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10 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是一個(gè)轉(zhuǎn)速器盤，要求加工圖示紅圈部分的孔的加工。 圖1-1 轉(zhuǎn)速器盤零件圖 設(shè)計(jì)題目給定的零件是調(diào)速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)手柄，偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，油門拉桿即可打開油門（增速）或關(guān)小油門（減速）；兩個(gè)直徑為Φ6mm孔裝兩個(gè)定位銷，起限位作用。手柄可在120°內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。轉(zhuǎn)速器盤通過兩個(gè)直徑為Φ9H8mm的孔用M8螺栓與機(jī)體相連。多用于柴油機(jī)調(diào)速機(jī)機(jī)構(gòu)中。 1.2 零件的工藝分析 轉(zhuǎn)速器盤共有九個(gè)機(jī)械加工表面，其中，兩個(gè)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?，F(xiàn)分述如下： ⑴ 兩個(gè)直徑為Φ9mm的孔 兩個(gè)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(gè)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(jī)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(gè)Φ6mm的孔表面粗糙度為Ra3.2，120°圓弧端面相對(duì)Φ10mm孔的中心線有端面圓跳動(dòng)為0.2mm的要求，其表面粗糙度為Ra6.3。 從以上分析可知，轉(zhuǎn)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(zhǔn)加工精度較高的Φ10mm和Φ6mm孔。 1.3 零件的生產(chǎn)類型 依據(jù)題目所給的原始資料可知，該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2.1 毛坯的選擇 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4000件/年，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。 2.2 確定機(jī)械加工余量和公差 參見《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》（以下稱指導(dǎo)書）第二章第二節(jié)，鑄件尺寸公差及機(jī)械加工余量按GB/T6414-1999確定。 按金屬型鑄造，灰鑄鐵查《指導(dǎo)書》表2-5，查得加工余量等級(jí)為D~F，轉(zhuǎn)查表2-3，差得尺寸公差為8級(jí)，轉(zhuǎn)查表2-4，最大輪廓尺寸160~250mm，得加工余量1.4mm。 2.3 設(shè)計(jì)及繪制毛坯圖 圖1-2 轉(zhuǎn)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(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)。例如，先銑出下表面，再以下表面為基準(zhǔn)，加工出上端各表面，同樣，也是以下表面為基準(zhǔn)鉆出Φ10、2-Φ6 3個(gè)孔；加工前后端面時(shí)，先以下表面為基準(zhǔn)，在鏜床上銑出后端面，再以后端面為基準(zhǔn)，加工出2個(gè)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(zhǔn)加工出Φ10、2-Φ6 3個(gè)孔處的各個(gè)上端面，再以上端面為基準(zhǔn)，加工出I孔處的下端面；零件的2個(gè)Φ9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準(zhǔn)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(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； ⑶Φ10mm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； 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； ⑸Φ9mm孔 表面粗糙度為Ra12.5，經(jīng)濟(jì)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(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。 因此，設(shè)計(jì)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(zhǔn)。選用X63臥式銑床，并加專用夾具； 工序4 粗銑兩個(gè)直徑為Φ18mm的圓柱端面，以經(jīng)過精加工的P面及底平面為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，Φ25mm圓柱上端面為輔助基準(zhǔn)，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(zhǔn)，Φ25mm圓柱下端面為輔助基準(zhǔn)，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(jīng)過精加工的P面和底平面為基準(zhǔn)，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(gè)孔，以Φ10mm的孔及P面為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，選用X52K立式銑床，并加專用夾具； 工序10 鉆、鉸加工兩個(gè)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(kù)。 4 工序設(shè)計(jì) 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（只介紹題目給出的工序）： 4.1 Φ9mm孔 毛坯為實(shí)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(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 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(shí)（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(jī)床 查閱《指導(dǎo)書》，由鉆削深度= 4.45mm，選擇= 8.9mm的H11級(jí)高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機(jī)床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進(jìn)給量f 查閱《指導(dǎo)書》表4-10，取f = 0.17mm/r。 ②切削速度 根據(jù)《指導(dǎo)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(jì)算基本工時(shí) 式中，，mm，查《指導(dǎo)書》，mm，所以，(mm)， == 0.29(min)。 2.鉸削Φ9H8mm孔 ⑴ 選擇刀具和機(jī)床 查閱《指導(dǎo)書》，選擇= 9mm的H8級(jí)高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(GB1133-84)，機(jī)床選擇立式鉆床Z525。 ⑵ 選擇切削用量 ①進(jìn)給量f 查閱《指導(dǎo)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(dǎo)書》表5-31注，取= 8m/min。 ③計(jì)算基本工時(shí) 式中，，mm，查《指導(dǎo)書》，mm，所以，(mm)， == 0.09(min)。 5 夾具設(shè)計(jì) 這部分針對(duì)題目給出工序設(shè)計(jì)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(zhǔn)，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(gè)自由度、長(zhǎng)削邊銷和階梯小面限制3個(gè)自由度，共限制了六個(gè)自由度。 5.2夾緊機(jī)構(gòu) 圖 5-1鉸鏈加緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用氣動(dòng)夾緊可以滿足。采用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)，通過壓塊實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǎn)生震動(dòng)。由于夾緊力與鉆孔時(shí)產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計(jì)算。 5.3導(dǎo)向裝置 圖 5-2 鉆套 采用固定鉆套作為導(dǎo)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(píng)價(jià)與結(jié)論 由于加工零件的不規(guī)則和尺寸過小，給夾具設(shè)計(jì)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(jìn)行定位，滿足定位要求。夾緊采用壓塊壓緊，鉸鏈結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，汽缸動(dòng)力。夾具體采用鑄造?？傮w來說，該夾具滿足加工要求，可以提高加工效率。 7體會(huì)與展望 經(jīng)過近三個(gè)星期的艱苦努力，終于比較圓滿地完成了課程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。在本次設(shè)計(jì)中我深深地體會(huì)到以下幾點(diǎn)： ①作為一名當(dāng)代大學(xué)生，首先必須培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、鉆研創(chuàng)新與實(shí)事求是相結(jié)合的工作作風(fēng)。 ②必須重視基礎(chǔ)理論知識(shí)，只有在牢固掌握專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，才能有創(chuàng)新和發(fā)展。 ③經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了收集、查閱和綜合分析各種資料，正確應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)和工具書籍，進(jìn)一步提高了自己分析、計(jì)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(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，熟悉了設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、論文摘要、文獻(xiàn)綜述等格式和寫作方法，為將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 8參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 佚名.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)出版社，2008. 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