轉(zhuǎn)速器盤的鉆2×φ9孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖

轉(zhuǎn)速器盤的鉆2×φ9孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖,轉(zhuǎn)速,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD 機 械 加 工 工 序 卡 零件名稱 轉(zhuǎn)速器盤 切削液 水溶液 共 1 頁 工序名稱 鉆 2-Φ9 孔 工序號 7 第 1 頁 設(shè) 計 校 對 修 改 審 核 機 床 夾 具 名稱 序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 型 號 刀輔具名稱 量檢具名稱 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進給量 mm/r 切削深度mm 切削長度mm 基本時間min 1 鉆 2-Φ9 孔 Z525 立式鉆床 高速鋼復(fù)合鉆頭 游標卡尺 195r/min 5.51m/ min 0.72mm /r 14mm 5mm 0.28 min 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 課題名稱 編制 轉(zhuǎn)速器盤 的機械加工工藝，設(shè)計 鉆床 專用夾具 內(nèi)容及任 務(wù) 根據(jù)給定的零件圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)按中等批量。 編制 轉(zhuǎn)速器盤 的機械加工工藝規(guī)程，編制 鉆2×φ9孔 工序的工序卡及設(shè)計其專用機床夾具。 擬達到的要求或技術(shù)指標 一、設(shè)計圖紙 1、毛坯圖、零件－毛坯合圖各一張(3 或 4 號圖 CAD 出圖，手工圖為 2 號或 3 號裝 配) 2、關(guān)鍵工序機械加工工藝規(guī)程卡片一張(4 號圖) 3、指定工序夾具裝配圖一張(2 或 3 號圖) 4、夾具部分零件圖 1～2 張(圖幅自定) 二、設(shè)計說明書 1、設(shè)計說明書(一份，格式按畢業(yè)設(shè)計規(guī)范要求) 2、夾具 3D 裝配效果圖一張(3 或 4 號圖，可渲染)、夾具視頻一份。以書面交設(shè)計資料，同時交電子文檔備查。 進度安排 起止日期 工作內(nèi)容 第一周至周 3 搜集、準備參考資料，完成機械加工工藝及比較 第一周結(jié)束 完成工藝卡及其相關(guān)計算，完成零件定位分析等 第二周至周 3 設(shè)計夾具，完成裝配圖；建立部分零件三維模型 第二周結(jié)束 完成說明書、全部圖紙，準備答辯 主要參考資料 [1] 機械零件設(shè)計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998. 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[4] 濮良貴.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2001 [5] 夾具設(shè)計手冊 摘要 夾具設(shè)計在本專業(yè)學(xué)生完成《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》后所進行的一個實踐環(huán)節(jié)，其目的在于通過讓學(xué)生設(shè)計轉(zhuǎn)速器盤的工藝路線、一些工序步驟的專用夾具及機床、刀具和切削量的選擇，以此來鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，以解決加工中的設(shè)計制造的實際問題。本次夾具設(shè)計的課題為轉(zhuǎn)速器盤的夾具設(shè)計，通過本次夾具設(shè)計實踐，應(yīng)設(shè)計好加工工藝路線，同時根據(jù)加工需要選擇相應(yīng)的機床及刀具，再設(shè)計滿足不同工序步驟的專用夾具，并查找相關(guān)書籍計算出所設(shè)計的夾具是否滿足加工要求。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速器盤，工藝分析，工藝設(shè)計，夾具設(shè)計 II  目 錄 摘要 I 前言 1 第 1 章 轉(zhuǎn)速器盤工藝分析 2 1.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用與結(jié)構(gòu) 2 1.1.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用 2 1.1.2 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)特點 2 1.1.3 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)工藝性 2 1.2 轉(zhuǎn)速器盤關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 2 第 2 章 轉(zhuǎn)速器盤零件工藝設(shè)計 4 2.1 轉(zhuǎn)速器盤生產(chǎn)類型的確定 4 2.2 轉(zhuǎn)速器盤毛坯的選擇與毛坯圖說明 4 2.3 轉(zhuǎn)速器盤工藝路線的確定 6 2.3.1 粗、精基準面的選擇 6 2.3.2 各表面的加工方法 6 2.3.3 加工工藝方案 6 2.3.4 加工余量及工序尺寸 8 第3章 加工鉆油孔夾具設(shè)計 11 3.1 鉆油孔夾具總體設(shè)計方案 11 3.2 定位分析與定位誤差分析 13 3.3 夾緊機構(gòu)設(shè)計及夾緊力計算 31 3.4 鉆油孔夾具對刀及引導(dǎo)裝置設(shè)計 32 3.5 轉(zhuǎn)速器盤夾具夾緊操作動作說明 33 設(shè)計小結(jié) 34 參考文獻 35 前言 本次課程設(shè)計是在我們學(xué)習(xí)完《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》及大部分專業(yè)課后開設(shè)的，故其涉及的內(nèi)容較多，本次課設(shè)意義很大，它能夠讓我們將以往所學(xué)專業(yè)知識結(jié)合起來，去解決實際加工中可能會遇到的問題，不同于以往的課設(shè)，本次課設(shè)更多在于培養(yǎng)我們學(xué)會團隊協(xié)作、查閱資料手冊及一些相關(guān)經(jīng)驗，以此來解決在設(shè)計過程中遇到的問題，因此，本次課設(shè)的意義重大，它不僅可以對我們過去幾年學(xué)習(xí)的一個大的總結(jié)，對我來說，也可以算是在進入工作前的一個訓(xùn)練，再加入工作后能夠更快的適應(yīng)進去。 由于自身對所學(xué)理解不深及時間未規(guī)劃好的局限，本次課設(shè)可能存在諸多問題，望老師多多指教。 1 第 1 章 轉(zhuǎn)速器盤工藝分析 1.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用與結(jié)構(gòu) 傳遞運動并保持其他零件正確工作方式，并保持相互之間的正確位置。 轉(zhuǎn)速器盤是 2105 柴油機中調(diào)速機構(gòu)。Φ10mm 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)動手柄，偏心軸轉(zhuǎn)，油門拉桿即可打開油門或關(guān)小油門。Φ6mm 孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在 120°內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)無級調(diào)速。該零件通過φ9mm 孔用 M8 螺栓與柴油機連接。 1.1.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用 傳遞運動并保持其他零件正確工作方式，并保持相互之間的正確位置，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，故在加工過程中需要用到復(fù)雜的夾具。 1.1.2 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)特點 轉(zhuǎn)速器盤是 2105 柴油機中調(diào)速機構(gòu)。Φ10mm 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)動手柄，偏心軸轉(zhuǎn)，油門拉桿即可打開油門或關(guān)小油門。Φ6mm 孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在 120°內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)無級調(diào)速。該零件通過φ9mm 孔用 M8 螺栓與柴油機連接。 1.1.3 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)工藝性 零件加工過程中，需要較高的平面度，某些地方需要較細的表面粗糙度，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。 由于零件比較復(fù)雜，故加工過程中需要專用夾具才能準確定位，并保持適當?shù)膴A緊力，并用墊塊進行輔助定位。 1.2 轉(zhuǎn)速器盤關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 本次課程設(shè)計所給零件需要加工的表面有：端面，內(nèi)孔，圓角等 (1) 上表面：重要表面，表面粗糙度為 Ra6.3，可進行粗銑后在進行半精銑或者精銑。 9 (2) 下表面：不是重要表面，無粗糙度要求，但因為用于定位基準，粗銑即可。 (3) Φ25 上下端面：重要表面，表面粗糙度為 Ra6.3，可進行粗銑后在進行半精銑或者精銑。 (4) 后端面：重要表面，表面粗糙度為 Ra6.3，可進行粗銑后在進行半精銑或者精銑。 (5) 前端面：粗糙度為 Ra12.5，但在加工中用于定位，粗銑即可。 (6) 2×φ6 孔：粗糙度為 Ra3.2，加工要求高的孔，可先進行鉆孔，再擴孔，最后精校以達到要求。 (7) 2×φ9 孔：粗糙度為 Ra12.5，加工要求不高的孔，直接鉆孔即可達到要求。 (8) Φ10 孔：粗糙度為 Ra6.5，加工要求較高的孔，可先進行鉆孔，再擴孔，最后精校以達到要求。 (9) 圓角：有 R3、R5 等圓角，可用立銑刀銑出圓角。 第 2 章 轉(zhuǎn)速器盤零件工藝設(shè)計 2.1 轉(zhuǎn)速器盤生產(chǎn)類型的確定 所給題目為零件轉(zhuǎn)速器盤，根據(jù)其零件特征可知為小機體零件，假設(shè)該零件年產(chǎn) 5000 件，即該零件為大批量生產(chǎn)。 2.2 轉(zhuǎn)速器盤毛坯的選擇與毛坯圖說明 圖 2.1 毛坯三維圖 轉(zhuǎn)速器盤結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求材料容易成型，切削性能好，強度要求高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料 HT200，它的優(yōu)點有：容易成型，切削性能好，價格便宜。 為了得到較高的表面硬度及強度，可在加工過程中進行調(diào)質(zhì)處理、淬火，同時為了消除內(nèi)應(yīng)力的影響，可適當?shù)倪M行人工時效處理。由于零件復(fù)雜，不適合鍛造成型，因此，需根據(jù)零件做出相應(yīng)模具，進行鑄造，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)準確性。 圖 2.2 毛坯二維圖 2.3 轉(zhuǎn)速器盤工藝路線的確定 2.3.1 粗、精基準面的選擇 結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的機構(gòu)特點和粗基準的選擇原則，選擇轉(zhuǎn)速器盤的下表面作為粗基準，加工出前端面以及上端面。加工φ9mm 孔以及后端面時，以前端面為定位基準，加工φ10mm 孔和φ6mm 孔時，以前端面和φ9mm 孔為基準。 為保證加工精度，主要采用基準重合原則與統(tǒng)一原則進行加工，，加工前端面和上端面時，以下表面為基準，即采用統(tǒng)一基準原則；而在加工φ9mm 孔，前端面以及φ10mm 孔和φ6mm 時，選用基準重合原則。 2.3.2 各表面的加工方法 表 2.1 加工位置及技術(shù)要求 加工位置 粗糙度 精度等級要求 加工方案 前端面 Ra6.3 IT9 粗銑→精銑 后端面 Ra12.5 IT11 粗銑 上端面 Ra6.3 IT9 粗銑→精銑 上表面 Ra6.3 IT9 粗銑→精銑 下表面 Ra12.5 IT11 粗銑 φ6mm 孔 Ra3.2 IT8 鉆削→擴孔→ 精鉸 φ9mm 孔 Ra12.5 IT11 鉆削 φ10mm 孔 Ra6.3 IT9 鉆削→精鉸 2.3.3 加工工藝方案 為使零件的幾何形狀，尺寸及位置精度等技術(shù)要求達到要求，在大批量生產(chǎn)的條件下，可以采用通用機床以及專用夾具，并盡量使工序集中以提高生產(chǎn)率， 此外，還應(yīng)將經(jīng)濟因素考慮進去。 （1）工藝路線方案一： 工序 1： 鑄造； 工序 2： 熱處理； 工序 3： 以上端面為粗基準，粗銑下表面； 工序 4： 以下表面為基準，粗銑上表面，φ25mm 上端面，φ9mm 孔前后端面； 工序 5： 以前端面為基準，鉆削φ6mm 孔； 工序 6： 以前端面和φ6mm 孔為基準，鉆φ10mm 孔； 工序 7： 以下表面和φ10mm 為基準，鉆φ9mm 孔； 工序 8： 以φ10mm 孔和下表面為基準，半精銑前端面； 工序 9： 以前端面為基準，半精銑上表面以及φ25mm 上端面； 工序 10： 以上表面為基準精銑前端面； 工序 11： 以前端面為精基準精銑上表面以及φ25mm 上端面； 工序 12： 擴φ6mm 孔，φ10mm 孔； 工序 13： 精鉸φ6mm 孔，φ10mm 孔； 工序 14： 去除毛刺； 工序 15： 檢查入庫； （2）工藝路線方案二： 工序 1： 鑄造； 工序 2： 熱處理； 工序 3： 上表面為定位粗基準，粗銑下表面； 工序 4： 以下表面為基準，粗銑上端面，上表面以及前端面； 工序 5： 以前端面為基準，半精銑后端面、上端面及上表面； 工序 6： 以前端面為基準，鉆φ10mm 孔； 工序 7： 以前端面和φ10mm 孔為基準，鉆φ9mm 孔、φ6mm 孔； 工序 8： 精銑前端面、上端面和上表面 工序 9： 擴φ6mm 孔，φ10mm 孔； 工序 10： 精鉸φ6mm 孔，φ10mm 孔； 工序 11： 去除毛刺； 工序 12： 檢查入庫； （3）工藝方案的比較與分析 方案一是按照工序集中原則以及保證各個加工面的尺寸精度及其他要求而設(shè)定的工藝路線，方案二則只考慮到工序集中這一步，雖然可以提高生產(chǎn)效率， 但是會造成較大的誤差，導(dǎo)致廢品率的增加，故本次設(shè)計采用方案一； （4）方案選定及加工工藝設(shè)備的選擇 由以上分析可得，選擇工藝方案一進行加工。工序 1： 鑄造； 工序 2： 熱處理； 工序 3： 以上端面為粗基準，粗銑下表面；選用 X52K 立式銑床。 工序 4： 以下表面為基準，粗銑上表面，φ9mm 孔前后端面，采用 X63 臥式銑床，并加專用夾具；φ25mm 上端面，采用 X52K 立式銑床，并加專用夾具。 工序 5： 以前端面為基準，鉆削φ6mm 孔，采用 Z525，并加專用夾具。 工序 6： 以前端面和φ6mm 孔為基準，鉆φ10mm 孔，采用 Z525，并加專用夾具。 工序 7： 以下表面和φ10mm 為基準，鉆φ9mm 孔，采用 Z525，并加專用夾具。工序 8： 以φ10mm 孔和下表面為基準，半精銑前端面； 工序 9： 以前端面為基準，半精銑上表面以及φ25mm 上端面，采用 X52K 立式銑 并加專用夾具。 工序 10： 以上表面為基準精銑前端面，采用 X63 臥式銑床，并加專用夾具。工序 11： 以前端面為精基準精銑上表面以及φ25mm 上端面，采用 X52K 立式 銑 并加專用夾具。 工序 12： 擴φ6mm 孔，φ10mm 孔，采用 Z525，并加專用夾具。工序 13： 精鉸φ6mm 孔，φ10mm 孔，采用 Z525，并加專用夾具。工序 14： 去除毛刺； 工序 15： 檢查入庫； 2.3.4 加工余量及工序尺寸 1、后端面 工序名稱 工序余量 /mm 經(jīng)濟精度 /um 表面粗糙 度/um 工序尺寸 /mm 尺寸公差 /mm 粗銑 4.5 H11 Ra12.5 14 14+0.13 毛坯 H13 Ra25 18.5 表 2.2 0 0 18.5+0.33 13 2、前端面 表 2.3 工序名稱 工序余量 /mm 經(jīng)濟精度 /um 表面粗糙 度/um 工序尺寸 /mm 尺寸公差 /mm 精銑 1.0 H8 Ra6.3 7 7+0.022 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 8 8+0.09 毛坯 H13 Ra25 11.5 11.5+0.27 3、上端面 表 2.4 工序名稱 工序余量 /mm 經(jīng)濟精度 /um 表面粗糙 度/um 工序尺寸 /mm 尺寸公差 /mm 精銑 1.0 H8 Ra6.3 8 8+0.022 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 9 9+0.09 毛坯 H16 Ra25 12.5 12.5+1.1 4、上表面 表 2.5 工序名稱 工序余量 /mm 經(jīng)濟精度 /um 表面粗糙 度/um 工序尺寸 /mm 尺寸公差 /mm 精銑 1.0 H8 Ra6.3 11 11+0.027 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 12 12+0.11 毛坯 H16 Ra25 15.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15.5+1.1 5、φ9+0.36 mm 孔 表 2.6 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 表面粗糙 工序尺寸 尺寸公差 /mm /um 度/um /mm /mm 鉆孔 0.1 H12 Ra12.5 9 φ9+0.36 0 0 0 6、φ6+0.035 mm 孔  表 2.7 工序名稱 工序余量 /mm 經(jīng)濟精度 /um 表面粗糙度/um 工序尺寸 /mm 尺寸公差 0 /mm 精鉸 0.04 H9 Ra3.2 6 0 擴孔 0.16 H10 Ra6.3 5.96 φ6+0.035 φ5.96+0.048 0 鉆孔 5.8 H12 Ra12.5 5.8 φ5.8+0.12 +0.013 表 2.8 工序名稱 工序余量 /mm 經(jīng)濟精度 /um 表面粗糙 度/um 工序尺寸 /mm 尺寸公差 /mm 精鉸 0.2 H9 Ra6.3 10 φ10+0.048 鉆孔 9.8 H12 Ra12.5 9.8 7、φ10+0.048 mm 孔 +0.013 0 φ9.8+0.15 17 第3章 加工鉆油孔夾具設(shè)計 3.1 鉆油孔夾具總體設(shè)計方案 方案一 圖 3.3 以Φ10 孔的下端面作為定位基準，利用短銷與面配合進行定位，最后再利用一個支承釘限制 Z 的轉(zhuǎn)動。 方案二 圖 3.4 以Φ10 孔的下端面作為定位基準，利用短銷與面配合進行定位，最后再利用一個球面限制 Y 的移動。 3.2 定位分析與定位誤差分析 方案一 圖 3.5 定位原理分析： 是以下端面為定位基準，用一個平面與下端面接觸限制三個自由度，用一個短定位銷插入Φ10 孔內(nèi)限制兩個自由度，用一塊支承釘?shù)肿ˇ? 孔的下端面限制一個自由度。 圖 3.6 定位原理分析 以前端面為定位基準，用一個平面與前端面接觸限制三個自由度，用一根短定位銷插入Φ10 的孔，限制兩個自由度，用一個球面與下端面相接觸，限制一個自由度。 33 方案對比分析 兩個方案均采取了一個短定位銷插入Φ10 孔限制兩個自由度，而方案二的定位基準與被加工的孔為處于同一平面，故采取方案一更佳。 3.3 夾緊機構(gòu)設(shè)計及夾緊力計算 1 選擇刀具和機床 查閱《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》，選擇 d0=9mm 的 H9 級高速鋼錐柄機用鉸刀， 機床選擇立式鉆床 Z525。 2 選擇切削 m 量 ①進給量 f 查閱《金屬加工藝及工裝設(shè)計》，并根據(jù)機床說明書取 f=0.65mm/r ~1.3mm/r， 故取 f=0.72mm/。 ②切削速度 V 根據(jù)《金屬加工藝及工裝設(shè)計》， 取 Vc=8m/min。根據(jù)《金屬加工藝及工裝設(shè)計》，切削速度的修正系數(shù)為：Ktv=1.0，Kmv=0.88，故： 夾緊力的計算 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加丁過程的切削力可以分解為切削轉(zhuǎn)矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力吋可以不計算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力，即： Wk=W*K 其 中 K=K0*K1*K*K3*K4*K5*K6 ， 查 《 機 床 夾 具 設(shè) 計 手 冊 》 表 1-2-1 得 ： K0=1.5,K1=1.2,K32=1.15,K3=1.0,K4=1.3,K5=1.0,K6=1.0, 所以，K=2.691。 查《機床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-7 得: F=427*D*f^0.8*Kp=3046(N) 查《機床夾具設(shè)計手冊》表 1-2-8 得: Kp=(200/190)^0.6=1.031 故實際所需的夾緊力為 Wk=8198(N) 3.4 鉆油孔夾具對刀及引導(dǎo)裝置設(shè)計 圖 3.7 引導(dǎo)裝置用的是一個引導(dǎo)鉆孔的導(dǎo)向孔。 3.5 轉(zhuǎn)速器盤夾具夾緊操作動作說明 首先插入一個螺栓，然后將有支承釘與被加工孔的下端面相配合，最后將螺母擰緊，完成夾緊，進行鉆孔。 設(shè)計小結(jié) 設(shè)計心得此次課程設(shè)計是在我們經(jīng)歷了為期 2 周的設(shè)計，在此次課設(shè)中，我們學(xué)會了如何思考，如何團隊合作，對我受益匪淺。就我個人而言， 這次課程設(shè)計包括三個部分： ( l ）前期資料的搜集和整理：這是很重要的一個環(huán)節(jié)，因為設(shè)計離不開資料的參考和搜集。 ( 2 ）工藝：工藝是生產(chǎn)中最活躍的因素，落實在由工件、刀具、夾具、機床、量具組成的工藝系統(tǒng)中。( 3 ）夾具設(shè)計：夾具是為特定的工序正常的進行所設(shè)計的特殊工具，通過它的設(shè)計，可以了解它在設(shè)計中的地位，為加工的順利進行提供了保障。在縮短加工時間，減小加工難度，提高生產(chǎn)效率都有重大保證。在此次設(shè)計中， 通過自己的認識、計算、研究、設(shè)計、查手冊得到了最終結(jié)果，真正地起到了訓(xùn)練自己的目的，希望此次設(shè)計能為以后的工作打好一定的實踐基礎(chǔ)，也提供一些寶貴的經(jīng)驗。最后，感謝老師們的辛勤指導(dǎo)和幫助！謝謝！ 參考文獻 [1] 肖繼德．陳寧平．機床夾具設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005，132-148． [2] 葛源順．機床夾具設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2000． [3] 劉守勇．機械制造工藝與機床夾具[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003． [4] 盧秉恒．機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2019． [5] 樂兌謙．金屬切削刀具[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2016． [6] 艾興．切削用量簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社． 36