转向器盘粗铣转速器盘φ10孔上端面夹具设计

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 机械加工工序卡 产品型号 零部件图号 产品名称 转速器盘 零部件名称 转速器盘 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 加工中心 2 粗铣φ10mm孔上端面 HT200 毛坏种类 毛坏外形尺寸 每个毛坏可制件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工工件数 Z535 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣床夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准时 单件 工 步 号 工步内容 工艺装备 主轴转速 切削速度 进给量 铣削深度 进给次数 工步工时 （r/min） （m/min） (mm/r) mm 机动 辅助 1 按工艺，以φ10mm孔下端面为基准，粗铣φ10mm孔上端面。 630 19.79 2.5 4 1 0．48 （min） 设计 日期 审核 日期 标准化 日期 会签日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 2010-6-16 2 粗铣φ10孔上端面的夹具设计 2.1粗铣φ10孔上端面的夹具设计 本夹具主要用来粗铣φ10孔上端面。由加工本道工序的工序简图可知。粗铣φ10孔上端面时，有表面粗糙度要求为6.3。本道工序仅是对上端面进行粗加工，工件以φ10孔下端面及定位螺钉为定位基准，在可调支承螺钉上实现完全定位。夹紧时，由两个滑动V形块同时运动向零件靠近，通过与工件接触来夹紧。在本道工序加工时，还应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。 2.2定位方案的分析和定位基准的选择 在进行φ10孔上端面粗铣加工工序时，只有φ10孔下端面经过粗铣，以它为第一定位基准限制工件的三个自由度，再用一定位螺钉与工件接触，限制一个自由度，工件以φ10孔下端面和定位螺钉为定位基准，在可调支承螺钉上实现完全定位。夹紧时，由两个滑动V形块同时运动向零件靠近，通过与工件接触来夹紧。 2.3定位误差分析 本工序选用的工件以平面为主定位，所以它的定位总误差就是其工件本身的误差。 2.4铣削力与夹紧力计算 根据《机械加工工艺手册》可查得： 铣削力计算公式为 圆周分力 式（3-1） 查表可得： 代入公式（3-1）得 = 查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为： 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即： （） 计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力 即： 取k=2 2.5定向键和对刀装置的设计 定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用螺钉紧固在夹具体上。 定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻铰床夹具也常使用。 定向键有矩形和圆形两种，定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长面作为找正基面来校正夹具的安装位置。 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。 对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上，其位置应便于使用塞尺对刀，不妨碍工件装卸。对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种，其厚度和直径为3～5mm,制造公差h6。对刀块和塞尺均已标准化（设计时可查阅相关手册），使用时，夹具总图上应标 图1 明塞尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。 2.6夹紧装置及夹具体设计 为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用旋转压紧螺钉夹紧装置。工件在夹具上安装好后，压紧螺钉推动V形块移动来夹紧工件。 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图2.1所示。 2.7夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于粗铣零件φ10孔上端面。零件以φ10孔下端面和定位螺钉为定位基准，在可调螺钉上实现完全定位。夹紧时，由两个滑动V形块同时运动向工件靠近，通过接触来夹紧。其夹紧采用的是通过旋转压紧螺钉夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有利于提高生产率。工件在夹具体上安装好后，V形块在压紧螺钉的推动下夹紧工件。当工件加工完成后，V形块随即在压紧螺钉的作用下松开工件，即可取下工件。 2.8本章小结 在本章中，夹具主要用来粗铣零件φ10孔上端面。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，在进行转速器盘φ10孔上端面粗铣加工工序时，φ10孔下端面已经经过粗铣，以φ10孔下端面和定位螺钉为定位基准，在可调支承螺钉上实现完全定位。夹紧时，由两个滑动V形块同时运动向工件靠近，通过接触来夹紧。然后按照有关公式进行铣削力和夹紧的计算，然后对铣床夹具必不可少的定向键和对刀装置进行设计。夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。 2.9设计心得 此次课程设计可以说是在我们学完了大学三年的全部基础课程、技术基础课程以及部分专业课的基础之上进行的，是一次深入的综合性的应用和总结，也是一次理论联系实际的训练，为我们大四的毕业设计打下了坚实的基础。 此次设计可以概括为以下几个阶段：前期资料的搜集和整理；工艺的确定；具体夹具的设计； 夹具是为特定的工序正常的进行所设计的特殊工具，通过它的设计，可以了解它在设计中的地位，为加工的顺利进行提供了保障。在缩短加工时间，减小加工难度，提高加工精度和生产效率都有重大保证。 此次设计历时三周，通过自己的计算、研究、设计、查手册得到了最终的设计结果，真正地起到了训练自己的目的，希望此次设计能为以后的工作打好一定的实践基础，也提供一些宝贵的经验。 最后，感谢唐勇老师的辛勤指导和帮助！谢谢！ 长　沙　学　院 CHANGSHA UNIVERSITY 课程设计（论文） 设计（论文）题目： 转速器盘夹具设计 学生姓名　　 李朋飞 学生学号 2007011104 系 部 机电工程系 专业班级 07级机本一班 指导教师 唐勇（副教授） 2010年6月 长沙学院课程设计鉴定表 姓名 李朋飞 学号 2007011104 专业 机械设计 班级 一班 设计题目 转速器盘夹具设计 指导教师 唐勇 指导教师意见： 评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见： 评定等级：　　　　　答辩小组长签名：　　　　　日期：　　　　 教研室意见： 教研室主任签名： 日期： 　 系（部）意见： 系主任签名：　　　　　　　　日期：　　　　　 说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类； 一、课程设计任务书 《机械制造工艺及夹具设计》 课程设计任务书 1、设计题目： 设计下表选定零件的机械加工工艺规程及指定关键工序的专用机床夹具。 A转速器盘 B气门摇杆座 C尾座体 D油阀座 E输出轴 F连接座 G杠杆 H推动架 I 连杆体 J连杆盖 K操纵阀 L填料箱盖 M换档叉 N左支座 O轴承外壳 2、设计要求：熟练使用计算机辅助（软件自选），独立完成 （1） 毛坯图、零件－毛坯合图各一张 （3或4号图） （2） 关键工序机械加工工艺规程卡片一张 （4号图） （3） 指定工序夹具装配图一张 （2或3号图） （4） 夹具部分零件图1～2张 （图幅自定） （5） 设计说明书 （一份） （6） 夹具3D效果图一张 （4号图） 以上均需输出，以书面交作业，不收软盘。 3、原始资料： 零件图样一张（参见《课程设计指导书及习题》Page52～66）； 生产纲领为6000件/年。 所使用机床等根据需要自选，以通用机床为主。 目 录 封面………………………………………………………………… 1 课程设计鉴定表………………………………………………………2 课程设计任务书…………………………………………………… 3 目录………………………………………………………………… 4 序言 ………………………………………………………………… 5 课程设计指导书 ………………………………………………… 6 1.1零件的分析………………………………………………………… 7 1.2工艺规程的设计…………………………………………………… 8 1.2.1选择毛坯…………… …………………………………… 9、10 1.2.2定位基准的选择…………………………………………… 11 1.2.3零件表面加工方法的选择……………………………………12 1.2.4工艺路线的制订……………………………………… …12、13 1.2.5工艺方案的经济技术比较……………………………………14 1.2.6机械加工余量、工艺尺寸及毛坯的尺寸确定…………15、16、17 1.3专用夹具设计…………………………………………………………17 1.3.1问题的提出……………………………………………………18 1.3.2夹具的设计………………………………………18、19、20 1.3.3夹具设计及操作简要说明……………………………………20 机械加工工艺过程综合卡以及工序卡………………………… 21、22 实验心得……………………………………………… ……………………… 23 致谢 ……………………………………………… ……………………… 24 参考文献 ……………………………………………… ………………………25 附录一 机械加工工序卡 ………………………………………………………26 附录二 夹具装配图……………………………………………………………27 附录三 工件毛坯图……………………………………………………………28 附录四 工件、毛坯合图………………………………………………………29 附录五 夹具体零件图…………………………………………………………30 附录六 夹具体三维视图………………………………………………………31 - 25 - 长沙学院课程设计（论文） 序 言     《机械制造工艺学课程设计》是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。 对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。 由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。 二、课程设计指导 (一)设计的目的 本课程设计是在学完了机械制造工艺及夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计．其目的在于： (1) 培养学生运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 (2) 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。 (3) 培养学生熟悉并运用CAD、CAPP设计以及查询手册、规范、图表等技术资料的能力。 (4) 进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 (二)设计要求与内容 本次设计要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，按教师指定的任务设计 其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。学生应在教师指导下，按本指导书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定，数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的， 在生产上是可行的。 具体内容如下： (1)确定生产类型(一般为中批或大批生产)，对零件进行工艺分析。 (2)选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图(零件－毛坯合图)； (3)运用CAPP软件拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备(刀具，夹具，量具，辅具)，确定各工序切削用量及工序尺寸。 (4)填写指定工序的工序卡片，并设计改工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图1～2张 (5)撰写设计说明书。 (6)运用CAD软件绘制专用夹具的3D装配图，并制夹具效果图。 (三)设计方法和步骤 Part1-工艺设计 一 零件的分析 （一）确定生产类型 生产纲领为6000件/年，由零件的特征可知他属于机体类小零件，可以确定其为大批量生产。 （二）零件的作用 要设计的零件是2105柴油机的调速机构的转速器盘，Φ10mm孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一边与油门拉杆相连，转动轴柄，偏心轴转，油门拉杆即可打开油门或关油门。2-Φ6mm孔装两销，起限定作用，手柄可在120°范围内转动，实现无级调速，该零件通过2-Φ9mm孔用M8螺栓与柴油机机体相连接。 转速器盘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。 （三）零件的工艺分析  该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，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。 转速器盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求，分别如下： 1以两个Φ9mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：两个Φ9mm孔的两端面，表面粗糙度为6.3的12.5，两个Φ9mm的孔，表面粗糙度为12.5。 2以Φ10mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：Φ10mm孔的两端面，表面粗糙度为6.3，Φ6mm孔的一端面，表面粗糙度为6.3，与孔Φ10的跳度为0.2，Φ6mm的孔，表面粗糙度为3.2。 以上两组可以先加工一组，再通过专用夹具加工第二组表面。 二 工艺规程设计 （一）选择毛坯 转速器盘是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的 材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。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）。 由于零件的结构复杂，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，金属型铸造法，以减少加工余量和保证零件的结构准确性。 （二）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。 1. 粗基准的选择。对于一般轴类零件用外圆面作为粗基准面是完全合理的，如果先加工Φ9mm孔为中心的加工表面，应选择底面为粗基准来加工，如果要先加工Φ10mm孔为中心的加工表面，则要以Φ10mm孔的外圆柱面为粗加工基准。这是比较合理的选择。 2. 精基准的选择。主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸的换算，这以后要进行专门的计算，此处不再重复。 （三）零件表面加工方法的选择 本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，内孔，园角等，其加工方法如下：   （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）I,II,III孔处的上端面：是重要表面，表面粗糙度R6.3，可以进行粗铣后，再进行半精铣或精铣。 （4）I孔处的下端面：无表面粗糙度要求，只需进行粗铣即可。 （5）后端面：是重要表面，也是定为基准面，表面粗糙度R6.3，进行粗铣再半精铣或精铣。 （6）2个Φ9孔的前端面：表面粗糙度R12.5，只需进行粗铣。 （7）2个Φ9孔的加工：表面粗糙度R12.5，以下端面为基准，粗镗出2个Φ9孔；；普通镗床即可。 （8）I孔的加工：表面粗糙度R6.3，可用镗床进行镗孔，粗镗或扩孔均可。 （9）II,III孔的加工：表面粗糙度R3.2，是要求较高的孔，可进行粗镗→半精镗，或者扩孔→精扩，既可满足要求。 （10）园角：有R3，R5,R6.5,R15几种园角，可用立铣刀周铣出园角 2 铸造工艺方案设计 2.1 确定毛坯的成形方法 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5000 件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。 2.2 铸件结构工艺性分析 该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足转速器盘的使用要求。 2.3 铸造工艺方案的确定 2.3.1铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考《金属工艺学课程设计》表1-7）选用砂型铸造。 2.3.2造型及造芯方法的选择 在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考《金属工艺学课程设计》表1-8），故选用手工分模造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考《金属工艺学课程设计》表1-9），故选择手工芯盒造芯。 2.3.3分型面的选择 选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为转速器盘有两个Φ18mm的圆柱，考虑起模方便，以两中心线所在平面为分型面。而以此平面为分型面时，Φ25mm的圆柱在上下箱中的深度相差很小。此外，底平面位于下箱中，能够保证其铸造质量。 2.3.4浇注位置的选择 因为分型面为水平面，所以内浇口开在水平分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采用与型芯面相切方向进行浇注。由于该零件在后平面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。 2.4 铸造工艺参数的确定 2.4.1加工余量的确定 按手工砂型铸造，灰铸铁查《金属工艺学课程设计》表1-11，查得加工余量等级为，转查表1-12，零件高度＜100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H，得上下表面加工余量为6.5mm及4.5mm，实际调整取4.5mm。 2.4.2拔模斜度的确定 零件总体高度小于50mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。 2.4.3分型负数的确定 按公式计算，mm，＜1，取。但考虑上型的许多面均是要加工的平面，而且加工余量已修正为小值，即使尺寸变化较大也不能使加工余量增多，对该零件影响不大，所以分型负数可以不给。 2.4.4收缩率的确定 通常，灰铸铁的收缩率为0.7%~1% ，在本设计中铸件取1% 的收缩率。 2.4.5不铸孔的确定 为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于Φ30mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。 2.4.6铸造圆角的确定 为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R = 3mm~5mm圆滑过渡。 2.5 型芯设计 转速器盘的底平面形状简单，厚度较薄，且零件上两个Φ18mm的圆柱与底平面平行，不利于采用分模铸造，因此需要设计一个整体型芯，以形成铸件上的两个Φ18mm的圆柱和底平面，达到简化模样和铸造工艺的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯头和型芯撑来固定，型芯头采用圆形水平式芯头。转速器盘上相差120°的两个筋板之间的空腔深度尺寸不大，形状也比较简单，可以考虑采用砂垛代替砂芯，减少型芯。型芯简图如图1所示。 2.6 绘制铸造工艺图 其工艺图见铸造工艺图。 3 机械加工工艺规程设计 3.1 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。 3.1.1粗基准的选择 对于一般盘类零件而言，按照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取转速器盘的底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工Φ25mm圆柱上端面、120º圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工Φ10mm孔和Φ6mm孔时，则以后平面和两个Φ9mm孔为定位基准。 3.1.2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、Φ25mm圆柱上端面、120º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Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面、Φ10mm孔和Φ6mm孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。 3.2 表面加工方案的选择 ⑴ 后平面 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； ⑶ Φ9mm螺栓孔 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； 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； ⑸ Φ10mm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； 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制订机械加工工艺路线 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。 工艺路线的制定 工艺方案一 表 2.1 工艺方案一表 工序1： 钻Φ10孔 工序2： 钻两个Φ6孔 工序3： 粗铣Φ10下端面 工序4： 粗铣Φ10上端面和Φ6孔上表面 工序5： 钻两个Φ9孔 工序6： 粗铣两个Φ9孔的后端面 工序7： 粗铣两个Φ9孔的前端面 工序8： 半精铣两个Φ9孔的后端面 工序 9： 半精铣Φ10孔下端面 工序 10： 半精铣Φ10孔上端面和6孔上表面 工序11： 扩Φ10孔 工序12: 浮动绞Φ6孔 工序13： 钳工去毛刺 工序14： 终检 工艺方案二 表 2.2 工艺方案二表 工序1： 粗铣Φ10下端面 工序2： 粗铣,半精铣Φ10上端面和Φ6孔上表面 工序3： 钻，扩Φ10孔 工序4： 钻，绞两个Φ6孔 工序5： 粗铣，半精铣两个Φ9孔的后端面 工序6： 粗铣两个Φ9孔的前端面 工序7： 钻两个Φ9孔 工序8： 钳工去毛刺 工序9： 终检 工艺方案的比较与分析 方案一中先加工Φ10孔，Φ6孔，再加工Φ10孔的上下端面，Φ6孔上下表面，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用加工时间更多，这样加工路线就不合理。方案二中没有分粗加工和精加工，不能有效保证加工精度。所以合理具体加工艺如下： 表 2.3 工艺方案表 工序1： 粗铣Φ10下端面 工序2： 粗铣Φ10上端面和Φ6孔上表面 工序3： 钻Φ10孔 工序4： 钻两个Φ6孔 工序5： 粗铣两个Φ9孔的后端面 工序6： 粗铣两个Φ9孔的前端面 工序7： 半精铣两个Φ9孔的后端面 工序8： 钻两个Φ9孔 工序 9： 半精铣Φ10孔下端面 工序 10： 半精铣Φ10孔上端面和6孔上表面 工序11： 半精绞Φ10孔 工序12: 半精绞Φ6孔 工序13： 钳工去毛刺 工序14： 终检 以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。 3.4 确定机械加工余量及工序尺寸 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： 1. 两螺栓孔Φ9mm 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：Φ8.9mm； 铰孔：Φ9mm，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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 铰孔 0.1 H9 Ra6.3 9 Ra6.3 钻孔 8.9 H12 Ra12.5 8.9 Ra12.5 2. Φ10mm孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量： 钻孔Φ9.8mm； 粗铰孔：Φ9.96mm，2Z = 0.16mm； 精铰孔：Φ10mm，2Z = 0.04mm。 具体工序尺寸见表2。 表2 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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精铰孔 0.04 H9 Ra6.3 10 Ra6.3 粗铰孔 0.16 H10 Ra6.3 9.96 Ra6.3 钻孔 9.8 H12 Ra12.5 9.8 Ra12.5 3. 两个Φ6mm孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量为： 钻孔：Φ5.8mm； 铰孔：Φ6mm，2Z = 0.2mm。 具体工序尺寸见表3。 表3 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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 铰孔 0.2 H9 Ra6.3 6 Ra6.3 钻孔 5.8 H12 Ra12.5 5.8 Ra12.5 4. 后平面 粗铣：Z = 3.5mm； 精铣：Z = 1.0mm。 具体工序尺寸见表4。 表4 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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精铣 1.0 H8 Ra6.3 7 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 8 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 11.5 Ra25 5. Φ18mm圆柱前端面 粗铣：Z = 4.5mm。 具体工序尺寸见表5。 表5 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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 粗铣 4.5 H11 Ra12.5 14 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 18.5 Ra25 6. Φ25mm上端面 粗铣：Z = 3.5mm；精铣：Z = 1.0mm。 具体工序尺寸见表6。 表6 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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精铣 1.0 H8 Ra6.3 8 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 9 Ra12.5 毛坯 H16 12.5 Ra25 7. 120°圆弧端面 粗铣：Z = 3.5mm； 精铣：Z = 1.0mm。 具体工序尺寸见表7。 表7 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 /μm 表面粗糙度 /μm 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /μm 精铣 1.0 H8 Ra6.3 11 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 12 Ra12.5 毛坯 H16 15.5 Ra25 4 夹具设计 本次设计的夹具为第2道工序——粗铣Φ25mm上端面；该夹具适用于立式铣床。 4.1铣床夹具的主要类型及结构形式 铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。 靠模铣床夹具：这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按主进给运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。 4.2铣床夹具的设计要点 由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是多刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理。 4.2.1定向键 定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用螺钉紧固在夹具体上。 定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻铰床夹具也常使用。 定向键有矩形和圆形两种，定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长面作为找正基面来校正夹具的安装位置。 4.2.2对刀装置 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。 对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上，其位置应便于使用塞尺对刀，不妨碍工件装卸。对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种，其厚度和直径为3～5mm,制造公差h6。对刀块和塞尺均已标准化（设计时可查阅相关手册），使用时，夹具总图上应标明塞尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。 4.2.3夹具体设计 为提高铣床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有H/B≤1～1.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。此外，还要合理地设置加强筋和耳座。 若夹具体较宽，可在同一侧设置两个与铣床工作台T形槽间等距的耳座；对重型铣床夹具，夹具体两端还应设置吊装孔或吊环等以便搬运。 4.3确定设计方案 这道工序所加工的上端面是以下端面为基准，因此应将下端面与一平面相接触，由于该工序为第2道工序，所以零件上的孔都没有钻出来，不能用孔来定位。考虑到该零件形状不规则，不能用常用的夹紧装置来夹紧，又零件上有两个圆弧面，因此我们可以设计用两个V形块来夹紧。该工序只是对平面粗铣，所以对位置精度要求不是蛮高，即所用的夹具将工件夹紧即可，由于零件的跨度较大而其厚度较薄，当刀具在铣平面时施加的力可能会使零件产生变形，所以要在适当的位置设计支撑螺钉和挡位螺钉。下一步根据零件的尺寸及其相关要求综合考虑确定底座的形状。再将零件放在底座上，将其他零件装上，然后计算各方面的数据，根据数据调整各零件自身的相关尺寸及其与另外零件的相关位置，直至符合要求为止。 4.4削力及夹紧力计算 因为铣平面时的切削力大，所以在计算夹具的加紧力时应按铣削平面的切削力来计算和校核。 铣刀轴向力： （式中： ） 扭矩： （式中： ） 螺栓产生的加紧力的力 （安全系数） 所以，有： 则： 选用M10螺栓夹紧。 又参考文献[2]表2.3-21查得加工余量为Z=2mm ，Z=2mm。已知上端面的总余量为Z=5.7mm，则上表面总加工的余量为：Z=2.5mm。 参考文献[1]表4-29取粗铣的每齿进给量f=0.2mm/Z 粗铣走刀一次，a=1mm 取主轴转速n=150r/min，则： V===94.25m/min 校核机床功率 铣削时的切削功率为： 取Z=10 ，n= =2.5r/s ，，=0.2mm/Z ，=1 ，代入： 从机床X52K的参数的机床的功率为7.5kw，机床的传动效率取0.75—0.85，取=0.85 则机床电动机所需功率 P===6.48<7.5kw，则主轴的转速合理。 综上所述，此夹具能满足加工要求。 4.5 绘制夹具总体图 当上述各种元件的结构和布置确定之后，也就基本上决定了夹具体和夹具整体结构的型式。 绘图时先用双点划线（细线）绘出工件，然后在各个定位面绘制出定位元件和夹紧机构以及钻套、钻模板，最后把各个元件连在一起，就形成了夹具体。为了节省夹具材料，减少加工时间和降低成本，夹具在机床上的安装可以不设计耳座，而采用压板螺钉夹紧装置将夹具固定在钻床上。按要求标注与夹具有关的尺寸、公差和技术要求。 机械设计工艺卡片 长沙学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 转速器盘 共2页 第 1 页 材料 牌号 HT200 毛坯 种类 铸造 毛坯外型尺寸 每料 件数 1 每台 件数 1 备注 工 序 号 工序 名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准 终 单件 一 粗铣 以Φ10孔上端面为基准，粗铣Φ10孔下端面 选用X63卧式铣床 虎口钳，铣刀，游标卡尺 二 粗铣 以Φ10孔下端面为基准，粗铣Φ10孔上端面，Φ6孔上表面 选用X52K立式铣床 铣刀，游标卡尺 三 钻 以Φ10孔下端面为基准，钻出Φ10孔，留出1mm左右的加工余量 选用Z525立式钻床 麻花钻，内径 百分表、游标卡尺 四 钻 以Φ10孔下端面，Φ10孔为基准，钻出2个Φ6孔，留出1mm左右的加工余量 选用Z525立式钻床 麻花钻，内径 百分表、游标卡尺 五 粗铣 以Φ10孔下端面，Φ10孔，Φ6孔为基准，粗铣Φ9孔后端面 选用X63卧式铣床 虎口钳，铣刀，游标卡尺 六 粗铣 以Φ9孔后端面为基准，粗铣Φ9孔前端面 选用X52K立式铣床 铣刀，游标卡尺 七 半精铣 以Φ10孔下端面，Φ10孔，Φ6孔为基准，半精铣Φ9孔后端面 选用X63卧式铣床 虎口钳，铣刀，游标卡尺 更 改 内 容 编制 抄写 校对 审核 批准 抄写 机械设计工艺卡片 长沙学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 转速器盘 共2页 第 1 页 材料 牌号 HT 200 毛坯 种类 铸造 毛坯 外型尺寸 每料 件数 1 每台 件数 1 备注 工 序 号 工序 名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准 终 单件 八 钻 以Φ10孔，Φ9孔后端面为基准，钻2个Φ9孔 选用Z525立式钻床 麻花钻，内径 百分表、游标卡尺 九 半精铣 以Φ10孔上端面为基准，半精铣Φ10孔下端面 选用X63卧式铣床 虎口钳，铣刀，游标卡尺 十 半精铣 以Φ10孔下端面为基准，半精铣Φ10孔上端面，Φ6孔上端面 选用X63卧式铣床 专用铣床夹具，铣刀 游标卡尺 十一 扩孔 以Φ10孔下端面为基准，扩Φ10孔，使孔表面粗糙度为6.3 选用Z525立式钻床 Φ10孔扩孔刀具 十二 浮动绞 浮动绞孔Φ6孔，使孔表面粗糙度为3.2 选用Z525立式钻床 Φ6孔铰刀 十三 钳 钳工去毛刺 十四 检 终检 十五 涂油入库 十六 更 改 内 容 编制 抄写 校对 审核 批准 抄写 课程设计心得体会 转眼间为期三个星期的机械制造工艺及专用夹具设计就要结束了，回顾这三周的课程设计生活感觉就像是个提升的过程，在课程设计中，我们不断的看教材，看参考书看资料，遇到问题和不懂的我们一起分析或向老师请教等等，从中寻找出对我们设计有用的数据和资料，然后将他们变为我们的设计原材料等，通过这次设计我们学会了很多知识，而且学会和熟悉了查表和查工具书，同时也掌握了proe和CAD的相关操作，对零件的工艺设计有了很深刻的认识和了解，对夹具的设计也有了一定的了解，知道了一些基本的夹具零件的具体结构，例如挡板，钻套，心轴……。通过和组员的合作制定出工艺和夹具使我懂的合作是很重要的，分工合作才能更快更好的完成工作。 在本次课程设计中，老师给我们提供了宝贵的参考意见，让我们知道怎样去完成好一个课程设计，怎样把自己的东西做出来，感谢老师的精心辅导。同时我们获得了更多的分析和解决问题的能力。在这过程中，发现我们最缺少的是社会实践经验，空有书本理论知识，没有感性的认知，往往会有可能与实际脱节。总体来说，做这类设计可以使我们将所学的相关知识系统地联系起来，从而暴露出自身的不足。也希望我们在以后的学习中可以多走进社会，多做一些社会实践，以提升自己适应社会的能力。 致 谢 本课程设计论文的撰写是在老师的精心指导和关心下完成的。从课题的选择、方案制定、工作实施到论文的撰写、修改无不渗透着老师的心血。老师以他们渊博的学识、卓越的才智、严谨的治学精神和求实创新的工作作风使我受益匪浅，在学习和课程设计过程中给予我很大的启迪与帮助，特别是在夹具的设计过程中为我提供了宝贵的建议，使我得以顺利完成设计中的各项任务。 在此论文完成之际，谨向关心我的所有老师致以崇高的敬意和衷心的感谢!同时在设计过程中得到了同组同学的大力帮助和支持，在此一并致谢。 参考文献 [1] 徐志刚.基于广义映射原理的组合夹具结构设计自动化[J].机械工报,2000(12):105～108. [2] 朱耀祥，融亦鸣.柔性夹具与计算机辅助夹具设计技术的发展[A].全国生产工程第8届学术大会论文集[C].北京:机械工业出版社,1999.204～209. [3] 周振宝.机床夹具精度的分析[J].机床与液压,2004(2):137～138. [4] 刘丽娟.机床夹具设计中的一面二销定位[J].润滑与密封,2003(3):107～108. [5] 闫志中,刘先梅.计算机辅助夹具设计方法及发展趋势[J].内蒙古林学院学报, 1996,18(3):69～74. [6] 王凤岐,许红静,郭伟.计算机辅助夹具设计综述[J].航空制造技术,2003(11):38～40. [7] 朱耀祥,融亦呜.夹具设计自动化的现状及发展趋势[J].机械科技,1993(10):14～17. [8] 张福润,徐鸿本,刘延林.机械制造技术基础[M].武昌:华中科技大学出版社,2000.288～320. [9] 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书[M].北京:机械工业出版社，1997.60～61. [10] 顾崇衔等.机械制造工艺学[M].西安:陕西科学技术出版社,1990.4～58. [11] 王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1996.1～134,207～249. [12] 王小华.机床夹具图册[M].北京:机械工业出版社,1992.36～37,40～41. [13] 丁殿忠,姜鸿维.金属工艺学课程设计[M].北京:机械工业出版社,1997.6～14. [14] 国家标准全文数据库系统[EB/OL]. http://dbsvr.ynst.net.cn:6006/,1989-7-1. [15] 东北重型机械学院,洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学.机床夹具设计手册[M].上海:上海科学技术出版社. [16] 刘友和.金工工艺设计[M].广州:华南工学院，1982.1~13. [17] 崔剑.钢纤维聚合物混凝土材料优化及其机床床身的研究[D].辽宁省阜新市:辽宁工程技术大学,2003. [18] 徐家军.汽车减振器CAPP系统的开发与研制[D].湖南省长沙市:中南林学院,2004.