轉(zhuǎn)速器盤(pán)夾具設(shè)計(jì)

1、目錄第1章零件分析 (11.1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類(lèi)型 (11.2零件的作用 (11.3零件的工藝性分析和零件圖的審查 (2第2章工藝過(guò)程設(shè)計(jì) (32.1零件表面加工方法的選擇 (32.2工藝路線(xiàn)的制訂 (32.3選擇毛坯 (52.4定位基準(zhǔn)的選擇 (52.5工藝方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較 (62.6機(jī)床的選擇 (62.7選擇夾具 (62.8選擇刀具 (72.9選擇量具 (72.10加工量計(jì)算表 (72.11工序加工尺寸尺寸公差使用量具 (82.12確定工序尺寸 (8第3章機(jī)械加工計(jì)算 (93.1粗銑上下端面和上表面 (93.2鉆10和2-6孔 (93.3鉸10和2-6孔 (103.4精銑上表面 (

2、113.5粗銑前端面和后端面 (113.6精銑前端面 (113.7鉆2-9孔: (12第4章夾具設(shè)計(jì) (134.1銑床夾具的主要類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式 (134.2銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) (134.3確定設(shè)計(jì)方案 (144.4削力及夾緊力計(jì)算 (15設(shè)計(jì)心得 (16參考文獻(xiàn) (17附錄 (17序言機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機(jī)械類(lèi)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課程之后的一個(gè)綜合課程,它是將設(shè)計(jì)和制造知識(shí)有機(jī)的結(jié)合,并融合現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和較先進(jìn)成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用,而進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,通過(guò)本課程的訓(xùn)練,將有助于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,并為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及今后的工作打下一

3、定的基礎(chǔ)。對(duì)于我本人來(lái)說(shuō),希望能通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)將所學(xué)理論知識(shí)和工藝課程實(shí)習(xí)所得的實(shí)踐知識(shí)結(jié)合起來(lái),并應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題之中,從而鍛煉自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;同時(shí),又希望能超越目前工廠的實(shí)際生產(chǎn)工藝,而將有利于加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機(jī)器零件的制造中,為改善我國(guó)的機(jī)器制造業(yè)相對(duì)落后的局面探索可能的途徑。由于所學(xué)知識(shí)和實(shí)踐的時(shí)間以及深度有限,本設(shè)計(jì)中會(huì)有許多不足,希望各位老師能給予指正。第1章零件分析1.1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類(lèi)型所給任務(wù)的零件(圖1.1是某機(jī)器上的一個(gè)轉(zhuǎn)速器盤(pán)的零件。假定該機(jī)器年產(chǎn)量為6000臺(tái),且每臺(tái)機(jī)器中僅有一件,由零件的特征可知,

4、它屬于機(jī)體類(lèi)小零件,因此,可以確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。 1.3零件的工藝性分析和零件圖的審查該零件圖的視圖正確,完整,尺寸,公差及技術(shù)都符合要求。但是,零件的加工過(guò)程,需要有較高的平面度,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(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,加工時(shí)需要較復(fù)雜的夾具才能準(zhǔn)確的定位,并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力,可以用花盤(pán)進(jìn)行定位加緊,并用墊塊進(jìn)行輔助定位。同時(shí)基準(zhǔn)面的選擇也是很重要的。在加工I ,II ,III孔的端面時(shí),先用銑刀銑出下表面,在以下表面為基準(zhǔn),銑出上面的各表面(I,II,III孔的加工也是以下端面為定為基準(zhǔn)的;在加

5、工前后端面時(shí),由于工件前后尺寸較大,可在鉸床上銑端平面,銑出后表面。之后,以后表面為基準(zhǔn),銑出兩個(gè)9孔,在加工過(guò)程中,應(yīng)盡量減少安裝的次數(shù),以減少安裝時(shí)帶來(lái)的安裝誤差。第2章工藝過(guò)程設(shè)計(jì)2.1零件表面加工方法的選擇本設(shè)計(jì)任務(wù)給的零件需要加工的表面有:端面,內(nèi)孔,園角等,其加工方法如下: (1下表面(大面積表面:雖然不是重要的表面,沒(méi)有粗糙度要求,但是定位基準(zhǔn)面,用銑車(chē)進(jìn)行端銑平面,粗銑即可。(2上邊緣面:不是重要表面,粗銑即可。(3I,II,III孔處的上端面:是重要表面,表面粗糙度R6.3,可以進(jìn)行粗銑后,再進(jìn)行半精銑或精銑。(4I孔處的下端面:無(wú)表面粗糙度要求,只需進(jìn)行粗銑即可。(5前端面

6、:是重要表面,也是定為基準(zhǔn)面,表面粗糙度R6.3,進(jìn)行粗銑再半精銑或精銑。(62個(gè)9孔的后端面:表面粗糙度R12.5,只需進(jìn)行粗銑。(72個(gè)9孔的加工:表面粗糙度R12.5,以下端面為基準(zhǔn),粗鉸出2個(gè)9孔;普通鉸床即可。(8I孔的加工:表面粗糙度R6.3,可用鉸床進(jìn)行鉸孔,粗鉸或擴(kuò)孔均可。(9II,III孔的加工:表面粗糙度R3.2,是要求較高的孔,可進(jìn)行粗鉸半精鉸,或者擴(kuò)孔精擴(kuò),既可滿(mǎn)足要求。(10園角:有R3,R5,R6.5,R15幾種園角,可用立銑刀周銑出園角。2.2工藝路線(xiàn)的制訂工藝路線(xiàn)一:工序1:鉗工劃線(xiàn);以上邊緣面為粗基準(zhǔn),劃下表面的加工線(xiàn)。工序2:銑,以上端面為定位粗基準(zhǔn),粗銑出

7、零件下表面。工序3:銑,在以下表面為基準(zhǔn),粗銑出I,II,III,孔的上端面和其他次要表面;倒角。工序4:銑,以上端面為定位基準(zhǔn),粗銑出零件下端面工序5:精銑,以下端面為基準(zhǔn),對(duì)上端面進(jìn)行精銑,使表面粗糙度達(dá)到R6.3的要求。工序6:鉆孔,以下端面為基準(zhǔn),預(yù)鉆出I,II,III孔,留出1mm左右的加工量;工序7 :鉸,在鉸床上進(jìn)行鉸孔,粗鉸10孔I;粗鉸2個(gè)6孔;倒角。工序8:銑,以I為基準(zhǔn),對(duì)上表面進(jìn)行精銑,使表面粗糙度達(dá)到R6.3的要求。工序9:銑,以I,和下表面為基準(zhǔn),銑出前端面工序10:精銑9孔前端面工序11:銑,以前端面為基準(zhǔn),銑出后端面。工序12:鉆,以I,和下表面為基準(zhǔn),鉆出2個(gè)

8、9孔。工序13:鉗工去毛刺。工序14:終檢。工序15:涂油入庫(kù)。工藝路線(xiàn)二:工序1:鉗工劃線(xiàn);以上表面為粗基準(zhǔn),劃下表面的加工線(xiàn)。工序2:以上端面為定位粗基準(zhǔn),粗銑出零件下表面;在以下表面為精基準(zhǔn),粗銑出2個(gè)9孔的上端面,以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面;倒角。工序3:以下表面為基準(zhǔn),對(duì)這3個(gè)孔的上端面進(jìn)行精銑,使表面粗糙度達(dá)到R6.3的要求。工序4:以10孔的上表面為基準(zhǔn),精銑10孔I的下端面。工序5:以下表面為基準(zhǔn),在鉸床上粗銑或半精銑出后端面,再以后端面為基準(zhǔn),加工出2個(gè)9的孔的前端面。工序6:鉆孔,以后表面為基準(zhǔn),預(yù)鉆出I,II,III孔,留出1mm左右的加工余量;再以下

9、端面為基準(zhǔn),預(yù)鉆出2個(gè)9孔,留出1mm的加工余量、工序7:在鉸床上進(jìn)行鉸孔,粗鉸10孔I;粗鉸2個(gè)9孔;倒角。工序8:精鉸6孔II,III,使粗糙度達(dá)到R3.2的要求工序9:鉗工去毛刺。工序10:終檢。工藝路線(xiàn)三:工序1:鉗工劃線(xiàn);上表面為粗基準(zhǔn),劃下表面的加工線(xiàn)。工序2:銑,以上端面為定位粗基準(zhǔn),粗銑出零件下表面;工序3:在以下表面為精基準(zhǔn),粗銑出2個(gè)9孔的前端面,以及I,II,III,孔的上端面和其他次要表面;倒角。工序4:以10孔的上端面為基準(zhǔn),銑10孔I的下端面工序5:鉸,以下表面為基準(zhǔn),在鉸床上粗銑或半精銑出9后端面。工序6:銑,以9后端面為基準(zhǔn),銑出2個(gè)9的孔的前端面。工序7:以1

10、0孔下端面為基準(zhǔn),預(yù)鉆出I,II,III孔,留出1mm左右的加工余量工序8:以9后端面為基準(zhǔn),預(yù)鉆出2個(gè)9孔,留出1mm的加工余量工序9:精銑,以下表面為基準(zhǔn)基準(zhǔn),對(duì)這3個(gè)孔的上端面進(jìn)行精銑,使表面粗糙度達(dá)到R6.3的要求。工序10:鉸,鉸床上進(jìn)行鉸孔,粗鉸10孔I;粗鉸2個(gè)9孔;倒角。工序11:精鉸6孔II,III,使粗糙度達(dá)到R3.2的要求工序12:鉗工去毛刺。工序13:終檢。工序14:涂油入庫(kù)。2.3選擇毛坯 2.8選擇刀具(1在工序2,3,4,7銑平面時(shí),銑刀可以選擇直齒或錯(cuò)齒的端銑刀和周銑刀,工序中有粗銑和精銑,在粗銑后,要留有一定的加工余量,供精銑工序加工。(2鉆孔有10, 6,9

11、三種孔,需要留一定的加工余量,可用5, 8麻花鉆直接鉆出來(lái)。(3鉸孔需要鉸三種孔10, 6和9,有粗鉸和精鉸,粗加工可用YT15,精加工可用YT30。2.9 選擇量具本零件是單件大批量生產(chǎn),故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法的極限誤差來(lái)選擇。在這里選的是第一種方法。由零件圖上看,各平面的相互位置要求不是非常嚴(yán)格,其最小不確定度為0.2mm,選用分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺就行了,因?yàn)槠洳淮_度為0.02mm,顯然滿(mǎn)足要求。此零件對(duì)孔的精度要求較高,其中例如I孔的下偏差要求在0.013之內(nèi),故可選用分度值為0

12、.01mm,測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺,其不確定度為0.008,滿(mǎn)足測(cè)量精度的要求。2.10加工量計(jì)算表 2.11工序加工尺寸尺寸公差使用量具(1 28 0.5 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺(212 0.2 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺(314 - 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺(410 0.013 分度值為0.01mm,測(cè)量范圍為0-150mm的內(nèi)徑百分尺6 0.030 9 - 分度值為0.02mm,測(cè)量范圍為0-150mm的游標(biāo)卡尺注:本零件要求測(cè)量的尺寸并不是很復(fù)雜,故只要這兩種量具就足夠了。2.

13、12確定工序尺寸工序2,3,4主要是加工端面,如圖L1,L11,L12,L13,L14,L15,L16是各個(gè)端面之間的相互位置,其中工序3,4的L15,L16,是精加工的尺寸鏈,即加工I,II,III 孔的上端面的尺寸。L1是零件下表面到最上面的端面的距離,L11是下表面到9孔中心的距離,L12是9孔中心到上端面的距離,L13是9孔中心到10孔下表面的距離,L14是10孔兩個(gè)端面的距離,L15是10孔上端面到6孔的上端面的距離,L16是下表面到10孔的上端面的距離。工序6,7,8主要是加工孔的尺寸鏈。 L21是9孔兩個(gè)端面的距離,L22是后端面板的厚度,L23是后端面到孔I的距離。L31是兩個(gè)

14、9孔之間的距離,L32是左邊的9到10孔的水平距離,L33是10孔到兩個(gè)6孔的水平距離,L34是10孔到零件下表面的斜面底端的距離。第3章 機(jī)械加工計(jì)算3.1粗銑上下端面和上表面參考文獻(xiàn)2表2.3-21查得加工余量為Z 1=2mm ,Z 2=2mm 。已知上端面的總余量為Z=5.7mm ,則上表面總加工的余量為:Z=2.5mm 。 參考文獻(xiàn)1表4-29取粗銑的每齒進(jìn)給量f z =0.2mm/Z 粗銑走刀一次,a p =1mm 取主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min ,則:V c =1000Dn =1000150200=94.25m/min校核機(jī)床功率銑削時(shí)的切削功率為:取Z=10 ,n= 60150=

15、2.5r/s ,mm a e 140=,z f =0.2mm/Z ,pc =1 ,代入:.09.05=- 從機(jī)床X52K 的參數(shù)的機(jī)床的功率為7.5kw ,機(jī)床的傳動(dòng)效率取0.750.85,取=0.85則機(jī)床電動(dòng)機(jī)所需功率 P e =cP =85.051.5=6.48<7.5kw ,則主軸的轉(zhuǎn)速合理。 3.2鉆10和2-6孔鉸的余量為0.5(單邊?？滓蚴且淮毋@出,故鉆削的余量為:(10/2-0.5=4.5mm, (6/2-0.5=2.5mm. 參考文獻(xiàn)1表4-70、4-76,取鉆9的進(jìn)給量為f=0.3mm/r ,切削速度V c =22m/min由此算出轉(zhuǎn)速為:n=d v 1000=102

16、21000=700r/min 按鉆床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=630r/min則實(shí)際切削速度為:V c =100063010=19.79m/min查有關(guān)資料得:.0ff K則鉆2-6孔的f F 和M 如下:已取鉸孔進(jìn)給量f =0.08mm/r (參考文獻(xiàn)1表4-91,取c V =4m/min ,則:轉(zhuǎn)速n=d v 1000=min /1271041000r =按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=125r/min實(shí)際切削術(shù)度為:min /93.3100012510m V c =3.3鉸10和2-6孔粗鉸以后的孔徑為10mm 。 鉸以粗加工后的下端面為定位基準(zhǔn)。因?yàn)?0孔和下端面在粗、精加工時(shí)互為基準(zhǔn),即可以互相校正10孔

17、與下端面的垂直度。 鉸孔時(shí)因余量為0.3mm ,故mma p 3.01=mm a p 5.02=取進(jìn)給量f =0.2mm/rmin /1605.794010001000r d v n =因?yàn)?FcFcy x p Fc c fa C F =81.9Fc n c K v Fc310-=c c c v F P取180=Fc C 1=Fc x 75.0=Fc y 1=Fc n則:鉸6孔mm a p 25.0=r mm f /12.0= min /72/2.1m s m v c =min /286807210001000r d v n =.0=kw 1.5kw ,故機(jī)床功率足夠。 3.4精銑上表面min

18、 /05.0mm f z =mm a p 5.1=n=300r/min 走刀一次3.5粗銑前端面和后端面參考文獻(xiàn)2表2.3-21查得加工余量為Z 1=2mm ,Z 2=2mm 。已知上端面的總余量為Z=4mm ,則前端面總加工的余量為:Z=2mm 。 參考文獻(xiàn)1表4-29取粗銑的每齒進(jìn)給量f z =0.2mm/Z 粗銑走刀一次,a p =1mm 取主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min ,則:V c =1000Dn =1000150200=94.25m/min校核機(jī)床功率銑削時(shí)的切削功率為:取:Z=10 ,n= 60150=2.5r/s ,mm a e 140=,z f =0.2mm/Z ,pc =1

19、,代入:ke znk a f a P pc e z.09.05=- 從機(jī)床X52K 的參數(shù)的機(jī)床的功率為7.5kw ,機(jī)床的傳動(dòng)效率取0.750.85,取=0.85則機(jī)床電動(dòng)機(jī)所需功率 P e =cP =85.051.5=6.48<7.5kw ,則主軸的轉(zhuǎn)速合理。 3.6精銑前端面后端面因?yàn)橐蟛桓?所以可以一次銑出,其工序余量即等于總余量2mm 。定位和尺寸基準(zhǔn)為粗加工后的前面。p a =4mm 取粗銑每齒進(jìn)給量f =0.2mm/z n=150r/minmin/4.7510001501601000mm Dnv c =粗后端面的切削用量都和粗銑前端面的一樣,但e a 小于粗銑A 面的值,

20、所以機(jī)床功率足夠。3.7鉆2-9孔:r mm f /3.0=min /22m v c =(參考文獻(xiàn)1表4-70min /539132210001000r d v n =取鉆床實(shí)際轉(zhuǎn)速m in /500r n =,則實(shí)際切削速度min /42.20100050013m v c =m第4章夾具設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的夾具為第8道工序精銑上表面;該夾具適用于立式銑床。4.1銑床夾具的主要類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。由于銑削加工通常是夾具隨工作臺(tái)一起作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),按進(jìn)給方式不同銑床夾具可分為直線(xiàn)進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三種類(lèi)型。 靠模銑床夾具:這種帶有

21、靠模的銑床夾具用在專(zhuān)用或通用銑床上加工各種非圓曲面?？磕５淖饔檬鞘构ぜ@得輔助運(yùn)動(dòng),形成仿形運(yùn)動(dòng)。按主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式,靠模銑床夾具可分為直線(xiàn)進(jìn)給和圓周進(jìn)給兩種。4.2銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)由于銑削加工切削用量及切削力較大,又是多刃斷續(xù)切削,加工時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng),因此設(shè)計(jì)銑床夾定向鍵也稱(chēng)定位鍵,安裝在夾具底面的縱向槽中,一般用兩個(gè),安在一條直線(xiàn)上,其距離越遠(yuǎn),導(dǎo)向精度越高,用螺釘緊固在夾具體上。定向鍵通過(guò)與銑床工作臺(tái)上的形槽配合確定夾具在機(jī)床上的正確位置;還能承受部分切削扭矩,減輕夾緊螺栓的負(fù)荷,增加夾具的穩(wěn)定性,因此平面夾具及有些專(zhuān)用鉆鉸床夾具也常使用。定向鍵有矩形和圓形兩種,定向精度要求高或重型夾具不

22、宜采用定向鍵,而是在夾具體上加工出一窄長(zhǎng)面作為找正基面來(lái)校正夾具的安裝位置。洛陽(yáng)理工學(xué)院 的螺栓穿過(guò)心軸孔，用螺栓把它夾緊。銑削時(shí)用一個(gè)支撐來(lái)支撐懸空的加工面。 圖 2.3 4.4 削力及夾緊力計(jì)算 因?yàn)殂娖矫鏁r(shí)的切削力大，所以在計(jì)算夾具的加緊力時(shí)應(yīng)按銑削平面的切削力來(lái)計(jì)算和校 核。 銑刀軸向力： F = 9.81C F d 0xF f （式中： C F = 42 .7 扭矩： yF k F = 9.81 ´ 42.7 ´ 211.0 ´ 0.40 0.8 ´ 1 = 4226 N x F = 1.0 yM y F = 0.8 kF = 1） M = 9

23、.81C M d 0xM f （式中： C M = 0.21 k M = 9.81 ´ 0.021 ´ 212 ´ 0.4 0.8 ´ 1 = 42.65 N .m x M = 2.0 y M = 0.8 k M = 1 ） D 螺栓產(chǎn)生的加緊力 F 的力 F × ³ KM （安全系數(shù) K = K 0 K1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 ） 2 0.8 所以，有： F × ³ 1.2 ´1.2 ´1.3 ´1.0 ´1.3 ´1.0 ´1.0 ´ 42.65 = 208 N .m 2 則： F ³ 520 N d =c F sb = (1.4 2 520 = 1.3 7.2mm 80 選用 M8 螺栓夾緊。 15 洛陽(yáng)理工學(xué)院 設(shè)計(jì)心得 此次課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)三年的全部基礎(chǔ)課程、 技術(shù)基礎(chǔ)課程以及部分 專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，是一次深入的綜合性的應(yīng)用和總結(jié)，也是一次理論