机械制造技术课程设计转速器盘的机械加工工艺规程及钻Φ9H8mm孔夹具设计【全套图纸】

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1、辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目 转速器盘的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：机械09-3班 姓名： 学 号： 0907100321 指导教师： 完成日期：2012.6.15 14任 务 书一、设计题目:转速器盘的机械加工工艺规程及夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定

2、需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、

3、指导教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 。全套图纸，加153893706综合评定成绩： 指导教师日期摘要本次课程设计的主要内容是制订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，并制定相应的机械加工工艺规程。了解转速器盘的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定端盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该

4、工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。关键词 加工余量 定位方案 夹紧力AbstractThe main contents of this course design establishes to turn soon machine dish to process craft regulations and tongs design.The detailed discussion turns soon machine dish to process cr

5、aft process from semi-finished product to the machine of finished product and analyze summary to turn soon the structure characteristics of machine dish, mainly process surface, and draw up a homologous machine to process craft regulations.Understand turns soon the function of machine dish and makes

6、 sure that size and machine of semi-finished product process amount of remaining.Then we then make sure Jing basis first according to the fixed position basis, behind make sure thick basis, the end draw-up carries the craft route of cover diagram, draws up a clipping of the works piece tight project

7、 and draws a tongs assemble diagram.In the process of drawing up a craft in, make sure the gearing work of each work preface and the work of the work prefaces demand tread and process the entering of motorcycle and tool machine of the works preface to the quantity and slice to pare depth, the princi

8、pal axis turns soon and slices to pare speed, the tongs of the works preface, the knife has and measures and also have already walked knife number of times and walk knife length, finally compute basic time of the works preface, lend support to time and work ground for service time.Keywords： the surp

9、lus of processing orient the scheme clamp strength目 录1. 速器盘的工艺分析及生产类型的确定 11.1转速器盘的用途 11.2转速器盘的技术要求 11.3审查转速器盘的工艺性 11.4确定转速器盘的生产类型 12. 确定毛坯，绘制毛坯图 22.1 选择毛坯2 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量22.2.1 公差等级22.2.2 转速器盘铸造毛坯尺寸公差及加工余量22.2.3 绘制转速器盘毛坯件图23. 拟定转速器盘的工艺路线 33.1 定位基准的选择33.1.1 精基准的选择33.1.2 粗基准的选择33.2 表面加工方法的确定43.3

10、 加工阶段的划分53.4 工序集中与分散53.5 工序顺序的安排53.5.1 机械加工工序53.5.2 热处理工序53.5.3 辅助工序53.6 确定工艺路线. .54. 加工余量，工序尺寸和公差的确定 65、切削用量、时间定额的计算75.1、切削用量的计算75.2、时间定额的计算95.2.1基本时间tm的计算 95.2.2辅助时间ta的计算 95.2.3. 其他时间的计算 95.2.4 单件时间的计算 106. 夹具设计. 106.1提出问题 106.2设计思想.116.3夹具设计116.3.1定位分析116.3.2切削力及夹紧力的计算116.3.3夹具操作说明 127方案的综合评价与分析1

11、28体会与展望.139 参考文献 14141 转速器盘的工艺分析及生产类型的确定1.1转速器盘的用途转速器盘是调速机构。10mm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，油门拉杆即可打开油门或关小油门。6mm孔装两销，起限位作用，手柄可在120范围内转动，实现无级调速。该零件通过9mm孔用M8螺栓与柴油机体连接。本设计任务给定的零件转速器盘，即传递运动并保持其他零件正确工作方式和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。1.2转速器盘的技术要求从转速器盘的各个

12、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。1.3审查转速器盘的工艺性零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的结构比较复杂,加工时需要较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力，可以用花盘进行

13、定位加紧，并用垫块进行辅助定位。在加工过程中，应尽量减少安装的次数，以减少安装时带来的安装误差。1.4确定转速器盘的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10000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大批生产。2. 确定毛坯，绘制毛坯图2.1 选择毛坯该零件材料为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，并且该零件年产量为10000件/年，采用铸

14、造生产比较合适，故可采用铸造成形。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的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话）。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由机械制造基础课程设计指导书表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1 公差等级由转速器盘的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。2.2.2 转速器盘铸造毛坯尺寸公差及加工余量用查表方法确定各表面的加工余量如下表所示：表1加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明右侧面28mmH2mm单侧加工左端面8mmH2mm单侧加工右端面14mmH2mm单侧

15、加工中间端面4mmH2mm单侧加工2.2.3 绘制转速器盘毛坯件图3. 拟定转速器盘的工艺路线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。3.1.1 精基准的选择为保证加工精度，结合转速器盘的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、25mm圆柱上端面、120圆弧端面时，主要运用统一基准原则，即均以转速器盘的底平面作为定位基准；而在加工9mm螺栓孔、18mm圆柱端面、10mm孔和6mm孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。3.1.2 粗基准的选择选取转速器盘的底平面作

16、为粗基准，加工出后平面。而加工25mm圆柱上端面、120圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工9mm螺栓孔、18mm圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工10mm孔和6mm孔时，则以后平面和两个9mm孔为定位基准。3.2 表面加工方法的确定根据转速器盘零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注后平面IT96.3粗铣-精铣表1-6至表1-818mm圆柱端面IT116.3粗铣表1-6至表1-89mm螺栓孔IT912.5钻削铰孔表1-6至表1-825mm圆柱上端面IT96.325mm圆柱上端

17、面表1-6至表1-810mm孔IT96.3钻削粗铰精铰孔倒角；表1-6至表1-8120圆弧端面IT96.3粗铣-精铣表1-6至表1-86mm孔IT96.3钻削铰孔表1-6至表1-8（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) 园角：有R3，R5,R6.5,R15几种园角，可用立铣刀周铣出园角。3.3 加工阶段的划分该转速器盘加工质量要求不是很高，可将加工阶段划分为粗加工、精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗

18、铣要求不高的表面，最终精铣完成零件的加工。3.4 工序集中与分散选用工序集中原则安排转速器盘的加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.5 工序顺序的安排 3.5.1 机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准粗铣泵体盖后端面（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工泵体盖下端面，再加工孔。3.5.2 热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火

19、处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该转速器盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3.5.3 辅助工序在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，转速器盘工序的安排顺序为：热处理基准加工粗加工精加工。3.6 确定工艺路线.工序10 铸造；工序20 热处理；工序30 粗、精铣后平面，以零件底平面及直径为25mm的外圆柱面为粗基准。选用X63卧式铣床，并加专用夹具；工序40 粗铣两个直径为18mm的圆柱端面，以经过精加工的后平面及底平面为基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序50 粗、精铣直径为25mm的圆柱上端面，

20、以底平面为基准，25mm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60 钻削、铰削加工直径为9mm的两个螺栓孔，以经过精加工的后平面和底平面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序70 钻、铰10mm的孔，以9mm的孔及后平面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序80 锪倒角0.545，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序90 粗、精铣120圆弧端面，以10mm的孔和底平面及后平面为定位基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序100 钻、铰加工两个6mm的孔，以10mm的孔和底平面及后平面定位。选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序110 去毛

21、刺；工序120 检查；工序130 入库。4.加工余量，工序尺寸和公差的确定根据以上原始资料及机械加工工艺确定两螺栓孔9mm加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：毛坯为实心，而螺栓孔的精度为IT9（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：钻孔：8.9mm；铰孔：9mm，2Z = 0.1mm。具体工序尺寸见表1。表1 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.1H9Ra6.39Ra6.3钻孔8.9H12Ra12.58.9Ra12.55 切削用量及时间定额的计算在这只计算钻钻削、铰削加工9mm的

22、孔此工序的切削用量和时间定额。5.切削用量的计算1. 钻削两个8.9mm的孔 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，由钻削深度= 4.45mm，选择= 8.9mm的H11级高速钢麻花钻(GB1438-85)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量 进给量f根据切削用量简明手册表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅机械制造工艺设计简明手册表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根据切削用量简明手册表2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，12mm时，轴向力= 2990N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 2990N。根据立式钻床Z525说明

23、书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于， 故 f = 0.43mm/r可用。确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 8.9mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.5mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。切削速度根据切削用量简明手册表2.15，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取=12m/min。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故=(m/min)= 285.6(r/min)根据立式钻床Z525说明书，可以考虑选择选取：n= 272r/min，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，(m/min)。检验机

24、床扭矩及功率根据切削用量简明手册表2.21，当 f = 0.51mm/r，11.1mm。查得=15N m，根据立式钻床Z525说明书，当= 272r/min，=72.6N m，故，根据切削用量简明手册表2.23，P=1.0kw，根据立式钻床Z525说明书，P= 2.8kw，故P P。因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，= 272r/min，= 7.6m/min。2. 铰削两个9H9mm孔查阅切削用量简明手册表2.11及表2.24，并根据机床说明书取f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。根据立式钻床Z525机床说明书选取：=195r

25、/min，所以，(m/min)。根据切削用量简明手册表2.12，当= 9mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.4mm，故刀具磨钝寿命T = 60min。因此，所选择的切削用量： f = 0.72mm/r，= 195r/min，= 5.51m/min。5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tm的计算1钻削两个8.9mm的孔基本工时式中，mm，查切削用量简明手册表2.29，mm，所以，(mm)，= 0.16(min)。因有两个孔，所以，t= 20.16= 0.32(min)。2铰削两个9H9mm孔计算基本工时式中，mm，查切削用量简明手册表2.29，mm，所以，(mm)，= 0.14(min)。因有

26、两个孔，所以，t= 20.14 = 0.28(min)5.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间之间的关系为ta=(0.150.2) tm ,这里取ta=0.15 tm,则各工序的辅助时间分别为：钻削两个8.9mm的孔辅助时间为：ta=0.15x0.32=0.048 min铰削两个9H9mm孔辅助时间为：ta=0.15x0.28=0.042 min5.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于轴承座的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，

27、可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tm+ta）计算，它们分别为：钻削两个8.9mm的孔其他时间为：tb+tx =6%x（0.32+0.048）= 0.02208min铰削两个9H9mm孔其他时间为tb+tx =6%x（0.28+0.042）=0.01932 min5.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻削两个8.9mm工步tdj1=0.32+0.048=0.368min;铰削两个9H9mm工步tdj2 =0.28+0.042=0.322min因此，此工序

28、的单件时间tdj=tdj1+tdj2=0.69min=41.1s将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6. 夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。这里设计钻绞孔9mm的专用夹具。6.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。

29、（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2设计思想铣9孔专用夹具设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。由于该端面精度要求高，所以，在本道工序加工时，应该考虑其精度要求，同时也要考虑如何提高劳动生产率。6.3夹具设计6.3.1定位分析定位基准的选择：由零件图可知，9端两端面应对下端面有垂直度要求，并且左右两端面有平行度要求。为了使定位误差为零，应该选择以18圆柱端面和10孔定位的定心夹具。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

30、制3个自由度，共限制6个自由度，属于完全定位。6.3.2切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力计算：刀具：YG6硬质合金端铣刀(见切削手册表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.54.50.90.180.742810/(1002550)166.1(N)水平分力：FH=1.1F实182.7(N)垂直分力：FV=0.3F实49.8(N)在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数: K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K

31、4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8 (N)实际加紧力为F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此时螺母的加紧力W已大于所需的729.6的加紧力F加，故本夹具可安全工作。心轴取材料为Q235查表得Q235的许用

32、弯曲应力为： 158Mpa弯曲应力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/3.14X(0.022)2=2.67 许用弯曲应力158Mpa夹具误差分析加工误差来源于两大方面：一方面是与机床有关的误差称加工方法误差；另一方面是与夹具有关的误差，而此误差可分为零件在夹具中的定位误差、夹具的对刀或导向误差及夹具的制造及在机床上的安装误差。因为加工方法误差取决于机床精度，所以只进行夹具精度的分析计算。满足上述条件，认为夹具精度满足加工要求，否则精度不足。6.3.3夹具操作说明由于基准重合,故轴,径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误

33、差，只需保证夹具的心轴的制造精度和安装精度且工件是以内孔在心轴上定位，夹具体底面上的一对定位槽可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工本夹具总体的感觉还比较紧凑。7方案的综合评价与分析在加工过程中，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。用于加工零件的不规则和尺寸过小，给夹具设计带来很大的困难。本工序采用平面小平面销进行定位，满足定位要求。夹紧采用压块压紧，铰链结构传

34、动，气缸动力。夹具体采用铸造。总体来说，该夹具满足加工要求，可以提高加工效率。8. 体会与展望短短的三周时间过去了，我们在老师的指导下完成了任务，每天都过的很充实。课程设计作为机械制造基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。经过这三个星期的设计，我基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书

35、等，以及选择使用工艺装备等等。总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于个人能力有限，所学知识还不能完全掌握，设计中还有许多错误和不足，请各位老师和同学们多多斧正。最后还是要感谢老师的指导，老师在我们上面也花了不少的心思。老师教给我们的东西我想会让我们在设计这方面终生受用的。自己也认识到很多的不足，理论联系实际的能力欠缺，我会努力学习这方面知识提高自己的设计能力。9参考文献1孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19912李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工

36、业出版社，19933崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，19934王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，19875黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，20046薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，19957崇 凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，2006.128陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.9司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，199110张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.1111艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，2002