机械制造技术课程设计转速器盘零件的加工工艺及钻Φ9H8mm孔夹具设计.pdf

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9H8mm孔的工艺装备 全套图纸，加153893706 班 级 机械05-6班 姓 名 指导教师 完成日期 2008年7月2日 辽宁工程技术大学课程设计 1 1 一、设计题目 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50008000字 1份 四、指导教师评语 成 绩 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 2 2 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9H8mm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 辽宁工程技术大学课程设计 3 3 Abstract The process is the base of frock design、manufacturing、the of machining and machining route. Its function is flowing organizing produce, controlling quality, enhancing productivity, reducing cost, reducing produce periods, improving work conditions, etc. So, the process planning is the core part of produce. Fixture is very important equipment in process of machine manufacturing because it can directly affect the quality of products and productivity and cost. So fixture designing is also a basilica portion in machine process preparative and manufacture. This thesis is about the analysis with the craftwork and the structure of the speed governor tray which is used for the diesel engine, make sure the process route, establish the foundry process project and the process planning of the parts, and design a set of appropriative fixture for the bore with diameter 9mm. Key WordsGroup technology; Foundry technology; Process planning; Fixture design 辽宁工程技术大学课程设计 4 4 目 录 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 .......................1 1.1 零件的作用 .......................................1 1.2 零件的工艺分析 ...................................2 1.3 零件的生产类型 ...................................2 2 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图 .................2 2.1 毛坯的选择 .......................................2 2.2 确定机械加工余量和公差 ...........................2 2.3 设计及绘制毛坯图 .................................3 3 选择加工方法，制定工艺路线 ...........................3 3.1 定位基准的选择 ...................................3 3.2 零件表面加工方法的选择 ...........................4 3.3 制订工艺路线 .....................................4 4 工序设计 .............................................5 4.1 9mm孔 ..........................................5 4.2 确定切削用量及基本工时（只介绍题目给出的工序） ....6 5 夹具设计 .............................................7 5.1定位方案 ..........................................7 5.2夹紧机构 ..........................................7 5.3导向装置 ..........................................8 5.4夹具体 ............................................8 6 方案综合评价与结论 ....................................8 7体会与展望 ............................................8 8参考文献 ............................................. 10 辽宁工程技术大学课程设计 5 5 1 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 89Hf 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 10mm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6mm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9H8mm的孔用M8螺栓与机体 相连。多用于柴油机调速机机构中。 辽宁工程技术大学课程设计 6 6 1.2 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9mm的孔与10mm 孔有位置要求；120圆弧端面与10mm孔的中心线有位置度要求。现分述如 下 两个直径为9mm的孔 两个直径为9mm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18 5.0 0 mm；两个孔的中心线距离为 05.028 mm；孔与直径为10mm 的孔中心线距离为 1.072 mm；与机体相连的P面，其表面粗糙度为Ra6.3。 10mm的孔及120圆弧端面 10mm的孔尺寸为10 049.0 013.0 mm，表面粗糙度为Ra3.2，其孔口倒角0.5 45，两个6 036.0 0 mm的孔表面粗糙度为Ra3.2，120圆弧端面相对10mm 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10mm 和6mm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DF， 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160250mm， 辽宁工程技术大学课程设计 7 7 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10、2-6 3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10、 2-6 3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9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 P面 辽宁工程技术大学课程设计 8 8 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； 18mm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； 10mm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； 25mm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； 9mm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； 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； 6mm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25mm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18mm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25mm的圆柱下端面，以底平面为基准，25mm 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25mm的圆柱上端面，以底平面为基准， 25mm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10mm的孔，并锪倒角0.545，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； 辽宁工程技术大学课程设计 9 9 工序8 钻削、铰削加工直径为9mm的两个孔，以10mm的孔及P 面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具； 工序9 粗、精铣120圆弧端面，以10mm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6mm的孔，以10mm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） 4.1 9mm孔 毛坯为实心，而孔的精度为IT8， 确定工序尺寸及余量 钻孔8.9mm； 铰孔9 022.0 0 mm，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 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m 铰孔 0.1 H8 Ra12.5 9 022.009F Ra12.5 钻孔 8.9 H12 Ra12.5 8.9 150.009.8 F Ra12.5 4.2 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9mm的孔 1. 钻削8.9mm的孔 选择刀具和机床 查阅指导书，由钻削深度 pa 4.45mm，选择 0d 8.9mm的H11级高速 辽宁工程技术大学课程设计 10 10 钢麻花钻GB1438-85，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量 进给量f 查阅指导书表4-10，取f 0.17mm/r。 切削速度 cv 根据指导书表5-22，根据f 0.17mm/r和铸铁硬度为HBS 200 241，取 cv 12m/min。 计算基本工时 f m v Lt 式中， D ylL ， 14l mm，查指导书， 5Dy mm，所以， 19514 L mm， f m v Lt 17.039219 0.29min。 2.铰削9H8mm孔 选择刀具和机床 查阅指导书，选择 0d 9mm的H8级高速钢锥柄机用铰刀GB1133-84， 机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量 进给量f 查阅指导书表5-31，取f 0.30mm/r 0.50mm/r，故取f 0.30mm/r。 切削速度 cv 根据指导书表5-31注，取 cv 8m/min。 计算基本工时 f m v Lt 式中， D ylL ， 14l mm，查指导书， 5Dy mm，所以， 19514 L mm， 辽宁工程技术大学课程设计 11 11 f m v Lt 30.0680 19 0.09min。 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18mm的圆柱端面和10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/T 8045.2-1999。钻套高度H19mm， 排削间隙h5mm. 辽宁工程技术大学课程设计 12 12 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 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。 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， 特别是在绘图软件（CAXA）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，为将来的毕业设计打下了坚实的基 础。