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長(zhǎng) 沙 學(xué) 院
CHANGSHA UNIVERSITY
課程設(shè)計(jì)(論文)
設(shè)計(jì)(論文)題目: 轉(zhuǎn)速器盤夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 李朋飛
學(xué)生學(xué)號(hào) 2007011104
系 部 機(jī)電工程系
專業(yè)班級(jí) 07級(jí)機(jī)本一班
指導(dǎo)教師 唐勇(副教授)
2010年6月
長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表
姓名
李朋飛
學(xué)號(hào)
2007011104
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)
班級(jí)
一班
設(shè)計(jì)題目
轉(zhuǎn)速器盤夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
唐勇
指導(dǎo)教師意見(jiàn):
評(píng)定等級(jí): 教師簽名: 日期:
答辯小組意見(jiàn):
評(píng)定等級(jí): 答辯小組長(zhǎng)簽名: 日期:
教研室意見(jiàn):
教研室主任簽名: 日期:
系(部)意見(jiàn):
系主任簽名: 日期:
說(shuō)明
課程設(shè)計(jì)成績(jī)分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四類;
一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
《機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)》
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
1、設(shè)計(jì)題目:
設(shè)計(jì)下表選定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及指定關(guān)鍵工序的專用機(jī)床夾具。
A轉(zhuǎn)速器盤
B氣門搖桿座
C尾座體
D油閥座
E輸出軸
F連接座
G杠桿
H推動(dòng)架
I 連桿體
J連桿蓋
K操縱閥
L填料箱蓋
M換檔叉
N左支座
O軸承外殼
2、設(shè)計(jì)要求:熟練使用計(jì)算機(jī)輔助(軟件自選),獨(dú)立完成
(1) 毛坯圖、零件-毛坯合圖各一張 (3或4號(hào)圖)
(2) 關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一張 (4號(hào)圖)
(3) 指定工序夾具裝配圖一張 (2或3號(hào)圖)
(4) 夾具部分零件圖1~2張 (圖幅自定)
(5) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (一份)
(6) 夾具3D效果圖一張 (4號(hào)圖)
以上均需輸出,以書面交作業(yè),不收軟盤。
3、原始資料:
零件圖樣一張(參見(jiàn)《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題》Page52~66);
生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年。
所使用機(jī)床等根據(jù)需要自選,以通用機(jī)床為主。
目 錄
封面………………………………………………………………… 1
課程設(shè)計(jì)鑒定表………………………………………………………2
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………… 3
目錄………………………………………………………………… 4
序言 ………………………………………………………………… 5
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 ………………………………………………… 6
1.1零件的分析………………………………………………………… 7
1.2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)…………………………………………………… 8
1.2.1選擇毛坯…………… …………………………………… 9、10
1.2.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………… 11
1.2.3零件表面加工方法的選擇……………………………………12
1.2.4工藝路線的制訂……………………………………… …12、13
1.2.5工藝方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較……………………………………14
1.2.6機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯的尺寸確定…………15、16、17
1.3專用夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………17
1.3.1問(wèn)題的提出……………………………………………………18
1.3.2夾具的設(shè)計(jì)………………………………………18、19、20
1.3.3夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明……………………………………20
機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡以及工序卡………………………… 21、22
實(shí)驗(yàn)心得……………………………………………… ……………………… 23
致謝 ……………………………………………… ……………………… 24
參考文獻(xiàn) ……………………………………………… ………………………25
附錄一 機(jī)械加工工序卡 ………………………………………………………26
附錄二 夾具裝配圖……………………………………………………………27
附錄三 工件毛坯圖……………………………………………………………28
附錄四 工件、毛坯合圖………………………………………………………29
附錄五 夾具體零件圖…………………………………………………………30
附錄六 夾具體三維視圖………………………………………………………31
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長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)(論文)
序 言
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?
《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機(jī)械類基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課程之后的一個(gè)綜合課程,它是將設(shè)計(jì)和制造知識(shí)有機(jī)的結(jié)合,并融合現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和較先進(jìn)成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用,而進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,通過(guò)本課程的訓(xùn)練,將有助于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,并為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及今后的工作打下一定的基礎(chǔ)。
對(duì)于我本人來(lái)說(shuō),希望能通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)將所學(xué)理論知識(shí)和工藝課程實(shí)習(xí)所得的實(shí)踐知識(shí)結(jié)合起來(lái),并應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題之中,從而鍛煉自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;同時(shí),又希望能超越目前工廠的實(shí)際生產(chǎn)工藝,而將有利于加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機(jī)器零件的制造中,為改善我國(guó)的機(jī)器制造業(yè)相對(duì)落后的局面探索可能的途徑。
由于所學(xué)知識(shí)和實(shí)踐的時(shí)間以及深度有限,本設(shè)計(jì)中會(huì)有許多不足,希望各位老師能給予指正。
二、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)
(一)設(shè)計(jì)的目的
本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)課程,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí),進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì).其目的在于:
(1) 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測(cè)量等)的知識(shí),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題,初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
(2) 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求,運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。
(3) 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用CAD、CAPP設(shè)計(jì)以及查詢手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
(4) 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。
(二)設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)要求編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程,按教師指定的任務(wù)設(shè)計(jì)
其中一道工序的專用夾具,并撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下,按本指導(dǎo)書的規(guī)定,認(rèn)真地、有計(jì)劃地按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所作的技術(shù)決定,數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論與實(shí)踐的結(jié)合,以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的,在經(jīng)濟(jì)上是合理的,
在生產(chǎn)上是可行的。
具體內(nèi)容如下:
(1)確定生產(chǎn)類型(一般為中批或大批生產(chǎn)),對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
(2)選擇毛坯種類及制造方法,繪制毛坯圖(零件-毛坯合圖);
(3)運(yùn)用CAPP軟件擬訂零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程,選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備(刀具,夾具,量具,輔具),確定各工序切削用量及工序尺寸。
(4)填寫指定工序的工序卡片,并設(shè)計(jì)改工序的專用夾具,繪制裝配總圖和主要零件圖1~2張
(5)撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
(6)運(yùn)用CAD軟件繪制專用夾具的3D裝配圖,并制夾具效果圖。
(三)設(shè)計(jì)方法和步驟
Part1-工藝設(shè)計(jì)
一 零件的分析
(一)確定生產(chǎn)類型
生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年,由零件的特征可知他屬于機(jī)體類小零件,可以確定其為大批量生產(chǎn)。
(二)零件的作用
要設(shè)計(jì)的零件是2105柴油機(jī)的調(diào)速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速器盤,Φ10mm孔裝一偏心軸,此軸一端通過(guò)銷與手柄相連,另一邊與油門拉桿相連,轉(zhuǎn)動(dòng)軸柄,偏心軸轉(zhuǎn),油門拉桿即可打開(kāi)油門或關(guān)油門。2-Φ6mm孔裝兩銷,起限定作用,手柄可在120°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,該零件通過(guò)2-Φ9mm孔用M8螺栓與柴油機(jī)機(jī)體相連接。
轉(zhuǎn)速器盤傳遞運(yùn)動(dòng)并保持其他零件正確工作方式,和保持互相之間的正確位置。其對(duì)加工平面,平行度,加工孔,垂直度,等有一定的要求,由于零件比較復(fù)雜,不成規(guī)則,故加工過(guò)程中需要用到復(fù)雜的夾具。
(三)零件的工藝分析
?該零件圖的視圖正確,完整,尺寸,公差及技術(shù)都符合要求。但是,零件的加工過(guò)程,需要有較高的平面度,某些地方需要較細(xì)的表面粗糙度,各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。
轉(zhuǎn)速器盤共有兩組加工表面,它們之間有一定的位置要求,分別如下:
1以兩個(gè)Φ9mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:兩個(gè)Φ9mm孔的兩端面,表面粗糙度為6.3的12.5,兩個(gè)Φ9mm的孔,表面粗糙度為12.5。
2以Φ10mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:Φ10mm孔的兩端面,表面粗糙度為6.3,Φ6mm孔的一端面,表面粗糙度為6.3,與孔Φ10的跳度為0.2,Φ6mm的孔,表面粗糙度為3.2。
以上兩組可以先加工一組,再通過(guò)專用夾具加工第二組表面。
二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)選擇毛坯
轉(zhuǎn)速器盤是一個(gè)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件,要求材料要容易成型,切削性能好,同時(shí)要求強(qiáng)度要高,重要表面的表面硬度也要高,故選用鑄鐵材料HT200,鑄鐵材料是最常見(jiàn)的
材料,其優(yōu)點(diǎn)是:容易成型,切削性能好,價(jià)格低廉,且吸振性好。為了得到較好的強(qiáng)度和表面硬度,可在加工過(guò)程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,淬火,同時(shí)為了消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)工件的影響,可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r(shí)效處理(如果需要的話)。
由于零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,用鍛件是不太可能的,因此,需要先根據(jù)零件圖,做出鑄模,進(jìn)行鑄造,金屬型鑄造法,以減少加工余量和保證零件的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性。
(二)定位基準(zhǔn)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(shè)計(jì)的基準(zhǔn),也是裝配和測(cè)量的基準(zhǔn),在加工時(shí),應(yīng)盡量以大平面為基準(zhǔn)。
1. 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于一般軸類零件用外圓面作為粗基準(zhǔn)面是完全合理的,如果先加工Φ9mm孔為中心的加工表面,應(yīng)選擇底面為粗基準(zhǔn)來(lái)加工,如果要先加工Φ10mm孔為中心的加工表面,則要以Φ10mm孔的外圓柱面為粗加工基準(zhǔn)。這是比較合理的選擇。
2. 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸的換算,這以后要進(jìn)行專門的計(jì)算,此處不再重復(fù)。
(三)零件表面加工方法的選擇
本設(shè)計(jì)任務(wù)給的零件需要加工的表面有:端面,內(nèi)孔,園角等,其加工方法如下:
?
(1)下表面(大面積表面):雖然不是重要的表面,沒(méi)有粗糙度要求,但是定位基準(zhǔn)面,用銑車進(jìn)行端銑平面,粗銑即可。
(2)上邊緣面:不是重要表面,粗銑即可。
(3)I,II,III孔處的上端面:是重要表面,表面粗糙度R6.3,可以進(jìn)行粗銑后,再進(jìn)行半精銑或精銑。
(4)I孔處的下端面:無(wú)表面粗糙度要求,只需進(jìn)行粗銑即可。
(5)后端面:是重要表面,也是定為基準(zhǔn)面,表面粗糙度R6.3,進(jìn)行粗銑再半精銑或精銑。
(6)2個(gè)Φ9孔的前端面:表面粗糙度R12.5,只需進(jìn)行粗銑。
(7)2個(gè)Φ9孔的加工:表面粗糙度R12.5,以下端面為基準(zhǔn),粗鏜出2個(gè)Φ9孔;;普通鏜床即可。
(8)I孔的加工:表面粗糙度R6.3,可用鏜床進(jìn)行鏜孔,粗鏜或擴(kuò)孔均可。
(9)II,III孔的加工:表面粗糙度R3.2,是要求較高的孔,可進(jìn)行粗鏜→半精鏜,或者擴(kuò)孔→精擴(kuò),既可滿足要求。
(10)園角:有R3,R5,R6.5,R15幾種園角,可用立銑刀周銑出園角
2 鑄造工藝方案設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的成形方法
該零件材料為HT200,考慮到轉(zhuǎn)速器盤在工作過(guò)程中受力不大,輪廓尺寸也不大,各處壁厚相差較小,從結(jié)構(gòu)形式看,幾何形體不是很復(fù)雜,并且該零件年產(chǎn)量為5000
件/年,采用鑄造生產(chǎn)比較合適,故可采用鑄造成形。
2.2 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析
該零件底平面因散熱面積大,壁厚較薄,冷卻快,故有可能產(chǎn)生白口鐵組織,但因?yàn)榇思?duì)防止白口的要求不嚴(yán),又采用砂型鑄造,保溫性能好,冷卻速度較慢,故能滿足轉(zhuǎn)速器盤的使用要求。
2.3 鑄造工藝方案的確定
2.3.1鑄造方法的選擇
根據(jù)鑄件的尺寸較小,形狀比較簡(jiǎn)單,而且選用灰口鑄鐵為材料,并且鑄件的表面精度要求不高,結(jié)合生產(chǎn)條件(參考《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》表1-7)選用砂型鑄造。
2.3.2造型及造芯方法的選擇
在砂型鑄造中,因鑄件制造批量為中批生產(chǎn)(參考《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》表1-8),故選用手工分模造型。型芯尺寸不大,形狀簡(jiǎn)單(參考《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》表1-9),故選擇手工芯盒造芯。
2.3.3分型面的選擇
選擇分型面時(shí)要盡可能消除由它帶來(lái)的不利影響,因?yàn)檗D(zhuǎn)速器盤有兩個(gè)Φ18mm的圓柱,考慮起模方便,以兩中心線所在平面為分型面。而以此平面為分型面時(shí),Φ25mm的圓柱在上下箱中的深度相差很小。此外,底平面位于下箱中,能夠保證其鑄造質(zhì)量。
2.3.4澆注位置的選擇
因?yàn)榉中兔鏋樗矫?,所以?nèi)澆口開(kāi)在水平分型面處,又因?yàn)樵摿慵螤畈灰?guī)則,需要設(shè)計(jì)一個(gè)型芯,為不使鐵水在澆注時(shí)沖刷型芯,采用與型芯面相切方向進(jìn)行澆注。由于該零件在后平面壁厚相對(duì)較大,為了不使這些地方產(chǎn)生縮孔、縮松,在該處開(kāi)出冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。注入方式采用中間注入式。
2.4 鑄造工藝參數(shù)的確定
2.4.1加工余量的確定
按手工砂型鑄造,灰鑄鐵查《金屬工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》表1-11,查得加工余量等級(jí)為,轉(zhuǎn)查表1-12,零件高度<100mm,尺寸公差為13級(jí),加工余量等級(jí)為H,得上下表面加工余量為6.5mm及4.5mm,實(shí)際調(diào)整取4.5mm。
2.4.2拔模斜度的確定
零件總體高度小于50mm(包括加工余量值在內(nèi)),采用分模造型后鑄件的厚度很小,靠松動(dòng)模樣完全可以起模,故可以不考慮拔模斜度。
2.4.3分型負(fù)數(shù)的確定
按公式計(jì)算,mm,<1,取。但考慮上型的許多面均是要加工的平面,而且加工余量已修正為小值,即使尺寸變化較大也不能使加工余量增多,對(duì)該零件影響不大,所以分型負(fù)數(shù)可以不給。
2.4.4收縮率的確定
通常,灰鑄鐵的收縮率為0.7%~1% ,在本設(shè)計(jì)中鑄件取1% 的收縮率。
2.4.5不鑄孔的確定
為簡(jiǎn)化鑄件外形,減少型芯數(shù)量,直徑小于Φ30mm的孔均不鑄出,而采用機(jī)械加工形成。
2.4.6鑄造圓角的確定
為防止產(chǎn)生鑄造應(yīng)力集中,鑄件各表面相交處和尖角處,以R = 3mm~5mm圓滑過(guò)渡。
2.5 型芯設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)速器盤的底平面形狀簡(jiǎn)單,厚度較薄,且零件上兩個(gè)Φ18mm的圓柱與底平面平行,不利于采用分模鑄造,因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)整體型芯,以形成鑄件上的兩個(gè)Φ18mm的圓柱和底平面,達(dá)到簡(jiǎn)化模樣和鑄造工藝的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯頭和型芯撐來(lái)固定,型芯頭采用圓形水平式芯頭。轉(zhuǎn)速器盤上相差120°的兩個(gè)筋板之間的空腔深度尺寸不大,形狀也比較簡(jiǎn)單,可以考慮采用砂垛代替砂芯,減少型芯。型芯簡(jiǎn)圖如圖1所示。
2.6 繪制鑄造工藝圖
其工藝圖見(jiàn)鑄造工藝圖。
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇得正確合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得到提高。否則,加工過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,甚至造成零件大批量報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般盤類零件而言,按照粗基準(zhǔn)的選擇原則(當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面為粗基準(zhǔn))。選取轉(zhuǎn)速器盤的底平面作為粗基準(zhǔn),加工出后平面。而加工Φ25mm圓柱上端面、120o圓弧端面時(shí),選擇轉(zhuǎn)速器盤的底平面為粗基準(zhǔn);在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圓柱端面時(shí),以加工過(guò)的后平面為定位基準(zhǔn);加工Φ10mm孔和Φ6mm孔時(shí),則以后平面和兩個(gè)Φ9mm孔為定位基準(zhǔn)。
3.1.2精基準(zhǔn)的選擇
為保證加工精度,結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的特征,主要采用基準(zhǔn)重合原則和統(tǒng)一基準(zhǔn)原則來(lái)進(jìn)行加工。加工后平面、Φ25mm圓柱上端面、120o圓弧端面時(shí),主要運(yùn)用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則,即均以轉(zhuǎn)速器盤的底平面作為定位基準(zhǔn);而在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圓柱端面、Φ10mm孔和Φ6mm孔時(shí),選用基準(zhǔn)重合原則,即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。在實(shí)際加工中,為方便加工,各工序中運(yùn)用專用夾具進(jìn)行夾持,將以上兩種原則綜合運(yùn)用。
3.2 表面加工方案的選擇
⑴ 后平面 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)精度為IT11,加工方案確定為:粗銑;
⑶ Φ9mm螺栓孔 表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟(jì)精度為IT9,加工方案確定為:鉆削→鉸孔;
⑷ Φ25mm圓柱上端面
表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟(jì)精度為IT9,加工方案確定為:粗銑→精銑;
⑸ Φ10mm孔
表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟(jì)精度為IT9,加工方案確定為:鉆削→粗鉸→精鉸→孔倒角;
⑹ 120o圓弧端面
表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)精度為IT9,加工方案確定為:鉆削→鉸孔。
3.3制訂機(jī)械加工工藝路線
制訂機(jī)械加工工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降低。
工藝路線的制定
工藝方案一
表 2.1 工藝方案一表
工序1:
鉆Φ10孔
工序2:
鉆兩個(gè)Φ6孔
工序3:
粗銑Φ10下端面
工序4:
粗銑Φ10上端面和Φ6孔上表面
工序5:
鉆兩個(gè)Φ9孔
工序6:
粗銑兩個(gè)Φ9孔的后端面
工序7:
粗銑兩個(gè)Φ9孔的前端面
工序8:
半精銑兩個(gè)Φ9孔的后端面
工序
9:
半精銑Φ10孔下端面
工序
10:
半精銑Φ10孔上端面和6孔上表面
工序11:
擴(kuò)Φ10孔
工序12:
浮動(dòng)絞Φ6孔
工序13:
鉗工去毛刺
工序14:
終檢
工藝方案二
表 2.2 工藝方案二表
工序1:
粗銑Φ10下端面
工序2:
粗銑,半精銑Φ10上端面和Φ6孔上表面
工序3:
鉆,擴(kuò)Φ10孔
工序4:
鉆,絞兩個(gè)Φ6孔
工序5:
粗銑,半精銑兩個(gè)Φ9孔的后端面
工序6:
粗銑兩個(gè)Φ9孔的前端面
工序7:
鉆兩個(gè)Φ9孔
工序8:
鉗工去毛刺
工序9:
終檢
工藝方案的比較與分析
方案一中先加工Φ10孔,Φ6孔,再加工Φ10孔的上下端面,Φ6孔上下表面,不符合先面后孔的加工原則,加工余量更大,所用加工時(shí)間更多,這樣加工路線就不合理。方案二中沒(méi)有分粗加工和精加工,不能有效保證加工精度。所以合理具體加工藝如下:
表 2.3 工藝方案表
工序1:
粗銑Φ10下端面
工序2:
粗銑Φ10上端面和Φ6孔上表面
工序3:
鉆Φ10孔
工序4:
鉆兩個(gè)Φ6孔
工序5:
粗銑兩個(gè)Φ9孔的后端面
工序6:
粗銑兩個(gè)Φ9孔的前端面
工序7:
半精銑兩個(gè)Φ9孔的后端面
工序8:
鉆兩個(gè)Φ9孔
工序
9:
半精銑Φ10孔下端面
工序
10:
半精銑Φ10孔上端面和6孔上表面
工序11:
半精絞Φ10孔
工序12:
半精絞Φ6孔
工序13:
鉗工去毛刺
工序14:
終檢
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝卡片”。
3.4 確定機(jī)械加工余量及工序尺寸
根據(jù)以上原始資料及機(jī)械加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下:
1. 兩螺栓孔Φ9mm
毛坯為實(shí)心,而螺栓孔的精度為IT9(參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9),
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(jiàn)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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
鉸孔
0.1
H9
Ra6.3
9
Ra6.3
鉆孔
8.9
H12
Ra12.5
8.9
Ra12.5
2. Φ10mm孔
毛坯為實(shí)心,而孔的精度要求界于IT8~IT9之間(參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12),確定工序尺寸及余量:
鉆孔Φ9.8mm;
粗鉸孔:Φ9.96mm,2Z = 0.16mm;
精鉸孔:Φ10mm,2Z = 0.04mm。
具體工序尺寸見(jiàn)表2。
表2 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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精鉸孔
0.04
H9
Ra6.3
10
Ra6.3
粗鉸孔
0.16
H10
Ra6.3
9.96
Ra6.3
鉆孔
9.8
H12
Ra12.5
9.8
Ra12.5
3. 兩個(gè)Φ6mm孔
毛坯為實(shí)心,而孔的精度要求界于IT8~IT9之間(參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12),確定工序尺寸及余量為:
鉆孔:Φ5.8mm; 鉸孔:Φ6mm,2Z = 0.2mm。
具體工序尺寸見(jiàn)表3。
表3 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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
鉸孔
0.2
H9
Ra6.3
6
Ra6.3
鉆孔
5.8
H12
Ra12.5
5.8
Ra12.5
4. 后平面
粗銑:Z = 3.5mm; 精銑:Z = 1.0mm。
具體工序尺寸見(jiàn)表4。
表4 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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精銑
1.0
H8
Ra6.3
7
Ra6.3
粗銑
3.5
H11
Ra12.5
8
Ra12.5
毛坯
H13
Ra25
11.5
Ra25
5. Φ18mm圓柱前端面 粗銑:Z = 4.5mm。
具體工序尺寸見(jiàn)表5。
表5 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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
粗銑
4.5
H11
Ra12.5
14
Ra12.5
毛坯
H13
Ra25
18.5
Ra25
6. Φ25mm上端面
粗銑:Z = 3.5mm;精銑:Z = 1.0mm。
具體工序尺寸見(jiàn)表6。
表6 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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精銑
1.0
H8
Ra6.3
8
Ra6.3
粗銑
3.5
H11
Ra12.5
9
Ra12.5
毛坯
H16
12.5
Ra25
7. 120°圓弧端面
粗銑:Z = 3.5mm; 精銑:Z = 1.0mm。
具體工序尺寸見(jiàn)表7。
表7 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(jīng)濟(jì)精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精銑
1.0
H8
Ra6.3
11
Ra6.3
粗銑
3.5
H11
Ra12.5
12
Ra12.5
毛坯
H16
15.5
Ra25
4 夾具設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的夾具為第2道工序——粗銑Φ25mm上端面;該夾具適用于立式銑床。
4.1銑床夾具的主要類型及結(jié)構(gòu)形式
銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。由于銑削加工通常是夾具隨工作臺(tái)一起作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),按進(jìn)給方式不同銑床夾具可分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三種類型。
靠模銑床夾具:這種帶有靠模的銑床夾具用在專用或通用銑床上加工各種非圓曲面??磕5淖饔檬鞘构ぜ@得輔助運(yùn)動(dòng),形成仿形運(yùn)動(dòng)。按主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式,靠模銑床夾具可分為直線進(jìn)給和圓周進(jìn)給兩種。
4.2銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
由于銑削加工切削用量及切削力較大,又是多刃斷續(xù)切削,加工時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng),因此設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)應(yīng)注意:夾緊力要足夠且反行程自鎖;夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠,即安裝及加工時(shí)要正確使用定向鍵、對(duì)刀裝置;夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)要合理。
4.2.1定向鍵
定向鍵也稱定位鍵,安裝在夾具底面的縱向槽中,一般用兩個(gè),安在一條直線上,其距離越遠(yuǎn),導(dǎo)向精度越高,用螺釘緊固在夾具體上。
定向鍵通過(guò)與銑床工作臺(tái)上的形槽配合確定夾具在機(jī)床上的正確位置;還能承受部分切削扭矩,減輕夾緊螺栓的負(fù)荷,增加夾具的穩(wěn)定性,因此平面夾具及有些專用鉆鉸床夾具也常使用。
定向鍵有矩形和圓形兩種,定向精度要求高或重型夾具不宜采用定向鍵,而是在夾具體上加工出一窄長(zhǎng)面作為找正基面來(lái)校正夾具的安裝位置。
4.2.2對(duì)刀裝置
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定夾具和刀具的相對(duì)位置。對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。
對(duì)刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上,其位置應(yīng)便于使用塞尺對(duì)刀,不妨礙工件裝卸。對(duì)刀時(shí),在刀具與對(duì)刀塊之間加一塞尺,避免刀具與對(duì)刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過(guò)早磨損。塞尺有平塞尺和圓柱形塞尺兩種,其厚度和直徑為3~5mm,制造公差h6。對(duì)刀塊和塞尺均已標(biāo)準(zhǔn)化(設(shè)計(jì)時(shí)可查閱相關(guān)手冊(cè)),使用時(shí),夾具總圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺尺寸及對(duì)刀塊工作表面與定位元件之間的位置。對(duì)刀裝置應(yīng)設(shè)置在便于對(duì)刀而且是工件切入的一端。
4.2.3夾具體設(shè)計(jì)
為提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性,減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動(dòng),夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度,其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng),一般有H/B≤1~1.25,以降低夾具重心,使工件加工表面盡量靠近工作臺(tái)面。此外,還要合理地設(shè)置加強(qiáng)筋和耳座。
若夾具體較寬,可在同一側(cè)設(shè)置兩個(gè)與銑床工作臺(tái)T形槽間等距的耳座;對(duì)重型銑床夾具,夾具體兩端還應(yīng)設(shè)置吊裝孔或吊環(huán)等以便搬運(yùn)。
4.3確定設(shè)計(jì)方案
這道工序所加工的上端面是以下端面為基準(zhǔn),因此應(yīng)將下端面與一平面相接觸,由于該工序?yàn)榈?道工序,所以零件上的孔都沒(méi)有鉆出來(lái),不能用孔來(lái)定位??紤]到該零件形狀不規(guī)則,不能用常用的夾緊裝置來(lái)夾緊,又零件上有兩個(gè)圓弧面,因此我們可以設(shè)計(jì)用兩個(gè)V形塊來(lái)夾緊。該工序只是對(duì)平面粗銑,所以對(duì)位置精度要求不是蠻高,即所用的夾具將工件夾緊即可,由于零件的跨度較大而其厚度較薄,當(dāng)?shù)毒咴阢娖矫鏁r(shí)施加的力可能會(huì)使零件產(chǎn)生變形,所以要在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)計(jì)支撐螺釘和擋位螺釘。下一步根據(jù)零件的尺寸及其相關(guān)要求綜合考慮確定底座的形狀。再將零件放在底座上,將其他零件裝上,然后計(jì)算各方面的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整各零件自身的相關(guān)尺寸及其與另外零件的相關(guān)位置,直至符合要求為止。
4.4削力及夾緊力計(jì)算
因?yàn)殂娖矫鏁r(shí)的切削力大,所以在計(jì)算夾具的加緊力時(shí)應(yīng)按銑削平面的切削力來(lái)計(jì)算和校核。
銑刀軸向力:
(式中: )
扭矩:
(式中: )
螺栓產(chǎn)生的加緊力的力 (安全系數(shù))
所以,有:
則:
選用M10螺栓夾緊。
又參考文獻(xiàn)[2]表2.3-21查得加工余量為Z=2mm ,Z=2mm。已知上端面的總余量為Z=5.7mm,則上表面總加工的余量為:Z=2.5mm。
參考文獻(xiàn)[1]表4-29取粗銑的每齒進(jìn)給量f=0.2mm/Z
粗銑走刀一次,a=1mm
取主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min,則:
V===94.25m/min
校核機(jī)床功率
銑削時(shí)的切削功率為:
取Z=10 ,n= =2.5r/s ,,=0.2mm/Z ,=1 ,代入:
從機(jī)床X52K的參數(shù)的機(jī)床的功率為7.5kw,機(jī)床的傳動(dòng)效率取0.75—0.85,取=0.85
則機(jī)床電動(dòng)機(jī)所需功率
P===6.48<7.5kw,則主軸的轉(zhuǎn)速合理。
綜上所述,此夾具能滿足加工要求。
4.5 繪制夾具總體圖
當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后,也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。
繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線(細(xì)線)繪出工件,然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)以及鉆套、鉆模板,最后把各個(gè)元件連在一起,就形成了夾具體。為了節(jié)省夾具材料,減少加工時(shí)間和降低成本,夾具在機(jī)床上的安裝可以不設(shè)計(jì)耳座,而采用壓板螺釘夾緊裝置將夾具固定在鉆床上。按要求標(biāo)注與夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。
機(jī)械設(shè)計(jì)工藝卡片
長(zhǎng)沙學(xué)院
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共2頁(yè)
第
1
頁(yè)
材料
牌號(hào)
HT200
毛坯
種類
鑄造
毛坯外型尺寸
每料
件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
1
備注
工
序
號(hào)
工序
名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工時(shí)
準(zhǔn)
終
單件
一
粗銑
以Φ10孔上端面為基準(zhǔn),粗銑Φ10孔下端面
選用X63臥式銑床
虎口鉗,銑刀,游標(biāo)卡尺
二
粗銑
以Φ10孔下端面為基準(zhǔn),粗銑Φ10孔上端面,Φ6孔上表面
選用X52K立式銑床
銑刀,游標(biāo)卡尺
三
鉆
以Φ10孔下端面為基準(zhǔn),鉆出Φ10孔,留出1mm左右的加工余量
選用Z525立式鉆床
麻花鉆,內(nèi)徑
百分表、游標(biāo)卡尺
四
鉆
以Φ10孔下端面,Φ10孔為基準(zhǔn),鉆出2個(gè)Φ6孔,留出1mm左右的加工余量
選用Z525立式鉆床
麻花鉆,內(nèi)徑
百分表、游標(biāo)卡尺
五
粗銑
以Φ10孔下端面,Φ10孔,Φ6孔為基準(zhǔn),粗銑Φ9孔后端面
選用X63臥式銑床
虎口鉗,銑刀,游標(biāo)卡尺
六
粗銑
以Φ9孔后端面為基準(zhǔn),粗銑Φ9孔前端面
選用X52K立式銑床
銑刀,游標(biāo)卡尺
七
半精銑
以Φ10孔下端面,Φ10孔,Φ6孔為基準(zhǔn),半精銑Φ9孔后端面
選用X63臥式銑床
虎口鉗,銑刀,游標(biāo)卡尺
更
改
內(nèi)
容
編制
抄寫
校對(duì)
審核
批準(zhǔn)
抄寫
機(jī)械設(shè)計(jì)工藝卡片
長(zhǎng)沙學(xué)院
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共2頁(yè)
第
1
頁(yè)
材料
牌號(hào)
HT
200
毛坯
種類
鑄造
毛坯
外型尺寸
每料
件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
1
備注
工
序
號(hào)
工序
名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工時(shí)
準(zhǔn)
終
單件
八
鉆
以Φ10孔,Φ9孔后端面為基準(zhǔn),鉆2個(gè)Φ9孔
選用Z525立式鉆床
麻花鉆,內(nèi)徑
百分表、游標(biāo)卡尺
九
半精銑
以Φ10孔上端面為基準(zhǔn),半精銑Φ10孔下端面
選用X63臥式銑床
虎口鉗,銑刀,游標(biāo)卡尺
十
半精銑
以Φ10孔下端面為基準(zhǔn),半精銑Φ10孔上端面,Φ6孔上端面
選用X63臥式銑床
專用銑床夾具,銑刀
游標(biāo)卡尺
十一
擴(kuò)孔
以Φ10孔下端面為基準(zhǔn),擴(kuò)Φ10孔,使孔表面粗糙度為6.3
選用Z525立式鉆床
Φ10孔擴(kuò)孔刀具
十二
浮動(dòng)絞
浮動(dòng)絞孔Φ6孔,使孔表面粗糙度為3.2
選用Z525立式鉆床
Φ6孔鉸刀
十三
鉗
鉗工去毛刺
十四
檢
終檢
十五
涂油入庫(kù)
十六
更
改
內(nèi)
容
編制
抄寫
校對(duì)
審核
批準(zhǔn)
抄寫
課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)
轉(zhuǎn)眼間為期三個(gè)星期的機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)就要結(jié)束了,回顧這三周的課程設(shè)計(jì)生活感覺(jué)就像是個(gè)提升的過(guò)程,在課程設(shè)計(jì)中,我們不斷的看教材,看參考書看資料,遇到問(wèn)題和不懂的我們一起分析或向老師請(qǐng)教等等,從中尋找出對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)有用的數(shù)據(jù)和資料,然后將他們變?yōu)槲覀兊脑O(shè)計(jì)原材料等,通過(guò)這次設(shè)計(jì)我們學(xué)會(huì)了很多知識(shí),而且學(xué)會(huì)和熟悉了查表和查工具書,同時(shí)也掌握了proe和CAD的相關(guān)操作,對(duì)零件的工藝設(shè)計(jì)有了很深刻的認(rèn)識(shí)和了解,對(duì)夾具的設(shè)計(jì)也有了一定的了解,知道了一些基本的夾具零件的具體結(jié)構(gòu),例如擋板,鉆套,心軸……。通過(guò)和組員的合作制定出工藝和夾具使我懂的合作是很重要的,分工合作才能更快更好的完成工作。
在本次課程設(shè)計(jì)中,老師給我們提供了寶貴的參考意見(jiàn),讓我們知道怎樣去完成好一個(gè)課程設(shè)計(jì),怎樣把自己的東西做出來(lái),感謝老師的精心輔導(dǎo)。同時(shí)我們獲得了更多的分析和解決問(wèn)題的能力。在這過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)我們最缺少的是社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),空有書本理論知識(shí),沒(méi)有感性的認(rèn)知,往往會(huì)有可能與實(shí)際脫節(jié)??傮w來(lái)說(shuō),做這類設(shè)計(jì)可以使我們將所學(xué)的相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái),從而暴露出自身的不足。也希望我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中可以多走進(jìn)社會(huì),多做一些社會(huì)實(shí)踐,以提升自己適應(yīng)社會(huì)的能力。
致 謝
本課程設(shè)計(jì)論文的撰寫是在老師的精心指導(dǎo)和關(guān)心下完成的。從課題的選擇、方案制定、工作實(shí)施到論文的撰寫、修改無(wú)不滲透著老師的心血。老師以他們淵博的學(xué)識(shí)、卓越的才智、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)使我受益匪淺,在學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我很大的啟迪與幫助,特別是在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中為我提供了寶貴的建議,使我得以順利完成設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)任務(wù)。
在此論文完成之際,謹(jǐn)向關(guān)心我的所有老師致以崇高的敬意和衷心的感謝!同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了同組同學(xué)的大力幫助和支持,在此一并致謝。
長(zhǎng)沙學(xué)院機(jī)電工程系 07機(jī)本一班 李朋飛
2010-6-15
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