转速器盘零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

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Φ9H8mm孔的工艺装备 班级：姓名：指导教师：完成日期：PAGEPAGE1设计题目转速器盘零件的机械加工工艺规程及加工Φ9H8mm孔的工艺装备设计二、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Φ9H8mm的孔设计了一套专用钻床夹具。关键词：加工工艺；铸造工艺；工艺规程；夹具设计AbstractTheprocessisthebaseoffrockdesign、manufacturing、themethodofmachiningandmachiningroute.Itsfunctionisflowing:organizingproduce,controllingquality,enhancingproductivity,reducingcost,reducingproduceperiods,improvingworkconditions,etc.So,theprocessplanningisthecorepartofproduce.Fixtureisveryimportantequipmentinprocessofmachinemanufacturingbecauseitcandirectlyaffectthequalityofproductsandproductivityandcost.Sofixturedesigningisalsoabasilicaportioninmachineprocesspreparativeandmanufacture.Thisthesisisabouttheanalysiswiththecraftworkandthestructureofthespeedgovernortraywhichisusedforthedieselengine,makesuretheprocessroute,establishthefoundryprocessprojectandtheprocessplanningoftheparts,anddesignasetofappropriativefixturefortheborewithdiameter9mmKeyWords：Grouptechnology;Foundrytechnology;Processplanning;Fixturedesign目录1零件的工艺分析及生产类型的确定 11.1零件的作用 11.2零件的工艺分析 21.3零件的生产类型 22选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图 22.1毛坯的选择 22.2确定机械加工余量和公差 22.3设计及绘制毛坯图 33选择加工方法，制定工艺路线 33.1定位基准的选择 33.2零件表面加工方法的选择 43.3制订工艺路线 44工序设计 54.1Φ9mm孔 54.2确定切削用量及基本工时（只介绍题目给出的工序） 65夹具设计 75.1定位方案 75.2夹紧机构 75.3导向装置 85.4夹具体 86方案综合评价与结论 87体会与展望 88参考文献 101零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孔的加工。图2-1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Φ9H1.2零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Φ9mm的孔与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的孔两个直径为Φ9mm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18mm；两个孔的中心线距离为mm；孔与直径为Φ10mm的孔中心线距离为mm；与机体相连的P面，其表面粗糙度为Ra6.3。⑵Φ10mm的孔及120°圆弧端面Φ10mm的孔尺寸为Φ10mm，表面粗糙度为Ra3.2，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。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D~F，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160~250mm，得加工余量1.4mm。2.3设计及绘制毛坯图图2-2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Φ10、2-Φ63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Φ9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Φ10、2-Φ63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Φ9孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。3.2零件表面加工方法的选择⑴P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；⑵Φ18mm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；⑶Φ10mm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；⑷Φ25mm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；⑸Φ9mm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；⑹120º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；⑺Φ6mm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Φ25mm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Φ18mm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Φ25mm的圆柱下端面，以底平面为基准，Φ25mm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Φ25mm的圆柱上端面，以底平面为基准，Φ25mm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Φ10mm的孔，并锪倒角0.5×45º，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Φ9mm的两个孔，以Φ10mm的孔及P面为基准，选用Z525工序9粗、精铣120º圆弧端面，以Φ10mm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Φ6mm的孔，以Φ10mm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）：4.1Φ9mm孔毛坯为实心，而孔的精度为IT8，确定工序尺寸及余量：钻孔：Φ8.9mm；铰孔：Φ9mm，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/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm铰孔0.1H8Ra12.59Ra12.5钻孔8.9H12Ra12.58.9Ra12.54.2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Φ9mm的孔1.钻削Φ8.9mm的孔⑴选择刀具和机床查阅《指导书》，由钻削深度=4.45mm，选择=8.9mm的H11级高速钢麻花钻(GB1438-85)，机床选择立式钻床Z525。⑵选择切削用量①进给量f查阅《指导书》表4-10，取f=0.17②切削速度根据《指导书》表5-22，根据f=0.17mm/r和铸铁硬度为HBS=241，取=12m/min。③计算基本工时式中，，mm，查《指导书》，mm，所以，(mm)，==0.29(min)。2.铰削Φ9H8mm⑴选择刀具和机床查阅《指导书》，选择=9mm的H8级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525。⑵选择切削用量①进给量f查阅《指导书》表5-31，取f=0.30mm/r~0.50mm②切削速度根据《指导书》表5-31注，取=8m/min。③计算基本工时式中，，mm，查《指导书》，mm，所以，(mm)，==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Φ18mm的圆柱端面和Φ10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。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/T8045.2-1999。钻套高度H=19mm，排削间隙h=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：①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。②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。③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，特别是在绘图软件（CAXA）上，我的收获很大，掌握了很多的常用技巧。④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，为将来的毕业设计打下了坚实的基础。机械加工工艺过程卡片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Φ