机械加工工艺规程及加工Φ9H8mm孔的工艺装备正文.doc
GY01-157@机械加工工艺规程及加工Φ9H8mm孔的工艺装备
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机械毕业设计全套
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GY01-157@机械加工工艺规程及加工Φ9H8mm孔的工艺装备,机械毕业设计全套
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辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 设计转速器盘零件的 机械加工工艺规程及加工 9H8mm孔的工艺装备 班 级： 机械 05-6 班 姓 名： 蔡 勇 指导教师： 张兴元 完成日期： 2008 年 7 月 2 日 nts辽宁工程技术大学课程设计 一、设计题目 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :大批大量生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程 综合 卡片 (参附表 1) 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体 零件 图 1 张 (6) 课程设计说明书 (5000 8000 字 ) 1 份 四、 指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 nts辽宁工程技术大学机械学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 转速器 零件名称 转速器盘 共 13 页 第 9 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 9 钻扩铰孔 9孔 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 100 90 25 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 钻 9H8孔 夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 钻孔 8.9 专用钻夹具 392 12 0.17 14 1 0.16 0.605 2 铰孔 9 铰刀 9H8 680 8 0.3 14 1 0.09 0.33 塞规 9H8 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 nts辽宁工程技术大学机械学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 转速器 零件名称 转速器盘 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 100 90 25 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准 终 单件 1 铸造 铸 2 时效 热 3 铣 粗、精铣 P 面 金工 X63 专用铣夹具 4 铣 粗铣 Q面 金工 X52K 专用铣夹具 5 铣 粗铣 S面 金工 X52K 专用铣夹具 6 铣 粗、 精 铣 R面 金工 X52K 专用铣夹具 7 钻 钻、铰 10mm的孔、锪倒角 0.545 金工 Z525 专用钻夹具 8 钻 钻、铰 2-9mm孔 金工 Z525 专用钻夹具 9 铣 粗、精铣 N面 金工 X52K 专用铣夹具 10 钻 钻、铰加工 2-6mm的孔 金工 Z525 专用钻夹具 51 3 0 9 11 去毛刺 金工 12 检 检查 检 13 入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 nts辽宁工程技术大学课程设计 I 摘 要 工艺规程是工装设计、制造和确定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响，因此是生产中的关键工作。夹具在机械加工 中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本，因此 ， 夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。本文对 转速器盘的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径 9H8mm 的孔设计了一套专用钻床夹具。 关键词：加工工艺；工 艺规程；夹具设计 nts辽宁工程技术大学课程设计 II Abstract The process is the base of frock design、 manufacturing、 the method of machining and machining route. Its function is flowing: organizing produce, controlling quality, enhancing productivity, reducing cost, reducing produce periods, improving work conditions, etc. So, the process planning is the core part of produce. Fixture is very important equipment in process of machine manufacturing because it can directly affect the quality of products and productivity and cost. So fixture designing is also a basilica portion in machine process preparative and manufacture. This thesis is about the analysis with the craftwork and the structure of the speed governor tray which is used for the diesel engine, make sure the process route , establish the foundry process project and the process planning of the parts, and design a set of appropriative fixture for the bore with diameter 9mm. Key Words： Group technology; Process planning; Fixture design nts辽宁工程技术大学课程设计 III 目 录 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 . 1 1.1 零件的作用 . 1 1.2 零件的工艺分析 . 2 1.3 零件的生产类型 . 2 2 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图 . 2 2.1 毛坯的选择 . 2 2.2 确定机械加工余量和公差 . 2 2.3 设计及绘制毛坯图 . 3 3 选择加工方法，制定工艺路线 . 3 3.1 定位基准的选择 . 3 3.2 零件表面加工方法的选择 . 4 3.3 制订工艺路线 . 4 4 工序设计 . 5 4.1 9mm 孔 . 5 4.2 确定切削用量及基本工时 . 6 5 夹具设计 . 7 5.1 定位方案 . 7 5.2 夹紧机构 . 7 5.3 导向装置 . 8 5.4 夹具体 . 8 6 方案综 合评价与结论 . 8 7 体会与展望 . 8 8 参考文献 . 10 nts 1 1 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的作用 题目所给定的零件是一个转速器盘，要求加工图示红圈部分的 89H 孔的加工。 图 1-1 转速器盘零件图 设计题目给定的零件是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10m m 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 6mm 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 9H8mm 的孔用 M8 螺栓与机体相连。多用于柴油机调速机机构中。 nts 2 2 1.2 零件的工艺分析 转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为 9mm 的孔与 10mm孔有位置要求； 120圆弧端面与 10mm 孔的中心线有位置度要求。现分述如下： 两个直径为 9mm 的孔 两个直径为 9mm 的孔的表面粗糙度为 Ra12.5，孔中心线与底平面的尺寸要求为 18 5.00 mm；两个孔的中心线距离为 05.028 mm；孔与直径为 10mm的孔中心线距离为 1.072 mm；与机体相连的 P 面，其表面粗糙度为 Ra6.3。 10mm 的孔及 120圆弧端面 10mm 的孔尺寸为 10 049.0013.0 mm，表面粗糙度为 Ra3.2，其孔口倒角 0.5 45，两个 6 036.00 mm 的孔表面粗糙度为 Ra3.2， 120圆弧端面相对 10mm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 10mm和 6mm 孔。 1.3 零件的生产类型 依据题目所给的原始资料可知，该零件的生产类型为 大批生产 。 2 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图 2.1 毛坯的选择 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 4000 件 /年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。 2.2 确 定机械加工余量和公差 参见机械制造技术基础课程设计指导书（以下称指导书）第二章第二节，铸件尺寸公差及机械加工余量按 GB/T6414-1999 确定。 按金属型铸造，灰铸铁查指导书表 2-5，查得加工余量等级为 DF，转查表 2-3，差得尺寸公差为 8 级，转查表 2-4，最大轮廓尺寸 160250mm，nts 3 3 得加工余量 1.4mm。 2.3 设计及绘制毛坯图 图 1-2 转速器盘 毛坯图 3 选择加工方法，制定工艺路线 3.1 定位基准的选择 本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测 量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。例如，先铣出下表面，再以下表面为基准，加工出上端各表面，同样，也是以下表面为基准钻出 10、 2- 6 3 个孔；加工前后端面时，先以下表面为基准，在镗床上铣出后端面，再以后端面为基准，加工出 2 个 9 的孔的前端面。由于扇形部分的表面比较不易加工，首先以加工出来的下端面为基准加工出 10、2- 6 3 个孔处的各个上端面，再以上端面为基准，加工出 I 孔处的下端面；零件的 2 个 9 孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。 nts 4 4 3.2 零件表面加工方法的选择 P 面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 18mm 圆柱端面 表面粗糙度为 Ra12.5，经济精度为 IT11，加工方案确定为：粗铣； 10mm 孔 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削粗铰精铰孔倒角； 25mm 圆柱上端面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 9mm 孔 表面粗糙度为 Ra12.5，经济精度为 IT8，加工方案确定为：钻削铰孔； 120 圆弧端面 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确 定为：粗铣精铣； 6mm 孔 表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削铰孔。 3.3 制订工艺路线 制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。 因此，设计的加工路线确定如下： 工序 1 铸造； 工序 2 热处理； 工序 3 粗、精铣 P 面，以零件底平面及直径为 25mm 的外圆柱面为粗基准。选用 X63 卧式铣床，并加专用夹具； 工序 4 粗铣两个直径为 18mm 的圆柱端面，以经过精加工的 P 面及底平面为基准，选用 X52K 立式铣床，并加专用夹具； 工序 5 粗铣直径为 25mm 的圆柱 下 端面，以底平面为基准， 25mm圆柱 上 端面为辅助基准，选用 X52K 立式铣床，并加专用夹具； 工序 6 粗、精铣直径为 25mm 的圆柱上端面，以底平面为基准，nts 5 5 25mm 圆柱下端面为辅助基准，选用 X52K 立式铣床，并加专用夹具； 工序 7 钻、铰 10mm 的孔，并锪倒角 0.5 45，以经过精加工的 P面和底平面为基准，选用 Z525 立式钻床，并加专用夹具； 工序 8 钻削、铰削加工直径为 9mm 的两个孔，以 10mm 的孔及 P面为基准，选用 Z525 立式钻床，并加专用夹具； 工序 9 粗、精铣 120 圆弧端面，以 10mm 的孔和底平面及 P 面为定位基准，选用 X52K 立式铣床，并加专用夹具； 工序 10 钻、铰加工两个 6mm 的孔，以 10mm 的孔和底平面及 P面定位。选用 Z525 立式钻床，并加专用夹具； 工序 11 去毛刺； 工序 12 检查； 工序 13 入库。 4 工序设计 根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下（只介绍题目给出的工序）： 4.1 9mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度为 IT8， 确定工序尺寸及余量： 钻孔： 8.9mm； 铰孔： 9 022.00 mm， 2Z = 0.1mm。 具体工序尺寸见表 1。 表 1 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /mm 工序间 工序间 尺寸 /mm 工序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 铰孔 0.1 H8 Ra12.5 9 022.009Ra12.5 钻孔 8.9 H12 Ra12.5 8.9 150.009.8 Ra12.5 nts 6 6 4.2 确定切削用量及基本工时（只介绍题目给出的工序） 工序 8：钻削、铰削加工 9mm 的孔 1. 钻削 8.9mm 的孔 选择刀具和机床 查阅指导书，由 钻削 深度 pa = 4.45mm，选择 0d = 8.9mm 的 H11 级高速钢麻花钻 (GB1438-85)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查阅指导书表 4-10， 取 f = 0.17mm/r。 切削速度 cv 根据指导书表 5-22，根据 f = 0.17mm/r 和铸铁硬度为 HBS = 200 241，取 cv =12m/min。 计算基本工时 fm vLt 式中， ylL ， 14l mm，查指导书， 5y mm，所以，19514 L (mm)， fm vLt =17.039219= 0.29(min)。 2.铰削 9H8mm 孔 选择刀具和机床 查阅指导书，选择 0d = 9mm 的 H8 级高速钢锥柄机用铰刀 (GB1133-84)，机床选择立式钻床 Z525。 选择切削用量 进给量 f 查 阅指导书表 5-31，取 f = 0.30mm/r 0.50mm/r，故取 f = 0.30mm/r。 切削速度 cv 根据指导书表 5-31 注 ，取 cv = 8m/min。 计算基本工时 nts 7 7 fm vLt 式中， ylL ， 14l mm，查指导书 ， 5y mm，所以，19514 L (mm)， fm vLt = 30.068019 = 0.09(min)。 5 夹具设计 这部分针对题目给出工序设计该工序的专用夹具。具体见夹具装配图和夹具零件图。 5.1 定位方案 工件以 18mm 的圆柱端面和 10 孔为定位基准，采用平面和削边销组合定位方案，在定位平面及削边销的圆柱面上定位，其中平面限制 3 个自由度、长削边销和阶梯小面限制 3 个自由度，共限制了六个自由度。 5.2 夹紧机构 图 5-1 铰链加紧机构 根据生产率要求，运用气动夹紧可以满足。采用铰链夹紧机构，通过压块实现对工件的表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。 nts 8 8 5.3 导向装置 图 5-2 钻套 采用固定钻套作为导向装置，选用 JB/T 8045.2-1999。钻套高度 H=19mm，排削间隙 h=5mm. 5.4 夹具体 图 5-3 夹具体 夹具体采用铸造，加工出定位元件的安装处。 6 方案综合评价与结论 由于加工零件的不规则和尺寸过小，给夹具设计带来了很大的困难 。本工序采用的一平面、一小平面和一削边销进行定位，满足定位要求。夹紧采用压块压紧，铰链结构传动，汽缸动力。夹具体采用铸造。总体来说，该夹具满足加工要求，可以提高加工效率。 7 体会与展望 经过近三个星期的艰苦努力，终于比较圆满地完成了课程设计的各项任务。在本次设计中我深深地体会到以下几点： nts 9 9 作为一名当代大学生，首先必须培养求真务实和严谨的科学态度，培养理论联系实际、钻研创新与实事求是相结合的工作作风。 必须重视基础理论知识，只有在牢固掌握专业知识的基础上，才能有创新和发展。 经过这次课程设计，我学会了 收集、查阅和综合分析各种资料，正确应用各种标准手册和工具书籍，进一步提高了自己分析、计算等基本技能，
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