轉(zhuǎn)速器盤的銑φ25端面專用夾具設計及加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖

轉(zhuǎn)速器盤的銑φ25端面專用夾具設計及加工工藝裝備含proe三維及4張CAD圖,轉(zhuǎn)速,25,端面,專用,夾具,設計,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 精銑φ25mm 端面 工序號 第 1 頁 設 計 校 對 修 改 審 核 機 床 夾 具 名稱 銑φ25mm 端面專用夾具 序號 工 序 內(nèi) 容 設 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 精銑φ25mm 端面 X52K 高速鋼立銑刀 游標卡尺 95 9.55 0.5 1.0 25 0.33 摘要 夾具設計在本專業(yè)學生完成《機械制造技術基礎》后所進行的一個實踐環(huán)節(jié)，其目的在于通過讓學生設計轉(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內(nèi)容，培養(yǎng)學生綜合能力，以解決加工中的設計制造的實際問題。本次夾具設計的課題為轉(zhuǎn)速器盤的夾具設計，通過本次夾具設計實踐，應設計好加工工藝路線，同時根據(jù)加工需要選擇相應的機床及刀具，再設計滿足不同工序步驟的專用夾具，并查找相關書籍計算出所設計的夾具是否滿足加工要求。 關鍵詞：轉(zhuǎn)速器盤，工藝分析，工藝設計，夾具設計 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 2 1.1.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用 2 1.1.2 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構特點 2 1.1.3 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構工藝性 2 1.2 轉(zhuǎn)速器盤關鍵表面的技術要求 2 第 2章 轉(zhuǎn)速器盤零件工藝設計 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 銑φ25 端面夾具設計 11 3.1 銑φ25 端面夾具總體方案設計 11 3.2 銑φ25 端面夾具定位分析及誤差計算 11 3.3 銑φ25 端面夾具夾緊機構設計與夾緊力計算 12 3.4 銑φ25 端面夾具夾緊操作動作說明 14 設計心得 15 參考文獻 16 前言 本次課程設計是在我們學習完《機械制造技術基礎》及大部分專業(yè)課后開設的，故其涉及的內(nèi)容較多，本次課設意義很大，它能夠讓我們將以往所學專業(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，本次課設更多在于培養(yǎng)我們學會團隊協(xié)作、查閱資料手冊及一些相關經(jīng)驗，以此來解決在設計過程中遇到的問題，因此，本次課設的意義重大，它不僅可以對我們過去幾年學習的一個大的總結(jié)，對我來說，也可以算是在進入工作前的一個訓練，再加入工作后能夠更快的適應進去。 由于自身對所學理解不深及時間未規(guī)劃好的局限，本次課設可能存在諸多問題，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 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。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，由于零件比較復雜，不成規(guī)則，故在加工過程中需要用到復雜的夾具。 1.1.2 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構特點 轉(zhuǎn)速器盤是 2105 柴油機中調(diào)速機構。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。否則會影響機器設備的性能和精度。 由于零件比較復雜，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)速器盤關鍵表面的技術要求 本次課程設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。 7 (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)構比較復雜，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)應力的影響，可適當?shù)倪M行人工時效處理。由于零件復雜，不適合鍛造成型，因此，需根據(jù)零件做出相應模具，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，導致廢品率的增加，故本次設計采用方案一； （4）方案選定及加工工藝設備的選擇 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 10 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 13 第 3章 銑φ25 端面夾具設計 加工φ25mm 端面時，通用夾具不能用來加工零件，故需設計專用夾具來完成這一工序。 3.1 銑φ25 端面夾具總體方案設計 根據(jù)零級的結(jié)構特點，加工φ25mm 上端面時，可用來的定位的基準有：前端面、上表面、φ9mm 孔等，為了滿足工藝要求，可選前端面作為定位基準之一， 大平面限制三個自由度，小平面則限制一個自由度；φ9mm 孔可作為另一定位基準，可選擇長銷、短圓柱銷以及削邊銷三種，分別限制四個、兩個、一個自由度； 下表面可限制三個自由度； 根據(jù)可行及方便加工的原則，初擬定兩套方案進行討論。 3.2 銑φ25 端面夾具定位分析及誤差計算 （1）定位方案一 圖 3.1 本方案采用一個φ9mm 孔裝一跟長軸限制四個自由度，另一個孔用一個削邊銷限制一個自由度，前端面用一個小平面限制一個自由度，即剛好完全定位。 （2）定位方案二 圖 3.2 方案二定位原理：采用一面兩孔定位，即一個大平面限制三個自由度，一個短銷限制兩個自由度，一個削邊銷限制一個自由度 3.3 銑φ25 端面夾具夾緊機構設計與夾緊力計算 （1）夾緊裝置 夾緊裝置為螺栓壓緊壓板夾緊，螺栓選用φ8mm. （2）夾緊力的計算 因為銑平面是的切削力大，所以計算夾具的夾緊力時應按銑削平面的切削力來計算和校核，銑刀軸向力： F F F = 9.81C d Xf 0 f yf k （3.1） (式中： CF = 42.7 X F = 1.0 yF = 0.8 k F = 1) F = 9.81* 42.7 * 211.0 * 0.40.8 *1 = 4225N 扭矩： M  = 9 .81 * 0 .021  * 30 2 * 0 .4 0 .8 * 1 =  89.07 N 螺栓產(chǎn)生的夾緊力 F所以，有： F * D / 2 3 KM (安全系數(shù) K = K0 * K1 * K2 *..) F *0.8 / 2 31.2*1.2*1.3*1.0*1.3*1.0*1.0*89.07 = 216.8N ·mm 因此 F 3 542N · m d =c =（1.4 ~ 2）=3.6~ 5.2mm 因此選用 M6 螺栓夾緊滿足要求。 3.4 銑φ25 端面夾具夾緊操作動作說明 （1）安裝好零件； （2）擰緊下面的螺栓，使之與下平面接觸； （3）移動壓塊壓在上平面上，擰緊螺栓，使其固定壓緊； 設計心得 經(jīng)過為期兩周的課程設計，個人覺得收獲頗豐，具體表現(xiàn)在一下幾點：能夠根據(jù)零件實際結(jié)構特點及加工要求對零件進行工藝路線的確定?？梢栽跀M定工藝路線后進行對機床、刀具等設備的選擇?？筛鶕?jù)所給零件結(jié)構特點及相關要求進行定位方案擬定?？砂匆髮μ囟üば蛟O計零件的專用夾具。學會查閱相關資料手冊。但還是存在很對方面的不足，例如在夾緊力計算方面有待提高，此外，由于對所學理解的不夠透徹，所以對工藝路線及定位原理方面的確定一開始不太熟練，不過在經(jīng)過兩周的實踐后，較之前有較大的提升。 參考文獻 [1] 肖繼德．陳寧平．機床夾具設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005，132-148． [2] 葛源順．機床夾具設計[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．機械制造技術基礎[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． 銑φ25 端面夾具三維圖 圖 Ⅰ 夾具三維圖 17 指導教師 學生姓名 學號 班級 課題名稱 編制 轉(zhuǎn)速器盤 的機械加工工藝，設計 銑床 專用夾具 內(nèi)容及任 務 根據(jù)給定的零件圖樣，生產(chǎn)綱領按中等批量。 編制 轉(zhuǎn)速器盤 的機械加工工藝規(guī)程，編制 銑φ25端面 工序的工序卡及設計其專用機床夾具。 擬達到的要求或技術指標 一、設計圖紙 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、設計說明書 1、設計說明書(一份，格式按畢業(yè)設計規(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計算，完成零件定位分析等 第二周至周 3 設計夾具，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] 機械零件設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998. 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