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1、XXXX 学校课程设计说明书学生姓名：学号：学 院：专 业：题 目：机械制造工艺学课程设计转速器盘零件的加工工艺及夹具设计指导教师：职称:20*年 12 月 5 日目录第1章零件分析 11.1零件的作用 11.2零件的工艺性分析和零件图的审查 2第2章选择毛坯 22.1确定毛坯的成形方法22.2铸件结构工艺性分析32.3铸造工艺方案的确定32.4铸造工艺参数的确定32.5型芯设计4第3章工艺规程设计 53.1定位基准的选择 53.2制订工艺路线 63.3选择加工设备及刀、夹、量具 83.4加工工序设计10第4章夹具设计 15铳9端两端面铳床夹具154.1确定设计方案 15镗10镗床夹具174.
2、2切削力的计算与夹紧力分析 17结束 语 1 9参考文献 20序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设 计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。 这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生 产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计 一个中等复杂程度零件（转速器盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计 手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为 今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老 师多加指导。第1章零件分析1.1零件的作用转
3、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。图1.1图1.2两端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
4、，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。在加工孔的端面时，先用铳刀铳出 下表面，在以下表面为基准，铳出上面的各表面（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，可在铰床上铳端平面， 铳出后表面。之后，以后表面为基准，铳出两个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。第2章
5、选择毛坯2.1 确定毛坯的成形方法该零件材料为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，并且该零件年产量为 10000 件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。2.2 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。2.3 铸造工艺方案的确定2.3.1 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
6、金属工艺学课程设计表 1-7）选用砂型铸 造。2.3.2 造型及造芯方法的选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为大批生产（参考金属工艺学课程设计表 1-8），故选用砂型机器造型造型。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。2.3.3 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。2.3.4 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
7、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。2.4 铸造工艺参数的确定2.4.1 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11 -13为3，转查表1-12，零件高度V 100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H, H得上下表面加工余量为6.5mm及4.5mm，实际调整取4.5mm。2.4.2 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
8、模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。2.4.3 分型负数的确定按公式b = + 2计算，L二300 mm，厶 V1，取b = 2。但考虑上型的许多 1000 1000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。2.4.4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。2.4.5 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。2.4.6 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=3mm5mm圆滑过 渡
9、。2.5 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18mm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 简图如图所示。上箱X第3章工艺规程设计3.1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。先铳出下表面，以下表面为基
10、准，加工出上端面和上表面，再以上端面为基准加 工下端面，以上端面为基准钻出1,11,111 3个孔；加工前后端面时，先以上端面和 1,11,为基准，在铳床上铳出后端面，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 1,11,111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。II后端面IIII图2.23.2制订工艺路线前端面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
11、是定位基 准面，用铳车进行端铳平面，粗铳即可。(2) 上边缘面：不是重要表面，粗铳即可。(3) I,II,III孔处的上端面：是重要表面，表面粗糙度R6.3，可以进行粗铳后，再 进行半精铳或精铳。(4) I孔处的下端面：无表面粗糙度要求，只需进行粗铳即可。(5) 前端面：是重要表面，也是定为基准面，表面粗糙度R6.3，进行粗铳再半精铳 或精铳。(6) 2个9孔的后端面：表面粗糙度R12.5,只需进行粗铳。(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
12、加工：表面粗糙度R3.2，是要求较高的孔，可进行粗铰一半精铰， 或者扩孔f精扩，既可满足要求。(10) 园角：有R3，R5,R6.5,R15几种园角，可用立铳刀周铳出园角。方案一：工序号工序内容10铸造20时效30涂漆40铳9端两侧面50铳10端两端面60铳9端两端面70钻通孔10与钻通孔680钻通孔990镗孔10，孔口倒角0.5X4 5度100检验110入库方案二：表3工序号工序内容10铸造20时效30涂漆40铳9端两端面50铳10端两端面60铳9端两侧面70钻通孔10与钻通孔680镗孔10，孔口倒角0.5X4 5度90钻通孔9100检验110入库3.3选择加工设备及刀、夹、量具3.31选择
13、加工设备(1) 工序2,3,4, 5和9,10,11,12用的是铳床，分别进行粗铳，精铳。用普 通的卧铳床X62W型万能卧铳床即可。(2) 工序7和工序8是铰孔工序，分别是粗铰和半精铰。使用普通的铰床即可。工序6,13加工一个10孑L, 2个6孑L, 2个9孔，采用花盘加紧，在立式 钻床即可。可选用Z518型立式钻床。3.32选择刀具(1) 在工序2,3,4,7铳平面时，铳刀可以选择直齿或错齿的端铳刀和周铳刀， 工序中有粗铳和精铳，在粗铳后，要留有一定的加工余量，供精铳工序加工。钻孔有10,6,9三种孔，需要留一定的加工余量，可用5,8麻花钻直 接钻出来。（3）铰孔需要铰三种孔10,6和9,有
14、粗铰和精铰，粗加工可用YT15，精加工可 用 YT30。3.33选择量具本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。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。3.33.1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。3.33.2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。3.34加工量计算表、工序 加工位置毛坯（mm）粗加工（mm）半精加工（mm）精加工（mm）总加工余量（mm）上表面13.511.5112. 5上端面12.5（双面）10.5（双面）7. 8 （双面）3. 7下端面8.5（双面）2前端面19（双面）17（双面）14 （双面）3后端面15 （双面）210孔096孔055.79孔093.35工序加工
