轉速器盤 工藝及加工鉆Φ9孔的夾具設計-氣動夾具【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：設計轉速器盤零件的 機械加工工藝規(guī)程及加工Φ9H8mm孔的工藝裝備 班　　級：　 機械05-6班 姓　　名：　 蔡 勇 指導教師：　 張興元 完成日期：　2008年7月2日 一、設計題目 　　 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型:大批大量生產 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份 四、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 工藝規(guī)程是工裝設計、制造和確定零件加工方法與加工路線的主要依據(jù)，它對組織生產、保證產品質量、提高勞動生產率、降低成本、縮短生產周期及改善勞動條件等都有著直接的影響，因此是生產中的關鍵工作。夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響著機械加工的質量，生產效率和成本，因此，夾具設計是機械工藝準備和施工中的一項重要工作。本文對轉速器盤的結構和工藝進行了分析，確定了機械加工工藝路線，制訂出了零件的鑄造工藝方案和機械加工工藝規(guī)程，并為加工零件上直徑Φ9H8mm的孔設計了一套專用鉆床夾具。 關鍵詞：加工工藝；鑄造工藝；工藝規(guī)程；夾具設計 Abstract The process is the base of frock design、manufacturing、the method 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 Words：Group technology; Foundry technology; Process planning; Fixture design 目 錄 1 零件的工藝分析及生產類型的確定 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 2 1.3 零件的生產類型 2 2 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡圖 2 2.1 毛坯的選擇 2 2.2 確定機械加工余量和公差 2 2.3 設計及繪制毛坯圖 3 3 選擇加工方法，制定工藝路線 3 3.1 定位基準的選擇 3 3.2 零件表面加工方法的選擇 4 3.3 制訂工藝路線 4 4 工序設計 5 4.1 Φ9mm孔 5 4.2 確定切削用量及基本工時（只介紹題目給出的工序） 6 5 夾具設計 7 5.1定位方案 7 5.2夾緊機構 7 5.3導向裝置 8 5.4夾具體 8 6 方案綜合評價與結論 8 7體會與展望 8 8參考文獻 10 1 零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是一個轉速器盤，要求加工圖示紅圈部分的孔的加工。 圖2-1 轉速器盤零件圖 設計題目給定的零件是調速機構的轉速器盤，從整體上來說，其徑向尺寸比軸向尺寸大，因此，可以將其劃定為不規(guī)則的盤類零件。零件上直徑為Φ10mm的孔裝一偏心軸，此軸一端通過銷與手柄相連，另一端與油門拉桿相連。轉動手柄，偏心軸轉動，油門拉桿即可打開油門（增速）或關小油門（減速）；兩個直徑為Φ6mm孔裝兩個定位銷，起限位作用。手柄可在120°內轉動，實現(xiàn)無級變速。轉速器盤通過兩個直徑為Φ9H8mm的孔用M8螺栓與機體相連。多用于柴油機調速機機構中。 1.2 零件的工藝分析 轉速器盤共有九個機械加工表面，其中，兩個直徑為Φ9mm的孔與Φ10mm孔有位置要求；120°圓弧端面與Φ10mm孔的中心線有位置度要求。現(xiàn)分述如下： ⑴ 兩個直徑為Φ9mm的孔 兩個直徑為Φ9mm的孔的表面粗糙度為Ra12.5，孔中心線與底平面的尺寸要求為18mm；兩個孔的中心線距離為mm；孔與直徑為Φ10mm的孔中心線距離為mm；與機體相連的P面，其表面粗糙度為Ra6.3。 ⑵ Φ10mm的孔及120°圓弧端面 Φ10mm的孔尺寸為Φ10mm，表面粗糙度為Ra3.2，其孔口倒角0.5×45°，兩個Φ6mm的孔表面粗糙度為Ra3.2，120°圓弧端面相對Φ10mm孔的中心線有端面圓跳動為0.2mm的要求，其表面粗糙度為Ra6.3。 從以上分析可知，轉速器盤的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加工精度較高的Φ10mm和Φ6mm孔。 1.3 零件的生產類型 依據(jù)題目所給的原始資料可知，該零件的生產類型為大批生產。 2 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡圖 2.1 毛坯的選擇 該零件材料為HT200，考慮到轉速器盤在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不大，各處壁厚相差較小，從結構形式看，幾何形體不是很復雜，并且該零件年產量為4000件/年，采用鑄造生產比較合適，故可采用鑄造成形。 2.2 確定機械加工余量和公差 參見《機械制造技術基礎課程設計指導書》（以下稱指導書）第二章第二節(jié)，鑄件尺寸公差及機械加工余量按GB/T6414-1999確定。 按金屬型鑄造，灰鑄鐵查《指導書》表2-5，查得加工余量等級為D~F，轉查表2-3，差得尺寸公差為8級，轉查表2-4，最大輪廓尺寸160~250mm，得加工余量1.4mm。 2.3 設計及繪制毛坯圖 圖2-2 轉速器盤毛坯圖 3 選擇加工方法，制定工藝路線 3.1 定位基準的選擇 本零件是有精度較高要求的孔的盤狀零件，平面和孔是設計的基準，也是裝配和測量的基準，在加工時，應盡量以大平面為基準。例如，先銑出下表面，再以下表面為基準，加工出上端各表面，同樣，也是以下表面為基準鉆出Φ10、2-Φ6 3個孔；加工前后端面時，先以下表面為基準，在鏜床上銑出后端面，再以后端面為基準，加工出2個Φ9的孔的前端面。由于扇形部分的表面比較不易加工，首先以加工出來的下端面為基準加工出Φ10、2-Φ6 3個孔處的各個上端面，再以上端面為基準，加工出I孔處的下端面；零件的2個Φ9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準的。 3.2 零件表面加工方法的選擇 ⑴ P面 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑； ⑵ Φ18mm圓柱端面 表面粗糙度為Ra12.5，經濟精度為IT11，加工方案確定為：粗銑； ⑶Φ10mm孔 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→粗鉸→精鉸→孔倒角； ⑷ Φ25mm圓柱上端面 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑； ⑸Φ9mm孔 表面粗糙度為Ra12.5，經濟精度為IT8，加工方案確定為：鉆削→鉸孔； ⑹ 120o圓弧端面 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：粗銑→精銑； ⑺ Φ6mm孔 表面粗糙度為Ra6.3，經濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→鉸孔。 3.3 制訂工藝路線 制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領已確定為中批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降低。 因此，設計的加工路線確定如下： 工序1 鑄造； 工序2 熱處理； 工序3 粗、精銑P面，以零件底平面及直徑為Φ25mm的外圓柱面為粗基準。選用X63臥式銑床，并加專用夾具； 工序4 粗銑兩個直徑為Φ18mm的圓柱端面，以經過精加工的P面及底平面為基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序5 粗銑直徑為Φ25mm的圓柱下端面，以底平面為基準，Φ25mm圓柱上端面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序6 粗、精銑直徑為Φ25mm的圓柱上端面，以底平面為基準，Φ25mm圓柱下端面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序7 鉆、鉸Φ10mm的孔，并锪倒角0.5×45o，以經過精加工的P面和底平面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； 工序8 鉆削、鉸削加工直徑為Φ9mm的兩個孔，以Φ10mm的孔及P面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； 工序9 粗、精銑120o圓弧端面，以Φ10mm的孔和底平面及P面為定位基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序10 鉆、鉸加工兩個Φ6mm的孔，以Φ10mm的孔和底平面及P面定位。選用Z525立式鉆床，并加專用夾具； 工序11 去毛刺； 工序12 檢查； 工序13 入庫。 4 工序設計 根據(jù)以上原始資料及機械加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下（只介紹題目給出的工序）： 4.1 Φ9mm孔 毛坯為實心，而孔的精度為IT8， 確定工序尺寸及余量： 鉆孔：Φ8.9mm； 鉸孔：Φ9mm，2Z = 0.1mm。 具體工序尺寸見表1。 表1 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間 經濟精度 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 鉸孔 0.1 H8 Ra12.5 9 Ra12.5 鉆孔 8.9 H12 Ra12.5 8.9 Ra12.5 4.2 確定切削用量及基本工時（只介紹題目給出的工序） 工序8：鉆削、鉸削加工Φ9mm的孔 1. 鉆削Φ8.9mm的孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《指導書》，由鉆削深度= 4.45mm，選擇= 8.9mm的H11級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 查閱《指導書》表4-10，取f = 0.17mm/r。 ②切削速度 根據(jù)《指導書》表5-22，根據(jù)f = 0.17mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200~ 241，取=12m/min。 ③計算基本工時 式中，，mm，查《指導書》，mm，所以，(mm)， == 0.29(min)。 2.鉸削Φ9H8mm孔 ⑴ 選擇刀具和機床 查閱《指導書》，選擇= 9mm的H8級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進給量f 查閱《指導書》表5-31，取f = 0.30mm/r ~0.50mm/r，故取f = 0.30mm/r。 ②切削速度 根據(jù)《指導書》表5-31注，取= 8m/min。 ③計算基本工時 式中，，mm，查《指導書》，mm，所以，(mm)， == 0.09(min)。 5 夾具設計 這部分針對題目給出工序設計該工序的專用夾具。具體見夾具裝配圖和夾具零件圖。 5.1定位方案 工件以Φ18mm的圓柱端面和Φ10孔為定位基準，采用平面和削邊銷組合定位方案，在定位平面及削邊銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個自由度、長削邊銷和階梯小面限制3個自由度，共限制了六個自由度。 5.2夾緊機構 圖 5.1鉸鏈加緊機構 根據(jù)生產率要求，運用氣動夾緊可以滿足。采用鉸鏈夾緊機構，通過壓塊實現(xiàn)對工件的表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產生震動。由于夾緊力與鉆孔時產生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。 5.3導向裝置 圖 5.2 鉆套 采用固定鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=19mm，排削間隙h=5mm. 5.4夾具體 圖 5.3 夾具體 夾具體采用鑄造，加工出定位元件的安裝處。 6 方案綜合評價與結論 由于加工零件的不規(guī)則和尺寸過小，給夾具設計帶來了很大的困難。本工序采用的一平面、一小平面和一削邊銷進行定位，滿足定位要求。夾緊采用壓塊壓緊，鉸鏈結構傳動，汽缸動力。夾具體采用鑄造。總體來說，該夾具滿足加工要求，可以提高加工效率。 7體會與展望 經過近三個星期的艱苦努力，終于比較圓滿地完成了課程設計的各項任務。在本次設計中我深深地體會到以下幾點： ①作為一名當代大學生，首先必須培養(yǎng)求真務實和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、鉆研創(chuàng)新與實事求是相結合的工作作風。 ②必須重視基礎理論知識，只有在牢固掌握專業(yè)知識的基礎上，才能有創(chuàng)新和發(fā)展。 ③經過這次課程設計，我學會了收集、查閱和綜合分析各種資料，正確應用各種標準手冊和工具書籍，進一步提高了自己分析、計算等基本技能，特別是在繪圖軟件（CAXA）上，我的收獲很大，掌握了很多的常用技巧。 ④掌握了常用機械結構設計的一般方法和步驟，熟悉了設計計算說明書、論文摘要、文獻綜述等格式和寫作方法，為將來的畢業(yè)設計打下了堅實的基礎。 12