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遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計
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)計題目給定的零件是調(diào)速機構(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)動手柄,偏心軸轉(zhuǎn)動,油門拉桿即可打開油門(增速)或關(guān)小油門(減速);兩個直徑為Φ6mm孔裝兩個定位銷,起限位作用。手柄可在120°內(nèi)轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)無級變速。轉(zhuǎn)速器盤通過兩個直徑為Φ9H8mm的孔用M8螺栓與機體相連。多用于柴油機調(diào)速機機構(gòu)中。
1.2 零件的工藝分析
轉(zhuǎn)速器盤共有九個機械加工表面,其中,兩個直徑為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 兩個直徑為Φ9mm的孔
兩個直徑為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Φ6mm的孔表面粗糙度為Ra3.2,120°圓弧端面相對Φ10mm孔的中心線有端面圓跳動為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 確定機械加工余量和公差
參見《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導書》(以下稱指導書)第二章第二節(jié),鑄件尺寸公差及機械加工余量按GB/T6414-1999確定。
按金屬型鑄造,灰鑄鐵查《指導書》表2-5,查得加工余量等級為D~F,轉(zhuǎn)查表2-3,差得尺寸公差為8級,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)計的基準,也是裝配和測量的基準,在加工時,應盡量以大平面為基準。例如,先銑出下表面,再以下表面為基準,加工出上端各表面,同樣,也是以下表面為基準鉆出Φ10、2-Φ6 3個孔;加工前后端面時,先以下表面為基準,在鏜床上銑出后端面,再以后端面為基準,加工出2個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加工出Φ10、2-Φ6 3個孔處的各個上端面,再以上端面為基準,加工出I孔處的下端面;零件的2個Φ9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準的。
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
制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點,應當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,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降低。
因此,設(shè)計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。選用X63臥式銑床,并加專用夾具;
工序4 粗銑兩個直徑為Φ18mm的圓柱端面,以經(jīng)過精加工的P面及底平面為基準,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,Φ25mm圓柱上端面為輔助基準,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,Φ25mm圓柱下端面為輔助基準,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,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的兩個孔,以Φ10mm的孔及P面為基準,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,選用X52K立式銑床,并加專用夾具;
工序10 鉆、鉸加工兩個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。
4 工序設(shè)計
根據(jù)以上原始資料及機械加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、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(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 選擇刀具和機床
查閱《指導書》,由鉆削深度= 4.45mm,選擇= 8.9mm的H11級高速鋼麻花鉆(GB1438-85),機床選擇立式鉆床Z525。
⑵ 選擇切削用量
①進給量f
查閱《指導書》表4-10,取f = 0.17mm/r。
②切削速度
根據(jù)《指導書》表5-22,根據(jù)f = 0.17mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200~
241,取=12m/min。
③計算基本工時
式中,,mm,查《指導書》,mm,所以,(mm),
== 0.29(min)。
2.鉸削Φ9H8mm孔
⑴ 選擇刀具和機床
查閱《指導書》,選擇= 9mm的H8級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84),機床選擇立式鉆床Z525。
⑵ 選擇切削用量
①進給量f
查閱《指導書》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)《指導書》表5-31注,取= 8m/min。
③計算基本工時
式中,,mm,查《指導書》,mm,所以,(mm),
== 0.09(min)。
5 夾具設(shè)計
這部分針對題目給出工序設(shè)計該工序的專用夾具。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,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個自由度、長削邊銷和階梯小面限制3個自由度,共限制了六個自由度。
5.2夾緊機構(gòu)
圖 5-1鉸鏈加緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求,運用氣動夾緊可以滿足。采用鉸鏈夾緊機構(gòu),通過壓塊實現(xiàn)對工件的表面夾緊。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。由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同,所以可免去夾緊力的計算。
5.3導向裝置
圖 5-2 鉆套
采用固定鉆套作為導向裝置,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 方案綜合評價與結(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,汽缸動力。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體會與展望
經(jīng)過近三個星期的艱苦努力,終于比較圓滿地完成了課程設(shè)計的各項任務(wù)。在本次設(shè)計中我深深地體會到以下幾點:
①作為一名當代大學生,首先必須培養(yǎng)求真務(wù)實和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、鉆研創(chuàng)新與實事求是相結(jié)合的工作作風。
②必須重視基礎(chǔ)理論知識,只有在牢固掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,才能有創(chuàng)新和發(fā)展。
③經(jīng)過這次課程設(shè)計,我學會了收集、查閱和綜合分析各種資料,正確應用各種標準手冊和工具書籍,進一步提高了自己分析、計算等基本技能,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掌握了常用機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般方法和步驟,熟悉了設(shè)計計算說明書、論文摘要、文獻綜述等格式和寫作方法,為將來的畢業(yè)設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。
8參考文獻
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