转速器盘”零件的机械加工工艺规程及φ9孔加工夹具设计.doc

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1、目录转速器盘的课程设计1一、 零件分析2二、 工艺过程设计42.1零件表面加工方法的选择42.2工艺路线的制订42.3选择毛坯62.4定位基准的选择62.5工艺方案的经济技术比较72.6机床的选择72.7选择夹具82.8选择刀具82.9 选择量具82.10加工量计算表92.11工序加工尺寸尺寸公差使用量具92.12确定工序尺寸9三、 机械加工计算103.1粗铣上下端面和上表面103.2钻10和2-6孔113.3铰10和2-6孔123.4精铣上表面123.5粗铣前端面和后端面133.6精铣前端面133.7钻2-9孔：14四、 夹具设计154.1定位方案154.2夹紧机构154.3导向装置15五、

2、 设计心得16六、 参考文献1718转速器盘的课程设计课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。本毕业设计的内容是制订2105柴油机转速器盘加工工艺规程及夹具设计。详细讨论转速器盘从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结转速器盘的结构特点、主要加工表面

3、，并制定相应的机械加工工艺规程；针对转速器盘零件的主要技术要求，设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 一、 零件分析1.1 零件的生产纲领及生产类型： 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，转速器盘的生产纲领为5000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。转速器盘轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。1.2 零件的作

4、用： 毕业设计题目给定的零件是2105柴油机中调速机构的转速器盘，从整体上来说，其径向尺寸比轴向尺寸大，因此，可以将其划定为不规则的盘类零件。零件上直径为10mm的孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一端与油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转动，油门拉杆即可打开油门（增速）或关小油门（减速）；两个直径为6mm孔装两销，起限位作用。手柄可在120内转动，实现无级调速。转速器盘通过两个直径为9mm的螺栓孔用M8螺栓与柴油机机体相连。1.3 零件的加工工艺分析： 转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为9mm的螺栓孔与10mm孔有位置要求；120圆弧端面与10mm孔的中心线有位置度要求。现分

5、述如下： 两个直径为9mm的螺栓孔 两个直径为9mm的螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5，螺栓孔中心线与底平面的尺 寸要求为18 mm；两个螺栓孔的中心线距离为 mm；螺栓孔与直径为10mm的孔中心线距离为 mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为Ra6.3。 10mm的孔及120圆弧端面 10mm的孔尺寸为10 mm，表面粗糙度为Ra6.3，其孔口倒角0.545，两个6 mm的孔表面粗糙度为Ra3.2，120圆弧端面相对10mm孔的中心线有端面圆跳动为0.2mm的要求，其表面粗糙度为Ra6.3。从以上分析可知，转速器盘的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的

6、表面为定位基准加工精度较高的6mm的孔。1.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题： 从转速器盘的各个需要加工的表面来分析：后平面与机体相连，其长度尺寸精度不高，而表面质量较高；两个9mm的螺栓孔，因需要装配螺栓进行连接，还要用于夹具 定位，其加工精度可定为IT9级；25mm圆柱上端面和120圆弧端面位置精度要求不高；两个6mm的孔需要装配定位销，表面质量要求高；10mm孔需要装配偏心轴，其表面质量要求高；各加工面之间的尺寸精度要求不高。从以上分析可知，该零件在大批量生产条件下，不需要采用专用的机床进行加工，用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此，该零件的加工不存在技术难题

7、。为提高孔的表面质量，在孔加工工序中采用铰削对其进行精加工。二、 工艺过程设计2.1零件表面加工方法的选择本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，内孔，圆角等，其加工方法如下：1) 下表面（大面积表面）：虽然不是重要的表面，没有粗糙度要求，但是定位基准面，用铣车进行端铣平面，粗铣即可。2) 上边缘面：不是重要表面，粗铣即可。3) I,II,III孔处的上端面：是重要表面，表面粗糙度R6.3，可以进行粗铣后，再进行半精铣或精铣。4) I孔处的下端面：无表面粗糙度要求，只需进行粗铣即可。5) 前端面：是重要表面，也是定为基准面，表面粗糙度R6.3，进行粗铣再半精铣或精铣。6) 2个9孔的后端面：

8、表面粗糙度R12.5，只需进行粗铣。7) 2个9孔的加工：表面粗糙度R12.5，以下端面为基准，粗铰出2个9孔；普通铰床即可。8) I孔的加工：表面粗糙度R6.3，可用铰床进行铰孔，粗铰或扩孔均可。9) II,III孔的加工：表面粗糙度R3.2，是要求较高的孔，可进行粗铰半精铰，或者扩孔精扩，既可满足要求。10) 圆角：有R3，R5,R6.5,R15几种圆角，可用立铣刀周铣出圆角。2.2工艺路线的制订工艺路线一：工序1：钳工划线；以上边缘面为粗基准，划下表面的加工线。工序：铣，以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面。工序3：铣，在以下表面为基准，粗铣出I,II,III,孔的上端面和其他次要表面

9、；倒角。 工序4：铣，以上端面为定位基准，粗铣出零件下端面工序5：精铣，以下端面为基准，对上端面进行精铣，使表面粗糙度达到R6.3的要求。工序6：钻孔，以下端面为基准，预钻出I,II,III孔，留出1mm左右的加工量；工序7 ：铰，在铰床上进行铰孔，粗铰10孔I；粗铰2个6孔；倒角。工序8： 铣，以I为基准，对上表面进行精铣，使表面粗糙度达到R6.3的要求。工序9：铣，以I,和下表面为基准，铣出前端面工序10：精铣9孔前端面工序11：铣，以前端面为基准，铣出后端面。 工序12：钻，以I,和下表面为基准，钻出2个9孔。工序13：钳工去毛刺。工序4：终检。工序5：涂油入库。工艺路线二：工序1：钳工

10、划线；以上表面为粗基准，划下表面的加工线。工序：以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面；在以下表面为精基准，粗铣出个9孔的上端面，以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 工序：以下表面为基准，对这个孔的上端面进行精铣，使表面粗糙度达到R6.3的要求。工序：以10孔的上表面为基准，精铣10孔I的下端面。工序：以下表面为基准，在铰床上粗铣或半精铣出后端面，再以后端面为基准，加工出2个9的孔的前端面。工序：钻孔，以后表面为基准，预钻出I,II,III孔，留出1mm左右的加工余量；再以下端面为基准，预钻出2个9孔，留出1mm的加工余量、工序：在铰床上进行铰孔，粗铰10孔I；粗铰2个9孔

11、；倒角。工序：精铰6孔II,III，使粗糙度达到R3.2的要求工序：钳工去毛刺。工序：终检。工艺路线三:工序1：钳工划线；上表面为粗基准，划下表面的加工线。工序：铣，以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面； 工序3：在以下表面为精基准，粗铣出个9孔的前端面，以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。工序4：以10孔的上端面为基准，铣10孔I的下端面工序5：铰，以下表面为基准，在铰床上粗铣或半精铣出9后端面。工序6：铣，以9后端面为基准，铣出2个9的孔的前端面。工序7：以10孔下端面为基准，预钻出I,II,III孔，留出1mm左右的加工余量工序8：以9后端面为基准，预钻出2个9孔，留

12、出1mm的加工余量工序9：精铣，以下表面为基准基准，对这个孔的上端面进行精铣，使表面粗糙度达到R6.3的要求。工序10：铰，铰床上进行铰孔，粗铰10孔I；粗铰2个9孔；倒角。工序11：精铰6孔II,III，使粗糙度达到R3.2的要求工序12：钳工去毛刺。工序3：终检。工序4：涂油入库。2.3选择毛坯转速器盘是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件

13、的影响，可进行适当的人工时效处理。由于零件的结构复杂，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，最好用成型铸造法，以减少加工余量和保证零件的结构准确性。2.4定位基准的选择本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。先铣出下表面，以下表面为基准，加工出上端面和上表面，再以上端面为基准加工下端面，以上端面为基准钻出I,II,III 3个孔；加工前后端面时，先以上端面和I,II,为基准，在铣床上铣出后端面，再以后端面为基准，加工出2个9的孔的前端面。由于扇形部分的表面比较不易加工，首先以加工出来的下端面为基

14、准加工出I,II,III孔处的各个上端面，再以上端面为基准，加工出I孔处的下端面；零件的2个9孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。2.5工艺方案的经济技术比较在加工过程中，也可以用车床或刨床来加工表面，用铰床来铰孔。但是由于工件的结构较复杂，用车床或刨床加工的话会给加工带来很大的困难，给工人增加很大的工作难度；如果用铰床来铰孔，也是可以的，但是本设计给的零件的孔要求的精度不是非常高，用普通的钻床就可以加工达到设计的要求。选择工艺路线一比较合理！2.6机床的选择(1)工序，5和9，10，11，12用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床X62W型万能卧铣床即可。(2)工序和工序是铰孔工

15、序，分别是粗铰和半精铰。使用普通的铰床即可。(3)工序，13加工一个10孔，2个6孔，2个9孔，采用花盘加紧，在立式钻床即可。可选用Z518型立式钻床。2.7选择夹具本零件结构比较复杂，不成规则，故夹紧定位比较困难，可采用花盘以及专用夹具来定位，并可以使用一些垫块来辅助定位加紧。例如，在加工上端面时，扇形部分下部分悬空，需要用一些辅助支撑，然后加紧，以防零件加紧时发生变形。在加工前后端面时，用花盘或压板都可以加紧。2.8选择刀具(1)在工序，铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。(2)钻孔有10, 6,9三种孔，需

16、要留一定的加工余量，可用5, 8麻花钻直接钻出来。(3)铰孔需要铰三种孔10, 6和9，有粗铰和精铰，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。2.9 选择量具本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。2.9.1选择平面的量具：由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.2mm，选用分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.02mm，显然满足要求。2.9.2选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如I孔的下

17、偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。2.10加工量计算表 工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)半精加工(mm)精加工(mm)总加工余量(mm)上表面13.5 11.51125上端面12.5(双面)10.5(双面)78（双面）37下端面8.5(双面)2前端面19(双面)17(双面)14（双面）3后端面15（双面）210孔096孔055.79孔092.11工序加工尺寸尺寸公差使用量具 （1）280.5分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺（2）120.2分度值为0.02mm，测

18、量范围为0-150mm的游标卡尺 （3）14-分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺 （4）100.013分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺60.0309-分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺 注：本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就足够了。2.12确定工序尺寸工序2，3，4主要是加工端面，如图L1，L11,L12,L13,L14,L15,L16是各个端面之间的相互位置，其中工序，的L15,L16,是精加工的尺寸链，即加工I,II,III孔的上端面的尺寸。L1是零件下表面到最上面的端面的距离，L11是下表面到9孔中心

19、的距离，L12是9孔中心到上端面的距离，L13是9孔中心到10孔下表面的距离，L14是10孔两个端面的距离，L15是10孔上端面到6孔的上端面的距离，L16是下表面到10孔的上端面的距离。工序，主要是加工孔的尺寸链。 L21是9孔两个端面的距离，L22是后端面板的厚度，L23是后端面到孔I的距离。L31是两个9孔之间的距离，L32是左边的9到10孔的水平距离，L33是10孔到两个6孔的水平距离，L34是10孔到零件下表面的斜面底端的距离。三、 机械加工计算3.1粗铣上下端面和上表面参考文献2表2.3-21查得加工余量为Z=2mm ，Z=2mm。已知上端面的总余量为Z=5.7mm，则上表面总加工

20、的余量为：Z=2.5mm。参考文献1表4-29取粗铣的每齿进给量f=0.2mm/Z粗铣走刀一次，a=1mm取主轴转速n=150r/min，则： V=94.25m/min校核机床功率 铣削时的切削功率为： 取Z=10 ，n= =2.5r/s ，=0.2mm/Z ，=1 ，代入： 从机床X52K的参数的机床的功率为7.5kw，机床的传动效率取0.750.85，取=0.85则机床电动机所需功率P=6.487.5kw，则主轴的转速合理。3.2钻10和2-6孔铰的余量为0.5（单边）。孔因是一次钻出，故钻削的余量为：（10/2-0.5）=4.5mm, （6/2-0.5）=2.5mm. 各工步余量和工序尺

21、寸公差/mm加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸10钻孔4.592-6钻孔2.5 5参考文献1表4-70、4-76，取钻9的进给量为f=0.3mm/r，切削速度V=22m/min由此算出转速为：n=700r/min按钻床实际转速取n=630r/min则实际切削速度为：V=19.79m/min查有关资料得：=M=9.81则钻2-6孔的和M如下：=1599NM=7.86N.m已取铰孔进给量=0.08mm/r（参考文献1表4-91），取=4m/min，则：转速n=按钻床的实际转速取n=125r/min实际切削术度为： 3.3铰10和2-6孔粗铰以后的孔径为10mm。各工步余量和工序尺寸公差/mm加

22、工 表 面加 工 方 法余 量公 差 等 级工 序 尺 寸6 铰03（单边）H880H910 铰05H9铰以粗加工后的下端面为定位基准。因为10孔和下端面在粗、精加工时互为基准，即可以互相校正10孔与下端面的垂直度。铰孔时因余量为0.3mm，故取进给量=0.2mm/r因为: 取 则：铰6孔 取机床的效率为0.85，则机床所需的功率为kw1.5kw，故机床功率足够。3.4精铣上表面 n=300r/min走刀一次3.5粗铣前端面和后端面参考文献2表2.3-21查得加工余量为Z=2mm ，Z=2mm。已知上端面的总余量为Z=4mm，则前端面总加工的余量为：Z=2mm。参考文献1表4-29取粗铣的每齿

23、进给量f=0.2mm/Z粗铣走刀一次，a=1mm取主轴转速n=150r/min，则： V=94.25m/min校核机床功率 铣削时的切削功率为： 取:Z=10 ，n= =2.5r/s ，=0.2mm/Z ，=1 ，代入：从机床X52K的参数的机床的功率为7.5kw，机床的传动效率取0.750.85，取=0.85则机床电动机所需功率P=6.487.5kw，则主轴的转速合理。3.6精铣前端面后端面因为要求不高，所以可以一次铣出，其工序余量即等于总余量2mm。定位和尺寸基准为粗加工后的前面。 =4mm 取粗铣每齿进给量=0.2mm/z n=150r/min 粗后端面的切削用量都和粗铣前端面的一样，但

24、小于粗铣A面的值，所以机床功率足够。3.7钻2-9孔： （参考文献1表4-70） 取钻床实际转速，则实际切削速度 四、 夹具设计这部分针对题目给出工序设计该工序的专用夹具。具体见夹具装配图和夹具零件图。4.1定位方案工件以18mm的圆柱端面和10孔为定位基准，采用平面和削边销组合定位方案，在定位平面及削边销的圆柱面上定位，其中平面限制3个自由度、长削边销和阶梯小面限制3个自由度，共限制了六个自由度。4.2夹紧机构图 4.1铰链加紧机构根据生产率要求，运用气动夹紧可以满足。采用铰链夹紧机构，通过压块实现对工件的表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生

25、的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。4.3导向装置图 4.2 钻套采用固定钻套作为导向装置，选用JB/T 8045.2-1999。钻套高度H=19mm，排削间隙h=5mm.图 4.3 夹具体夹具体采用铸造，加工出定位元件的安装处。五、 设计心得此次课程设计是在我们学完了大学三年的全部基础课程、技术基础课程以及部分专业课的基础之上进行的，是一次深入的综合性的应用和总结，也是一次理论联系实际的训练，为我们大四的毕业设计打下基础和铺垫。就我个人而言，这次课程设计包括三个部分：（1）前期资料的搜集和整理：这是很重要的一个环节，因为设计离不开资料的参考和搜集。（2）工艺：工艺是生产中最活跃的因素，落实

26、在由工件、刀具、夹具、机床、量具组成的工艺系统中。（3）夹具设计：夹具是为特定的工序正常的进行所设计的特殊工具，通过它的设计，可以了解它在设计中的地位，为加工的顺利进行提供了保障。在缩短加工时间，减小加工难度，提高生产效率都有重大保证。此设计历时两周的时间，通过自己的认识、计算、研究、设计、查手册得到了最终结果，真正地起到了训练自己的目的，希望此次设计能为以后的工作打好一定的实践基础，也提供一些宝贵的经验。最后，感谢老师们的辛勤指导和帮助！谢谢！六、 参考文献1马智贤主编：实用机械加工手册：辽宁科学技术出版社：2002年2李益民主编：机械制造工艺设计简明手册：机械工业出版社：1999年3现代机

27、械制造工艺装备标准应用手册委员会主编：现代机械制造工艺装备标准应用手册：机械工业出版社：1997年4王先逵主编：机械制造工艺学（第二版）：机械工业出版社：2006年5韩荣第、周明、孙玉洁主编：金属切削原理与刀具：哈尔滨工业大学出版社：2003年6廖念昭、古莹菴、莫雨松、李硕根、杨兴骏主编：互换性与技术测量：中国计量出版社：1998年7薛源利主编：机床夹具设计：机械工业出版社：2000年8 孙巳德主编：机床夹具图册：机械工业出版社：1983年9倪森寿主编：机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书：化学工业出版社：2003年10朱冬梅、胥北澜主编：画法几何及机械制图（第五版）：高等教育出版社：2000年