转速器盘加工工艺及钻10孔夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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- 内容简介：
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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
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