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转速 加工 工艺 10 夹具 设计 CAD 图纸 说明书

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内容简介：

目 录第一章 零件分析1.1零件的用途分析11.2零件的工艺分析1第二章 定位分析2.1定位分析22.2确定定位方案2第三章 夹紧分析3.1 确定夹紧方式和设计夹紧机构33.2 夹紧力计算33.3加工误差分析.53.4 钻套、钻模板设计83.5 夹具精度分析9总结.12参考文献.13第一章 零件分析1.1零件的用途分析为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。按指导老师的布置，根据课程设计题目要求，设计钻、铰削加工10F9mm的孔并锪倒角0.545的钻床夹具。该夹具用于Z525立式钻床，并配上9.8H12mm的高速钢麻花钻、9.96H10mm的高速钢锥柄机用铰刀、10F9mm的高速钢锥柄机用铰刀，按工步对孔进行加工。1.2零件的工艺分析转速器盘需要加工的10mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值为Ra6.3，并且10F9为浅孔。在机械加工工艺规程中，分钻、粗铰、精铰、倒角0.545进行加工。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置尺寸精度：待加工孔10F9和已加工孔9H11的中心距离尺寸为720.1mm；待加工孔10F9和后平面的距离尺寸为560.1mm。由以上可知，该孔的位置尺寸精度要求不高，但是，两个相差120筋板不利于夹紧工件，会给加工带来一定困难，在钻孔的时候，工件的筋板会受到钻头轴向力的作用产生微小变形，影响孔的加工精度。因此，在设计夹具时应注意解决这个问题。第二章 定位分析2.1定位分析该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。2.2确定定位方案由于工件在钻10mm孔时两筋板的刚性较差，从保证工件定位稳定的观点出发，采用“一面两孔”定位，即以已加工的后平面和两个9mm孔为定位基准，这样，既增加了工件的稳定性，又兼顾了基准重合原则。为实现定位方案，所使用的定位元件：圆柱销和菱形销在后平面和9mm孔定位，可以限制工件的五个不定度，25mm外圆柱下端面使用薄壁圆柱孔支承，限制工件沿Z轴的移动不定度，从而达到完全定位。第三章 夹紧分析3.1 确定夹紧方式和设计夹紧机构两个9mm孔中的圆柱销和菱形销共同承受钻孔时的切削扭矩。在钻9.8H12mm孔时，由于孔径较小，切削扭矩和轴向力较小，并且轴向力可以使工件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会使工件产生旋转，因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用转动压板夹紧机构，其力的作用点落在靠近加工孔的120圆弧端面上。3.2 夹紧力计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即：其中，查机床夹具设计手册表1-2-1得：、1.15、，所以，= 2.691。查机床夹具设计手册表1-2-7得：查机床夹具设计手册表1-2-8得：由于钻头的直径为d = 9.8mm，所以，(N mm)。因此，实际所需要的夹紧力为：(N mm)。夹紧机构采用压板机构，机构的传动效率为，螺母产生的夹紧力为：。查机床夹具设计手册表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.675mm，查表1-2-22，得，。= 2810.23(N)则作用在转动压板上的夹紧力为：夹紧机构受力如图2所示。图2 夹紧机构受力示意图由公式得：在工件上的夹紧力作用点到钻头在工件上加工时作用点的距离为49mm。因此，夹紧力产生的扭矩为： (N mm)。工件受力如图3所示。图3 工件受力示意图因，故该铰链机构能满足钻孔加工要求。3.3加工误差分析用工件的“一面两孔”定位，使设计基准和工序基准重合，即遵守“基准重合”和“基准统一”原则，以减少定位误差，所采用的定位元件为定位销和菱形销，考虑薄壁圆柱孔支承形状，将支承和夹具体铸成整体，即把支承铸成薄壁凸台。工件定位如图4所示。圆柱销和菱形销的设计计算：两定位销中心距LL= L式中，L 工件两基准孔的中心距。L= L= 28mm。图4 工件定位示意图两定位销中心距公差=式中，工件两基准孔的中心距公差。= 0.025(mm)。圆柱销最大直径= 9mm，公差取g6，所以，圆柱销直径为mm。补偿值(mm)式中，第一基准孔与圆柱销间最小配合间隙(mm)。(mm)菱形销宽度B，b根据表8：B = D2 = 92 = 7(mm)；B = 4mm。表8 菱形销尺寸表D2 /mm36688202024243030404050B/mm2345568B/mmD20.5D21D22D23D24D25D25菱形销与基准孔的最小配合间隙=(mm)式中，第二基准孔最小直径。菱形销最大直径（公差取h6）= 90.108 = 8.892(mm)所以，菱形销直径为mm。转角误差式中，工件定位孔的直径公差；圆柱定位销的直径公差(mm)；菱形定位销的直径公差(mm)；圆柱定位销与孔间的最小间隙(mm)；菱形定位销与孔间的最小间隙(mm)；L 中心距(mm)。所以，需要加工的孔的公差mm，由该误差引起的定位误差为8= 80.0036= 0.028，该误差小于工件误差，即0.0280.036，方案可行。3.4 钻套、钻模板设计为进行钻、铰加工，采用快换钻套，其孔径尺寸和公差如下：钻9.8H12孔：麻花钻的最大极限尺寸为9.8+0.15mm，则钻孔时所配的钻套取规定的公差为F8，即钻套尺寸为：9.95mm，圆整后可写成10mm。粗铰9.96H10孔：铰孔选用GB1133-84中的标准铰刀改制而成，其尺寸为9.96mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为9.96+0.044G7，即钻套尺寸为：10.004mm，圆整后可写成10mm。精铰10F9孔：铰孔选用GB1133-84中的标准铰刀，其尺寸为10mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为10+0.023G6，即钻套尺寸为：10.023mm，圆整后可写成10mm。钻套形状尺寸在机床夹具设计手册中查取。为了安装快换钻套，确定选取固定衬套与之相配合使用。设计钻模板：将钻套用衬套安装在钻模板上，钻模板通过销子和螺栓与夹具体连接。钻模板的尺寸与形状自行设计。3.5 夹具精度分析机械加工中，保证加工出合格零件的必要条件是：加工误差不大于被加工零件相应的公差。加工误差来源于两大方面：一方面是与机床有关的误差称加工方法误差；另一方面是与夹具有关的误差，而此误差可分为零件在夹具中的定位误差、夹具的对刀或导向误差及夹具的制造及在机床上的安装误差。根据误差的随机性的特点，按概率原理合成，根据生产实际情况，与夹具有关的误差占加工误差的绝大部分，故按机率相等的原理，取零件公差的3/4作为判别依据得到保证加工零件合格的条件是：（零件相应加工尺寸的公差），因为加工方法误差取决于机床精度，所以只进行夹具精度的分析计算。满足上述条件，认为夹具精度满足加工要求，否则精度不足。钻孔夹具产生导向误差有五个因素：其一是钻模板底孔至定位基准尺寸误差，取其公差；其二、三是钻套、衬套内外圆同轴度误差 ；其四是钻套与衬套的配合间隙；其五是钻套与钻头配合间隙，于是得：钻套垂直度误差对孔位置影响折算为：心轴底面平行度误差对孔位置影响折算为：夹具精度的计算和判别：夹具精度分析简图如图5所示。图5 夹具精度分析示意图定位误差：基准重合。，（基准不重合）mm（定位销与孔配合最大间隙）mm导向误差：最后是铰刀，故按铰刀计算。mm，（同轴度误差忽略）(mm)(mm)=(mm)安装误差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t= 0.025mm，t= 0.008mm，L = 50mm。0.014(mm)因此，夹具精度：=综上所述，此夹具能满足加工要求。结束语经过近一段时间的艰苦努力，终于比较圆满地完成了课程设计任务。在本次设计中我深深地体会到以下几点：作为一名机械专业的大学生，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。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，特别是在应用办公软件和绘图软件上，我的收获很大，掌握了很多的常用技巧。掌握了常用机械结构设计的一般方法和步骤，熟悉了设计计算说明书、论文摘要、文献综述等格式和写作方法，为将来的实际工作打下了坚实的基础。参考文献1 孟少农.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，1991，第1、2卷2 孙本绪、熊万武.机械加工余量手册M.北京：国防工业出版社，19993 周凤云.工程材料及应用M.湖北：华中科技大学出版社，2002，第二版4 李益民.机械工艺设计手册M.北京：机械工业出版社，20035 郭彩芬 王伟麟 机械制造技术 机械工业出版社14 课程设计任务书 课程名称： 机械制造工艺学课程设计 起讫时间： 院 系： 班级： 指导教师： 系 主 任： 一、课程设计课题设计转速器盘零件的机械加工工艺规程二、课程设计要求页面设计时要体现技术文件的严肃性，不能出现装饰图案、花纹。每不超过6位同学组成一个设计小组。选择同一个设计题目，各自设计工艺方案，再从中讨论出一个最佳的工艺方案后展开设计。注意理论与实践的结合。三、课程设计工作量绘制转速器盘零件图（用A3图样幅面绘制） 1张 设计“毛坯-零件”图（用A3图样幅面绘制） 1张 设计转速器盘零件机械加工工艺规程（在学校统一印刷的“机械加工工艺过程卡片” 、“机械加工工序卡片” 中编制） 1套 编制课程设计说明书（要求尽可能用计算机打印成文，按技术文件归档要求装帧） 1份四、课程设计说明书内容（有指导书的可省略） 机械加工工序卡片产品型号2105零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工1铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2粗铣18mm的圆柱前端面端面铣刀380150.25210.663粗铣18后端面端面铣刀380150.25210.66 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工2铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.511432设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能立式升降铣床X62W夹具编号夹具名称切削液钻N面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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2粗铣直径为25mm的圆柱上端面端面铣刀95150.25210.66min34 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘12页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工3钻毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床Z535型1夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2钻2x9H9mm孔至7mm立式钻床Z535型、卡规、莫氏锥柄麻花钻D=7mm250180.47.010.64min 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工4钻毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z535型1夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2钻10mm（H7）mm孔至9.8mm立式钻床Z535型、卡规、莫氏锥柄麻花钻D=9.8mm1000220.39.810.54min 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工5铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.5114321设备名称设备型号设备编号同时加工件数高速钢圆柱立铣刀501夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2粗铣120圆弧端面，加工余量2mm高速钢圆柱立铣刀50mm380140.3210.64 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工6钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2钻圆弧端面孔至5.8mm立式钻床Z535型、卡规、莫氏锥柄麻花钻D=5.8mm500300.35.810.64 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工7铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数X62W1夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2精铣18mm前端面，端面铣刀1662660.03210.913精铣18mm的后端面端面铣刀1662660.03211.14 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工8铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.5114321设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2精铣直径为25mm的圆柱上端面端面铣刀4703.361.2211.06 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第9页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工9钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液粗镗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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧0.2min2扩9H9mm孔至8.7mm锥柄扩孔钻D=8.7mm450110.38.71 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第10页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2粗铰10（H7）mm至9.96双边余量为0.16mm45014.070.39.9611.48min3精铰10H7mm至尺寸72022.60.31011.33min 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第11页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工11铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.511432设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2精铣120圆弧端面高速钢圆柱立铣刀50mm1000300.35.810.64 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 期机械加工工序卡片产品型号2015零件图号产品名称柴油机零件名称转速器盘共12页第12页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工12钻HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件122.51143211设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液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/minm/minmm/rmm机动辅助1定位、夹紧2粗铰2x6（H7）mm孔，195140.2610. 643精铰2x6（H7）mm孔380180.3610.648 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- 12 - 课程设计任务书 课程名称： 夹具设计课程设计 起讫时间院 系班级 指导教师系 主 任一、课程设计课题设计转速器盘零件的加工10mm孔工序的专用夹具二、课程设计要求页面设计时要体现技术文件的严肃性，不能出现装饰图案、花纹。每不超过8位同学组成一个设计小组。根据上学期机械制造工艺学课程设计的设计题目，在所设计的加工工艺规程卡片中，再选取某个工序中准备使用的夹具，然后小组内自己分工安排，设计出加工工序的专用夹具。注意理论与实践的结合，设计的实用性。三、课程设计工作量设计夹具装配总图（采用适当比例，建议用A1图样幅面绘制，所有图样都要按国家标准要求折叠） 1张 设计夹具零件图（绘制出全套专用零件的零件图） 1套 编制课程设计说明书（要求尽可能用计算机打印成文，按技术文件归档要求装帧） 1份四、课程设计说明书内容（有指导书的可省略）苏 州 市 职 业 大 学课程设计说明书名称 设计转速器盘10mm孔工序的专用夹具 10年9月 日10年9月 日共1周院 系 机电工程系 班 级 08机制3班 姓 名 系主任 陶亦亦 教研室主任 顾苏怡 指导教师 赵宏平 机械加工工艺过程卡片产品型号2105零(部)件图号产品名称柴油机零(部)件名称转速器盘共2页第1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件铸造铸造毛坯铸造热处理时效热处理热10铣粗铣18前端面金工X62W端面车刀， 专用夹具，1.37粗铣18后端面金工X62W端面车刀， 专用夹具，1.8120铣粗铣直径为25mm的圆柱上端面金工X62W端面车刀， 专用夹具，1.9730钻钻9H9mm孔金工Z535莫氏锥柄麻花钻D=7mm1.8040钻钻10mm（H7）mm孔金工Z535莫氏锥柄麻花钻D=9.8 mm1.0650铣粗铣120圆弧端面金工高速钢圆柱立铣刀500.1560钻钻6（H7）mm孔金工Z535莫氏锥柄麻花钻D=5.8mm0.6470铣精铣18前端面金工X62W端面车刀， 专用夹具，1.37描 图精铣18后端面金工X62W端面车刀， 专用夹具，1.8180铣精铣直径为25mm的圆柱上端面金工X62W端面车刀， 专用夹具，1.9790扩扩9H9mm孔致8.7mm金工Z535锥柄扩孔钻D=8.7mm0.84描 校100铰粗铰10（H7）mm至9.96mm金工Z535锥柄机用铰刀D=9.96 mm0.15底图号精铰10H7mm至尺寸金工锥柄机用铰刀D=10mm0.64装订号110铣精铣120圆弧端面金工X62w高速钢圆柱立铣刀500.15设计(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机械加工工艺过程卡片产品型号2105零(部)件图号产品名称柴油机零(部)件名称转速器盘共2页第2页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件120铰粗铰2x6（H7）mm至5.96mm孔金工Z535锥柄机用铰刀D=5.96mm1.48精铰2x6（H7）mm孔金工锥柄机用铰刀D=6mm1.33检验入库游标卡尺0200专用的量检具描 图描 校底图号装订号设计(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目 录第1章零件分析1.1零件的作用11.2零件的工艺性分析和零件图的审查2第2章 选择毛坯2.1 确定毛坯的成形方法.32.2 铸件结构工艺性分析.32.3 铸造工艺方案的确定.32.4 铸造工艺参数的确定. .32.5 型芯设计 . 4第3章 工艺规程设计3.1定位基准的选择63.2制订工艺路线73.3选择加工设备及刀、量具 .113.4 加工工序设计.13个人心得.19参考文献.20 课程设计说明书课程设计说明书设计（课程）题目设计（课程）题目 转速器盘 系 机电工程系 专业班级 姓 名 学 号 指导教师 年 6 月 30 日目 录第 1 章零件分析.11.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺性分析和零件图的审查 .2第 2 章 选择毛坯.22.1 确定毛坯的成形方法.32.2 铸件结构工艺性分析.32.3 铸造工艺方案的确定.32.4 铸造工艺参数的确定.32.5 型芯设计.4第 3 章 工艺规程设计.53.1 定位基准的选择 .53.2 制订工艺路线 .63.3 选择加工设备及刀、夹、量具 .83.4 加工工序设. .10个人心得.21参考文献.22序 言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（转速器盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。第 1 章 零件分析1.1 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 1.1图 1.21.2 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。两端第 2 章 选择毛坯2.1 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 10000 件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。2.2 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。2.3 铸造工艺方案的确定2.3.1 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。2.3.2 造型及造芯方法的选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为大批生产（参考金属工艺学课程设计表 1-8） ，故选用砂型机器造型造型。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。2.3.3 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 18mm 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，25mm 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。2.3.4 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。2.4 铸造工艺参数的确定2.4.1 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H131113 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。2.4.2 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。2.4.3 分型负数的确定按公式计算，mm，1，取。但考虑上型21000Lb300LL10002b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。2.4.4 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。2.4.5 不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于 30mm 的孔均不铸出，而采用机械加工形成。2.4.6 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 = 3mm5mm 圆滑过渡。2.5 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 18mm 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 18mm 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。型芯简图如图所示。水平式芯头下箱上箱第 3 章 工艺规程设计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。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,III 3 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。图 2.1 图 2.2下表面上表面上端面下端面前端面后端面3.2 制订工艺路线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 R6.3，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 R6.3，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 R12.5，只需进行粗铣。（7）2 个 9 孔的加工：表面粗糙度 R12.5，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 R6.3，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 R3.2，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,R6.5,R15 几种园角，可用立铣刀周铣出园角。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经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下降。由于是大批量生产，故加工工艺采用工序集中原则。方案一：表 1（姜吉阳）工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04铣 9 端两侧面05铣 10 端两端面06铣 9 端两端面07钻通孔 10 与钻通孔 608钻通孔 909钻孔 10，孔口倒角 0.5X度10检验11入库方案二：表 2（蒋松乾）工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04铣 9 端两端面05铣 10 端两端面06钻通孔 907钻通孔 10 孔口倒角 0.5X度08铣 120 圆弧端面09钻通孔 610检验11入库方案三：表 3（费新俊）工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04铣 9 端两侧面05铣 10 端两端面06钻通孔 10 与钻通孔 607铣 9 端两端面08钻通孔 909钻孔 10，孔口倒角 0.5X度10检验11入库方案四：表 4（李想）工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04钻通孔 905铣 10 端两端面06铣 9 端两端面07钻通孔 10 与钻通孔 608铣 9 端两侧面09钻孔 10，孔口倒角 0.5X度10检验11入库方案五：表 5（纪景勇）工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04铣 9 端两侧面05钻通孔 10 与钻通孔 606铣 9 端两端面07铣 10 端两端面08钻通孔 909钻孔 10，孔口倒角 0.5X度10检验11入库工艺方案的比较与分析：因左右两端面均对 10mm 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左端面上 10mm 孔放后面加工。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如，铣 9 端两端面与铣 9 端两侧面，两工序前后对调,这样保证了加工面的定位精度。工序铰孔 10 及孔口倒角 0.5X度应在工序最终完成，使孔面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 10mm 通孔加工精度的影响。通过以上的工艺路线分析，最后确定工艺路线方案二为该零件的加工路线。该工艺过程详见附表和附表 2，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。3.3 选择加工设备及刀、夹、量具 3.31 选择加工设备(1)工序 1，2，5，7 和 11 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 10 和工序 12 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 4，10 加工一个 10 孔，工序 12 加工 2 个 6 孔，工序 3,9加工 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。3.32 选择刀具(1)在工序 1，2，5，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。3.33 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。3.33.1 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 0.2mm，选用分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺就行了，因为其不确度为 0.02mm，显然满足要求。3.33.2 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 0.013之内，故可选用分度值为 0.01mm，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺，其不确定度为 0.008，满足测量精度的要求。3.34 加工量计算表 工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)精加工(mm)总加工余量(mm)上表面13.5 11.511 2.5上端面12.510.57837下端面8.52前端面1917143后端面15210 孔09.86 孔05.89 孔0793.35 工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具 （1） 28 0.5 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 （2）12 0.2 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 （3）14 - 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 （4）10 0.013 分度值为 0.01mm，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺 6 0.030 9 - 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 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。3.4 加工工序设计 (一)确定切削用量及基本工时（机动时间）在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量 asp(即切削深度 ap)、进给量 f 及切削速度 Vc 。(2)确定方法是：确定切削深度确定进给量确定切削速度(3)具体要求是：由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀 ap可达 810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度：可用查表法或计算法得出切削速度 Vc查，用公式 换算出查表或计算法所得的转速 nc 查，根据 Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速 n机作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度 Vc机填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度 Vc机、实际进给量 f机和背吃刀量 asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。工序钻个 9mm 孔(1)、加工条件工件材料：HT200 正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：钻扩孔 9mm 机床选择：选用立式钻床 Z525（见工艺手册表 4.2-14）(2)、确定切削用量及基本工时选择 9mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P84）d=9 L=14mm f机=0.48mm/r (见切削手册表 2.7 和工艺手册表 4.2-16)Vc查=13m/min （见切削手册表 2.15）按机床选取 n机=195r/min（按工艺手册表 4.2-15）所以实际切削速度： m/min.141.3v 基本工时： l=80mm ) l2=(14)mm(取 4mm)按工艺手册表 6.2-5 公式计算 1.24（min）工序 粗、精铣左右端面（） 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表 3.1-27，选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数 Z=10。2）、确定铣削深度 a p：单边加工余量 Z=1.50.27，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=1.5mm3）、确定每齿进给量 fz:根据切削手册表 3.5，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取 1.2mm，根据切削手册表 3.8 铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度 T=180min。5）、确定切削速度 Vc：根据切削手册表 3.16 可以查 Vc：由 ap=1.5mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据 X62W 型立铣床说明书（表 4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)6）、计算基本工时：l=47mm l2=2 T=0. min（）精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表 3.1-27，选择用一把 YG6 硬质合金