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文檔簡介

目錄TOC\o"1-3"\h\u22636摘要 II263271前言 138382零件分析 1295032.1零件的生產(chǎn)類型 1275332.2零件的作用 186732.3零件的加工工藝分析 1137902.4零件主要技術(shù)條件分析 2222553機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 258413.1基面的選擇 2326023.1.1粗基準的選擇 2227533.1.2精基準的選擇 2122443.2表面加工方案的選擇 2270273.3制訂機械加工工藝路線 312843.4確定機械加工余量及工序尺寸 329054.1工件的加工工藝分析 657094.2確定夾具的結(jié)構(gòu)改進方案 6255414.2.1確定定位方案,設(shè)計定位元件 661014.2.2確定夾緊方式和設(shè)計夾緊機構(gòu) 7122724.2.3夾緊力計算 7280754.2.4加工誤差分析 831110結(jié)論 1316704參考文獻 14摘要畢業(yè)設(shè)計是在大學(xué)所有基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)、專業(yè)課程結(jié)束后進行的。是對我們所學(xué)的所有課程的全面復(fù)習(xí),在進入社會工作崗位之前,我們進行了本次訓(xùn)練設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及質(zhì)量改進方案設(shè)計。本文詳細分析了轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝,分析總結(jié)了轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)特點和主要加工面,并根據(jù)加工轉(zhuǎn)速器盤零件的主要技術(shù)要求制定了相應(yīng)的加工工藝規(guī)程以質(zhì)量改進方案設(shè)計設(shè)計。關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)速器盤;工藝分析;夾具設(shè)計1前言本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及關(guān)鍵工藝工具的設(shè)計。這篇文章仔細的分析了轉(zhuǎn)速器盤的加工的工藝,分析總結(jié)了轉(zhuǎn)速器輪盤的結(jié)構(gòu)特點和主要加工面,并根據(jù)轉(zhuǎn)速器盤零件的主要技術(shù)要求制定了相應(yīng)的加工工藝規(guī)程以及鉆孔機床夾具設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計旨在綜合運用基礎(chǔ)理論知識解決實際生產(chǎn)問題。由于個人能力的限制,實踐經(jīng)驗多,資料少,但在設(shè)計上存在諸多缺陷,還希望能給予指導(dǎo)意見。2零件分析2.1零件的生產(chǎn)類型轉(zhuǎn)速器盤的生產(chǎn)類型是生產(chǎn)專業(yè)(車間、工段、班組、辦公室)的分類。由于外形尺寸小,轉(zhuǎn)速器盤是一個輕零件。因此,從生產(chǎn)程序與生產(chǎn)類型的關(guān)系來看,該零件是大量生產(chǎn)的類型。2.2零件的作用整體而言,轉(zhuǎn)速器盤的徑向尺寸大于軸向尺寸,可歸類為不規(guī)則盤部分。在直徑為Φ10mm的孔中安裝了一個偏心軸。軸的一端通過銷與手柄連接,另一端與油門桿連接。轉(zhuǎn)動方向盤轉(zhuǎn)動偏心軸時,油門桿打開油門(速度),可以關(guān)閉油門(減速速度)。方向盤在120°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)無級變速。轉(zhuǎn)子板通過兩個直徑為Φ9mm、M8螺栓孔與柴油發(fā)動機缸體相連。2.3零件的加工工藝分析轉(zhuǎn)速器盤轉(zhuǎn)盤上有九個機械加工表面,定位有兩個Φ9mm螺栓孔和Φ10mm孔。如下所述:(1)兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔兩個直徑為Φ9mm的螺栓孔的表面粗糙度為Ra6.3,螺栓孔中心線與底面之間的寬度為18mm,兩個螺栓孔中心線之間的距離為28mm,螺栓孔中心線與直徑為Φ10mm的孔之間的間距為72mm,后平面為與柴油機機體相連的平面表面粗糙度為Ra6.3。(2)Φ10mm的孔及120°圓弧端面Φ10mm的孔徑為Φ10mm,表面粗糙度Ra6.3,孔倒角0.5×45°,兩個Φ6mm孔表面粗糙度Ra3.2,120°弧尖表面對10mm孔中心線有0.2mm的環(huán)形表面放電要求,表面粗糙度ra6.3。從以上分析可以看出,轉(zhuǎn)盤的加工精度不是很高。因此,可以首先以低精度加工工作表面,并且可以以高精度加工孔。功率因數(shù)Φ10mm和0.2mm的中心線,以加工面為定位基準。2.4零件主要技術(shù)條件分析從需要加工的旋轉(zhuǎn)板的各個表面分析,與本體連接的背板長度和尺寸精度不高,表面質(zhì)量高達IT9級,Φ25mm圓柱體和120°圓弧端面的位置精度要求高,并加工兩個Φ6mm孔裝配定位銷,表面質(zhì)量要求高。同時,要提高表面質(zhì)量。通過以上分析,證明了普通機床采用專用夾具可以保證加工精度和表面質(zhì)量要求,在大批量生產(chǎn)條件下不必使用專用機床加工零件。因此,在該部分的處理中不存在技術(shù)問題。為了提高孔的表面質(zhì)量,使用鉸孔來完成孔加工。3機械加工工藝規(guī)程設(shè)計3.1基面的選擇基準面選擇是工藝設(shè)計中的最重要部分。基面選擇正確了,加工質(zhì)量就好,生產(chǎn)率就上升。要不然,加工過程中會出現(xiàn)很多問題,很多零件損壞,生產(chǎn)就會停止。3.1.1粗基準的選擇一般盤類零件,選擇粗糙數(shù)據(jù)的原則(當零件有非加工表面時,這些非加工表面是粗糙數(shù)據(jù))。選擇旋轉(zhuǎn)板的底面作為處理背板的粗數(shù)據(jù)。在機加工上端面的情況下。加工Φ25mm圓柱和120°圓弧端面,選擇轉(zhuǎn)盤的底面作為粗糙面,并在旋轉(zhuǎn)時進行表面處理。加工Φ9mm孔和加工Φ18mm圓柱面,加工后的平面作為定位基準。加工Φ10mm孔和加工Φ6mm孔。定位數(shù)據(jù)為一個后平面和兩個Φ9mm孔。3.1.2精基準的選擇為了保證加工精度,結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的特點,主要處理了數(shù)據(jù)重合原則和統(tǒng)一標準原則。在加工平面、Φ25mm圓柱體的上端面和120°弧形邊緣表面的情況下,主要使用的主要數(shù)據(jù)原理,即轉(zhuǎn)速器盤的底部,用作定位數(shù)據(jù)。在實際加工中,為了方便加工,每道工序都采用了專用夾具,以上兩種基準都合用。3.2表面加工方案的選擇(1)后平面表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9,加工方案確定為:粗銑→精銑;(2)Φ18mm圓柱端面表面粗糙度為Ra12.5,經(jīng)濟精度為IT11,加工方案確定為:粗銑;(3)Φ9mm螺栓孔表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9,加工方案確定為:鉆削→鉸孔;(4)Φ25mm圓柱上端面表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9,加工方案確定為:粗銑→精銑;(5)Φ10mm孔表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9,加工方案確定為:鉆削→粗鉸→精鉸→孔倒角;(6)120°圓弧端面表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9,加工方案確定為:粗銑→精銑;(7)Φ6mm孔表面粗糙度為Ra6.3,經(jīng)濟精度為IT9,加工方案確定為:鉆削→鉸孔。3.3制訂機械加工工藝路線制訂機械加工工藝路線為導(dǎo)索,是要將零件的幾何形狀、尺度和精細及位置精度等技術(shù)要求得到正確的控制。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已定奪為大批量生產(chǎn)的情況下,思考采用通用機床配以專用夾具,多使工序集中來提高生產(chǎn)率。當然,還應(yīng)當考慮經(jīng)濟情況,盡量使生產(chǎn)成本最低化。3.4確定機械加工余量及工序尺寸根據(jù)以上原始資料及機械加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下:(1)兩螺栓孔Φ9mm毛坯為實心,而螺栓孔的精度為IT9(參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9),確定工序尺寸及余量:鉆孔:Φ8.9mm;鉸孔:Φ9mm,2Z=0.1mm。具體工序尺寸見表3.1。表3.1工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm鉸孔0.1H9Ra6.39Ra6.3鉆孔8.9H12Ra12.58.9Ra12.5(2)Φ10mm孔毛坯為實心,而孔的精度要求界于IT8~IT9之間(參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9及表2.3-12),確定工序尺寸及余量:鉆孔Φ9.8mm;粗鉸孔:Φ9.96mm,2Z=0.16mm;精鉸孔:Φ10mm,2Z=0.04mm。具體工序尺寸見表3.2。表3.2工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm精鉸孔0.04H9Ra6.310Ra6.3粗鉸孔0.16H10Ra6.39.96Ra6.3鉆孔9.8H12Ra12.59.8Ra12.5(3)兩個Φ6mm孔毛坯為實心,而孔的精度要求界于IT8~IT9之間(參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9及表2.3-12),確定工序尺寸及余量為:鉆孔:Φ5.8mm;鉸孔:Φ6mm,2Z=0.2mm。具體工序尺寸見表3.3。表3.3工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm鉸孔0.2H9Ra6.36Ra6.3鉆孔5.8H12Ra12.55.8Ra12.5(4)后平面粗銑:Z=3.5mm;精銑:Z=1.0mm。具體工序尺寸見表3.4。表3.4工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm精銑1.0H8Ra6.37Ra6.3粗銑3.5H11Ra12.58Ra12.5毛坯H13Ra2511.5Ra25(5)Φ18mm圓柱前端面粗銑:Z=4.5mm。具體工序尺寸見表3.5。表3.5工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm粗銑4.5H11Ra12.514Ra12.5毛坯H13Ra2518.5Ra25(6)Φ25mm上端面粗銑:Z=3.5mm;精銑:Z=1.0mm。具體工序尺寸見表3.6。表3.6工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm精銑1.0H8Ra6.38Ra6.3粗銑3.5H11Ra12.59Ra12.5毛坯H1612.5Ra25(7)120°圓弧端面粗銑:Z=3.5mm;精銑:Z=1.0mm。具體工序尺寸見表3.7。表3.7工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間工序間尺寸/mm工序間經(jīng)濟精度/μm表面粗糙度/μm尺寸公差/mm表面粗糙度/μm精銑1.0H8Ra6.311Ra6.3粗銑3.5H11Ra12.512Ra12.5毛坯H1615.5Ra254夾具設(shè)計質(zhì)量改進方案設(shè)計按照畢業(yè)設(shè)計的要求,設(shè)計了工序130的工作流程,并進行了開孔。鉆取Φ10F9mm并卷繞成夾心0.5×45°鉆床夾具。用于Z525立式鉆床,配以Φ9.8H12mm高速鋼麻花鉆、Φ9.96H10mm高速鋼錐柄機倒角鉸刀、Φ10F9mm高速鋼錐柄機用鉸刀,并進行了加工。4.1工件的加工工藝分析轉(zhuǎn)速器盤需要加工的Φ10mm孔的位置和尺寸精度不高??椎谋砻娲植诙葹镽a6.3,和Φ10F9為淺孔。加工工藝規(guī)程采用鉆頭、粗鉸鏈、細鉸鏈、倒角0.5×45°。根據(jù)所設(shè)計的夾具,確保機加工表面的以下位置和尺寸:(1)代加工孔Φ10F9和加工孔Φ9H11中心距離為7272mm。(2)待加工孔Φ10F9與后平面之間的距離為56mm。雖然孔的位置和尺寸精度不高,但兩個相差120°的肋板不能緊固工件,從而妨礙加工。在鉆孔過程中,工件的筋板在鉆頭的軸向力作用下會發(fā)生輕微變形,影響鉆孔精度。因此,在夾具設(shè)計中應(yīng)注意解決這一問題。4.2確定夾具的結(jié)構(gòu)改進方案4.2.1確定定位方案,設(shè)計定位元件孔為通孔,沿孔軸線的不確定性不受限制。然而,為了提高加工過程中工件的剛度,必須限制軸向不確定度。因此,有必要通過對定位的完美定位來設(shè)計定位,有必要遵循定位誤差的原理,減少定位誤差對加工精度的影響。由于兩筋板的剛度不同,如果工件Φ10mm差,則執(zhí)行“一面兩孔”定位,即加工后的后平面和兩個。采用Φ9mm孔作為定位標準,以保證工件的定位穩(wěn)定性。這不僅增加了工件的穩(wěn)定性,而且增加了底座匹配的原則。為了實現(xiàn)該定位方法,對背板中的圓柱銷和菱形銷以及Φ9mm孔進行了定位,并對五個不確定度進行了限制。Φ25mm的底端由薄圓柱孔支撐,這樣可以限制工件沿Z軸移動的不確定性,實現(xiàn)完全定位。4.2.2確定夾緊方式和設(shè)計夾緊機構(gòu)鉆孔時,兩個Φ9mm孔圓柱銷和菱形銷承受切割扭矩。鉆Φ9.8H12mm孔時,切削力矩和軸向力較小,軸向力可由軸向力來實現(xiàn)。因此,當確定夾緊模式時,可以忽略軸向力的影響,即,可以在不施加夾緊力的情況下破壞軸向切削力。但是,由于切削力矩使工件旋轉(zhuǎn),因此需要在工件上增加較低的壓力夾緊力來克服切削力矩。為了方便機構(gòu)的操作,提高效率,采用了液壓夾緊機構(gòu),并將受力點落在機構(gòu)Φ9的側(cè)面上。4.2.3夾緊力計算當測算夾緊力度的時候,通常將夾具和工件視為剛性系統(tǒng)。鉆削過程中的切削力分為切削力矩和軸切削力。由于軸向切削力的工作方向與夾具的夾緊方向相同,因此工件被夾緊。因此,在計算夾緊力時無法計算軸向切削力。為了保證擰緊的可靠性,夾緊力應(yīng)當乘以安全系數(shù)作為機床加工所需的夾緊力:其中,查《機床夾具設(shè)計手冊》得:、、1.15、、、、,所以,=2.691。查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-7得:查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-8得:由于鉆頭的直徑為d=Φ9.8mm,所以,(N·mm)。因此,實際所需要的夾緊力為:(N·mm)。查《組合機床設(shè)計手冊》選擇地腳式夾緊油缸,型號T50534.2.4加工誤差分析為了減小定位誤差,采用工件“一面兩孔”定位,觀察設(shè)計數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的一致性,即“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則。定位元件為定位銷和菱形銷??紤]到薄圓柱孔的支承形狀,支承和夾持部整體鑄造,即鑄造在薄凸臺中。工件定位如圖4.1所示。圖4.1工件定位示意圖圓柱銷和菱形銷的設(shè)計計算:①兩定位銷中心距LL=L式中,L——工件兩基準孔的中心距。L=L=28mm。②兩定位銷中心距公差=式中,——工件兩基準孔的中心距公差。===0.025(mm)。③圓柱銷最大直徑=9mm,公差取g6,所以,圓柱銷直徑為Φmm。④補償值(mm)式中,——第一基準孔與圓柱銷間最小配合間隙(mm)。(mm)⑤菱形銷寬度B,b根據(jù)表8:B=D-2=9-2=7(mm);B=4mm。表4.1菱形銷尺寸表D2/mm>3~6>6~8>8~20>20~24>24~30>30~40>40~50B/mm2345568B/mmD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5D2-5⑥菱形銷與基準孔的最小配合間隙=(mm)式中,——第二基準孔最小直徑。⑦菱形銷最大直徑(公差取h6)=-=9-0.108=8.892(mm)所以,菱形銷直徑為Φmm。⑧轉(zhuǎn)角誤差式中,——工件定位孔的直徑公差;——圓柱定位銷的直徑公差(mm);——菱形定位銷的直徑公差(mm);——圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm);——菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm);L——中心距(mm)。所以,需要加工的孔的公差mm,由該誤差引起的定位誤差為8=80.0036=0.028,該誤差小于工件誤差,即0.028<0.036,方案可行。(5)鉆套、鉆模板設(shè)計為進行鉆、鉸加工,采用快換鉆套,其孔徑尺寸和公差如下:①鉆Φ9.8H12孔:麻花鉆的最大極限尺寸為Φ9.8+0.15mm,則鉆孔時所配的鉆套取規(guī)定的公差為F8,即鉆套尺寸為:Φ9.95mm,圓整后可寫成Φ10mm。②粗鉸Φ9.96H10孔:鉸孔選用GB1133-84中的標準鉸刀改制而成,其尺寸為Φ9.96mm,按規(guī)定取鉸孔時鉆套的尺寸公差為Φ9.96+0.044G7,即鉆套尺寸為:Φ10.004mm,圓整后可寫成Φ10mm。③精鉸Φ10F9孔:鉸孔選用GB1133-84中的標準鉸刀,其尺寸為Φ10mm,按規(guī)定取鉸孔時鉆套的尺寸公差為Φ10+0.023G6,即鉆套尺寸為:Φ10.023mm,圓整后可寫成Φ10mm。④鉆套形狀尺寸在《機床夾具設(shè)計手冊》中查取。為了安裝快換鉆套,確定選取固定襯套與之相配合使用。⑤設(shè)計鉆模板:將鉆套用襯套安裝在鉆模板上,鉆模板通過銷子和螺栓與夾具體連接。鉆模板的尺寸與形狀自行設(shè)計。(6)夾具精度分析在機械加工中,加工工件的必要條件是加工誤差不大于加工工件的相應(yīng)公差。加工誤差是一種與機床有關(guān)的誤差,稱為加工方法誤差;另一種誤差分為夾具零件定位誤差、刀具對刀及導(dǎo)向誤差、夾具制造及機床安裝誤差。根據(jù)誤差的隨機性對誤差進行綜合。根據(jù)實際生產(chǎn)情況,夾具誤差占加工誤差的絕大部分。因此,根據(jù)等概率原則,確定零件允許范圍的3/4作為判據(jù)。為了保證被加工零件的合格性:≤(零件相應(yīng)加工尺寸的公差),加工方法誤差取決于機床,并對加工精度進行了分析計算。如果滿足上述條件,則認為夾具的精度滿足加工條件。影響鉆孔夾具導(dǎo)向誤差的因素有五個:一是鉆模板底孔到定位數(shù)據(jù)的尺寸誤差,取其公差;其二、三是開挖套管內(nèi)外與套管的內(nèi)聚誤差;四是開挖套管與套管的間隙;五是鉆孔套管與鉆頭的間隙。鉆套垂直度誤差對孔位置影響折算為:心軸底面平行度誤差對孔位置影響折算為:夾具精度的計算和判別:夾具精度分析簡圖如圖4.2所示。圖4.2夾具精度分析示意圖定位誤差:基準重合。,(基準不重合)mm(定位銷與孔配合最大間隙)mm導(dǎo)向誤差:最后是鉸刀,故按鉸刀計算。mm,(同軸度誤差忽略)(mm)(mm)=(mm)安裝誤差:H=26,h=7,B=8mm,t=0.025mm,t=0.008mm,L=50mm。0.014(

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