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作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 飛錘支架加工工藝及夾具設計 指導者： 評閱者： 年 月 I 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 中 文 摘 要 本設計是基于飛錘支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計，加工外圓及 孔的車夾具設計。飛錘支架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工 精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加 工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞蔬x擇以-中間拔叉的輸入軸和 輸出軸的支承孔作為粗基準，以頂面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是先以支 承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別 工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。 整個加工過程均選用機床。 關鍵詞 飛錘支架，零件，加工工藝，專用夾具，設計 II 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 外 文 摘 要 Title： The flying hammer bracket parts fork processing technology and fixture design Abstract： This design is the special fixture for machining technology for the flying hammer bracket parts and process design based on car fixture design, machining and hole. The main processing surface flying hammer bracket parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. Datum selection to the bearing hole in the middle fork of the input shaft and output shaft as a rough benchmark, the top surface and the two holes as a precision technology base. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of machine tool. Keywords：flying hammer bracket, parts, processing, special fixture, design III 目 錄 1零件分析 ............................................................................................................................1 1.1 零件作用 ........................................................................................................................1 1.2 零件工藝分析 ................................................................................................................1 2.選擇毛坯種類并確定制造方法 ...........................................................................................2 3.工藝規(guī)程的設計 ...................................................................................................................2 3.1 基準的選擇 ....................................................................................................................2 3.2 制定工藝路線 ................................................................................................................2 3.3 工藝路線確定 ................................................................................................................3 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ............................................................4 總 結 ..................................................................................................................................16 致 謝 ..................................................................................................................................17 參 考 文 獻 ..........................................................................................................................18 0 1零件分析 1.1 零件作用 設計題目所給零件是飛錘支架。它是飛錘調速器上的一個零件，用來連接支撐調速飛 錘，以使飛錘平穩(wěn)轉動，達到改變轉動慣量來調節(jié)轉速的目的。飛錘支架是對稱結構， 通過其中心孔 7 套于轉軸上，而一對飛錘對稱裝于兩對 6 孔中，隨支架一起轉動。當 轉速改變時，飛錘與轉軸夾角也改變，從而改變轉動慣量來調節(jié)轉速。所以，飛錘支架 的加工質量將影響調速器的調速精度。 1.2 零件工藝分析 零件圖如圖 1-1。概括來講，飛錘支架有兩組加工表面。一組是以 孔為中心加工表0.367 面,均為回轉體表面，包括外圓面 11, 15, 以及端面.其中大端面與孔 有0319 0.367 垂直度要求, 公差為 0.05； 外圓面與孔 有圓跳動要求，公差為 0.05。另一0.319.607 組就是余下的加工表面，包括兩個 6.5 的圓孔，兩對共四個 孔，以及一些平面。0.124 其中， 孔端面不僅與 孔自身有垂直度要求，公差為 0.05；而且與第一組中0.12460.1246 孔有平行度要求，公差為 0.05。.307 D 11 76R6 0.05 C 19 0.1 19 0.1 15 50-0.03 18+0.5+0.2 3033 4- 6+0.12-0.04 R0.012 D 倒 角 145 0.05 C 0.05 D 6.3 19 0-0.03 3 30 6.3 6.3 1.6 1.6 1.6 12.5 12.5 7+ 0.03 6 0 2- 6.5锪 平 12 3.2 0.10 C 110.1 R0.05 C 45C 圖 1-1 另外兩個 孔有圓度要求，公差為 0.10。每對 孔之間有同軸度要求，公0.1246 0.1246 差為 R0.012。 1 由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，可先加工第一組回轉體表面，且應先加工 孔 ，以獲得各回轉體表面的公共精基準，便于定位及保證有關表面位置關系。而0.367 后再加工另一組表面，并保證各有關表面的位置關系。 2.選擇毛坯種類并確定制造方法 合理選擇毛坯類型，使零件制造工藝簡單、生產率高、質量穩(wěn)定、成本降低。飛錘支架 零件材料為球墨鑄鐵。因為零件為成批生產，所以為提高生產率采用金屬砂型鑄造。要 求球墨鑄鐵金相組織基體為 85%以上的球光體，球化率應大于 80%，不允許有片狀石墨存 在。 零件材料為 HT200，考慮到飛錘支架運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉向，因此 零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件 成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 3.工藝規(guī)程的設計 3.1 基準的選擇 （1）粗基準的選擇 一般而言，對回轉體加工表面，一毛坯外圓作為粗基準是合理的。但對本零件來說， 若以孔 的外圓做粗基準定位先加工出孔 。再以孔 內圓表面為精基準0.367 0.3670.367 難以定位加工外圓面以及端面，因為孔 直徑太小了，我們在緊接著加工出一個端.0 面來作為基準，在選端面是考慮到加工經(jīng)濟精度所以選通槽先加工，由于毛坯采用金屬 砂型鑄造，毛坯表面精度較高，加工余量較小。所以，經(jīng)分析，決定采用四爪單動卡盤 夾持零件小圓 的外表面的大圓，劃線找正以其為粗基準，先加工出孔 和孔0.367 0.367 2- 6.5，這樣在后面的工序中就能用到 這個統(tǒng)一的精基準，也符合粗基準選用原0.367 則。 （2）精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮統(tǒng)一基準和基準重合的問題。有前述分析，用首先加工出 來的孔 和通槽。0.367 3.2 制定工藝路線 我們大體的設計思路是：我們在考慮加工時先粗加工后精加工，充分加工經(jīng)濟精度， 2 用精加工保證工件最終尺寸要求。采用四爪單動卡盤夾持零件小圓 的外表面的大0.367 圓，劃線找正以其為粗基準，先加工出孔 和孔 2- 6.5，這樣在后面的工序中就能0.367 用到 這個統(tǒng)一的精基準。然后加工出通槽，之后把加工通槽右側平面和 的0.367 0.36 外圓時在車床上一次加工出來，通過精車通槽右側平面這一精加工來保證尺寸 ，而0.35 不是通過銑通槽來保證，這樣更符合加工的經(jīng)濟精度，加工外圓時沒有再次裝夾造成的 裝夾誤差，從而保證 相對設計基準的尺寸要求，在同一工序中粗精加工分開還能0.319 保證在車外圓時不會破壞通槽右側平面，接下來再鉆孔 4- 時，根據(jù)他的設計基準，0.1246 安排在車大端面的后面，另外在加工孔 4- 的端面是在他的所有設計基準加工好的0.1246 前提下在加工的，所以放在最后加工，這樣就能保證定為基準與設計基準重合。 加上以上的分析，并且由于是成批生產，故采用通用機床配以組合夾具。并盡量使工 序集中來保證各加工表面間的相互位置精度要求。這樣也可以提高機床的生產率，節(jié)省 裝夾工件的時間，減少工件的搬動次數(shù)。同時我們的零件相對很小，加工量很小?？梢?不考慮加工中的熱變形。 3.3 工藝路線確定 工序 10：鑄造(金屬型) 工序 20：熱處理，正火，硬度 HB250-300。 工序 30：粗車，半精車最外端的外圓端面。車大端面，切槽，車外圓到滿足圖紙標準 工序 40：粗銑，半精銑 的槽。5018 工序 50：半精銑槽。 工序 60：半精車外圓柱面大端面，小端面。 工序 70：精車外圓柱面和大端面。 工序 80：鉆，擴，鉸孔 ，并倒角。0.367 工序 90：鉆 ，并锪平 。26.512 工序 100：鉆，擴 ，并倒角。4 說明：之所以把最右端端面和大端面分開在兩個工序中進行加工，主要是因為夾緊力的 作用面發(fā)生了變化。在工序中，夾緊力的作用面是大端面，采用的是壓板夾緊；而在工 序中夾緊力的作用面是右端面，采用的是螺栓夾緊。定位圓柱銷旁邊再伸出一段長度的 3 螺栓，右端用螺母夾緊。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 殼體零件材料為 HT200 重量為 1 生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。 1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、飛錘支架的端面面 由于殼體底面要與其他接觸面接觸，同時又是 7 孔的中心線的基準。粗糙度要求為 6.3，查相關資料知余量留 2.5 比較合適。 3、飛錘支架的孔 毛坯為實心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛?IT7IT8 之間，參照參數(shù)文獻， 2.1確定切削用量及基本工時 工序 II：車 19，15，11 回轉面及其端面 1.加工條件 工件材料：HT15-33 b=220MPa 模鑄 加工要求：車削 100mm 端面及外圓柱面，粗車 B 面 機床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸 16x25mm , =90 , =15 ,2K0 =12 , =0.5mm0 2計算切削用量 (1) 粗車 19mm 端面面 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為 3+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度， =4mmpa 2) 進給量 f 根據(jù)實用機械加工工藝手冊中表 2.4-3,當?shù)稐U尺寸為 1625 mm2 35mm,以及工件直徑為 100 時，f =0.71.0mm/rpa 按 CA6140 車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r 3) 計算切削速度，按切削手冊表 1.27,切削速度的計算公式為(壽命 T=60min) 4 (m/min)vyxpmckfaTCvv 其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見切削手冊表 1.28,vvvyvk 即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkrvBv 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxc35.015.02.46 4)確定機的主軸轉速 ns= = 504r/minWd10cvx10.8 按機床說明書(見工藝手冊表 4.2-8),與 504r/min 相近的機床轉速為 480r/min 及 600r/min?，F(xiàn)選取 =480r/min。wn 所以實際切削速度 v=110r/min/。 5) 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1 L =19mm , =2mm, =0, 1l 2l tm= = =0.0486(min)fnlw210.948 其余的車端面和車外圓的切削用量及基本工時的計算與上相似，在此不再累述， 工序 III：鉆，擴，鉸 7 的孔 鉆孔 6mm： 選擇 6mm 高速鋼錐柄標準麻花鉆（見工藝手冊表 3.16） （切削表 2.7 和工藝表 4.216）0.43/fmr機 （切削表 2.15）硬度 20021715incV查 min/r7.5306x1D cn 按機床選取 （工藝表 4.25）r/i8機 5 實際切削速度： min/39.16058x1Dn 機cV 基本工時： （工藝表 6.25）.4.27f機機 lt 擴孔 mm：8.6 選擇 6.8mm 高速鋼錐柄擴孔鉆（工藝表 3.18） 由切削表 2.10 得擴孔鉆擴 6.8mm 孔時的進給量 ，并由工0.78/fmr: 藝表 4.216 取 擴孔鉆擴孔時的切削速度0.72/fmr機 1()23ccV鉆 由切削表 2.15 得 ，故：14incV鉆1()().(/i)2323ccV::鉆 min)/41.273.158.9x70Dn （ ）（ 按機床選取 16機 587.30.n 機機cV 基本工時： 145.02.x16fltji21機 鉸 7H7 孔： 選擇 7mm 高速鋼錐柄機用鉸刀（工藝表 3.117） 由切削表 2.24 得 ， ，1.05/fmr:0.15.2pam:48/incV: 由工藝表 4.216 得 2機 7.543.1784DV10ncc ）（ 按機床選取 min/r6機 8.107機 基本工時： 184.02.637f2機機nlt 6 工序 IV：半精車 19 外圓及其端面 半精車 19mm 外圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.7mm 2) 進給量 根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=0.2mm/r 3) 計算切削速度 vyxpmckfaTCvv 其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vvvy =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkkrvBvk 所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=96m/minvcv35.015.02. 264 4) 確定機床主軸轉速 ns= = 1609r/minWdcv916 與 1609r/min 相近的機床轉速為 1750r/min。現(xiàn)選取 =1750r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmin/7.35609 5)切削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 t = i ;其中 l=19mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2l t =i= =0.19167(min)0.63 工序 V：鉆 4-6.5 的孔，锪孔 12 鉆 6.5 孔，擴 12 孔 (1)鉆 6.5mm 孔 機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 4. 1)進給量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 7 3)確定機床主軸轉速 ns= = 1469r/minWd10cv5.630 與 1469r/min 相近的機床轉速為 1450r/min。現(xiàn)選取 =2012r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmi/594.2015.6 5) 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 t = i ;其中 l=5mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =0.0477(min)fl210.3459 (2) 擴 12mm 孔 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 6. 1) 進給量 查機械加工工藝師手冊表 28-13，取 f=0.13mm/r 2) 切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 3) 確定機床主軸轉速 ns= = 786r/minWd10cv1230 與 796r/min 相近的機床轉速為 750r/min?，F(xiàn)選取 =750r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmin/26.8750 5) 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1 t = i ;其中 l=2mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2l t = = =0.0615(min)fl210.3756 8 工序 VI：鉆 4-6.5 的孔 (1) 4-6.5mm 孔 機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 6.5 1) 給量 查機械加工工藝師手冊表 28-13，取 f=0.13mm/r 2) 削速度根據(jù)機械加工工藝手冊表 10-70,及 10-66,查得 V=30m/min. 3) 定機床主軸轉速 ns= = 1061r/minWd10cv5.630 ,與 1061r/min 相近的機床轉速為 1012r/min。現(xiàn)選取 =1012r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmin/6.28109 5) 削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 t = i ;其中 l=6mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =0.076(min)mfnlw210.3 由于有四個孔所以切削工時為 4 t =0.3040minm 工序 II：銑寬 18mm 槽 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.1d70min/150v4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 9 map1 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin13647510rdvns 按機床標準選取 1450wn/min/3.15901vw 當 1450r/min 時nrzfwm /160452. 按機床標準選取 mf 3）計算工時 切削工時：l=50 ， ，則機動工時為l91l32in8.04521xfnltwm 10 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設 計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進 行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們 更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和 AUTOCAD 等 制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理 論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非 常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 11 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但 是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不 足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的 意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝 我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題， 她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。 從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日 日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關 懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習 的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高 的敬意。 12 參 考 文 獻 1 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊 M，上海：上海科學技術出版社，1980。 2 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導 。機械工業(yè)出版社，1995。 3 李慶壽。機床夾具設計 。機械工業(yè)出版社，1991。 4 李洪。機械加工工藝手冊 。北京出版社，1996。 5 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊 。上海科學技術出版社，2544。 6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊 。化學工業(yè)出版社，2544。 7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。 8 周永強，高等學校課程設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 9 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社， 1987。 10 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊 。上海科學技術出版社，2542。 11 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊 .上海科學技術出版社，1984。 12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。 13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2540：9- 19。 14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2540。 15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17