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10 遼寧工程技術大學課程設計 1 零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是一個轉速器盤，要求加工圖示紅圈部分的孔的加工。 圖1-1 轉速器盤零件圖 設計題目給定的零件是調速機構的轉速器盤，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。轉動手柄，偏心軸轉動，油門拉桿即可打開油門（增速）或關小油門（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°內轉動，實現(xiàn)無級變速。轉速器盤通過兩個直徑為Φ9H8mm的孔用M8螺栓與機體相連。多用于柴油機調速機機構中。 1.2 零件的工藝分析 轉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 零件的生產類型 依據(jù)題目所給的原始資料可知，該零件的生產類型為大批生產。 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，從結構形式看，幾何形體不是很復雜，并且該零件年產量為4000件/年，采用鑄造生產比較合適，故可采用鑄造成形。 2.2 確定機械加工余量和公差 參見《機械制造技術基礎課程設計指導書》（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，轉查表2-3，差得尺寸公差為8級，轉查表2-4，最大輪廓尺寸160~250mm，得加工余量1.4mm。 2.3 設計及繪制毛坯圖 圖1-2 轉速器盤毛坯圖 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要求得到合理的保證。在生產綱領已確定為中批量生產的條件下，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率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降低。 因此，設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 夾具設計 這部分針對題目給出工序設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 圖 5-1鉸鏈加緊機構 根據(jù)生產率要求，運用氣動夾緊可以滿足。采用鉸鏈夾緊機構，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生震動。由于夾緊力與鉆孔時產生的力方向相同，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 方案綜合評價與結論 由于加工零件的不規(guī)則和尺寸過小，給夾具設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，鉸鏈結構傳動，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 經過近三個星期的艱苦努力，終于比較圓滿地完成了課程設計的各項任務。在本次設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)新與實事求是相結合的工作作風。 ②必須重視基礎理論知識，只有在牢固掌握專業(yè)知識的基礎上，才能有創(chuàng)新和發(fā)展。 ③經過這次課程設計，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掌握了常用機械結構設計的一般方法和步驟，熟悉了設計計算說明書、論文摘要、文獻綜述等格式和寫作方法，為將來的畢業(yè)設計打下了堅實的基礎。 8參考文獻 參考文獻 [1] 佚名.機械制造技術基礎課程設計指導書[M].阜新：遼寧工程技術大學出版社，2008. [1] 徐志剛.基于廣義映射原理的組合夾具結構設計自動化[J].機械工程學報,2000(12):105～108 [3] 黃健求.機械制造技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.11. [4] 朱耀祥，融亦鳴.柔性夾具與計算機輔助夾具設計技術的發(fā)展[A].全國生產工程第8屆學術大會論文集[C].北京:機械工業(yè)出版社,1999.204～209. [5] 周振寶.機床夾具精度的分析[J].機床與液壓,2004(2):137～138. [6] 王鳳岐,許紅靜,郭偉.計算機輔助夾具設計綜述[J].航空制造技術,2003(11):38～40. [7] 張福潤,徐鴻本,劉延林.機械制造技術基礎[M].武昌:華中科技大學出版社,2000.288～320. [8] 趙家齊.機械制造工藝學課程設計指導書[M].北京:機械工業(yè)出版社，1997.60～61. [9] 顧崇銜等.機械制造工藝學[M].西安:陜西科學技術出版社,1990.4～58. [10] 王啟平.機床夾具設計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,1996.1～134,207～249. [11] 王小華.機床夾具圖冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1992.36～37,40～41. [12] 東北重型機械學院,洛陽工學院,第一汽車制造廠職工大學.機床夾具設計手冊[M].上海:上?？茖W技術出版社. [13] 崔劍.鋼纖維聚合物混凝土材料優(yōu)化及其機床床身的研究[D].遼寧省阜新市:遼寧工程技術大學,2003. 10