转速器盘课程设计说明书.pdf

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1、目录 一、零件的分析.1 1.1 零件的作用.1 1.2 零件的工艺性分析和零件图的审查.2 二、零件的加工工艺分析.2 三、选择毛坯及铸造工艺方案设计.3 3.1 确定毛坯的成形方法，初步确定毛坯形状.3 3.2 铸件结构工艺性分析.4 3.3 铸造工艺方案的确定.4 3.4 铸造工艺参数的确定.5 3.5 型芯设计.6 四、机械加工工艺规程设计.7 4.1 定位基准的选择.7 4.2 基面的选择.8 4.3 表面加工方案的选择.8（10）园角：有 R3，R5,R6.5,R15 几种园角，可用立铣刀周铣出园角。.9 4.4 制订机械加工工艺路线.9 五、加工工序设计.10 5.1 选择加工设

2、备及刀、夹、量具.10 5.2 确定机械加工余量及毛坯尺寸、工序尺寸计算.11 六、填写机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片（见 CAPP）.17 七、夹具设计.17 7.1 夹具设计.17 72 确定夹具的结构方案.17 7.3 绘制夹具总体图.25 一、零件的分析 1.1 零件的作用 转速器盘是 2105 柴油机中调速机构。10mm 孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一端与油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转，油门拉杆即可打开油门或关小油门。6mm 孔装两销，起限位作用，手柄可在 120范围内转动，实现无级调速。该零件通过9mm 孔用 M8 螺栓与柴油机体连接。本设计任务给定的零件转

3、速器盘，即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。1.2 零件的工艺性分析和零件图的审查 该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的结构比较复杂，加工时需要较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力，可以用花盘进行定位加紧，并用垫块进行辅助定位。同时基准面的选择也是很重要的。在加工各孔的端面时

4、，先用铣刀铣出下表面，在以下表面为基准，铣出上面的各表面（各孔的加工也是以下端面为定为基准的）；在加工前后端面时，由于工件前后尺寸较大，可在镗床上铣端平面，铣出后表面。之后，以后表面为基准，铣出两个 9 孔，在加工过程中，应尽量减少安装的次数，以减少安装时带来的安装误差。二、零件的加工工艺分析 转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为9mm 的螺栓孔与10mm 孔有位置要求；120圆弧端面与10mm 孔的中心线有位置度要求。现分述如下：两个直径为9mm 的螺栓孔 两个直径为9mm 的螺栓孔的表面粗糙度为 Ra6.3，螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为 185.00mm；两个螺栓孔的中心线距

5、离为05.028 mm；螺栓孔与直径为 10mm 的孔中心线距离为1.072 mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为 Ra6.3。10mm 的孔及 120圆弧端面 10mm 的孔尺寸为 10049.0013.0mm，表面粗糙度为 Ra3.2，其孔口倒角 0.545，两个 6036.00mm 的孔表面粗糙度为 Ra3.2，120圆弧端面相对 10mm孔的中心线有端面圆跳动为 0.2mm 的要求，其表面粗糙度为 Ra6.3。从以上分析可知，转速器盘的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的 10mm 和6mm孔。三、选择毛坯及铸造工艺

6、方案设计 3.1 确定毛坯的成形方法，初步确定毛坯形状 该零件材料为 HT200，考虑到转速器盘在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话）。由于零件的结构复杂，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，最好用成型铸造法，以减少加工余量和保证零件的结构准确性。用查表方法确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 量等级 加 工 余

7、 量 数值 说明 右侧面 28mm H 2mm 单侧加工 左端面 8mm H 2mm 单侧加工 右端面 14mm H 2mm 单侧加工 中间端面 4mm H 2mm 单侧加工 毛坯图：3.2 铸件结构工艺性分析 该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足转速器盘的使用要求。3.3 铸造工艺方案的确定 3.3.1 铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考金属工艺学课程设计表1-7）选用砂型铸造。3.3.2 造型

8、及造芯方法的选择 在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考金属工艺学课程设计表 1-8），故选用手工分模造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考金属工艺学课程设计表 1-9），故选择手工芯盒造芯。3.3.3 分型面的选择 选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为转速器盘有两个18mm的圆柱，考虑起模方便，以两中心线所在平面为分型面。而以此平面为分型面时，25mm的圆柱在上下箱中的深度相差很小。此外，底平面位于下箱中，能够保证其铸造质量。3.3.4浇注位置的选择 因为分型面为水平面，所以内浇口开在水平分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采用与型芯

9、面相切方向进行浇注。由于该零件在后平面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。3.4 铸造工艺参数的确定 3.4.1 加工余量的确定 按手工砂型铸造，灰铸铁查金属工艺学课程设计表 1-11，查得加工余量等级为H1311，转查表 1-12，零件高度100mm，尺寸公差为 13 级，加工余量等级为 H，得上下表面加工余量为 6.5mm 及 4.5mm，实际调整取 4.5mm。3.4.2 拔模斜度的确定 零件总体高度小于 50mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。3.4.3 分型负

10、数的确定 按公式21000Lb计算，300Lmm，L10001，取2b。但考虑上型的许多面均是要加工的平面，而且加工余量已修正为小值，即使尺寸变化较大也不能使加工余量增多，对该零件影响不大，所以分型负数可以不给。3.4.4 收缩率的确定 通常，灰铸铁的收缩率为 0.7%1%，在本设计中铸件取 1%的收缩率。3.4.5 不铸孔的确定 为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于 30mm 的孔均不铸出，而采用机械加工形成。3.4.6 铸造圆角的确定 为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以 R=3mm5mm 圆滑过渡。3.5 型芯设计 转速器盘的底平面形状简单，厚度较薄，且零件上两个 18

11、mm 的圆柱与底平面平行，不利于采用分模铸造，因此需要设计一个整体型芯，以形成铸件上的两个 18mm 的圆柱和底平面，达到简化模样和铸造工艺的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯头和型芯撑来固定，型芯头采用圆形水平式芯头。转速器盘上相差120的两个筋板之间的空腔深度尺寸不大，形状也比较简单，可以考虑采用砂垛代替砂芯，减少型芯。型芯简图如图 1 所示。水平式芯头下箱上箱 四、机械加工工艺规程设计 4.1 定位基准的选择 本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。先铣出下表面，以下表面为基准，加工出上端面和上表面，再以上端面为基准加

12、工下端面，以上端面为基准钻出 I,II,III 3 个孔；加工前后端面时，先以上端面和 I,II,为基准，在铣床上铣出后端面，再以后端面为基准，加工出 2 个9 的孔的前端面。由于扇形部分的表面比较不易加工，首先以加工出来的下端面为基准加工出I,II,III 孔处的各个上端面，再以上端面为基准，加工出 I 孔处的下端面；零件的 2 个 9 孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。下表面上表面上端面下端面前端面后端面4.2 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法

13、正常进行。4.1.1 粗基准的选择 对于一般盘类零件而言，按照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取转速器盘的底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工 25mm 圆柱上端面、120 圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工 9mm 螺栓孔、18mm 圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工 10mm 孔和 6mm 孔时，则以后平面和两个 9mm 孔为定位基准。4.1.2 精基准的选择 为保证加工精度，结合转速器盘的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、25mm 圆柱上端面、120 圆弧端面时，主要运用统一基准原则，即均以转

14、速器盘的底平面作为定位基准；而在加工 9mm 螺栓孔、18mm 圆柱端面、10mm 孔和 6mm 孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。4.3 表面加工方案的选择 本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，内孔，园角等，其加工方法如下：（1）下表面（大面积表面）：虽然不是重要的表面，没有粗糙度要求，但是定位基准面，用铣车进行端铣平面，粗铣即可。（2）上边缘面：不是重要表面，粗铣即可。（3）I,II,III 孔处的上端面：是重要表面，表面粗糙度 R6.3，可以进行粗铣后，再进行半精铣或精铣。（4）I 孔

15、处的下端面：无表面粗糙度要求，只需进行粗铣即可。（5）前端面：是重要表面，也是定为基准面，表面粗糙度 R6.3，进行粗铣再半精铣或精铣。（6）2 个 9 孔的后端面：表面粗糙度 R12.5，只需进行粗铣。（7）2 个 9 孔的加工：表面粗糙度 R12.5，以下端面为基准，粗铰出 2 个 9孔；普通铰床即可。（8）I 孔的加工：表面粗糙度 R6.3，可用铰床进行铰孔，粗铰或扩孔均可。（9）II,III 孔的加工：表面粗糙度 R3.2，是要求较高的孔，可进行粗铰半精铰，或者扩孔精扩，既可满足要求。（10）园角：有 R3，R5,R6.5,R15 几种园角，可用立铣刀周铣出园角。4.4 制订机械加工工

16、艺路线 制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。方案一：工序号 工序内容 01 铸造 02 时效 03 涂漆 04 铣 9 端两侧面 05 铣 10 端两端面 06 铣 9 端两端面 07 钻通孔 10 与钻通孔 6 08 钻通孔 9 09 镗孔 10，孔口倒角 0.5X度 10 检验 11 入库 方案二：工序号 工序内容 01 铸造 02 时效 03 涂漆 04 铣 9 端两端面

17、05 铣 10 端两端面 06 铣 9 端两侧面 07 钻通孔 10 与钻通孔 6 08 镗孔 10，孔口倒角 0.5X度 09 钻通孔 9 10 检验 11 入库 工艺方案的比较与分析：因左右两端面均对10mm 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左端面上10mm 孔放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如，铣 9 端两端面与铣

18、9 端两侧面，两工序前后对调,这样保证了加工面的定位精度。工序镗孔 10 及孔口倒角 0.5X度应在工序最终完成，使孔面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 10mm 通孔加工精度的影响。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。该工艺过程详见附表和附表 2，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。五、加工工序设计 5.1 选择加工设备及刀、夹、量具 5.1.1.机床的选择(a)工序 4，5，6 用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床 X62W 型万能卧铣床即可。（b）工序 9 用的是镗床进行端面的镗削加工，使用普通的镗床即可。

19、（c）工序 7 加工一个 10 孔，2 个 6 孔，工序 8 加工 2 个 9 孔，采用花盘加紧，在立式钻床即可。可选用 Z535 型立式钻床。（2）.选择夹具本零件结构比较复杂，不成规则，故夹紧定位比较困难，可采用花盘来定位，并可以使用一些垫块来辅助定位加紧。例如，在加工上端面时，扇形部分下部分悬空，需要用一些垫块垫住，然后用花盘加紧，以防零件加紧时发生变形。在加工前后端面时，用花盘或压板都可以加紧。5.1.2 选择刀具(a)在工工序 4，5，6 铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。(b)钻孔有 10 孔，需要

20、留一定的加工余量，可用 8 麻花钻直接钻出来。(c)镗孔需要镗三种孔 10 有粗镗和精镗，粗加工可用 YT15,精加工可用 YT30。5.1.3.选择量具 选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。（a）选择平面的量具：由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为 0.2mm，选用分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺就行了，因为其不确度为 0.02mm，显然满足要求。（b）选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如 I 孔的下偏差要求在 0.013 之内，故可选用分

21、度值为 0.01mm，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺，其不确定度为 0.008，满足测量精度的要求。工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具 28 0.5 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 12 0.2 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 14-分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 4 10 0.013 分度值为 0.01mm，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺 6 0.030 9-分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 注：本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就

22、足够了。5.2 确定机械加工余量及毛坯尺寸、工序尺寸计算 根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1.两螺栓孔 9mm 毛坯为实心，而螺栓孔的精度为 IT9（参考机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9），确定工序尺寸及余量：钻孔：8.9mm；铰孔：9036.00mm，2Z=0.1mm。具体工序尺寸见表 1。表 1 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 铰孔 0.1 H9 Ra6.3 9 036.009 Ra6.3 钻孔 8.9 H12 Ra1

23、2.5 8.9 150.009.8 Ra12.5 2.10049.0013.0mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间（参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12），确定工序尺寸及余量：钻孔 9.8mm；粗铰孔：9.96mm，2Z=0.16mm；精铰孔：10049.0013.0mm，2Z=0.04mm。具体工序尺寸见表2。表 2 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精铰孔 0.04 H9 Ra6.3 10 049.0013.010 Ra6.3 粗铰孔

24、 0.16 H10 Ra6.3 9.96 058.0096.9 Ra6.3 钻孔 9.8 H12 Ra12.5 9.8 150.008.9 Ra12.5 3.两个 6036.00mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间（参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12），确定工序尺寸及余量为：钻孔：5.8mm；铰孔：6036.00mm，2Z=0.2mm。具体工序尺寸见表 3。表 3 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 铰孔 0.2 H9 Ra6.3 6 0

25、36.006 Ra6.3 钻孔 5.8 H12 Ra12.5 5.8 120.008.5 Ra12.5 毛坯图如图：4.后平面 粗铣：Z=3.5mm；精铣：Z=1.0mm。具体工序尺寸见表 4。表 4 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精铣 1.0 H8 Ra6.3 7 022.007 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 8 090.008 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 11.5 27.005.11 Ra25 5.18mm 圆柱前端面 粗铣：Z=4.5mm。具体工序尺

26、寸见表 5。表 5 工序尺寸表 工序 工序间 工序间 工序间 工序间 名称 余量/mm 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸/mm 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 粗铣 4.5 H11 Ra12.5 14 13.0014 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 18.5 33.005.18 Ra25 6.25mm 上端面 粗铣：Z=3.5mm；精铣：Z=1.0mm。具体工序尺寸见表 6。表 6 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精铣 1.0 H8 Ra6.3 8 022.008 Ra6.3

27、粗铣 3.5 H11 Ra12.5 9 090.009 Ra12.5 毛坯 H16 12.5 1.105.12 Ra25 7.120圆弧端面 粗铣：Z=3.5mm；精铣：Z=1.0mm。具体工序尺寸见表 7。表 7 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间 经济精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精铣 1.0 H8 Ra6.3 11 027.0011 Ra6.3 粗铣 3.5 H11 Ra12.5 12 110.0012 Ra12.5 毛坯 H16 15.5 1.105.15 Ra25 8、工序钻个9mm 孔(1)、加工条件 工件材料

28、：HT200 正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：钻扩孔9mm 机床选择：选用立式钻床 Z525（见工艺手册表 4.2-14）(2)、确定切削用量及基本工时 选择9mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P84）d=9 L=14mm f机=0.48mm/r (见切削手册表 2.7 和工艺手册表 4.2-16)Vc查=13m/min （见切削手册表 2.15）按机床选取 n机=195r/min（按工艺手册表 4.2-15）所以实际切削速度：141.3v m/min.基本工时：l=80mm )l2=(14)mm(取 4mm)按工艺手册表 6.2-5 公式计算 1.24（min）9、

29、工序 粗、精铣左右端面（）粗铣 1）、选择刀具：根据工艺手册表 3.1-27，选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数 Z=10。2）、确定铣削深度 a p：单边加工余量 Z=1.50.27，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=1.5mm 3）、确定每齿进给量 fz:根据切削手册表 3.5，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据 切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0 1.5

30、mm，现取1.2mm，根据 切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度 Vc：根据切削手册表 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 根据X62W型立铣床说明书（表 4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)6）、计算基本工时：l=47mm l2=2 T=0.min（）精铣 1）、选择刀具：根据 工艺手册表 3.1-27，选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀，铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数 Z=10 2）、

31、确定铣削深度 ap：由于单边加工余量 Z=0.5，故一次走刀内切完，则：a p=0.5 mm 3）、确定每齿进给量 fz:由切削手册表 3.5，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据 切削手册 表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取 1.2mm，根据 切削手册 表3.8铣刀直径d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度 T=180min。5）、确定切削速度 Vc：根据切削手册表 3.16 可以查 Vc：由 ap4m

32、m z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z 根据 X62W 型立铣床说明书（表 4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)6）、计算基本工时：l=40 mm l2=2 所以本工序的基本时间为：T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min 10、工序镗0 工序 粗镗余量参考文献表取粗镗为.mm，精镗切削余量为0.2mm,钻孔后尺寸为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 公差等级 工序尺寸及公差 8 粗镗 1.8 _ 9.8 9.2 精镗 0.2 H8 10H8 孔轴线到底面位置尺

33、寸为5mm，精镗后工序尺寸为10.020.08mm，与下底面的位置精度为 0.05mm,与左右端面的位置精度为 0.06mm,且定位夹紧时基准重合，故不需保证。0.06mm跳动公差由机床保证。11.钻孔8mm 选择8mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册 P84）d=8 L=8mm f机=0.48mm/r (见切削手册表 2.7 和工艺手册表 4.2-16)Vc查=13m/min （见切削手册表 2.15）按机床选取 n机=195r/min（按工艺手册表 4.2-15）所以实际切削速度：基本工时：l=80mm )l2=(14)mm(取 4mm)按工艺手册表 6.2-5 公式计算 1.10min

34、 粗镗孔时因余量为 1.8mm,故 ap=1.8mm,查文献表.4-8 取 V=0.4m/s=24m/min 去进给量为 f=0.02mm/r n=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min 查文献的 Fz=9.81*60nFzCFzapXFzVnFzKFz pm=FzV*10-3 CF2=180,XFz=1 Yfz=0.75 nFz=0 Rfz=9.81*60*180*2.75*0.20.75*0.4*1=1452 N P=0.58 kw 取机床效率为.0.78*0.85=0.89kw0.58kw 故机床的功率足够。下面计算工序 09 的时间定额 机动时间 粗镗时：L/

35、(f*n)=45/0.2*380=7.5s 精镗时：f 取 0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*380=15s 总机动时间:T=7.5+15=0.38min 六、填写机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片（见 CAPP）七、夹具设计 7.1 夹具设计 转速器盘需要加工的 10049.0013.0mm 孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值为 Ra6.3，并且 10F9 为浅孔。在机械加工工艺规程中，分钻、粗铰、精铰、倒角 0.545进行加工。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置尺寸精度：待加工孔 10F9 和已加工孔 9H11 的中心距离尺寸为 720.1mm；待加工孔 10

36、F9 和后平面的距离尺寸为 560.1mm。由以上可知，该孔的位置尺寸精度要求不高，但是，两个相差 120筋板不利于夹紧工件，会给加工带来一定困难，在钻孔的时候，工件的筋板会受到钻头轴向力的作用产生微小变形，影响孔的加工精度。因此，在设计夹具时应注意解决这个问题。72 确定夹具的结构方案 7.2.1 确定定位方案，设计定位元件 该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。由于工件在钻 10mm 孔时两筋板的刚性较差，从保证工件定位稳定的观点出发，采用“一面

37、两孔”定位，即以已加工的后平面和两个 9mm 孔为定位基准，这样，既增加了工件的稳定性，又兼顾了基准重合原则。为实现定位方案，所使用的定位元件：圆柱销和菱形销在后平面和 9mm 孔定位，可以限制工件的五个不定度，25mm 外圆柱下端面使用薄壁圆柱孔支承，限制工件沿 Z 轴的移动不定度，从而达到完全定位。7.2.2 确定夹紧方式和设计夹紧机构 两个 9mm 孔中的圆柱销和菱形销共同承受钻孔时的切削扭矩。在钻9.8H1 2mm 孔时，由于孔径较小，切削扭矩和轴向力较小，并且轴向力可以使工件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会

38、使工件产生旋转，因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用转动压板夹紧机构，其力的作用点落在靠近加工孔的 120 圆弧端面上。7.2.3 夹紧力计算 计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即：KWWk 其中6543210KKKKKKKK，查机床夹具设计手册表 1-2-1得：5.10K、2.11K、2K1.15、

39、0.13K、3.14K、0.15K、0.16K，所以，K=2.691。查机床夹具设计手册表 1-2-7 得：pKsDM8.0221.0 查机床夹具设计手册表1-2-8得：031.11902006.0pK 由于钻头的直径为d=9.8mm，所以，59.10031.143.08.921.08.02M(N mm2)。因此，实际所需要的夹紧力为：5.28691.259.10kW(N mm2)。夹紧机构采用压板机构，机构的传动效率为95.00，螺母产生的夹紧力为：)(21 tgtgLQFz夹。查机床夹具设计手册表 1-2-20，得：=6.22mm，查表 1-2-21，得：z=3.675mm，292，查表

40、1-2-22，得5092，18.01tgf。)(21 tgtgLQFz夹=31.12675.318.022.612045tg=2810.23(N)则作用在转动压板上的夹紧力为：0FLFl压夹 夹紧机构受力如图 2 所示。L=60F压F夹l=21 图 2 夹紧机构受力示意图 由公式得：0FL2810.2321 0.95F934.4()60Nl夹压 压F在工件上的夹紧力作用点到钻头在工件上加工时作用点的距离为l49mm。因此，夹紧力产生的扭矩为：31024.84918.04.934FMlf压压(N mm2)。工件受力如图3 所示。F钻F夹F压M压M切 图 3 工件受力示意图 因kW压M，故该铰链机

41、构能满足钻孔加工要求。7.2.4 加工误差分析 用工件的“一面两孔”定位，使设计基准和工序基准重合，即遵守“基准重合”和“基准统一”原则，以减少定位误差，所采用的定位元件为定位销和菱形销，考虑薄壁圆柱孔支承形状，将支承和夹具体铸成整体，即把支承铸成薄壁凸台。工件定位如图4 所示。圆柱销和菱形销的设计计算：两定位销中心距 Lx Lx=Lg 式中，Lg 工件两基准孔的中心距。Lx=Lg=28mm。d 1d 2D1D2B1min/22min/2LgLg(基准孔中心距)LxLx(基准孔中心距)b 图 4 工件定位示意图 两定位销中心距公差Lx Lx=Lg3151 式中，Lg工件两基准孔的中心距公差。L

42、x=Lg3151=1.041=0.025(mm)。圆柱销最大直径1d 1d=9mm，公差取 g6，所以，圆柱销直径为005.0014.09mm。补偿值 min121LxLg(mm)式中，min1第一基准孔与圆柱销间最小配合间隙(mm)。123.0005.021025.01.0(mm)菱形销宽度 B，b 根据表 8：B=D22=92=7(mm)；B=4mm。表 8 菱形销尺寸表 D2/mm 36 68 820 2024 2430 3040 4050 B/mm 2 3 4 5 5 6 8 B/mm D20.5 D21 D22 D23 D24 D25 D25 菱形销与基准孔的最小配合间隙min2 m

43、in2=108.09123.04222Db(mm)式中，2D第二基准孔最小直径。菱形销最大直径2d（公差取 h6）2d=2Dmin2=90.108=8.892(mm)所以，菱形销直径为108.0117.09mm。转角误差atg LtgdDdDa2min222min111 式中，12DD、工件定位孔的直径公差；1d圆柱定位销的直径公差(mm)；2d菱形定位销的直径公差(mm)；min1圆柱定位销与孔间的最小间隙(mm)；2min菱形定位销与孔间的最小间隙(mm)；L 中心距(mm)。所以，0036.0282108.0009.0036.0005.0009.0036.0atg 需要加工的孔的公差03

44、6.0mm，由该误差引起的定位误差为 8atg=80.0036=0.028，该误差小于工件误差，即0.0280.036，方案可行。7.2.5 钻套、钻模板设计 为进行钻、铰加工，采用快换钻套，其孔径尺寸和公差如下：钻 9.8H12 孔：麻花钻的最大极限尺寸为 9.8+0.15mm，则钻孔时所配的钻套取规定的公差为 F8，即钻套尺寸为：9.95035.0013.0mm，圆整后可写成10030.0008.0mm。粗铰 9.96H10 孔：铰孔选用 GB1133-84 中的标准铰刀改制而成，其尺寸为 9.96044.0029.0mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为 9.96+0.044G7，即钻套尺

45、寸为：10.004024.0006.0mm，圆整后可写成 10028.0010.0mm。精铰 10F9 孔：铰孔选用 GB1133-84 中的标准铰刀，其尺寸为10023.0013.0mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为 10+0.023G6，即钻套尺寸为：10.023017.0006.0mm，圆整后可写成 10040.0029.0mm。钻套形状尺寸在机床夹具设计手册中查取。为了安装快换钻套，确定选取固定衬套与之相配合使用。设计钻模板：将钻套用衬套安装在钻模板上，钻模板通过销子和螺栓与夹具体连接。钻模板的尺寸与形状自行设计。7.2.6 夹具精度分析 机械加工中，保证加工出合格零件的必要条件是：

46、加工误差不大于被加工零件相应的公差。加工误差来源于两大方面：一方面是与机床有关的误差称加工方法误差G；另一方面是与夹具有关的误差，而此误差可分为零件在夹具中的定位误差D、夹具的对刀或导向误差T及夹具的制造及在机床上的安装误差A。根据误差的随机性的特点，按概率原理合成，根据生产实际情况，与夹具有关的误差占加工误差的绝大部分，故按机率相等的原理，取零件公差的 3/4 作为判别依据得到保证加工零件合格的条件是：222ATDk43（k零件相应加工尺寸的公差），因为加工方法误差取决于机床精度，所以只进行夹具精度的分析计算。满足上述条件，认为夹具精度满足加工要求，否则精度不足。钻孔夹具产生导向误差有五个因

47、素：其一是钻模板底孔至定位基准尺寸误差，取其公差1；其二、三是钻套、衬套内外圆同轴度误差21ee、；其四是钻套与衬套的配合间隙1x；其五是钻套与钻头配合间隙2x，于是得：2221222121xxeeT 钻套垂直度误差对孔位置影响折算为：1tHhB 心轴底面平行度误差对孔位置影响折算为：2tLB 夹具精度的计算和判别：夹具精度分析简图如图 5 所示。720.115F 7k 610+0.040+0.029222687H 9g 69M7n 6 图 5 夹具精度分析示意图 定位误差：基准重合。0B，（基准不重合）05.0)014.0(036.0Ymm（定位销与孔配合最大间隙）05.0YDmm 导向误差

48、：最后是铰刀，故按铰刀计算。02.01mm 021 ee，（同轴度误差忽略）033.0001.0034.01x(mm)027.0013.0040.02x(mm)2221222121xxeeT=047.0027.0033.00002.022222(mm)安装误差：H=26，h=7，B=8mm，t1=0.025mm，t2=0.008mm，L=50mm。2222128780.0250.0082650ABhBttHL 0.014(mm)因此，夹具精度：222ATD=07.0014.0047.005.0222k43=15.02.043 综上所述，此夹具能满足加工要求。7.3 绘制夹具总体图 当上述各种元件的结构和布置确定之后，也就基本上决定了夹具体和夹具整体结构的型式。绘图时先用双点划线（细线）绘出工件，然后在各个定位面绘制出定位元件和夹紧机构以及钻套、钻模板，最后把各个元件连在一起，就形成了夹具体。为了节省夹具材料，减少加工时间和降低成本，夹具在机床上的安装可以不设计耳座，而采用压板螺钉夹紧装置将夹具固定在钻床上。按要求标注与夹具有关的尺寸、公差和技术要求。