轉(zhuǎn)速器盤設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：轉(zhuǎn)速器盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖 1張（2）機(jī)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(jì)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(jí)：12機(jī)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(jì)目的 2二 設(shè)計(jì)感想與體會(huì) 2第二部分：工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)過程 4一、設(shè)計(jì)題目,計(jì)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(jì) 6

2、(一) 定位基準(zhǔn)的選擇 6（二）零件表面加工方法的選擇 7（三）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(jì) 11(一) 確定切削用量及基本工時(shí) 11六、填寫機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡 17 七、夾具設(shè)計(jì)17（一）問題的提出17（二）夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算17（三）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明20八、主要參考文獻(xiàn)21序 言一、設(shè)計(jì)目的：現(xiàn)代機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完了機(jī)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(gè)實(shí)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(yùn)用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)

3、達(dá)到：1、掌握零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的能力；2、掌握加工方法及其機(jī)床、刀具及切削用量等的選擇應(yīng)用能力；3、掌握機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)能力；4、學(xué)會(huì)使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國家標(biāo)準(zhǔn)等，以及學(xué)會(huì)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(jì)感想與體會(huì)：三周的課程設(shè)計(jì)就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作的過程。所謂1+1>2，一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作，使我們的設(shè)計(jì)成果不到三周時(shí)間就漸漸呈現(xiàn)在我們的眼前。看著眼前的手工圖紙、CAD圖和設(shè)計(jì)計(jì)算的手稿，三周的設(shè)計(jì)過程一幕幕浮現(xiàn)在眼前。三周的設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多東西。這次設(shè)計(jì)可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)的融會(huì)貫通，因?yàn)?/p>

4、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)系實(shí)際才使我們有了更進(jìn)一步的體會(huì)。在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)的如何設(shè)計(jì)、如何計(jì)算，更重要的是我學(xué)會(huì)了合作，我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。我們以前做的設(shè)計(jì)都是一個(gè)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(shí)，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(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，在此還誠請(qǐng)指導(dǎo)老師批評(píng)指正。工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)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(jī)器上的一個(gè)轉(zhuǎn)速器盤的零件。假定該機(jī)器年產(chǎn)量為5000臺(tái)，且每臺(tái)機(jī)器中僅有一件，若取其備品率為5%，機(jī)械加工廢品率為

5、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(jī)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(jì)任務(wù)給定的零件是該機(jī)器中的轉(zhuǎn)速器盤，即傳遞運(yùn)動(dòng)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(duì)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

6、裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。 由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工時(shí)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(shí)基準(zhǔn)面的選擇也是很重要的。在加工各孔的端面時(shí)，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(shí)，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)，銑出兩個(gè)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(shí)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(gè)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料

7、要容易成型，切削性能好，同時(shí)要求強(qiáng)度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點(diǎn)是：容易成型，切削性能好，價(jià)格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強(qiáng)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(shí)為了消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)工件的影響，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r(shí)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(jí)加工余量數(shù)值說明右側(cè)面28mmH2mm單側(cè)加工左端面8mmH2

8、mm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(jì)定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)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(diǎn)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，此外，還要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時(shí)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(jì)的基準(zhǔn)，也是裝配和測(cè)量的基準(zhǔn)，在加工

9、時(shí)，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，也是以下表面為基準(zhǔn)鉆出3個(gè)孔；加工前后端面時(shí)，先以下表面為基準(zhǔn)，在鏜床上銑出后端面，再以后端面為基準(zhǔn)，加工出2個(gè)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(gè)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(gè)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(jì)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。（

10、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(gè)9孔的前端面：表面粗糙度R12.5，只需進(jìn)行粗銑。（6）2個(gè)9孔的加工：表面粗糙度R12.5，以下端面為基準(zhǔn)，粗鏜出2個(gè)9孔；普通鏜床即可。（7）10孔的加工：表面粗糙度R6.3，可用鏜床進(jìn)行鏜孔，粗鏜或擴(kuò)孔均可。（8）6孔的加工：表面粗糙度R3.2，是要求較高的孔，可進(jìn)行粗鏜半精鏜，或者孔精擴(kuò)，既可滿足要求。（10）園角：有R3，R5,R6.5,R15幾種園角，可用立銑刀

11、周銑出園角。（三）制定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、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(jī)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(hào)工序內(nèi)容01鑄造02時(shí)效03涂漆04銑9端兩側(cè)面05銑10端兩端面06銑9端兩端面07鉆通孔10與鉆通孔608鉆通孔909鏜孔10，孔口倒角0.5X度10檢驗(yàn)11入庫方案二：表3工序號(hào)工序內(nèi)容01鑄造02時(shí)效03涂漆04銑9端兩

12、端面05銑10端兩端面06銑9端兩側(cè)面07鉆通孔10與鉆通孔608鏜孔10，孔口倒角0.5X度09鉆通孔910檢驗(yàn)11入庫工藝方案的比較與分析：因左右兩端面均對(duì)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10mm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，銑9端兩端面與銑9端兩側(cè)面，兩工序前后對(duì)調(diào),這樣保證了加工面的定位精度

13、。工序鏜孔10及孔口倒角0.5X度應(yīng)在工序最終完成，使孔面在加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少受力變形和受熱變形對(duì)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(diǎn)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和附表2，機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。（四） 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具（1）. 機(jī)床的選擇(a)工序4，5，6用的是銑床，分別進(jìn)行粗銑，精銑。用普通的臥銑床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(gè)10孔，2個(gè)6孔，工序8加工2個(gè)9孔，采用花盤加緊，在立式鉆床即可。可選用Z535

14、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(shí)，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(shí)發(fā)生變形。在加工前后端面時(shí)，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(shí)，銑刀可以選擇直齒或錯(cuò)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) 鏜孔需要鏜三種孔10有粗鏜和精鏜，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。（4）. 選擇量

15、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：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測(cè)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(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺就行了，因?yàn)槠洳淮_度為0.02mm，顯然滿足要求。（b）選擇內(nèi)孔的量具：此零件對(duì)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(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為0.008，滿足測(cè)量精度的要求。工序 加工尺寸 尺寸公差

16、 使用量具    28 0.5 分度值為0.02mm，測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺    12 0.2 分度值為0.02mm，測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺    14 - 分度值為0.02mm，測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺    4 10 0.013 分度值為0.01mm，測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺   6 0.030    9 - 分度值為0.02mm，測(cè)量范圍為0-150mm

17、的游標(biāo)卡尺注：本零件要求測(cè)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(jì)(一)確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)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asp(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(jī)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(duì)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(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度：可用查表法或計(jì)算法得出切削速度Vc查，用公

18、式 換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度Vc機(jī)填入工藝文件中。對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度Vc機(jī)、實(shí)際進(jìn)給量f機(jī)和背吃刀量asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)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。工序鉆個(gè)9mm孔(1)、加工條件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：鉆擴(kuò)孔9mm 機(jī)床選擇：選用立式鉆床Z525（見工藝手冊(cè)表4.2-14）(2)、確定切削用量及基本工時(shí)選擇9mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊(cè)P84）d=9 L=14mm f機(jī)=0.48mm/

19、r (見切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.2-16)Vc查=13m/min （見切削手冊(cè)表2.15）按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-15）所以實(shí)際切削速度： m/min.基本工時(shí)： l=80mm ) l2=(14)mm(取4mm)按工藝手冊(cè)表6.2-5公式計(jì)算1.24（min）工序 粗、精銑左右端面（） 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度a p：?jiǎn)芜吋庸び嗔縕=1.5±0.27，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：a p=1.5mm3）、確定每齒進(jìn)給量f

20、z:根據(jù)切削手冊(cè)表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(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(cè)表3.7，銑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(cè)表3.8銑刀直徑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(cè)表3.16可以查Vc：由 ap=1.5mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=25

21、5 r/min Vc=400 mm/min (橫向)6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=47mm l2=2 T=0. min（）精銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊(cè)表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(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：a p= 0.5 mm3）、確定每齒進(jìn)給量fz:由切削手冊(cè)表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm/z，半精銑取較小的值?，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(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大

22、磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表3.8銑刀直徑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(cè)表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根據(jù)X62W型立銑床說明書（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (橫向)6）、計(jì)算基本工時(shí)：l=40 mm l2 =2  所以本工序的基本時(shí)間為： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min（）工序鏜0工序粗鏜余量參考文獻(xiàn)表取粗鏜為.mm，精鏜切削余量為0.

23、2mm,鉆孔后尺寸為8H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表加工表面加工方法余量公差等級(jí)工序尺寸及公差8粗鏜1.8_ø9.89.2精鏜0.2H810H8孔軸線到底面位置尺寸為5mm，精鏜后工序尺寸為10.02±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(shí)基準(zhǔn)重合，故不需保證。0.06mm跳動(dòng)公差由機(jī)床保證。(2.1) 鉆孔8mm選擇8mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊(cè)P84）d=8 L=8mm f機(jī)=0.48mm/r (見切削手冊(cè)表2.7和工藝手冊(cè)表4.2-16)Vc查=13m/min （見切削手冊(cè)表2.15）按機(jī)床選取n機(jī)=195r/min（按工藝手冊(cè)表4.2-15）所以實(shí)際切削速度