转速器盘 加工工艺和钻φ10孔夹具设计[版本2][手动+液压夹紧]【9张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

 目   录

  1 引言……………………………………………………………………………………1
2 零件分析………………………………………………………………………………2
2.1 零件的生产纲领及生产类型………………………………………………………2
2.2 零件的作用…………………………………………………………………………2
2.3 零件的加工工艺分析………………………………………………………………2
2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题…………………………………………2
3 铸造工艺方案设计……………………………………………………………………4
3.1 确定毛坯的成形方法………………………………………………………………4
  3.2 铸件结构工艺性分析………………………………………………………………4
  3.3 铸造工艺方案的确定………………………………………………………………4
  3.4 铸造工艺参数的确定………………………………………………………………5
  3.5 型芯设计……………………………………………………………………………5
  4 机械加工工艺规程设计………………………………………………………………7
  4.1 基面的选择…………………………………………………………………………7
  4.2 表面加工方案的选择………………………………………………………………7
  4.3 制订机械加工工艺路线……………………………………………………………8
  4.4 确定机械加工余量及工序尺寸……………………………………………………9
  4.5 确定切削用量及基本工时……………………………………………………… 13
  5 夹具设计…………………………………………………………………………… 35
  5.1 工件分析………………………………………………………………………… 35
  5.2 绘制夹具总体图………………………………………………………………… 41
  6 组合机床设计……………………………………………………………………… 42
  6.1 组合机床结构方案的确定……………………………………………………… 42
  6.2 被加工零件工序图绘制………………………………………………………… 42
  6.3 被加工零件加工示意图绘制…………………………………………………… 42
  6.4 组合机床联系尺寸图的绘制…………………………………………………… 43
  结束语………………………………………………………………………………… 44
  致谢…………………………………………………………………………………… 45
  参考文献……………………………………………………………………………… 46
  附图 1  转速器盘零件图
  附图 2  转速器盘加工工艺过程综合卡
  附图 3  转速器盘加工工艺各工序工序卡
  附图 4  夹具装配图
  附图 5  被加工零件工序图
  附图 6  被加工零件加工示意图
  附图 7  组合机床联系尺寸
  1 引  言
毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
本毕业设计的内容是制订转速器盘加工工艺及关键工序工装设计。详细讨论转速器盘从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结转速器盘的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对转速器盘零件的主要技术要求，设计钻孔用的钻床夹具和组合机床。
本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

2 零件分析
2.1 零件的生产纲领及生产类型
生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，转速器盘的生产纲领为50000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。转速器盘轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于大批生产。
2.2 零件的作用
毕业设计题目给定的零件是2105柴油机中调速机构的转速器盘，从整体上来说，其径向尺寸比轴向尺寸大，因此，可以将其划定为不规则的盘类零件。零件上直径为Φ10mm的孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一端与油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转动，油门拉杆即可打开油门（增速）或关小油门（减速）；两个直径为Φ6mm孔装两个定位销，起限位作用。手柄可在120°内转动，实现无级变速。转速器盘通过两个直径为Φ9mm的螺栓孔用M8螺栓与柴油机机体相连。
2.3 零件的加工工艺分析
转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为Φ9mm的螺栓孔与Φ10mm孔有位置要求；120°圆弧端面与Φ10mm孔的中心线有位置度要求。现分述如下：
⑴ 两个直径为Φ9mm的螺栓孔
两个直径为Φ9mm的螺栓孔的表面粗糙度为Ra6.3，螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为18mm；两个螺栓孔的中心线距离为mm；螺栓孔与直径为Φ10mm的孔中心线距离为mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为Ra6.3。
⑵ Φ10mm的孔及120°圆弧端面
Φ10mm的孔尺寸为Φ10mm，表面粗糙度为Ra6.3，其孔口倒角0.5×45°，两个Φ6mm的孔表面粗糙度为Ra3.2，120°圆弧端面相对Φ10mm孔的中心线有端面圆跳动为0.2mm的要求，其表面粗糙度为Ra6.3。
从以上分析可知，转速器盘的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的Φ10mm和Φ6mm孔。
2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题
从转速器盘的各个需要加工的表面来分析：后平面与机体相连，其长度尺寸精度不高，而表面质量较高；两个Φ9mm的螺栓孔，因需要装配螺栓进行连接，还要用于夹具 定位，其加工精度可定为IT9级；Φ25mm圆柱上端面和120o圆弧端面位置精度要求不高；两个Φ6mm的孔需要装配定位销，表面质量要求高；Φ10mm孔需要装配偏心轴，其表面质量要求高；各加工面之间的尺寸精度要求不高。
从以上分析可知，该零件在大批量生产条件下，不需要采用专用的机床进行加工，用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此，该零件的加工不存在技术难题。为提高孔的表面质量，在孔加工工序中采用铰削对其进行精加工。

3 铸造工艺方案设计
3.1 确定毛坯的成形方法
该零件材料为HT200，考虑到转速器盘在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，并且该零件年产量为50000件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。
3.2 铸件结构工艺性分析
该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足转速器盘的使用要求。
3.3 铸造工艺方案的确定
3.3.1铸造方法的选择
根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考《金属工艺学课程设计》表1-7）选用砂型铸造。
3.3.2造型及造芯方法的选择
在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考《金属工艺学课程设计》表1-8），故选用手工分模造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考《金属工艺学课程设计》表1-9），故选择手工芯盒造芯。
3.3.3分型面的选择
选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为转速器盘有两个Φ18mm的圆柱，考虑起模方便，以两中心线所在平面为分型面。而以此平面为分型面时，Φ25mm的圆柱在上下箱中的深度相差很小。此外，底平面位于下箱中，能够保证其铸造质量。
3.3.4浇注位置的选择
因为分型面为水平面，所以内浇口开在水平分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采用与型芯面相切方向进行浇注。由于该零件在后平面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。
3.4 铸造工艺参数的确定
3.4.1加工余量的确定
按手工砂型铸造，灰铸铁查《金属工艺学课程设计》表1-11，查得加工余量等级为，转查表1-12，零件高度＜100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H，得上下表面加工余量为6.5mm及4.5mm，实际调整取4.5mm。
3.4.2拔模斜度的确定
零件总体高度小于50mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。
3.4.3分型负数的确定
按公式计算，mm，＜1，取。但考虑上型的许多面均是要加工的平面，而且加工余量已修正为小值，即使尺寸变化较大也不能使加工余量增多，对该零件影响不大，所以分型负数可以不给。
3.4.4收缩率的确定
通常，灰铸铁的收缩率为0.7%~1% ，在本设计中铸件取1% 的收缩率。
3.4.5不铸孔的确定
为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于Φ30mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。
3.4.6铸造圆角的确定
为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R = 3mm~5mm圆滑过渡。
3.5 型芯设计
转速器盘的底平面形状简单，厚度较薄，且零件上两个Φ18mm的圆柱与底平面平行，不利于采用分模铸造，因此需要设计一个整体型芯，以形成铸件上的两个Φ18mm的圆柱和底平面，达到简化模样和铸造工艺的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯头和型芯撑来固定，型芯头采用圆形水平式芯头。转速器盘上相差120°的两个筋板之间的空腔深度尺寸不大，形状也比较简单，可以考虑采用砂垛代替砂芯，减少型芯。型芯简图如图1所示。

图1  型芯简图

4 机械加工工艺规程设计
4.1 基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
4.1.1粗基准的选择
对于一般盘类零件而言，按照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取转速器盘的底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工Φ25mm圆柱上端面、120o圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工Φ10mm孔和Φ6mm孔时，则以后平面和两个Φ9mm孔为定位基准。
4.1.2精基准的选择
为保证加工精度，结合转速器盘的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、Φ25mm圆柱上端面、120o圆弧端面时，主要运用统一基准原则，即均以转速器盘的底平面作为定位基准；而在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面、Φ10mm孔和Φ6mm孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。