转速器盘课程设计

苏州市职业大学1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............................................32.2铸件结构工艺性分析............................................62.3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..................................错误!未定义书签。第4章夹具设计...................................................154.1确定设计方案..................................错误!未定义书签。4.2削力及夹紧力计算..............................错误!未定义书签。参考文献...........................................................15苏州市职业大学1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。苏州市职业大学1第1章零件分析1.1零件的作用转速器盘是2105柴油机中调速机构。Φ10mm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。Φ6mm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Φ9mm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苏州市职业大学2图1.21.2零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I,II,III孔的端面时，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（I,II,III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，可在铰床上铣端平面，铣出后表面。之后，以后表面为基准，铣出两个Φ9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10000两端苏州市职业大学3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《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Φ18mm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，Φ25mm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，查得加工余量等级苏州市职业大学4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。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21000Lb计算，300Lmm，　L1000＜1，取2b。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。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Φ30mm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R=3mm~5mm圆滑过渡。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Φ18mm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Φ18mm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。苏州市职业大学5水平式芯头下箱上箱第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工下端面，以上端面为基准钻出I,II,III3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Φ9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Φ9孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。图2.1下表面上表面上端面下端面苏州市职业大学6图2.23.2制订工艺路线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Φ9孔的后端面：表面粗糙度R12.5，只需进行粗铣。（7）2个Φ9孔的加工：表面粗糙度R12.5，以下端面为基准，粗铰出2个Φ9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。ⅠⅡⅢ前端面后端面苏州市职业大学7方案一：工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04铣Φ9端两侧面05铣Φ10端两端面06铣Φ9端两端面07钻通孔Φ10与钻通孔Φ608钻通孔Φ909镗孔Φ10，孔口倒角0.5X４５度10检验11入库苏州市职业大学8方案二：表3工序号工序内容01铸造02时效03涂漆04铣Φ9端两端面05铣Φ10端两端面06铣Φ9端两侧面07钻通孔Φ10与钻通孔Φ608镗孔Φ10，孔口倒角0.5X４５度09钻通孔Φ910检验11入库3.3选择加工设备及刀、夹、量具3.31选择加工设备(1)工序２，３，４，5和9，10，11，12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。(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。(3)工序６，13加工一个Φ10孔，2个Φ6孔，2个Φ9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。(2)钻孔有Φ10,Φ6,Φ9三种孔，需要留一定的加工余量，可用Φ5,Φ8麻花钻直接钻出来。苏州市职业大学9(3)铰孔需要铰三种孔Φ10,Φ6和Φ9，有粗铰和精铰，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。3.3