轉(zhuǎn)速器盤的銑φ25端面專用夾具設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD 摘要 夾具設(shè)計(jì)在本專業(yè)學(xué)生完成《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》后所進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，其目的在于通過讓學(xué)生設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速器盤的工藝路線、一些工序步驟的專用夾具及機(jī)床、刀具和切削量的選擇，以此來鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，以解決加工中的設(shè)計(jì)制造的實(shí)際問題。本次夾具設(shè)計(jì)的課題為轉(zhuǎn)速器盤的夾具設(shè)計(jì)，通過本次夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐，應(yīng)設(shè)計(jì)好加工工藝路線，同時(shí)根據(jù)加工需要選擇相應(yīng)的機(jī)床及刀具，再設(shè)計(jì)滿足不同工序步驟的專用夾具，并查找相關(guān)書籍計(jì)算出所設(shè)計(jì)的夾具是否滿足加工要求。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速器盤，工藝分析，工藝設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì) 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(gòu) 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(gòu)特點(diǎn) 2 1.1.3 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)工藝性 2 1.2 轉(zhuǎn)速器盤關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 2 第 2章 轉(zhuǎn)速器盤零件工藝設(shè)計(jì) 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(zhǔn)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(shè)計(jì) 11 3.1 銑φ25 端面夾具總體方案設(shè)計(jì) 11 3.2 銑φ25 端面夾具定位分析及誤差計(jì)算 11 3.3 銑φ25 端面夾具夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算 12 3.4 銑φ25 端面夾具夾緊操作動作說明 14 設(shè)計(jì)心得 15 參考文獻(xiàn) 16 前言 本次課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)完《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》及大部分專業(yè)課后開設(shè)的，故其涉及的內(nèi)容較多，本次課設(shè)意義很大，它能夠讓我們將以往所學(xué)專業(yè)知識結(jié)合起來，去解決實(shí)際加工中可能會遇到的問題，不同于以往的課設(shè)，本次課設(shè)更多在于培養(yǎng)我們學(xué)會團(tuán)隊(duì)協(xié)作、查閱資料手冊及一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以此來解決在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題，因此，本次課設(shè)的意義重大，它不僅可以對我們過去幾年學(xué)習(xí)的一個(gè)大的總結(jié)，對我來說，也可以算是在進(jìn)入工作前的一個(gè)訓(xùn)練，再加入工作后能夠更快的適應(yīng)進(jìn)去。 由于自身對所學(xué)理解不深及時(shí)間未規(guī)劃好的局限，本次課設(shè)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(gòu) 傳遞運(yùn)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(jī)中調(diào)速機(jī)構(gòu)。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(guān)小油門。Φ6mm 孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在 120°內(nèi)轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。該零件通過φ9mm 孔用 M8 螺栓與柴油機(jī)連接。 1.1.1 轉(zhuǎn)速器盤的作用 傳遞運(yùn)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(fù)雜，不成規(guī)則，故在加工過程中需要用到復(fù)雜的夾具。 1.1.2 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 轉(zhuǎn)速器盤是 2105 柴油機(jī)中調(diào)速機(jī)構(gòu)。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(guān)小油門。Φ6mm 孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在 120°內(nèi)轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。該零件通過φ9mm 孔用 M8 螺栓與柴油機(jī)連接。 1.1.3 轉(zhuǎn)速器盤的結(jié)構(gòu)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(xì)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(jī)器設(shè)備的性能和精度。 由于零件比較復(fù)雜，故加工過程中需要專用夾具才能準(zhǔn)確定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力，并用墊塊進(jìn)行輔助定位。 1.2 轉(zhuǎn)速器盤關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 本次課程設(shè)計(jì)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(jìn)行粗銑后在進(jìn)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?yàn)橛糜诙ㄎ换鶞?zhǔn)，粗銑即可。 (3) Φ25 上下端面：重要表面，表面粗糙度為 Ra6.3，可進(jìn)行粗銑后在進(jìn)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(jìn)行粗銑后在進(jìn)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(jìn)行鉆孔，再擴(kuò)孔，最后精校以達(dá)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(dá)到要求。 (8) Φ10 孔：粗糙度為 Ra6.5，加工要求較高的孔，可先進(jìn)行鉆孔，再擴(kuò)孔，最后精校以達(dá)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(shè)計(jì) 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(jī)體零件，假設(shè)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(gòu)比較復(fù)雜，要求材料容易成型，切削性能好，強(qiáng)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(diǎn)有：容易成型，切削性能好，價(jià)格便宜。 為了得到較高的表面硬度及強(qiáng)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)力的影響，可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行人工時(shí)效處理。由于零件復(fù)雜，不適合鍛造成型，因此，需根據(jù)零件做出相應(yīng)模具，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。 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(zhǔn)面的選擇 結(jié)合轉(zhuǎn)速器盤的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)和粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇轉(zhuǎn)速器盤的下表面作為粗基準(zhǔn)，加工出前端面以及上端面。加工φ9mm 孔以及后端面時(shí)，以前端面為定位基準(zhǔn)，加工φ10mm 孔和φ6mm 孔時(shí)，以前端面和φ9mm 孔為基準(zhǔn)。 為保證加工精度，主要采用基準(zhǔn)重合原則與統(tǒng)一原則進(jìn)行加工，，加工前端面和上端面時(shí)，以下表面為基準(zhǔn)，即采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則；而在加工φ9mm 孔，前端面以及φ10mm 孔和φ6mm 時(shí)，選用基準(zhǔn)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(shù)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(kuò)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(shù)要求達(dá)到要求，在大批量生產(chǎn)的條件下，可以采用通用機(jī)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(yīng)將經(jīng)濟(jì)因素考慮進(jìn)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(zhǔn)，粗銑下表面； 工序 4： 以下表面為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，鉆削φ6mm 孔； 工序 6： 以前端面和φ6mm 孔為基準(zhǔn)，鉆φ10mm 孔； 工序 7： 以下表面和φ10mm 為基準(zhǔn)，鉆φ9mm 孔； 工序 8： 以φ10mm 孔和下表面為基準(zhǔn)，半精銑前端面； 工序 9： 以前端面為基準(zhǔn)，半精銑上表面以及φ25mm 上端面； 工序 10： 以上表面為基準(zhǔn)精銑前端面； 工序 11： 以前端面為精基準(zhǔn)精銑上表面以及φ25mm 上端面； 工序 12： 擴(kuò)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(zhǔn)，粗銑下表面； 工序 4： 以下表面為基準(zhǔn)，粗銑上端面，上表面以及前端面； 工序 5： 以前端面為基準(zhǔn)，半精銑后端面、上端面及上表面； 工序 6： 以前端面為基準(zhǔn)，鉆φ10mm 孔； 工序 7： 以前端面和φ10mm 孔為基準(zhǔn)，鉆φ9mm 孔、φ6mm 孔； 工序 8： 精銑前端面、上端面和上表面 工序 9： 擴(kuò)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(gè)加工面的尺寸精度及其他要求而設(shè)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(dǎo)致廢品率的增加，故本次設(shè)計(jì)采用方案一； （4）方案選定及加工工藝設(shè)備的選擇 由以上分析可得，選擇工藝方案一進(jìn)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(zhǔn)，粗銑下表面；選用 X52K 立式銑床。 工序 4： 以下表面為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，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(zhǔn)，鉆φ10mm 孔，采用 Z525，并加專用夾具。 工序 7： 以下表面和φ10mm 為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，半精銑前端面； 工序 9： 以前端面為基準(zhǔn)，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(zhǔn)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(zhǔn)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(kuò)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(kuò)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(jì)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(shè)計(jì) 加工φ25mm 端面時(shí)，通用夾具不能用來加工零件，故需設(shè)計(jì)專用夾具來完成這一工序。 3.1 銑φ25 端面夾具總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)零級的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工φ25mm 上端面時(shí)，可用來的定位的基準(zhǔn)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(zhǔn)之一， 大平面限制三個(gè)自由度，小平面則限制一個(gè)自由度；φ9mm 孔可作為另一定位基準(zhǔn)，可選擇長銷、短圓柱銷以及削邊銷三種，分別限制四個(gè)、兩個(gè)、一個(gè)自由度； 下表面可限制三個(gè)自由度； 根據(jù)可行及方便加工的原則，初擬定兩套方案進(jìn)行討論。 3.2 銑φ25 端面夾具定位分析及誤差計(jì)算 （1）定位方案一 圖 3.1 本方案采用一個(gè)φ9mm 孔裝一跟長軸限制四個(gè)自由度，另一個(gè)孔用一個(gè)削邊銷限制一個(gè)自由度，前端面用一個(gè)小平面限制一個(gè)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(gè)大平面限制三個(gè)自由度，一個(gè)短銷限制兩個(gè)自由度，一個(gè)削邊銷限制一個(gè)自由度 3.3 銑φ25 端面夾具夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)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(jì)算 因?yàn)殂娖矫媸堑那邢髁Υ螅杂?jì)算夾具的夾緊力時(shí)應(yīng)按銑削平面的切削力來計(jì)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(shè)計(jì)心得 經(jīng)過為期兩周的課程設(shè)計(jì)，個(gè)人覺得收獲頗豐，具體表現(xiàn)在一下幾點(diǎn)：能夠根據(jù)零件實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工要求對零件進(jìn)行工藝路線的確定?？梢栽跀M定工藝路線后進(jìn)行對機(jī)床、刀具等設(shè)備的選擇?？筛鶕?jù)所給零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)要求進(jìn)行定位方案擬定?？砂匆髮μ囟üば蛟O(shè)計(jì)零件的專用夾具。學(xué)會查閱相關(guān)資料手冊。但還是存在很對方面的不足，例如在夾緊力計(jì)算方面有待提高，此外，由于對所學(xué)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(shí)踐后，較之前有較大的提升。 參考文獻(xiàn) [1] 肖繼德．陳寧平．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005，132-148． [2] 葛源順．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [3] 劉守勇．機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003． [4] 盧秉恒．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019． [5] 樂兌謙．金屬切削刀具[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016． [6] 艾興．切削用量簡明手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社． 銑φ25 端面夾具三維圖 圖 Ⅰ 夾具三維圖 17