设计说明书
哈尔滨理工大学
课 程 设 计
题 目:设计转速器盘零件的
机械加工工艺规程及加工Φ9H8mm孔的工艺装备
班 级: 机械1班
姓 名: 周 骐
指导教师: 王义文
完成日期: 1101010136
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一、设计题目
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图 1张 (2) 生产类型:大批大量生产
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件图 1(2) 毛坯图 1(3) 机械加工工艺过程综合卡片 1(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1(4) 夹具装配图 1(5) 夹具体零件图 1(6) 课程设计说明书 1
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摘 要
工艺规程是工装设计、制造和确定零件加工方法与加工路线的主要依据,它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响,因此是生产中的关键工作。夹具在机械加工中起着重要的作用,它直接影响着机械加工的质量,生产效率和成本,因此,夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。本文对转速器盘的结构和工艺进行了分析,确定了机械加工工艺路线,制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程,并为加工零件上直径Φ9H8mm的孔设计了一套专用钻床夹具。
关键词:加工工艺;铸造工艺;工艺规程;夹具设计
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目 录
1 零件的工艺分析及生产类型的确定 ....................... 4
1.1 零件的作用 ....................................... 4
1.2 零件的工艺分析 ................................... 5
2 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图 ................. 5
2.1 毛坯的选择 ....................................... 5
2.2 确定机械加工余量和公差 ........................... 5
2.3 设计及绘制毛坯图 ................................. 6
3 选择加工方法,制定工艺路线 ........................... 6
3.1 定位基准的选择 ................................... 6
3.2 零件表面加工方法的选择 ........................... 6
3.3 制订工艺路线 ..................................... 7
4 工序设计 ............................................ 8
4.1 Φ9mm孔 ......................................... 8
4.2 确定切削用量及基本工时(只介绍题目给出的工序) ... 8
5 夹具设计 ........................................... 10
5.1定位方案 ........................................ 10
5.2夹紧机构 ........................................ 10
5.3导向装置 ........................................ 10
5.4夹具体 .......................................... 10
6 方案综合评价与结论 ................................... 11
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1 零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1 零件的作用
题目所给定的零件是一个转速器盘,要求加工图示红圈部分的?9H8孔的加工。
图2-1 转速器盘零件图
设计题目给定的零件是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Φ10mm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Φ6mm孔装两个定位销,起限位作用。手柄可在120°内转动,实现无级变速。转速器盘通过两个直径为Φ9H8mm的孔用M8螺栓与机体相连。
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1.2 零件的工艺分析
转速器盘共有九个机械加工表面,其中,两个直径为Φ9mm的孔与Φ10mm孔有位置要求;120°圆弧端面与Φ10mm孔的中心线有位置度要求。现分述如下:
⑴ 两个直径为Φ9mm的孔
两个直径为Φ9mm的孔的表面粗糙度为Ra12.5,孔中心线与底平面的尺
?0.5
0寸要求为18mm;两个孔的中心线距离为28?0.05mm;孔与直径为Φ10mm
的孔中心线距离为72?0.1mm;与机体相连的P面,其表面粗糙度为Ra6.3。
⑵ Φ10mm的孔及120°圆弧端面
Φ10mm的孔尺寸为Φ10
×45°,两个Φ6?0.036
0?0.049?0.013mm,表面粗糙度为Ra3.2,其孔口倒角0.5mm的孔表面粗糙度为Ra3.2,120°圆弧端面相对Φ10mm
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,再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的Φ10mm和Φ6mm孔。
2 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图
2.1 毛坯的选择
该零件材料为HT200,考虑到转速器盘在工作过程中受力不大,轮廓尺寸也不大,各处壁厚相差较小,从结构形式看,几何形体不是很复杂,采用铸造生产比较合适,故可采用铸造成形。
2.2 确定机械加工余量和公差
参见《机械制造技术基础课程设计指导书》(以下称指导书)第二章第二节,铸件尺寸公差及机械加工余量按GB/T6414-1999确定。
按金属型铸造,灰铸铁查《指导书》表2-5,查得加工余量等级为D~F,转查表2-3,差得尺寸公差为8级,转查表2-4,最大轮廓尺寸160~250mm,得加工余量1.4mm。
2.3 设计及绘制毛坯图
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图2-2 转速器盘毛坯图
3 选择加工方法,制定工艺路线
3.1 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。例如,先铣出下表面,再以下表面为基准,加工出上端各表面,同样,也是以下表面为基准钻出Φ10,Φ6 孔;加工前后端面时,先以下表面为基准,在镗床上铣出后端面,再以后端面为基准,加工出2个Φ9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准加工出Φ10,Φ6 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Φ9孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。
3.2 零件表面加工方法的选择
⑴ P面
表面粗糙度为Ra6.3,经济精度为IT9,加工方案确定为:粗铣→精铣; ⑵ Φ18mm圆柱端面
表面粗糙度为Ra12.5,经济精度为IT11,加工方案确定为:粗铣;
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⑶Φ10mm孔
表面粗糙度为Ra6.3,经济精度为IT9,加工方案确定为:钻削→粗铰→精铰→孔倒角;
⑷ Φ25mm圆柱上端面
表面粗糙度为Ra6.3,经济精度为IT9,加工方案确定为:粗铣→精铣; ⑸Φ9mm孔
表面粗糙度为Ra12.5,经济精度为IT8,加工方案确定为:钻削→铰孔; ⑹ 120o圆弧端面
表面粗糙度为Ra6.3,经济精度为IT9,加工方案确定为:粗铣→精铣; ⑺ Φ6mm孔
表面粗糙度为Ra6.3,经济精度为IT9,加工方案确定为:钻削→铰孔。
3.3 制订工艺路线
制订机械加工工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降低。
因此,设计的加工路线确定如下:
工序1 铸造;
工序2 热处理;
工序3 粗、精铣P面,以零件底平面及直径为Φ25mm的外圆柱面为粗基准。选用X63卧式铣床,并加专用夹具;
工序4 粗铣两个直径为Φ18mm的圆柱端面,以经过精加工的P面及底平面为基准,选用X52K立式铣床,并加专用夹具;
工序5 粗铣直径为Φ25mm的圆柱下端面,以底平面为基准,Φ25mm圆柱上端面为辅助基准,选用X52K立式铣床,并加专用夹具;
工序6 粗、精铣直径为Φ25mm的圆柱上端面,以底平面为基准,Φ25mm圆柱下端面为辅助基准,选用X52K立式铣床,并加专用夹具;
工序7 钻、铰Φ10mm的孔,并锪倒角0.5×45o,以经过精加工的P面和底平面为基准,选用Z525立式钻床,并加专用夹具;
工序8 钻削、铰削加工直径为Φ9mm的两个孔,以Φ10mm的孔及P面为基准,选用Z525立式钻床,并加专用夹具;
工序9 粗、精铣120o圆弧端面,以Φ10mm的孔和底平面及P面为 7
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定位基准,选用X52K立式铣床,并加专用夹具;
工序10 钻、铰加工两个Φ6mm的孔,以Φ10mm的孔和底平面及P面定位。选用Z525立式钻床,并加专用夹具;
工序11 去毛刺; 工序12 检查; 工序13 入库。
4 工序设计
根据以上原始资料及机械加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下(只介绍题目给出的工序):
4.1 Φ9mm孔
毛坯为实心,而孔的精度为IT8, 确定工序尺寸及余量: 钻孔:Φ8.9mm; 铰孔:Φ9
?0.022
mm,2Z = 0.1mm。
具体工序尺寸见表1。
表1 工序尺寸表
4.2 确定切削用量及基本工时(只介绍题目给出的工序)
工序8:钻削、铰削加工Φ9mm的孔 1. 钻削Φ8.9mm的孔 ⑴ 选择刀具和机床 查阅《指导书》,由钻削深度⑵ 选择切削用量 ①进给量f
ap
= 4.45mm,选择d0= 8.9mm的H11级高速
钢麻花钻(GB1438-85),机床选择立式钻床Z525。
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查阅《指导书》表4-10,取f = 0.17mm/r。
②切削速度vc
根据《指导书》表5-22,根据f = 0.17mm/r和铸铁硬度为HBS = 200~ 241,取vc=12m/min。
③计算基本工时
tm?L