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長　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 2007011104 系 部 機(jī)電工程系 專業(yè)班級 07級機(jī)本一班 指導(dǎo)教師 唐勇（副教授） 2010年6月 長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表 姓名 李朋飛 學(xué)號 2007011104 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì) 班級 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： 評定等級： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見： 評定等級：　　　　　答辯小組長簽名：　　　　　日期：　　　　 教研室意見： 教研室主任簽名： 日期： 　 系（部）意見： 系主任簽名：　　　　　　　　日期：　　　　　 說明 課程設(shè)計(jì)成績分“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號圖） （2） 關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一張 （4號圖） （3） 指定工序夾具裝配圖一張 （2或3號圖） （4） 夾具部分零件圖1～2張 （圖幅自定） （5） 設(shè)計(jì)說明書 （一份） （6） 夾具3D效果圖一張 （4號圖） 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《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)及操作簡要說明……………………………………20 機(jī)械加工工藝過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 - 26 - 長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 序 言 ? ? 《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，通過本課程的訓(xùn)練，將有助于我們對所學(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)。 對于我本人來說，希望能通過本次課程設(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，并應(yīng)用于解決實(shí)際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；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，為改善我國的機(jī)器制造業(yè)相對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、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)無級調(diào)速，該零件通過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Ψ乐拱卓诘囊蟛粐?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較大，為了不使這些地方產(chǎn)生縮孔、縮松，在該處開出冒口進(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，查得加工余量等級為，轉(zhuǎn)查表1-12，零件高度＜100mm，尺寸公差為13級，加工余量等級為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圓滑過渡。 2.5 型芯設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速器盤的底平面形狀簡單，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，形狀也比較簡單，可以考慮采用砂垛代替砂芯，減少型芯。型芯簡圖如圖1所示。 2.6 繪制鑄造工藝圖 其工藝圖見鑄造工藝圖。 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，加工過程中會(huì)問題百出，甚至造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 對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 以上工藝過程詳見“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)簡明手冊》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)簡明手冊》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)簡明手冊》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面作為找正基面來校正夾具的安裝位置。 4.2.2對刀裝置 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定夾具和刀具的相對位置。對刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。 對刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，其位置應(yīng)便于使用塞尺對刀，不妨礙工件裝卸。對刀時(shí)，在刀具與對刀塊之間加一塞尺，避免刀具與對刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對刀塊過早磨損。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），使用時(shí)，夾具總圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺尺寸及對刀塊工作表面與定位元件之間的位置。對刀裝置應(yīng)設(shè)置在便于對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有鉆出來，不能用孔來定位?？紤]到該零件形狀不規(guī)則，不能用常用的夾緊裝置來夾緊，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形塊來夾緊。該工序只是對平面粗銑，所以對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 長沙學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 轉(zhuǎn)速器盤 共2頁 第 1 頁 材料 牌號 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 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 審核 批準(zhǔn) 抄寫 機(jī)械設(shè)計(jì)工藝卡片 長沙學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 轉(zhuǎn)速器盤 共2頁 第 1 頁 材料 牌號 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 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 十六 更 改 內(nèi) 容 編制 抄寫 校對 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)生活感覺就像是個(gè)提升的過程，在課程設(shè)計(jì)中，我們不斷的看教材，看參考書看資料，遇到問題和不懂的我們一起分析或向老師請教等等，從中尋找出對我們設(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，對零件的工藝設(shè)計(jì)有了很深刻的認(rèn)識(shí)和了解，對夾具的設(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，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，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題的能力。在這過程中，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)，沒有感性的認(rèn)知，往往會(huì)有可能與實(shí)際脫節(jié)。總體來說，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，從而暴露出自身的不足。也希望我們在以后的學(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。 長沙學(xué)院機(jī)電工程系 07機(jī)本一班 李朋飛 2010-6-15 參考文獻(xiàn) [1] 徐志剛.基于廣義映射原理的組合夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)化[J].機(jī)械工報(bào),2000(12):105～108. 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