轉速器盤的課程設計

轉速器盤的課程設計課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及全部專業(yè)課之后進行的。這是我們對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是我們在走進社會工作崗位前的一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。本畢業(yè)設計的內容是制訂2105柴油機轉速器盤加工工藝規(guī)程及夾具設計。詳細討論轉速器盤從毛坯到成品的機械加工工藝過程，分析總結轉速器盤的結構特點、主要加工表面，并制定相應的機械加工工藝規(guī)程；針對轉速器盤零件的主要技術要求，設計鉆孔用的鉆床夾具。本著力求與生產(chǎn)實際相結合的指導思想，本次畢業(yè)設計達到了綜合運用基本理論知識，解決實際生產(chǎn)問題的目的。由于個人能力所限、實踐經(jīng)驗少、資料缺乏，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 2 零件分析2.1 零件的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產(chǎn)的產(chǎn)量。在畢業(yè)設計題目中，轉速器盤的生產(chǎn)綱領為10000件/年。生產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。轉速器盤輪廓尺寸小，屬于輕型零件。因此，按生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型的關系確定，該零件的生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)。2.2 零件的作用畢業(yè)設計題目給定的零件是2105柴油機中調速機構的轉速器盤，從整體上來說，其徑向尺寸比軸向尺寸大，因此，可以將其劃定為不規(guī)則的盤類零件。零件上直徑為10mm的孔裝一偏心軸，此軸一端通過銷與手柄相連，另一端與油門拉桿相連。轉動手柄，偏心軸轉動，油門拉桿即可打開油門（增速）或關小油門（減速）；兩個直徑為6mm孔裝兩銷，起限位作用。手柄可在120內轉動，實現(xiàn)無級調速。轉速器盤通過兩個直徑為9mm的螺栓孔用M8螺栓與柴油機機體相連。2.3 零件的加工工藝分析轉速器盤共有九個機械加工表面，其中，兩個直徑為9mm的螺栓孔與10mm孔有位置要求；120圓弧端面與10mm孔的中心線有位置度要求?，F(xiàn)分述如下： 兩個直徑為9mm的螺栓孔兩個直徑為9mm的螺栓孔的表面粗糙度為Ra12.5，螺栓孔中心線與底平面的尺寸要求為18 mm；兩個螺栓孔的中心線距離為 mm；螺栓孔與直徑為10mm的孔中心線距離為 mm；與柴油機機體相連的后平面，其表面粗糙度為Ra6.3。 10mm的孔及120圓弧端面10mm的孔尺寸為10 mm，表面粗糙度為Ra6.3，其孔口倒角0.545，兩個6 mm的孔表面粗糙度為Ra3.2，120圓弧端面相對10mm孔的中心線有端面圓跳動為0.2mm的要求，其表面粗糙度為Ra6.3。從以上分析可知，轉速器盤的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加工精度較高的6mm的孔。2.4 零件主要技術條件分析及技術關鍵問題從轉速器盤的各個需要加工的表面來分析：后平面與機體相連，其長度尺寸精度不高，而表面質量較高；兩個9mm的螺栓孔，因需要裝配螺栓進行連接，還要用于夾具 定位，其加工精度可定為IT9級；25mm圓柱上端面和120圓弧端面位置精度要求不高；兩個6mm的孔需要裝配定位銷，表面質量要求高；10mm孔需要裝配偏心軸，其表面質量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。從以上分析可知，該零件在大批量生產(chǎn)條件下，不需要采用專用的機床進行加工，用普通機床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質量要求。因此，該零件的加工不存在技術難題。為提高孔的表面質量，在孔加工工序中采用鉸削對其進行精加工。 3 鑄造工藝方案設計3.1 確定毛坯的成形方法該零件材料為HT200，考慮到轉速器盤在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不大，各處壁厚相差較小，從結構形式看，幾何形體不是很復雜，并且該零件年產(chǎn)量為10000件/年，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。3.2 鑄件結構工藝性分析該零件底平面因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足轉速器盤的使用要求。3.3 鑄造工藝方案的確定3.3.1鑄造方法的選擇根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且選用灰口鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不高，結合生產(chǎn)條件（參考金屬工藝學課程設計表1-7）選用砂型鑄造。3.3.2造型及造芯方法的選擇在砂型鑄造中，因鑄件制造批量為中批生產(chǎn)（參考金屬工藝學課程設計表1-8），故選用手工分模造型。型芯尺寸不大，形狀簡單（參考金屬工藝學課程設計表1-9），故選擇手工芯盒造芯。3.3.3分型面的選擇選擇分型面時要盡可能消除由它帶來的不利影響，因為轉速器盤有兩個18mm的圓柱，考慮起模方便，以兩中心線所在平面為分型面。而以此平面為分型面時，25mm的圓柱在上下箱中的深度相差很小。此外，底平面位于下箱中，能夠保證其鑄造質量。3.3.4澆注位置的選擇因為分型面為水平面，所以內澆口開在水平分型面處，又因為該零件形狀不規(guī)則，需要設計一個型芯，為不使鐵水在澆注時沖刷型芯，采用與型芯面相切方向進行澆注。由于該零件在后平面壁厚相對較大，為了不使這些地方產(chǎn)生縮孔、縮松，在該處開出冒口進行補縮。注入方式采用中間注入式。3.4 鑄造工藝參數(shù)的確定3.4.1加工余量的確定按手工砂型鑄造，灰鑄鐵查金屬工藝學課程設計表1-11，查得加工余量等級為 ，轉查表1-12，零件高度100mm，尺寸公差為13級，加工余量等級為H，得上下表面加工余量為6.5mm及4.5mm，實際調整取4.5mm。3.4.2拔模斜度的確定零件總體高度小于50mm（包括加工余量值在內），采用分模造型后鑄件的厚度很小，靠松動模樣完全可以起模，故可以不考慮拔模斜度。3.4.3分型負數(shù)的確定按公式 計算， mm， 1，取 。但考慮上型的許多面均是要加工的平面，而且加工余量已修正為小值，即使尺寸變化較大也不能使加工余量增多，對該零件影響不大，所以分型負數(shù)可以不給。3.4.4收縮率的確定通常，灰鑄鐵的收縮率為0.7%1% ，在本設計中鑄件取1% 的收縮率。3.4.5不鑄孔的確定為簡化鑄件外形，減少型芯數(shù)量，直徑小于30mm的孔均不鑄出，而采用機械加工形成。3.4.6鑄造圓角的確定為防止產(chǎn)生鑄造應力集中，鑄件各表面相交處和尖角處，以R = 3mm5mm圓滑過渡。3.5 型芯設計轉速器盤的底平面形狀簡單，厚度較薄，且零件上兩個18mm的圓柱與底平面平行，不利于采用分模鑄造，因此需要設計一個整體型芯，以形成鑄件上的兩個18mm的圓柱和底平面，達到簡化模樣和鑄造工藝的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯頭和型芯撐來固定，型芯頭采用圓形水平式芯頭。轉速器盤上相差120的兩個筋板之間的空腔深度尺寸不大，形狀也比較簡單，可以考慮采用砂垛代替砂芯，減少型芯。型芯簡圖如圖1所示。3.6 繪制鑄造工藝圖其工藝圖見鑄造工藝圖。 4 機械加工工藝規(guī)程設計4.1 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇得正確合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工過程中會問題百出，甚至造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 圖1 型芯簡圖4.1.1粗基準的選擇對于一般盤類零件而言，按照粗基準的選擇原則（當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面為粗基準）。選取轉速器盤的底平面作為粗基準，加工出后平面。而加工25mm圓柱上端面、120圓弧端面時，選擇轉速器盤的底平面為粗基準；在加工9mm螺栓孔、18mm圓柱端面時，以加工過的后平面為定位基準；加工10mm孔和6mm孔時，則以后平面和兩個9mm孔為定位基準。4.1.2精基準的選擇為保證加工精度，結合轉速器盤的特征，主要采用基準重合原則和統(tǒng)一基準原則來進行加工。加工后平面、25mm圓柱上端面、120圓弧端面時，主要運用統(tǒng)一基準原則，即均以轉速器盤的底平面作為定位基準；而在加工9mm螺栓孔、18mm圓柱端面、10mm孔和6mm孔時，選用基準重合原則，即選用設計基準作為定位基準。在實際加工中，為方便加工，各工序中運用專用夾具進行夾持，將以上兩種原則綜合運用。4.2 表面加工方案的選擇 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； 18mm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； 9mm螺栓孔表面粗糙度為Ra12.5，經(jīng)濟精度為IT11，加工方案確定為：鉆削； 25mm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； 10mm孔表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削鉸孔孔倒角； 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； 6mm孔表面粗糙度為Ra3.2，經(jīng)濟精度為IT9，加工方案確定為：鉆削粗鉸精鉸。4.3制訂機械加工工藝路線制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝路線方案一工序10 鑄造；工序20 熱處理；工序30 粗、精銑后平面；工序40 粗銑兩個直徑為18mm的圓柱前端面；工序50 粗、精銑直徑為25mm的圓柱上端面；工序60 鉆削、鉸削加工直徑為9mm的孔；工序70 鉆削、鉸削加工直徑為10mm的孔并锪倒角0.545；工序80 粗、精銑加工120圓弧端面；工序90 鉆削、鉸削加工兩個直徑為6mm的孔；工序100 去毛刺；工序110 檢查；工序120 入庫。 工藝路線方案二工序10 鑄造；工序20 熱處理；工序30 粗、精銑后平面；工序40 粗銑兩個直徑為18mm的圓柱前端面；工序50 粗、精銑直徑為25mm的圓柱上端面；工序60 粗、精銑加工120圓弧端面；工序70 鉆削、鉸削加工直徑為9mm的孔；工序80 鉆削并鉸削加工直徑為10mm的孔并锪倒角0.545；工序90 鉆削、鉸削加工兩個直徑為6mm的孔；工序100 去毛刺；工序110 檢查；工序120 入庫。 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是按工序集中原則及保證各加工面之間的尺寸精度為基礎而制訂的工藝路線。而方案二只是按工序集中原則制訂，沒有考慮到各個加工面的加工要求及設計基準。這樣雖然提高了生產(chǎn)率，但可能因設計基準與工序基準不重合而造成很大的尺寸誤差，使工件報廢。特別是銑削加工120圓弧端面，如果按方案二進行加工，則是10mm的孔在其后加工。這樣，120圓弧端面的形位公差0.2mm（端面圓跳動）根本不能保證，只保證了其與直徑為25mm的端面尺寸位置要求4 mm。另外，先加工出10mm的孔，然后以該孔為定位基準，加工時工件在圓形回轉工作臺上圍繞10mm孔的軸線旋轉，更便于加工120圓弧端面。因此，最后的加工路線確定如下：工序10 鑄造；工序20 熱處理；工序30 粗、精銑后平面，以零件底平面及直徑為25mm的外圓柱面為粗基準。選用X63臥式銑床，并加專用夾具；工序40 粗銑兩個直徑為18mm的圓柱端面，以經(jīng)過精加工的后平面及底平面為基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具；工序50 粗、精銑直徑為25mm的圓柱上端面，以底平面為基準，25mm圓柱下端面為輔助基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具；工序60 鉆削、鉸削加工直徑為9mm的兩個螺栓孔，以經(jīng)過精加工的后平面和底平面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具；工序70 鉆、鉸10mm的孔，并锪倒角0.545，以9mm的孔及后平面為基準，選用Z525立式鉆床，并加專用夾具；工序80 粗、精銑120圓弧端面，以10mm的孔和底平面及后平面為定位基準，選用X52K立式銑床，并加專用夾具；工序90 鉆、鉸加工兩個6mm的孔，以10mm的孔和底平面及后平面定位。選用Z525立式鉆床，并加專用夾具；工序100 去毛刺；工序110 檢查；工序120 入庫。以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。4.4 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9mm毛坯為實心，而螺栓孔的精度為IT9（參考機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-9），確定工序尺寸及余量：鉆孔：8.9mm；鉸孔：9 mm，2Z = 0.1mm。具體工序尺寸見表1。表1 工序尺寸表經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m鉸孔 0.1 H9 Ra6.3 9 Ra6.3 鉆孔 8.9 H12 Ra12.5 8.9 Ra12.5 2. 10 mm孔毛坯為實心，而孔的精度要求界于IT8IT9之間（參照機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量：鉆孔9.8mm；粗鉸孔：9.96mm，2Z = 0.16mm；精鉸孔：10 mm，2Z = 0.04mm。具體工序尺寸見表2。表2 工序尺寸表 經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精鉸孔 0.04 H9 Ra6.3 10 Ra6.3 粗鉸孔 0.16 H10 Ra6.3 9.96 Ra6.3 鉆孔 9.8 H12 Ra12.5 9.8 Ra12.5 3. 兩個6 mm孔毛坯為實心，而孔的精度要求界于IT8IT9之間（參照機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量為：鉆孔：5.8mm；鉸孔：6 mm，2Z = 0.2mm。具體工序尺寸見表3。表3 工序尺寸表經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 鉸孔 0.2 H9 Ra6.3 6 Ra6.3 鉆孔 5.8 H12 Ra12.5 5.8 Ra12.5 4. 后平面粗銑：Z = 3.5mm；精銑：Z = 1.0mm。具體工序尺寸見表4。表4 工序尺寸表工序名稱經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精銑 1.0 H8 Ra6.3 7 Ra6.3 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 8 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 11.5 Ra25 5. 18mm圓柱前端面粗銑：Z = 4.5mm。具體工序尺寸見表5。表5 工序尺寸表工序經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 粗銑 4.5 H11 Ra12.5 14 Ra12.5 毛坯 H13 Ra25 18.5 Ra25 6. 25mm上端面粗銑：Z = 3.5mm；精銑：Z = 1.0mm。具體工序尺寸見表6。表6 工序尺寸表經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m精銑 1.0 H8 Ra6.3 8 Ra6.3粗銑 3.5 H11 Ra12.5 9 Ra12.5毛坯 H16 12.5 Ra25 7. 120圓弧端面粗銑：Z = 3.5mm；精銑：Z = 1.0mm。具體工序尺寸見表7。表7 工序尺寸表經(jīng)濟精度/m 表面粗糙度/m 尺寸公差/mm 表面粗糙度/m 精銑 1.0H8 Ra6.3 11 Ra6.3 粗銑 3.5 H11 Ra12.5 12 Ra12.5毛坯 H16/ 15.5 Ra254.5 確定切削用量及基本工時4.5.1 工序30：粗、精銑后平面1. 粗銑后平面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 = 28mm，選擇 = 80mm的鑲齒套式面銑刀(GB1129-85)，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YG6硬質合金刀片，由于采用標準硬質合金面銑刀，故齒數(shù)z = 10，機床選擇臥式銑床X63。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取 = 4.0mm。每齒進給量采用不對稱端銑以提高進給量，查切削用量簡明手冊表3.5，當使用鑲齒套式面銑刀及查閱簡明機械制造工藝設計手冊得機床的10kw時，得 = 0.14mm/z 0.24mm/z ，故取 = 0.24mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm，由銑刀直徑 = 80mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當 mm， ， 7.5mm， 0.24mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)： 按機床選?。?= 235r/min， = 300mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.24，當工件的硬度在HBS =174207時，a 35mm， 5.0mm， = 80mm，z =10， = 300mm/min。查得P = 2.7kw，根據(jù)銑床X63說明書，機床主軸允許功率為：P =100.75kw = 7.5kw，故P P ，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即= 4.0mm， = 300mm/min， = 235r/min， = 59 m/min， = 0.13mm/z。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表3.26， mm，所以， (mm)，(min)。2. 精銑后平面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 = 28mm，選擇 = 80mm的鑲齒套式面銑刀(GB1129-85)。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YG6硬質合金刀片，由于采用標準硬質合金面銑刀，故齒數(shù)z = 10，機床選擇臥式銑床X63。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取 = 0.5mm。每齒進給量采用對稱端銑以提高加工精度，查切削用量簡明手冊表3.5，當使用鑲齒套式面銑刀及查閱機械制造工藝設計簡明手冊得機床的功率為10kw時，得 = 0.14 mm/z 0.24mm/z ，因采用對稱端銑，故取 = 0.14mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm，由銑刀直徑 = 80mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.16，當 mm， ， 1.5mm， 0.24mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)： 按機床選?。?= 375r/min， = 375mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.24，當工件的硬度在HBS = 174207時， 35mm， 1.0mm， = 80mm，z =10， = 375mm/min，查得P = 1.1kw，根據(jù)銑床X63說明書，機床主軸允許功率為：P =100.75kw = 7.5kw，故P P ，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即：= 0.5mm， = 375mm/min， = 375r/min， = 94.2m/min， = 0.1mm/z。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表3.26， mm，所以， (mm)，= = 0.15(min)。4.5.2 工序40：粗銑兩個18 mm的圓柱前端面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 =18mm，選擇 = 20mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z = 3，機床選擇立式銑床X52K。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取 = 4.5mm。每齒進給量采用對稱端銑以提高加工精度，查切削用量簡明手冊表3.3，當使用高速鋼莫氏錐柄立銑刀及查閱機械制造工藝設計簡明手冊得機床的功率為7.5kw時，得 = 0.2 mm/z 0.3mm/z，故取 = 0.2mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.8mm，由銑刀直徑 = 20mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 60min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.14，當 mm， ， 10mm， 0.24mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)：按機床說明書選?。?=190r/min， = 78mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)= = = 0.14(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.22，當 19mm， = 0.1mm/z 0.15mm/z， 10mm， 184mm/min。查得P = 0.9kw，根據(jù)銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P = 9.1250.75kw = 6.84kw，故P P ，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即= 4.5mm， = 78mm/min， = 190r/min， = 11.93m/min， = 0.14mm/z。計算基本工時：式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，(min)。因為有兩個圓柱端面，所以， = 0.162= 0.32(min)。4.5.3 工序50：粗、精銑25mm的圓柱上端面1. 粗銑25mm的圓柱上端面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 = 25mm，選擇 = 32mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z = 4。機床選擇立式銑床X52K。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取 = 3.5mm。每齒進給量查切削用量簡明手冊表3.3及根據(jù)機床的功率為7.5kw，得 = 0.2mm/z 0.3mm/z ，故取 = 0.2mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm，由銑刀直徑 =32mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 90min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.14，當 mm， ， 10mm， 0.20mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)：故按機床選?。?= 95r/min， = 50mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)= = = 0.13(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.22，當 27mm， = 0.05 mm/z 0.09mm/z， 10mm， 157mm/min。查得P =1.3kw，根據(jù)銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P = 9.1250.75kw = 6.84kw，故P P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即= 3.5mm， = 50mm/min， = 95r/min， = 9.55m/min， = 0.13mm/z。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，(min)。2. 精銑25mm的圓柱上端面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 = 25mm，選擇 = 32mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z = 4。機床選擇立式銑床X52K。 選擇切削用量切削深度精加工，余量很小，故取 = 1.0mm。每齒進給量查切削用量簡明手冊表3.3及根據(jù)機床的功率為7.5kw，得 = 0.2mm/z 0.3mm/z，故取 = 0.2mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm，由銑刀直徑 = 32mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 90min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.14，當 mm， ， 10mm， 0.20mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)： 故按機床選取：n = 75r/min， = 39mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)= = = 0.13(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.22，當 27mm， = 0.10 mm/z 0.15mm/z， 10mm， 132mm/min。查得P =1.1kw，根據(jù)銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P = 9.1250.75kw = 6.84kw，故P P ，因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即=1.0mm， =39mm/min， = 75r/min， = 7.54m/min， = 0.13mm/z。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，(min)。4.5.4 工序60：鉆削、鉸削加工兩個9mm的孔1. 鉆削兩個8.9mm的孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由鉆削深度 = 4.45mm，選擇 = 8.9mm的H11級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查閱機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19，可以查出鉆孔時的軸向力，當f 0.51mm/r， 12mm時，軸向力 = 2990N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故 = 2990N。根據(jù)立式鉆床Z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力 = 8829N，由于 ， 故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.15，根據(jù)f = 0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，取 =12m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ， ， ，故= (m/min)= = = 285.6(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選?。簄 = 272r/min，降低轉速，使刀具磨鈍壽命上升，所以，(m/min)。確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 8.9mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。檢驗機床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，當 f = 0.51mm/r， 11.1mm。查得 =15N m，根據(jù)立式鉆床Z525說明書，當 = 272r/min， =72.6N m，故 ，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.23，P =1.0kw，根據(jù)立式鉆床Z525說明書，P = 2.8kw，故P P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r， = 272r/min， = 7.6m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= = 0.16(min)。因有兩個孔，所以，t = 20.16= 0.32(min)。2.鉸削兩個9H9mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，選擇 = 9mm的H9級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機床說明書取f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取 = 8m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ，故：= (m/min)= = = 249.1(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525機床說明書選?。?=195r/min，所以，(m/min)。確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 9mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量： f = 0.72mm/r， = 195r/min， = 5.51m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= = 0.14(min)。因有兩個孔，所以，t = 20.14 = 0.28(min)。4.5.5 工序70：鉆削、鉸削加工10 mm的孔并锪倒角0.5451. 鉆削9.8mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由鉆削深度 = 4.9mm，選擇 =9.8mm的H12級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r， 查閱機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19 ，可以查出鉆孔時的軸向力，當f 0.51mm/r， 12mm時，軸向力 = 2990N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故 = 2990N。根據(jù)立式鉆床Z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力 = 8829N， 由于 ，故f = 0.43mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2-15，根據(jù)f = 0.43mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，取 =12m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ， ， ，故：= (m/min)= = = 259.3(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選?。?= 195r/min，所以，(m/min)。確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 9.8mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具磨鈍壽命T = 35min。檢驗機床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，當f 0.51mm/r， 11.1mm。查得 =15Nm，根據(jù)立式鉆床Z525說明書，當 =195 r/min， = 72.6Nm，故 ，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.23，P = 1.0kw， 根據(jù)立式鉆床Z525說明書，P = 2.8kw，故P P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即f = 0.43mm/r， = 195r/min， = 6m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= =0.16(min)。2.粗鉸9.96H10mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，選擇 = 9.96mm的H10級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機床說明書取f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取 = 8m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ，故：= (m/min)= = = 225.1(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525機床說明書選?。簄 =195r/min，所以，(m/min)。確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 9.96mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量： f = 0.72mm/r， = 195r/min， = 6.1m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= = 0.09(min)。3.精鉸10F9mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，選擇 =10mm的F9級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機床說明書取f = 0.5mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.57mm/r。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取 = 5m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ，故：= (m/min)= = =140.1(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525機床說明書選取： =140r/min，所以，(m/min)。確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 =10mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量：f = 0.57mm/r， = 140r/min， = 4.4m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= =0.16(min)。4.锪10mm孔0.545 選擇刀具90直柄錐面锪鉆，機床為Z525。 選擇切削用量轉速 取鉆孔時的速度， = 195r/min，采用手動進給。4.5.6 工序80：粗、精銑120圓弧端面1. 粗銑120圓弧端面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 =13mm，選擇 =14mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z = 3，機床選擇立式銑床X52K。 選擇切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀內切完，故取 =3.5mm。每齒進給量查切削用量簡明手冊表3.3及根據(jù)機床的功率為7.5kw，得 = 0.2mm/z 0.3mm/z ，故取 = 0.2mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.2mm，由銑刀直徑 =14mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 60min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.14，當 16mm， ， 10mm， 0.20mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按機床選取： = 235r/min， = 78mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)= = = 0.11(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.22，查得P = 0.9kw，根據(jù)銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P = 9.1250.75kw = 6.84kw，故P P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即= 3.5mm， = 78mm/min， = 235r/min， =10.33m/min， = 0.11mm/z。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表3.26， mm，所以， (mm)，= =1.59(min)。2.精銑120圓弧端面 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由銑削寬度 =13mm，選擇 =14mm的高速鋼莫氏錐柄立銑刀(GB1106-85)，故齒數(shù)z = 3，機床選擇立式銑床X52K。 選擇切削用量切削深度精加工，余量很小，故取 =1.0mm。每齒進給量查切削用量簡明手冊表3.3及根據(jù)機床的功率為7.5kw，得 = 0.2mm/z 0.3mm/z ，故取 = 0.2mm/z。確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.15mm，由銑刀直徑 =14mm，查切削用量簡明手冊表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 60min。切削速度 和每分鐘進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表3.14，當 16mm， ， 10mm， 0.20mm/z時， m/min， r/min， mm/min。各修正系數(shù)： 故 (m/min) (r/min) (mm/min)按機床選取： =190r/min， = 63mm/min，則切削速度和每齒進給量為：(m/min)= = = 0.11(mm/z)檢驗機床功率根據(jù)切削用量簡明手冊表3.22，查得P = 0.9kw，根據(jù)銑床X52K說明書，機床主軸允許功率為：P = 9.1250.75 kw = 6.84kw，故P P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即：= 1.0mm， = 63mm/min， =1 90r/min， = 8.35m/min， = 0.11mm/z。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表3.26， mm，所以， (mm)，(min)。4.5.7 工序90：鉆削、鉸削兩個6mm的孔1.鉆削兩個5.8mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，由鉆削深度 = 2.9mm，選擇 = 5.8mm的H12級高速鋼麻花鉆(GB1438-85)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f查閱機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-16，取f = 0.32mm/r。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，取f = 0.27 mm/r 0.33mm/r，故取f = 0.32mm/r。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.19 ，可以查出鉆孔時的軸向力，當f 0.33mm/r，12mm時，軸向力 = 2110N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故 = 2110N。根據(jù)立式鉆床Z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力 = 8829N，由于 ，故f = 0.32mm/r可用。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2-15，根據(jù)f = 0.32mm/r和鑄鐵硬度為HBS = 200217，取 =14m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ， ， ， ， ，故：= (m/min)= = = 511.2(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525說明書，可以考慮選擇選?。?= 392r/min，所以，(m/min)。確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 5.8mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.5mm，故刀具磨鈍壽命T = 20min。檢驗機床扭矩及功率根據(jù)切削用量簡明手冊表2.21，當f 0.33mm/r， 11.1mm。查得 =10.49Nm，根據(jù)立式鉆床Z525說明書，當 = 392r/min， = 72.6Nm，故 ，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.23，P = 1.0kw，根據(jù)立式鉆床Z525說明書，P = 2.8kw，故P P 。因此，所選擇的切削用量是可以采用的，即：f = 0.32mm/r， = 392r/min， = 7.14m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= = 0.13(min)。因有兩個孔，所以， = 20.13 = 0.26(min)。2.粗鉸兩個5.96H10mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，選擇 = 5.96mm的H10級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機床說明書取 f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取 = 5m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ，故：= (m/min)= = = 235.1(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525機床說明書選?。簄 =195r/min，所以，(m/min)。確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 5.96mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量：f = 0.72mm/r， =195r/min， = 3.65m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= = 0.11(min)。因有兩個孔，所以， = 20.11 = 0.22(min)。3.精鉸兩個6H9mm孔 選擇刀具和機床查閱機械制造工藝設計簡明手冊，選擇 = 6mm的H9級高速鋼錐柄機用鉸刀(GB1133-84)，機床選擇立式鉆床Z525。 選擇切削用量進給量f查閱切削用量簡明手冊表2.11及表2.24，并根據(jù)機床說明書取f = 0.5mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.57mm/r。切削速度根據(jù)切削用量簡明手冊表2.24，取 = 4m/min。根據(jù)切削用量簡明手冊表2.31，切削速度的修正系數(shù)為： ， ，故：= (m/min)= = = 186.8(r/min)根據(jù)立式鉆床Z525機床說明書選取： =140r/min，所以，(m/min)。確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表2.12，當 = 6mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4mm，故刀具磨鈍壽命T = 60min。因此，所選擇的切削用量：f = 0.57mm/r， =140r/min， = 2.64m/min。計算基本工時式中， ， mm，查切削用量簡明手冊表2.29， mm，所以， (mm)，= = 0.2(min)。因有兩個孔，所以， =20.2=0.4(min)。最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據(jù)填入相應的機械加工工序卡片中。 5 夾具設計根據(jù)畢業(yè)設計題目要求，設計工件工序70鉆、鉸削加工10F9mm的孔并锪倒角0.545的鉆床夾具。該夾具用于Z525立式鉆床，并配上9.8H12mm的高速鋼麻花鉆、9.96H10mm的高速鋼錐柄機用鉸刀、10F9mm的高速鋼錐柄機用鉸刀，按工步對孔進行加工。5.1 夾具設計5.1.1工件的加工工藝分析轉速器盤需要加工的10 mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值為Ra6.3，并且10F9為淺孔。在機械加工工藝規(guī)程中，分鉆、粗鉸、精鉸、倒角0.545進行加工。依靠所設計的夾具來保證加工表面的下列位置尺寸精度：待加工孔10F9和已加工孔9H11的中心距離尺寸為720.1mm；待加工孔10F9和后平面的距離尺寸為560.1mm。由以上可知，該孔的位置尺寸精度要求不高，但是，兩個相差120筋板不利于夾緊工件，會給加工帶來一定困難，在鉆孔的時候，工件的筋板會受到鉆頭軸向力的作用產(chǎn)生微小變形，影響孔的加工精度。因此，在設計夾具時應注意解決這個問題。5.1.2確定夾具的結構方案 確定定位方案，設計定位元件該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強加工時零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應按完全定位設計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。由于工件在鉆10mm孔時兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點出發(fā)，采用“一面兩孔”定位，即以已加工的后平面和兩個9mm孔為定位基準，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準重合原則。為實現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：圓柱銷和菱形銷在后平面和9mm孔定位，可以限制工件的五個不定度，25mm外圓柱下端面使用薄壁圓柱孔支承，限制工件沿Z軸的移動不定度，從而達到完全定位。 確定夾緊方式和設計夾緊機構兩個9mm孔中的圓柱銷和菱形銷共同承受鉆孔時的切削扭矩。在鉆9.8H12mm孔時，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產(chǎn)生旋轉，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機構效率，采用轉動壓板夾緊機構，其力的作用點落在靠近加工孔的120圓弧端面上。 夾緊力計算計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中的切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力時可以不計算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力，即：其中 ，查機床夾具設計手冊表1-2-1得： 、 、 1.15、