轉(zhuǎn)速器盤設(shè)計說明書

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：轉(zhuǎn)速器盤零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具（1）零件一毛坯合圖1張2 ）機械加工工藝規(guī)程卡片12張3 ）夾具裝配總圖1張4 ）夾具零件圖一張5 ）課程設(shè)計說明書一份原始資料：該零件圖樣一張；單件大批量生產(chǎn)。班級：12機制1班學(xué)生：陳再好2015年12月28日目錄第一部分：序言2一設(shè)計目的2二設(shè)計感想與體會2第二部分：工藝規(guī)程與夾具設(shè)計過程工藝規(guī)程與夾具設(shè)計過程4一、設(shè)計題目，計算生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)型4二、零件的分析5（一）零件的作5（二）零件的工藝分析5三、確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯6四、工藝規(guī)程設(shè)計6（一）定位基準(zhǔn)的選擇6（二）零件表面加工方法的選擇7（三）

2、制定加工工藝路線8（四）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具10五、加工工序設(shè)計11（一）確定切削用量及基本工時11六、填寫機械加工工藝卡和機械加工工序卡17七、夾具設(shè)計17（一）問題的提出17（2） 夾具設(shè)計的有關(guān)計算17（3） 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作簡要說明20八、主要參考文獻(xiàn)2118序言一、設(shè)計目的：現(xiàn)代機械制造工藝設(shè)計是機械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)等技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課理論之后進(jìn)行的一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的能力；2、掌握加工方法及其機床、

3、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力；3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計能力；4、學(xué)會使用、查閱各種設(shè)計資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會繪制工序圖、夾具總裝圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件等。二、設(shè)計感想與體會：三周的課程設(shè)計就是一個團(tuán)隊合作的過程。所謂1+1>2，一個團(tuán)隊的合作，使我們的設(shè)計成果不到三周時間就漸漸呈現(xiàn)在我們的眼前?？粗矍暗氖止D紙、CAD圖和設(shè)計計算的手稿，三周的設(shè)計過程一幕幕浮現(xiàn)在眼前。三周的設(shè)計讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識的融會貫通，因為我們以前曾經(jīng)學(xué)得很好，但是都是理論的東西，學(xué)習(xí)了馬克思主義哲學(xué)之后，終于知道理論聯(lián)系

4、實際才使我們有了更進(jìn)一步的體會。在這次設(shè)計中，我學(xué)會的如何設(shè)計、如何計算，更重要的是我學(xué)會了合作，我懂得了團(tuán)隊合作的重要性。我們以前做的設(shè)計都是一個人的，而且規(guī)模小，不需要什么規(guī)劃，這次可以說是綜合了我們的所有智慧。同時，得到了我們的指導(dǎo)老師的大力支持。由于我們水平所限，設(shè)計中難免有錯誤和不妥之處，在此還誠請指導(dǎo)老師批評指正。工藝規(guī)程與夾具設(shè)計過程一、根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型：所給任務(wù)的零件是某機器上的一個轉(zhuǎn)速器盤的零件。假定該機器年產(chǎn)量為5000臺，且每臺機器中僅有一件，若取其備品率為5%，機械加工廢品率為2%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Qn(1+5%+2%)件/年=5400件/年。由上

5、式可知，該零件的年產(chǎn)量為5400件，由零件的特征可知，它屬于機體類小零件，因此，可以確定其生產(chǎn)類型為單件大批量生產(chǎn)。二零件的分析(一)零件的作用本設(shè)計任務(wù)給定的零件是該機器中的轉(zhuǎn)速器盤，即傳遞運動并保持其他零件正確工作方式，和保持互相之間的正確位置。其對加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比較復(fù)雜，不成規(guī)則，故加工過程中需要用到復(fù)雜的夾具。零件的工藝分析該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的平面度，某些地方需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，

6、加工時需要較復(fù)雜的夾具才能準(zhǔn)確的定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力，可以用花盤進(jìn)行定位加緊，并用墊塊進(jìn)行輔助定位。同時基準(zhǔn)面的選擇也是很重要的。在加工各孔的端面時，先用銑刀銑出下表面，在以下表面為基準(zhǔn)，銑出上面的各表面（各孔的加工也是以下端面為定為基準(zhǔn)的）；在加工前后端面時，由于工件前后尺寸較大，可在鏜床上銑端平面，銑出后表面。之后，以后表面為基準(zhǔn)，銃出兩個9孔，在加工過程中，應(yīng)盡量減少安裝的次數(shù)，以減少安裝時帶來的安裝誤差。三確定毛坯的制造方法，初步確定毛坯形狀根轉(zhuǎn)速器盤是一個結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200,鑄鐵材

7、料是最常見的材料，具優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時為了消除內(nèi)應(yīng)力對工件的影響，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r效處理（如果需要的話）。由于零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進(jìn)行鑄造，最好用成型鑄造法，以減少加工余量和保證零件的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性。2.3-12,用查表方法確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級加工余量數(shù)值說明右側(cè)面28mmH2mm單側(cè)加工左端圜8mmH2mm單側(cè)加工右端面14mmH2mm單側(cè)加工中間端面4mmH2mm單側(cè)加工四工藝規(guī)程設(shè)計定位基準(zhǔn)的選擇

8、：定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，止匕外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以粗基準(zhǔn)為上端面。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(zhǔn)，也是裝配和測量的基準(zhǔn)，在加工時，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

9、面為基準(zhǔn)鉆出3個孔；加工前后端面時，先以下表面為基準(zhǔn)，在鏈床上銃出后端面，再以后端面為基準(zhǔn)，加工出2個9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)加工出各孔處的各個上端面，再以上端面為基準(zhǔn)，加工出其它孔處的下端面；零件的2個9孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準(zhǔn)的。零件表面加工方法的選擇：本設(shè)計任務(wù)給的零件需要加工的表面有：端面，內(nèi)孔等，其加工方法如下：(1)下表面(大面積表面)：雖然不是重要的表面，沒有粗糙度要求，但是定位基準(zhǔn)面，用銑車進(jìn)行端銑平面，粗銑即可。(2)上邊緣面：不是重要表面，粗銑即可。(3)各孔處的上端面：是重要表面，表面粗糙度R6.3,可以進(jìn)行

10、粗銑后，再進(jìn)行半精銑或精銑。(4)后端面：是重要表面，也是定為基準(zhǔn)面，表面粗糙度R6.3,進(jìn)行粗銑再半精銑或精銑。(5) 2個9孔的前端面：表面粗糙度R12.5,只需進(jìn)行粗銃(6) 2個9孔的加工：表面粗糙度R12.5,以下端面為基準(zhǔn)，粗鏈出2個9孔；普通鍵床即可。(7)10孔的加工：表面粗糙度R6.3,可用鏈床進(jìn)行鏈孔，粗鏈或擴(kuò)孔均可。(8)06孔的加工：表面粗糙度R3.2,是要求較高的孔，可進(jìn)行粗鏈一半精鏈，或者孔一精擴(kuò)，既可滿足要求。(10)園角：有R3,R5,R6.5,R15幾種園角，可用立銃刀周銃出園角。(三)制定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度(尺寸精度、形

11、狀精度、位置精度)和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。由于是單件小批量生產(chǎn)，故加工工藝采用工序集中原則。方案一：表2工序號工序內(nèi)容01鑄造02時效03涂漆04銃9端兩側(cè)面05銃10端兩端面06銃9端兩端面07鉆通孔10與鉆通孔0608鉆通孔0909鎮(zhèn)孔10,孔口倒角0.5X45度10檢驗11入庫方案二：表3工序號工序內(nèi)容01鑄造02時效03涂漆04銃9端兩端面05銃10端兩端面06銃9端兩側(cè)面07鉆通孔10與鉆通孔0608鎮(zhèn)孔10,孔口倒

12、角0.5X45度09鉆通孔0910檢驗11入庫工藝方案的比較與分析：因左右兩端面均對©10mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左端面上010mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進(jìn)一步討論。如，銃9端兩端面與銃9端兩側(cè)面，兩工序前后對調(diào)，這樣保證了加工面的定位精度。工序鎮(zhèn)孔10及孔口倒角0.5X45度應(yīng)在工序最終完成，使孔面

13、在加工后有較多的時間進(jìn)行自然時效，減少受力變形和受熱變形對10mm通孔加工精度的影響。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表1和附表2,機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。（四）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具（1）.機床的選擇（a）工序4,5,6用的是銃床，分別進(jìn)行粗銃，精銃。用普通的臥銃床X62W型萬能臥銑床即可。（b）工序9用的是鏜床進(jìn)行端面的鏜削加工，使用普通的鏜床即可。（c）工序7加工一個10孔，2個6孔，工序8加工2個9孔，采用花盤加緊，在立式鉆床即可。可選用Z535型立式鉆床。（2）.選擇夾具本零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不成規(guī)則，故

14、夾緊定位比較困難，可采用花盤來定位，并可以使用一些墊塊來輔助定位加緊。例如，在加工上端面時，扇形部分下部分懸空，需要用一些墊塊墊住，然后用花盤加緊，以防零件加緊時發(fā)生變形。在加工前后端面時，用花盤或壓板都可以加緊。(3)選擇刀具(a)在工工序4，5，6銑平面時，銑刀可以選擇直齒或錯齒的端銑刀和周銑刀，工序中有粗銑和精銑，在粗銑后，要留有一定的加工余量，供精銑工序加工。(b)鉆孔有10孔，需要留一定的加工余量，可用8麻花鉆直接鉆出來。(c)鏈孔需要鏈三種孔10有粗鏈和精鏈，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。(4).選擇量具本零件是單件小批量生產(chǎn)，故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種：一

15、是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在這里選的是第一種方法。(a)選擇平面的量具：由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴(yán)格，其最小不確定度為0.2mm，選用分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺就行了，因為其不確度為0.02mm,顯然滿足要求。(b)選擇內(nèi)孔的量具：此零件對孔的精度要求較高，其中例如I孔的下偏差要求在0.013之內(nèi)，故可選用分度值為0.01mm，測量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為0.008，滿足測量精度的要求。工序加工尺寸尺寸公差使用量具1 280.5分度值為0.02mm,測量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡

16、尺2 120.2分度值為0.02mm,測量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺3 14-分度值為0.02mm,測量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺4100.013分度值為0.01mm,測量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺60.0309-分度值為0.02mm,測量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺注：本零件要求測量的尺寸并不是很復(fù)雜，故只要這兩種量具就足夠了。五加工工序設(shè)計(一)確定切削用量及基本工時(機動時間)在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量%p(即切削深度ap)、進(jìn)給量f及切削速度Vc。(2)確定方法是：確定切削深度確定進(jìn)給量確定切削速度(3)具體要求是：由工序或工步余

17、量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率機床上一次走刀ap可達(dá)810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗機床進(jìn)給機構(gòu)強度：可用查表法或計算法得出切削速度Vc查，用公式換算出查表或計算法所得的轉(zhuǎn)速%查，根據(jù)Vc查在選擇機床實有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機作為實際的轉(zhuǎn)速，再用換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。對粗加工，選取實際切削速度Vc機、實際進(jìn)給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。1 工序鉆2個d9mm孔（1）、加工條件工件材料：HT

18、200正火，6b=220MPa,190220HBs加工要求：鉆擴(kuò)孔©9mm機床選擇：選用立式鉆床Z525（見工藝手冊表4.2-14）（2）、確定切削用量及基本工時選擇©9mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊P84）d=9L=14mmf機=0.48mm/r（見切削手冊表2.7和工藝手冊表4.2-16）Vc查=13m/min（見切削手冊表2.15）按機床選取n機=195r/min（按工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度：v141.3m/min.基本工時：l=80mm）l2=（14）mm（取4mm）按工藝手冊表6.2-5公式計算1.24（min）2 工序粗、精銃左右端面（2）

19、粗銃1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銃刀外徑do=100mm,銃刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度ap：單邊加工余量Z=1.5±0.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：ap=1.5mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:根據(jù)切削手冊表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z,由于是粗銃，取較大的值。現(xiàn)?。篺z=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7,銃刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm,現(xiàn)取1.2mm,根據(jù)切削手冊表3.8銃刀直徑d0=1

20、00mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由ap=1.5mmfz=0.18mm/z,查得Vc=77mm/zn=245mm/zV?=385mm/z根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255r/minV?c=400mm/min（橫向）6）、計算基本工時：l=47mm12=2T=0.14min（2）精銃1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑do=100mm,銃刀齒數(shù)Z=102）、確定銑削深度ap：由于單邊加工余量Z=0.5,故一次走刀內(nèi)切完，則：ap=0.5mm3）、確定每齒

21、進(jìn)給量fz:由切削手冊表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z,半精銃取較小的值?，F(xiàn)取：fz=0.14mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7,銃刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm,現(xiàn)取1.2mm,根據(jù)切削手冊表3.8銃刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由ap<4mm?z=0.14mm/z,查得：Vc=110mm/zn=352mm/zV?=394mm/z根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=38

22、0r/minV?c=400mm/min（橫向）6）、計算基本工時：l=40mml2=2所以本工序的基本時間為：T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min（3）工序鍵010工序©8粗鎮(zhèn)余量參考文獻(xiàn)1表383取粗鏈為1.8mm,精鏈切削余量為0.2mm,鉆孔后尺寸為8H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表23加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸及公差08粗鏈1.8?9.809.20.2H810H8孔軸線到底面位置尺寸為56mm,精鏈后工序尺寸為10.02士0.08mm,與下底面的位置精度為0.05mm,與左右端面的位置精度為0.06mm,且定位夾緊時基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm跳動公差由機床保證。（2.1）鉆孔小8mm選擇小8mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊P84）d=8L=8mmf才n=0.48mm/r（見切削手冊表2.7和工藝手冊表4.2-16）Vc查=13m/min（見切削手冊表2.15）按機床選取n機=195r/min（按工藝手冊表