用五、余量和工序尺寸的确定1.工序25-加工余量、工序尺寸和公差的确定1) 钻孔余量钻Z =10.0mm2) 由于需要保证Φ10圆锥形孔的尺寸要求，所以不能继续使用麻花钻进行扩孔，而采用多次扩孔的方法达到Φ32mm 孔的尺寸要求。

查表2.5-48（《机械加工工艺手册》 李洪）可得扩孔工步余量： 1Z =1.5mm 2Z =1.5mm 3Z =1.5mm 4Z =1.5mm 5Z =1.5mm 6Z =1.5mm 7Z =2.0mm ；8Z =2.0mm ；9Z =2.0mm ；10Z =2.0mm ；11Z =2.0mm ；12Z =2.0mm ；13Z =1.0mm 。

3)查表1-20可确定各工序尺寸的加工经济精度等级分别为：IT12、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11。

根据以上结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：0.15mm 、0.11mm 、0.11mm 、0.11mm 、0.11mm 、0.11mm 、0.13mm 、0.13mm 、0.13mm 、0.13mm 、0.13mm 、0.13mm 、0.13mm 、0.16mm 。

综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，钻孔：15.0010+∅mm ：扩孔：11.005.11+∅mm 、11.0013+∅mm 、11.005.14+∅mm 、11.0016+∅mm 、11.005.17+∅mm 、13.0019+∅mm 、13.0021+∅mm 、13.0023+∅mm 、13.0025+∅mm 、13.0027+∅、13.0029+∅mm 、13.0031+∅mm 、16.0032+∅mm 。

2.切削用量、时间定额的计算由于孔的加工精度和表面粗糙度要求不高，所以在刀具强度允许的情况下，选择较大的切削用量和进给量。

切削用量的计算1)钻孔工步背吃刀量的确定 取p a =10.0mm 。

进给量的确定 由表5-21，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r 。

切削速度的计算 由表5-21，按工件材料为45钢的条件选取，切削速度v 可取为20m/min 。

由公式（5-1) n=1000v/π d 可求得该工序钻头转速n=636.9r/min ，参照表4-9所列Z550立式钻床主轴转速，取转速n=735r/min 。

再将此转速带入公式（5-1），可求出该工序的实际切削速度v=π nd/1000=23.1m/min 。

2)扩钻工步扩孔工步分13次进行，切削速度可根据公式n=1000v/π d 和v=π nd/1000确定。

第一次扩孔背吃刀量 p a =1.5mm 进给量 f=0.6mm/r切削速度 取v=42m/min n=1000v/π d ≈1163.1r/min 取n=996r/min v=π nd/1000≈36.00m/min 第二次扩孔背吃刀量 p a =1.5mm 进给量 f=0.6mm/r切削速度 取v=42m/min n=1000v/π d ≈1028.9r/min 取n=996r/min v=π nd/1000≈40.66m/min 第三次扩孔背吃刀量p a=1.5mm进给量 f=0.6mm/r切削速度取v=42m/min n=1000v/π d≈955.4r/min 取n=996r/min v=π nd/1000≈45.35m/min 第四次扩孔背吃刀量p a=1.5mm进给量 f=0.7mm/r切削速度取v=40m/min n=1000v/π d≈796.2r/min 取n=735r/min v=π nd/1000≈36.93m/min 第五次扩孔背吃刀量p a=1.5mm进给量 f=0.7mm/r切削速度取v=40m/min n=1000v/π d≈727.9r/min 取n=735r/min v=π nd/1000≈40.39m/min 第六次扩孔背吃刀量p a=1.5mm进给量 f=0.7mm/r切削速度取v=43m/min n=1000v/π d≈720.8r/min 取n=735r/min v=π nd/1000≈43.85m/min 第七次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=0.8mm/r切削速度取v=46m/min n=1000v/π d≈697.6r/min 取n=735r/min v=π nd/1000≈48.47m/min 第八次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=0.8mm/r切削速度取v=46m/min n=1000v/π d≈639.9r/min 取n=500r/min v=π nd/1000≈36.11m/min 第九次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=0.8mm/r切削速度取v=45m/min n=1000v/π d≈573.2r/min取n=500r/min v=π nd/1000≈39.25m/min第十次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=1.0mm/r切削速度取v=45m/min n=1000v/π d≈530.9r/min取n=500r/min v=π nd/1000≈42.39m/min第十一次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=1.0mm/r切削速度取v=45m/min n=1000v/π d≈494.2r/min取n=500r/min v=π nd/1000≈45.53m/min第十二次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=1.0mm/r切削速度取v=47m/min n=1000v/π d≈482.8r/min取n=500r/min v=π nd/1000≈48.67m/min第十三次扩孔背吃刀量p a=2.0mm进给量 f=1.0mm/r切削速度取v=47m/min n=1000v/π d≈467.8r/min取n=500r/min v=π nd/1000≈50.24m/min六、方案评价及总结1.方案评价1)机械加工工艺规程的制定较为合理。