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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速器盤零件的
機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工Φ9H8mm孔的工藝裝備
班 級(jí)： 機(jī)械05-6班
姓 名： 蔡 勇
指導(dǎo)教師： 張興元
完成日期： 2008年7月2日
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)題目
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說明書(5000～8000字) 1份
四、指導(dǎo)教師評(píng)語
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
轉(zhuǎn)速器
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
13
頁
第
9
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
9
鉆擴(kuò)鉸孔?9孔
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄 件
100×90×25
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
鉆Ф9H8孔夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔Ф8.9
專用鉆夾具
392
12
0.17
14
1
0.16
0.605
2
鉸孔Ф9
鉸刀Ф9H8
680
8
0.3
14
1
0.09
0.33
塞規(guī)Ф9H8
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
轉(zhuǎn)速器
零件名稱
轉(zhuǎn)速器盤
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄件
毛坯外形尺寸
100×90×25
每毛坯件數(shù)
1
每 臺(tái) 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號(hào)
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
鑄造
鑄
2
時(shí)效
熱
3
銑
粗、精銑P面
金工
X63
專用銑夾具
4
銑
粗銑Q面
金工
X52K
專用銑夾具
5
銑
粗銑S面
金工
X52K
專用銑夾具
6
銑
粗、精銑R面
金工
X52K
專用銑夾具
7
鉆
鉆、鉸Φ10mm的孔、锪倒角0.5×45o
金工
Z525
專用鉆夾具
8
鉆
鉆、鉸2-Φ9mm孔
金工
Z525
專用鉆夾具
9
銑
粗、精銑N面
金工
X52K
專用銑夾具
10
鉆
鉆、鉸加工2-Φ6mm的孔
金工
Z525
專用鉆夾具
51．3
0．9
11
去毛刺
金工
12
檢
檢查
檢
13
入庫
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
III
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
摘 要
工藝規(guī)程是工裝設(shè)計(jì)、制造和確定零件加工方法與加工路線的主要依據(jù)，它對(duì)組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期及改善勞動(dòng)條件等都有著直接的影響，因此是生產(chǎn)中的關(guān)鍵工作。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響著機(jī)械加工的質(zhì)量，生產(chǎn)效率和成本，因此，夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械工藝準(zhǔn)備和施工中的一項(xiàng)重要工作。本文對(duì)轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析，確定了機(jī)械加工工藝路線，制訂出了零件的鑄造工藝方案和機(jī)械加工工藝規(guī)程，并為加工零件上直徑Φ9H8mm的孔設(shè)計(jì)了一套專用鉆床夾具。
關(guān)鍵詞：加工工藝；工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì)
Abstract
The process is the base of frock design、manufacturing、the method of machining and machining route. Its function is flowing: organizing produce, controlling quality, enhancing productivity, reducing cost, reducing produce periods, improving work conditions, etc. So, the process planning is the core part of produce. Fixture is very important equipment in process of machine manufacturing because it can directly affect the quality of products and productivity and cost. So fixture designing is also a basilica portion in machine process preparative and manufacture. This thesis is about the analysis with the craftwork and the structure of the speed governor tray which is used for the diesel engine, make sure the process route, establish the foundry process project and the process planning of the parts, and design a set of appropriative fixture for the bore with diameter 9mm.
Key Words：Group technology; Process planning; Fixture design
目 錄
1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1
1.1 零件的作用 1
1.2 零件的工藝分析 2
1.3 零件的生產(chǎn)類型 2
2 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2
2.1 毛坯的選擇 2
2.2 確定機(jī)械加工余量和公差 2
2.3 設(shè)計(jì)及繪制毛坯圖 3
3 選擇加工方法，制定工藝路線 3
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 3
3.2 零件表面加工方法的選擇 4
3.3 制訂工藝路線 4
4 工序設(shè)計(jì) 5
4.1 Φ9mm孔 5
4.2 確定切削用量及基本工時(shí) 6
5 夾具設(shè)計(jì) 7
5.1定位方案 7
5.2夾緊機(jī)構(gòu) 7
5.3導(dǎo)向裝置 8
5.4夾具體 8
6 方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論 8
7體會(huì)與展望 8
8參考文獻(xiàn) 10
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。
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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