转速器盘加工工艺及钻2-Φ6孔夹具设计（全套含CAD图纸）
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1目录第1章零件分析111计算生产纲领，确定生产类型112零件的作用113零件的工艺性分析和零件图的审查2第2章工艺过程设计321零件表面加工方法的选择322工艺路线的制订323选择毛坯524定位基准的选择525工艺方案的经济技术比较626机床的选择627选择夹具628选择刀具729选择量具7210加工量计算表7211工序加工尺寸尺寸公差使用量具8212确定工序尺寸8第3章机械加工计算931粗铣上下端面和上表面932钻10和26孔933铰10和26孔1034精铣上表面1135粗铣前端面和后端面1136精铣前端面1137钻29孔12第4章夹具设计13设计心得16参考文献17附录181序言机械制造工艺及夹具设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。21零件分析11计算生产纲领，确定生产类型所给任务的零件（图11）是某机器上的一个转速器盘的零件。假定该机器年产量为6000台，且每台机器中仅有一件，由零件的特征可知，它属于机体类小零件，因此，可以确定其生产类型为大批量生产。12零件的作用转速器盘是2105柴油机中调速机构。10MM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，油门拉杆即可打开油门或关小油门。6MM孔装两销，起限位作用，手柄可在120范围内转动，实现无级调速。该零件通过9MM孔用M8螺栓与柴油机体连接。本设计任务给定的零件转速器盘，即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。图113图1213零件的工艺性分析和零件图的审查该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的结构比较复杂，加工时需要较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力，可以用花盘进行定位加紧，并用垫块进行辅助定位。同时基准面的选择也是很重要的。在加工I,II,III孔的端面时，先用铣刀铣出下表面，在以下表面为基准，铣出上面的各表面（I,II,III孔的加工也是以下端面为定为基准的）；在加工前后端面时，由于工件前后尺寸较大，可在铰床上铣端平面，铣出后表面。之后，以后表面为基准，铣出两个9孔，在加工过程中，应尽量减少安装的次数，以减少安装时带来的安装误差。两端4第2章工艺过程设计21零件表面加工方法的选择本设计任务给的零件需要加工的表面有端面，内孔，园角等，其加工方法如下（1）下表面（大面积表面）虽然不是重要的表面，没有粗糙度要求，但是定位基准面，用铣车进行端铣平面，粗铣即可。（2）上边缘面不是重要表面，粗铣即可。（3）I,II,III孔处的上端面是重要表面，表面粗糙度R63，可以进行粗铣后，再进行半精铣或精铣。（4）I孔处的下端面无表面粗糙度要求，只需进行粗铣即可。（5）前端面是重要表面，也是定为基准面，表面粗糙度R63，进行粗铣再半精铣或精铣。（6）2个9孔的后端面表面粗糙度R125，只需进行粗铣。（7）2个9孔的加工表面粗糙度R125，以下端面为基准，粗铰出2个9孔；普通铰床即可。（8）I孔的加工表面粗糙度R63，可用铰床进行铰孔，粗铰或扩孔均可。（9）II,III孔的加工表面粗糙度R32，是要求较高的孔，可进行粗铰半精铰，或者扩孔精扩，既可满足要求。（10）园角有R3，R5,R65,R15几种园角，可用立铣刀周铣出园角。22工艺路线的制订工艺路线一工序1钳工划线；以上边缘面为粗基准，划下表面的加工线。工序铣，以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面。工序3铣，在以下表面为基准，粗铣出I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。工序4铣，以上端面为定位基准，粗铣出零件下端面工序5精铣，以下端面为基准，对上端面进行精铣，使表面粗糙度达到R63的要求。工序6钻孔，以下端面为基准，预钻出I,II,III孔，留出1MM左右的加工量；工序7铰，在铰床上进行铰孔，粗铰10孔I；粗铰2个6孔；倒角。工序8铣，以I为基准，对上表面进行精铣，使表面粗糙度达到R63的要求。5工序9铣，以I,和下表面为基准，铣出前端面工序10精铣9孔前端面工序11铣，以前端面为基准，铣出后端面。工序12钻，以I,和下表面为基准，钻出2个9孔。工序13钳工去毛刺。工序4终检。工序5涂油入库。工艺路线二工序1钳工划线；以上表面为粗基准，划下表面的加工线。工序以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面；在以下表面为精基准，粗铣出个9孔的上端面，以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。工序以下表面为基准，对这个孔的上端面进行精铣，使表面粗糙度达到R63的要求。工序以10孔的上表面为基准，精铣10孔I的下端面。工序以下表面为基准，在铰床上粗铣或半精铣出后端面，再以后端面为基准，加工出2个9的孔的前端面。工序钻孔，以后表面为基准，预钻出I,II,III孔，留出1MM左右的加工余量；再以下端面为基准，预钻出2个9孔，留出1MM的加工余量、工序在铰床上进行铰孔，粗铰10孔I；粗铰2个9孔；倒角。工序精铰6孔II,III，使粗糙度达到R32的要求工序钳工去毛刺。工序终检。工艺路线三工序1钳工划线；上表面为粗基准，划下表面的加工线。工序铣，以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面；工序3在以下表面为精基准，粗铣出个9孔的前端面，以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。工序4以10孔的上端面为基准，铣10孔I的下端面工序5铰，以下表面为基准，在铰床上粗铣或半精铣出9后端面。工序6铣，以9后端面为基准，铣出2个9的孔的前端面。6工序7以10孔下端面为基准，预钻出I,II,III孔，留出1MM左右的加工余量工序8以9后端面为基准，预钻出2个9孔，留出1MM的加工余量工序9精铣，以下表面为基准基准，对这个孔的上端面进行精铣，使表面粗糙度达到R63的要求。工序10铰，铰床上进行铰孔，粗铰10孔I；粗铰2个9孔；倒角。工序11精铰6孔II,III，使粗糙度达到R32的要求工序12钳工去毛刺。工序3终检。工序4涂油入库。23选择毛坯转速器盘是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。由于零件的结构复杂，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，最好用成型铸造法，以减少加工余量和保证零件的结构准确性。24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。先铣出下表面，以下表面为基准，加工出上端面和上表面，再以上端面为基准加工下端面，以上端面为基准钻出I,II,III3个孔；加工前后端面时，先以上端面和I,II,为基准，在铣床上铣出后端面，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I,II,III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。下表面上表面上端面下端面7图21下表面上表面上端面下端面图2225工艺方案的经济技术比较在加工过程中，也可以用车床或刨床来加工表面，用铰床来铰孔。但是由于工件的结构较复杂，用车床或刨床加工的话会给加工带来很大的困难，给工人增加很大的工作难度；如果用铰床来铰孔，也是可以的，但是本设计给的零件的孔要求的精度不是非常高，用普通的钻床就可以加工达到设计的要求。选择工艺路线一比较合理26机床的选择1工序，5和9，10，11，12用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床X62W型万能卧铣床即可。2工序和工序是铰孔工序，分别是粗铰和半精铰。使用普通的铰床即可。3工序，13加工一个10孔，2个6孔，2个9孔，采用花盘加紧，在立式钻床即可。可选用Z518型立式钻床。27选择夹具本零件结构比较复杂，不成规则，故夹紧定位比较困难，可采用花盘以及专用夹具来定位，并可以使用一些垫块来辅助定位加紧。前端面后端面8例如，在加工上端面时，扇形部分下部分悬空，需要用一些辅助支撑，然后加紧，以防零件加紧时发生变形。在加工前后端面时，用花盘或压板都可以加紧。28选择刀具1在工序，铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。2钻孔有10,6,9三种孔，需要留一定的加工余量，可用5,8麻花钻直接钻出来。3铰孔需要铰三种孔10,6和9，有粗铰和精铰，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。29选择量具本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。291选择平面的量具由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为02MM，选用分度值为002MM，测量范围为0150MM的游标卡尺就行了，因为其不确度为002MM，显然满足要求。292选择内孔的量具此零件对孔的精度要求较高，其中例如I孔的下偏差要求在0013之内，故可选用分度值为001MM，测量范围为0150MM的内径百分尺，其不确定度为0008，满足测量精度的要求。210加工量计算表工序加工位置毛坯MM粗加工MM半精加工MM精加工MM总加工余量MM上表面1351151125上端面125双面105双面78（双面）37下端面85双面2前端面19双面17双面14（双面）3后端面15（双面）2910孔096孔05579孔09211工序加工尺寸尺寸公差使用量具（1）2805分度值为002MM，测量范围为0150MM的游标卡尺（2）1202分度值为002MM，测量范围为0150MM的游标卡尺（3）14分度值为002MM，测量范围为0150MM的游标卡尺（4）100013分度值为001MM，测量范围为0150MM的内径百分尺600309分度值为002MM，测量范围为0150MM的游标卡尺注本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就足够了。212确定工序尺寸工序2，3，4主要是加工端面，如图L1，L11,L12,L13,L14,L15,L16是各个端面之间的相互位置，其中工序，的L15,L16,是精加工的尺寸链，即加工I,II,III孔的上端面的尺寸。L1是零件下表面到最上面的端面的距离，L11是下表面到9孔中心的距离，L12是9孔中心到上端面的距离，L13是9孔中心到10孔下表面的距离，L14是10孔两个端面的距离，L15是10孔上端面到6孔的上端面的距离，L16是下表面到10孔的上端面的距离。工序，主要是加工孔的尺寸链。L21是9孔两个端面的距离，L22是后端面板的厚度，L23是后端面到孔I的距离。L31是两个9孔之间的距离，L32是左边的9到10孔的水平距离，L33是10孔到两个6孔的水平距离，L34是10孔到零件下表面的斜面底端的距离。10第3章机械加工计算31粗铣上下端面和上表面参考文献2表2321查得加工余量为Z2MM，Z2MM。已知上端面的总余12量为Z57MM，则上表面总加工的余量为Z25MM。参考文献1表429取粗铣的每齿进给量F02MM/ZZ粗铣走刀一次，A1MMP取主轴转速N150R/MIN，则V9425M/MINC10DN0152校核机床功率铣削时的切削功率为取Z10，N25R/S，02MM/Z，1，代入6015MAE4ZFPCKEZNKFAPPCPC5121042531096797709749从机床X52K的参数的机床的功率为75KW，机床的传动效率取075085，取085则机床电动机所需功率P64875KW，则主轴的转速合理。EC850132钻10和26孔铰的余量为05（单边）。孔因是一次钻出，故钻削的余量为（10/205）45MM,（6/205）25MM各工步余量和工序尺寸公差/MM加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸10钻孔45926钻孔255参考文献1表470、476，取钻9的进给量为F03MM/R，切削速度V22M/MINC11由此算出转速为N700R/MINDV10102按钻床实际转速取N630R/MIN则实际切削速度为V1979M/MINC1063查有关资料得FF0742819D8FFKM981K则钻26孔的和M如下FF1599NF8031M786NM02189已取铰孔进给量008MM/R（参考文献1表491），取4M/MIN，则FCV转速NDVMIN/12704R按钻床的实际转速取N125R/MIN实际切削术度为I/931025VC33铰10和26孔粗铰以后的孔径为10MM。各工步余量和工序尺寸公差/MM加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸6铰03（单边）H880H908710铰05H9铰以粗加工后的下端面为定位基准。因为10孔和下端面在粗、精加工时互为基准，即可以互相校正10孔与下端面的垂直度。铰孔时因余量为03MM，故MAP31AP2取进给量02MM/RFIN/16057940RDVN因为12FCYXPCCFACF819CNKV30P取0CFC75FC1FC则NFC34262751890750KWP963423铰6孔MAP250RMF/0MIN/SVCI8071RDN取机床的效率为085，则机床所需的功率为KW15KW，故机床功率足1459够。34精铣上表面MIN/05FZAP1N300R/MIN走刀一次35粗铣前端面和后端面参考文献2表2321查得加工余量为Z2MM，Z2MM。已知上端面的总余12量为Z4MM，则前端面总加工的余量为Z2MM。参考文献1表429取粗铣的每齿进给量F02MM/ZZ粗铣走刀一次，A1MMP取主轴转速N150R/MIN，则V9425M/MINC10DN0152校核机床功率铣削时的切削功率为取Z10，N25R/S，02MM/Z，1，6015MAE4ZFPC代入KEZNKFAPPCEPC51210425310967977097495从机床X52K的参数的机床的功率为75KW，机床的传动效率取075085，取08513则机床电动机所需功率P64875KW，则主轴的转速合理。EC850136精铣前端面后端面因为要求不高，所以可以一次铣出，其工序余量即等于总余量2MM。定位和尺寸基准为粗加工后的前面。4MM取粗铣每齿进给量02MM/ZN150R/MINPAZFMIN/475106DNVC粗后端面的切削用量都和粗铣前端面的一样，但小于粗铣A面的值，所以机EA床功率足够。37钻29孔RMF/30（参考文献1表470）IN2VCMIN/5391201RDVN取钻床实际转速，则实际切削速度I/50RI/43CNFF2078728980M9131214第4章夹具设计夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配的工序是钻26孔的钻床夹具。1问题的提出本夹具主要用于钻26孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑，。2定位基准的选择本道工序钻26孔，精度不高，因此我们采用9孔定位，采用心轴和削边轴，一面两销定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口压板的压紧力即可以满足要求3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得钻削力式（52）6082HBDFF钻削力矩式（53）91T式中6DMMAXAXMIN187491733代入公式（52）和（53）得102FR086FX7452N190TX本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算15无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。01230267DYZTD式中定位副间的最小配合间隙（MM）；工件圆孔直径公差（MM）；D定位销外圆直径公差（MM）。TD图32定位销水平放置时定位分析图5夹具设计及操作的简要说明使用心轴和削边轴定位，采用开口压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产16装配图附图如下钻夹具体如下1718总结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等；也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次毕业设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢19致谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。20参考文献1切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编
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