【轉(zhuǎn)速器盤零件的工藝分析及質(zhì)量改進(jìn)方案設(shè)計(jì)6100字（論文）】

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(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 258413.1基面的選擇 2326023.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 2227533.1.2精基準(zhǔn)的選擇 2122443.2表面加工方案的選擇 2270273.3制訂機(jī)械加工工藝路線 312843.4確定機(jī)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(jìn)方案 6255414.2.1確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件 661014.2.2確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 7122724.2.3夾緊力計(jì)算 7280754.2.4加工誤差分析 831110結(jié)論 1316704參考文獻(xiàn) 14摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jìn)行的。是對(duì)我們所學(xué)的所有課程的全面復(fù)習(xí)，在進(jìn)入社會(huì)工作崗位之前，我們進(jìn)行了本次訓(xùn)練設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及質(zhì)量改進(jìn)方案設(shè)計(jì)。本文詳細(xì)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(diǎn)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(jìn)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速器盤；工藝分析；夾具設(shè)計(jì)1前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)。這篇文章仔細(xì)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(diǎn)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(jī)床夾具設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)旨在綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問題。由于個(gè)人能力的限制，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多，資料少，但在設(shè)計(jì)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(gè)輕零件。因此，從生產(chǎn)程序與生產(chǎn)類型的關(guān)系來(lái)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(gè)偏心軸。軸的一端通過(guò)銷與手柄連接，另一端與油門桿連接。轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸時(shí)，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(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。轉(zhuǎn)子板通過(guò)兩個(gè)直徑為Φ9mm、M8螺栓孔與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)機(jī)械加工表面，定位有兩個(gè)Φ9mm螺栓孔和Φ10mm孔。如下所述：（1）兩個(gè)直徑為Φ9mm的螺栓孔兩個(gè)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(gè)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(jī)機(jī)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(gè)Φ6mm孔表面粗糙度Ra3.2，120°弧尖表面對(duì)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(zhǔn)。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(gè)表面分析，與本體連接的背板長(zhǎng)度和尺寸精度不高，表面質(zhì)量高達(dá)IT9級(jí)，Φ25mm圓柱體和120°圓弧端面的位置精度要求高，并加工兩個(gè)Φ6mm孔裝配定位銷，表面質(zhì)量要求高。同時(shí)，要提高表面質(zhì)量。通過(guò)以上分析，證明了普通機(jī)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(jī)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(lái)完成孔加工。3機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基面的選擇基準(zhǔn)面選擇是工藝設(shè)計(jì)中的最重要部分?；孢x擇正確了，加工質(zhì)量就好，生產(chǎn)率就上升。要不然，加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多問題，很多零件損壞，生產(chǎn)就會(huì)停止。3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇一般盤類零件，選擇粗糙數(shù)據(jù)的原則（當(dāng)零件有非加工表面時(shí)，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?jǐn)?shù)據(jù)。在機(jī)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(shí)進(jìn)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(zhǔn)。加工Φ10mm孔和加工Φ6mm孔。定位數(shù)據(jù)為一個(gè)后平面和兩個(gè)Φ9mm孔。3.1.2精基準(zhǔn)的選擇為了保證加工精度，結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的特點(diǎn)，主要處理了數(shù)據(jù)重合原則和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(zhǔn)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)精度為IT9，加工方案確定為：鉆削→鉸孔。3.3制訂機(jī)械加工工藝路線制訂機(jī)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(xì)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(jī)床配以專用夾具，多使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。當(dāng)然，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)情況，盡量使生產(chǎn)成本最低化。3.4確定機(jī)械加工余量及工序尺寸根據(jù)以上原始資料及機(jī)械加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)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(shí)心，而螺栓孔的精度為IT9（參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jì)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(shí)心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間（參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jì)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(gè)Φ6mm孔毛坯為實(shí)心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之間（參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)質(zhì)量改進(jìn)方案設(shè)計(jì)按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)了工序130的工作流程，并進(jìn)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(jī)倒角鉸刀、Φ10F9mm高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，并進(jìn)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。孔的表面粗糙度為Ra6.3，和Φ10F9為淺孔。加工工藝規(guī)程采用鉆頭、粗鉸鏈、細(xì)鉸鏈、倒角0.5×45°。根據(jù)所設(shè)計(jì)的夾具，確保機(jī)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(gè)相差120°的肋板不能緊固工件，從而妨礙加工。在鉆孔過(guò)程中，工件的筋板在鉆頭的軸向力作用下會(huì)發(fā)生輕微變形，影響鉆孔精度。因此，在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)注意解決這一問題。4.2確定夾具的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案4.2.1確定定位方案，設(shè)計(jì)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(guò)程中工件的剛度，必須限制軸向不確定度。因此，有必要通過(guò)對(duì)定位的完美定位來(lái)設(shè)計(jì)定位，有必要遵循定位誤差的原理，減少定位誤差對(duì)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(gè)。采用Φ9mm孔作為定位標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)現(xiàn)該定位方法，對(duì)背板中的圓柱銷和菱形銷以及Φ9mm孔進(jìn)行了定位，并對(duì)五個(gè)不確定度進(jìn)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(dòng)的不確定性，實(shí)現(xiàn)完全定位。4.2.2確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)鉆孔時(shí)，兩個(gè)Φ9mm孔圓柱銷和菱形銷承受切割扭矩。鉆Φ9.8H12mm孔時(shí)，切削力矩和軸向力較小，軸向力可由軸向力來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)確定夾緊模式時(shí)，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(lái)克服切削力矩。為了方便機(jī)構(gòu)的操作，提高效率，采用了液壓夾緊機(jī)構(gòu)，并將受力點(diǎn)落在機(jī)構(gòu)Φ9的側(cè)面上。4.2.3夾緊力計(jì)算當(dāng)測(cè)算夾緊力度的時(shí)候，通常將夾具和工件視為剛性系統(tǒng)。鉆削過(guò)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(jì)算夾緊力時(shí)無(wú)法計(jì)算軸向切削力。為了保證擰緊的可靠性，夾緊力應(yīng)當(dāng)乘以安全系數(shù)作為機(jī)床加工所需的夾緊力：其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：、、1.15、、、、，所以，=2.691。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7得：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-8得：由于鉆頭的直徑為d=Φ9.8mm，所以，(N·mm)。因此，實(shí)際所需要的夾緊力為：(N·mm)。查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇地腳式夾緊油缸，型號(hào)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(jì)數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的一致性，即“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)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(tái)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(jì)計(jì)算：①兩定位銷中心距LL=L式中，L——工件兩基準(zhǔn)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(zhǔn)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(bǔ)償值(mm)式中，——第一基準(zhǔn)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(zhǔn)孔的最小配合間隙=(mm)式中，——第二基準(zhǔn)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(jì)為進(jìn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)鉸刀改制而成，其尺寸為Φ9.96mm，按規(guī)定取鉸孔時(shí)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(biāo)準(zhǔn)鉸刀，其尺寸為Φ10mm，按規(guī)定取鉸孔時(shí)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(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》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(jì)鉆模板：將鉆套用襯套安裝在鉆模板上，鉆模板通過(guò)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(jì)。（6）夾具精度分析在機(jī)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(jī)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(duì)刀及導(dǎo)向誤差、夾具制造及機(jī)床安裝誤差。根據(jù)誤差的隨機(jī)性對(duì)誤差進(jìn)行綜合。根據(jù)實(shí)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(jī)床，并對(duì)加工精度進(jìn)行了分析計(jì)算。如果滿足上述條件，則認(rèn)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(gè)：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(duì)孔位置影響折算為：心軸底面平行度誤差對(duì)孔位置影響折算為：夾具精度的計(jì)算和判別：夾具精度分析簡(jiǎn)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(zhǔn)重合。，（基準(zhǔn)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(jì)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(