【转速器盘零件的工艺分析及质量改进方案设计6100字（论文）】

目录TOC\o"1-3"\h\u22636摘要 II263271前言 138382零件分析 1295032.1零件的生产类型 1275332.2零件的作用 186732.3零件的加工工艺分析 1137902.4零件主要技术条件分析 2222553机械加工工艺规程设计 258413.1基面的选择 2326023.1.1粗基准的选择 2227533.1.2精基准的选择 2122443.2表面加工方案的选择 2270273.3制订机械加工工艺路线 312843.4确定机械加工余量及工序尺寸 329054.1工件的加工工艺分析 657094.2确定夹具的结构改进方案 6255414.2.1确定定位方案，设计定位元件 661014.2.2确定夹紧方式和设计夹紧机构 7122724.2.3夹紧力计算 7280754.2.4加工误差分析 831110结论 1316704参考文献 14摘要毕业设计是在大学所有基础、技术基础、专业课程结束后进行的。是对我们所学的所有课程的全面复习，在进入社会工作岗位之前，我们进行了本次训练设计。本次毕业设计的内容是转速器盘的加工工艺及质量改进方案设计。本文详细分析了转速器盘的加工工艺，分析总结了转速器盘的结构特点和主要加工面，并根据加工转速器盘零件的主要技术要求制定了相应的加工工艺规程以质量改进方案设计设计。关键词：转速器盘；工艺分析；夹具设计1前言本次毕业设计的内容是转速器盘的加工工艺及关键工艺工具的设计。这篇文章仔细的分析了转速器盘的加工的工艺，分析总结了转速器轮盘的结构特点和主要加工面，并根据转速器盘零件的主要技术要求制定了相应的加工工艺规程以及钻孔机床夹具设计。本次毕业设计旨在综合运用基础理论知识解决实际生产问题。由于个人能力的限制，实践经验多，资料少，但在设计上存在诸多缺陷，还希望能给予指导意见。2零件分析2.1零件的生产类型转速器盘的生产类型是生产专业（车间、工段、班组、办公室）的分类。由于外形尺寸小，转速器盘是一个轻零件。因此，从生产程序与生产类型的关系来看，该零件是大量生产的类型。2.2零件的作用整体而言，转速器盘的径向尺寸大于轴向尺寸，可归类为不规则盘部分。在直径为Φ10mm的孔中安装了一个偏心轴。轴的一端通过销与手柄连接，另一端与油门杆连接。转动方向盘转动偏心轴时，油门杆打开油门（速度），可以关闭油门（减速速度）。方向盘在120°范围内转动，实现无级变速。转子板通过两个直径为Φ9mm、M8螺栓孔与柴油发动机缸体相连。2.3零件的加工工艺分析转速器盘转盘上有九个机械加工表面，定位有两个Φ9mm螺栓孔和Φ10mm孔。如下所述：（1）两个直径为Φ9mm的螺栓孔两个直径为Φ9mm的螺栓孔的表面粗糙度为Ra6.3，螺栓孔中心线与底面之间的宽度为18mm，两个螺栓孔中心线之间的距离为28mm，螺栓孔中心线与直径为Φ10mm的孔之间的间距为72mm，后平面为与柴油机机体相连的平面表面粗糙度为Ra6.3。（2）Φ10mm的孔及120°圆弧端面Φ10mm的孔径为Φ10mm，表面粗糙度Ra6.3，孔倒角0.5×45°，两个Φ6mm孔表面粗糙度Ra3.2，120°弧尖表面对10mm孔中心线有0.2mm的环形表面放电要求，表面粗糙度ra6.3。从以上分析可以看出，转盘的加工精度不是很高。因此，可以首先以低精度加工工作表面，并且可以以高精度加工孔。功率因数Φ10mm和0.2mm的中心线，以加工面为定位基准。2.4零件主要技术条件分析从需要加工的旋转板的各个表面分析，与本体连接的背板长度和尺寸精度不高，表面质量高达IT9级，Φ25mm圆柱体和120°圆弧端面的位置精度要求高，并加工两个Φ6mm孔装配定位销，表面质量要求高。同时，要提高表面质量。通过以上分析，证明了普通机床采用专用夹具可以保证加工精度和表面质量要求，在大批量生产条件下不必使用专用机床加工零件。因此，在该部分的处理中不存在技术问题。为了提高孔的表面质量，使用铰孔来完成孔加工。3机械加工工艺规程设计3.1基面的选择基准面选择是工艺设计中的最重要部分。基面选择正确了，加工质量就好，生产率就上升。要不然，加工过程中会出现很多问题，很多零件损坏，生产就会停止。3.1.1粗基准的选择一般盘类零件，选择粗糙数据的原则（当零件有非加工表面时，这些非加工表面是粗糙数据）。选择旋转板的底面作为处理背板的粗数据。在机加工上端面的情况下。加工Φ25mm圆柱和120°圆弧端面，选择转盘的底面作为粗糙面，并在旋转时进行表面处理。加工Φ9mm孔和加工Φ18mm圆柱面，加工后的平面作为定位基准。加工Φ10mm孔和加工Φ6mm孔。定位数据为一个后平面和两个Φ9mm孔。3.1.2精基准的选择为了保证加工精度，结合转速器盘的特点，主要处理了数据重合原则和统一标准原则。在加工平面、Φ25mm圆柱体的上端面和120°弧形边缘表面的情况下，主要使用的主要数据原理，即转速器盘的底部，用作定位数据。在实际加工中，为了方便加工，每道工序都采用了专用夹具，以上两种基准都合用。3.2表面加工方案的选择（1）后平面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；（2）Φ18mm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；（3）Φ9mm螺栓孔表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→铰孔；（4）Φ25mm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；（5）Φ10mm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；（6）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；（7）Φ6mm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制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线为导索，是要将零件的几何形状、尺度和精细及位置精度等技术要求得到正确的控制。在生产纲领已定夺为大批量生产的情况下，思考采用通用机床配以专用夹具，多使工序集中来提高生产率。当然，还应当考虑经济情况，尽量使生产成本最低化。3.4确定机械加工余量及工序尺寸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：（1）两螺栓孔Φ9mm毛坯为实心，而螺栓孔的精度为IT9（参考《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9），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3.1。表3.1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0.1H9Ra6.39Ra6.3钻孔8.9H12Ra12.58.9Ra12.5（2）Φ10mm孔毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量：钻孔Φ9.8mm；粗铰孔：Φ9.96mm，2Z=0.16mm；精铰孔：Φ10mm，2Z=0.04mm。具体工序尺寸见表3.2。表3.2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精铰孔0.04H9Ra6.310Ra6.3粗铰孔0.16H10Ra6.39.96Ra6.3钻孔9.8H12Ra12.59.8Ra12.5（3）两个Φ6mm孔毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量为：钻孔：Φ5.8mm；铰孔：Φ6mm，2Z=0.2mm。具体工序尺寸见表3.3。表3.3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0.2H9Ra6.36Ra6.3钻孔5.8H12Ra12.55.8Ra12.5（4）后平面粗铣：Z=3.5mm；精铣：Z=1.0mm。具体工序尺寸见表3.4。表3.4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精铣1.0H8Ra6.37Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.58Ra12.5毛坯H13Ra2511.5Ra25（5）Φ18mm圆柱前端面粗铣：Z=4.5mm。具体工序尺寸见表3.5。表3.5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粗铣4.5H11Ra12.514Ra12.5毛坯H13Ra2518.5Ra25（6）Φ25mm上端面粗铣：Z=3.5mm；精铣：Z=1.0mm。具体工序尺寸见表3.6。表3.6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精铣1.0H8Ra6.38Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.59Ra12.5毛坯H1612.5Ra25（7）120°圆弧端面粗铣：Z=3.5mm；精铣：Z=1.0mm。具体工序尺寸见表3.7。表3.7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精铣1.0H8Ra6.311Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.512Ra12.5毛坯H1615.5Ra254夹具设计质量改进方案设计按照毕业设计的要求，设计了工序130的工作流程，并进行了开孔。钻取Φ10F9mm并卷绕成夹心0.5×45°钻床夹具。用于Z525立式钻床，配以Φ9.8H12mm高速钢麻花钻、Φ9.96H10mm高速钢锥柄机倒角铰刀、Φ10F9mm高速钢锥柄机用铰刀，并进行了加工。4.1工件的加工工艺分析转速器盘需要加工的Φ10mm孔的位置和尺寸精度不高。孔的表面粗糙度为Ra6.3，和Φ10F9为浅孔。加工工艺规程采用钻头、粗铰链、细铰链、倒角0.5×45°。根据所设计的夹具，确保机加工表面的以下位置和尺寸：（1）代加工孔Φ10F9和加工孔Φ9H11中心距离为7272mm。（2）待加工孔Φ10F9与后平面之间的距离为56mm。虽然孔的位置和尺寸精度不高，但两个相差120°的肋板不能紧固工件，从而妨碍加工。在钻孔过程中，工件的筋板在钻头的轴向力作用下会发生轻微变形，影响钻孔精度。因此，在夹具设计中应注意解决这一问题。4.2确定夹具的结构改进方案4.2.1确定定位方案，设计定位元件孔为通孔，沿孔轴线的不确定性不受限制。然而，为了提高加工过程中工件的刚度，必须限制轴向不确定度。因此，有必要通过对定位的完美定位来设计定位，有必要遵循定位误差的原理，减少定位误差对加工精度的影响。由于两筋板的刚度不同，如果工件Φ10mm差，则执行“一面两孔”定位，即加工后的后平面和两个。采用Φ9mm孔作为定位标准，以保证工件的定位稳定性。这不仅增加了工件的稳定性，而且增加了底座匹配的原则。为了实现该定位方法，对背板中的圆柱销和菱形销以及Φ9mm孔进行了定位，并对五个不确定度进行了限制。Φ25mm的底端由薄圆柱孔支撑，这样可以限制工件沿Z轴移动的不确定性，实现完全定位。4.2.2确定夹紧方式和设计夹紧机构钻孔时，两个Φ9mm孔圆柱销和菱形销承受切割扭矩。钻Φ9.8H12mm孔时，切削力矩和轴向力较小，轴向力可由轴向力来实现。因此，当确定夹紧模式时，可以忽略轴向力的影响，即，可以在不施加夹紧力的情况下破坏轴向切削力。但是，由于切削力矩使工件旋转，因此需要在工件上增加较低的压力夹紧力来克服切削力矩。为了方便机构的操作，提高效率，采用了液压夹紧机构，并将受力点落在机构Φ9的侧面上。4.2.3夹紧力计算当测算夹紧力度的时候，通常将夹具和工件视为刚性系统。钻削过程中的切削力分为切削力矩和轴切削力。由于轴向切削力的工作方向与夹具的夹紧方向相同，因此工件被夹紧。因此，在计算夹紧力时无法计算轴向切削力。为了保证拧紧的可靠性，夹紧力应当乘以安全系数作为机床加工所需的夹紧力：其中，查《机床夹具设计手册》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=Φ9.8mm，所以，(N·mm)。因此，实际所需要的夹紧力为：(N·mm)。查《组合机床设计手册》选择地脚式夹紧油缸，型号T50534.2.4加工误差分析为了减小定位误差，采用工件“一面两孔”定位，观察设计数据与工艺数据的一致性，即“基准重合”和“基准统一”的原则。定位元件为定位销和菱形销。考虑到薄圆柱孔的支承形状，支承和夹持部整体铸造，即铸造在薄凸台中。工件定位如图4.1所示。图4.1工件定位示意图圆柱销和菱形销的设计计算：①两定位销中心距LL=L式中，L——工件两基准孔的中心距。L=L=28mm。②两定位销中心距公差=式中，——工件两基准孔的中心距公差。===0.025(mm)。③圆柱销最大直径=9mm，公差取g6，所以，圆柱销直径为Φmm。④补偿值(mm)式中，——第一基准孔与圆柱销间最小配合间隙(mm)。(mm)⑤菱形销宽度B，b根据表8：B=D－2=9－2=7(mm)；B=4mm。表4.1菱形销尺寸表D2/mm＞3～6＞6～8＞8～20＞20～24＞24～30＞30～40＞40～50B/mm2345568B/mmD2－0.5D2－1D2－2D2－3D2－4D2－5D2－5⑥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。⑦菱形销最大直径（公差取h6）=－=9－0.108=8.892(mm)所以，菱形销直径为Φmm。⑧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0.028＜0.036，方案可行。（5）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：①钻Φ9.8H12孔：麻花钻的最大极限尺寸为Φ9.8+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：Φ9.95mm，圆整后可写成Φ10mm。②粗铰Φ9.96H10孔：铰孔选用GB1133-84中的标准铰刀改制而成，其尺寸为Φ9.96mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为Φ9.96+0.044G7，即钻套尺寸为：Φ10.004mm，圆整后可写成Φ10mm。③精铰Φ10F9孔：铰孔选用GB1133-84中的标准铰刀，其尺寸为Φ10mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为Φ10+0.023G6，即钻套尺寸为：Φ10.023mm，圆整后可写成Φ10mm。④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。⑤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。（6）夹具精度分析在机械加工中，加工工件的必要条件是加工误差不大于加工工件的相应公差。加工误差是一种与机床有关的误差，称为加工方法误差；另一种误差分为夹具零件定位误差、刀具对刀及导向误差、夹具制造及机床安装误差。根据误差的随机性对误差进行综合。根据实际生产情况，夹具误差占加工误差的绝大部分。因此，根据等概率原则，确定零件允许范围的3/4作为判据。为了保证被加工零件的合格性：≤（零件相应加工尺寸的公差），加工方法误差取决于机床，并对加工精度进行了分析计算。如果满足上述条件，则认为夹具的精度满足加工条件。影响钻孔夹具导向误差的因素有五个：一是钻模板底孔到定位数据的尺寸误差，取其公差；其二、三是开挖套管内外与套管的内聚误差；四是开挖套管与套管的间隙；五是钻孔套管与钻头的间隙。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4.2所示。图4.2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(