飞锤支架工艺设计及专用夹具设计说明书资料.docx

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飞锤支架工艺设计及专用夹具设计说明书资料

机械制造工艺学

课程设计说明书

课题名称飞锤支架零件工艺规程设计

及机床专用夹具的设计

学院机电学院

专业机械工程及自动化

学号

姓名

指导老师

2013年6月27日

一、课程设计的目的

机械制造工艺学课程设计是在学完了《机械制造工艺学》课程，进行生产实习之后的一个重要教学实践环节。

它要求学生综合应用本课程及有关先修课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理与刀具等）的理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺规程设计，是毕业设计前的一次综合训练。

通过本次机械制造工艺学课程设计，应达到以下目的：

1.学生能熟练运用“机械制造工艺学”课程中的基本理论以及生产实践中学到的实践知识，正确制定一个中等复杂零件的工艺规程。

2.学生能根据被加工零件的工艺规程，运用夹具设计的基本原理和方法，设计一套专用夹具。

3.培养学生熟悉并快速高效运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。

4.进一步培养了学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。

二、课程设计的内容与要求

（1）根据给定的零件绘制零件图

“飞锤支架”零件图（一张）

（2）对零件进行工艺分析

工艺规程（一份）

（3）设计某一道工序所需机床夹具装配图（1-2张）

“飞锤支架”钻两侧孔专用夹具图（一张）　　　　

（4）设计夹具中主要非标准零件图

“飞锤支架”定位销零件图（一份）

（5）编写课程设计说明书

“飞锤支架”零件工艺规程设计及机床专用夹具的设计

三、零件分析

（一）零件的功用，结构和特点

给定零件是飞锤支架，它的作用是作为飞锤工作中的支架，在飞锤的运动工作中起支承定位作用。

它是飞锤调速器上的一个零件，用来连接支撑调速飞锤，以使飞锤平稳转动，达到改变转动惯量来调节转速的目的。

飞锤支架是对称结构，通过其中心孔

7套于转轴上，而一对飞锤对称装于两对

6孔中，随支架一起转动。

当转速改变时，飞锤与转轴夹角也改变，从而改变转动惯量来调节转速。

所以，飞锤支架的加工质量将影响调速器的调速精度。

1）材料要求正火处理硬度HB250-300，零件材料选用QT700-2。

2）零件技术条件要求：

1.正火处理硬度HB250—300。

2.球体的金相组织，基体为85%以上的珠光体，球化率应大于80%，不允许有片状石墨存在。

3.未注明铸造圆角R2—4，拔模角3度。

4.去锐边，尖角。

图纸改正：

1.Φ6.5孔的圆度（○）改为位置度（⊕）

2.锪孔Φ12有误，会与槽壁干涉，所以改为Φ10的

3）审查零件的结构工艺性：

合理

（二）选择毛坯种类及制造方法

考虑到零件形状复杂，承受应力多变，用于大批量生产，可选用铸件。

合理选择毛坯类型，使零件制造工艺简单、生产率高、质量稳定、成本降低。

由于零件是成批生产，故采用砂型铸造。

又因为木模手工造型的误差比较大，铸件的精度低，飞锤支架零件材料为球墨铸铁。

因为零件为成批生产，故采用金属模砂型机械造型。

（三）拟订零件的机械加工工艺路线，完成工艺路线卡

零件的工艺分析：

首先铸件应在钳工台上除去浇冒口，毛刺等，便于后续加工。

为去除内应力，改善工件的机械加工性能，将工件进行正火处理，得到预期金相组织及硬度，便于加工。

该零件加工要求较高的为右台阶面，中心孔，大外圆面，以及耳朵孔端面。

其形位公差的基准多为内孔中心线，故应先加工出中心孔，并以中心孔为精基准加工其他表面，遵循基准重合的原则，可减少定位误差，保证零件尺寸。

由先端面后孔的原则，所以第一步，车削右端面，然后钻中心孔，再以孔为精基准加工右台阶面和外圆，然后加工其他表面。

主要加工表面及要求

1）飞锤支架右端面的台阶面，除保证尺寸外，表面粗糙度分别为3.2μm和1.6μm。

2）飞锤支架φ11的回转面，表面粗糙度为Ra6.3μm。

3）飞锤支架φ15的回转面，表面粗糙度Ra12.5μm，并倒角。

4）轴φ19h8的回转面，表面粗糙度为Ra1.6μm，并倒角。

5）孔径为φ7H9的孔，其形位公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra1.6μm，孔的端面与宽18（上偏差+0.5，下偏差+0.2）的槽相通，孔口倒角2×45°。

6）飞锤支架表面2个φ6.5锪平φ12的沉孔，铣上表面及其轮廓，与中心孔有位置度要求，表面粗糙度不作要求。

7）4个φ6（上偏差+0.12，下偏差+0.04）的孔，表面粗糙度为Ra6.3μm，倒角1×45°。

8）宽18（上偏差+0.5，下偏差+0.2）的槽，表面粗糙度为Ra6.3μm（底面）和Ra12.5μm（侧面）。

9）与4个φ6孔相通的两个外端面，与中心孔φ7和φ6孔分别有平行度和垂直度要求，均为0.05mm。

零件的工艺规程设计

1.确定毛坯的制造形式

由于零件的结构简单，采用铸造形式生产毛坯件，材料为QT700-2,精度11级，毛坯尺寸如下图

2．刀具的选择

车床主要选用YG6型刀具，钻床主要选用高速钢麻花钻，扩孔选用直柄扩孔钻，铰孔主要选用直柄机用铰刀，铣平面主要选用YG6型刀具

3.夹具的选用

夹具选用四爪卡盘和专用夹具

4．量具的选择

游标卡尺，内径百分尺

5．确定工序尺寸

根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量和工序尺寸如下：

1）飞锤支架右端面的台阶面

粗车右端面的余量为2.5mm，粗车右台阶面的余量为：

2mm，半精车右端面的余量为：

0.5mm，精车台阶面的余量为1mm。

2）φ19端面

粗车的余量为5mm，半精车余量为0.8mm，精车余量为0.2mm，故毛坯外圆轮廓直径确定为25mm。

3）φ15端面

由于粗糙度要求较低，只需粗车。

粗车余量为5mm。

4）φ11端面

粗车余量为3mm，半精车余量为1mm。

5）φ7的中心孔

钻的余量为6mm，扩的余量为0.8mm，铰的余量为0.2mm。

6）中间平面

粗铣中间平面的余量为10mm，半精铣中间平面的余量为：

2mm。

7）2—φ6.5孔

先粗铣孔端面，余量0.6mm，后钻、铰孔的余量为6mm、0.4mm，并锪平。

8）4-φ6的孔

先粗铣端面，余量2mm，后钻的余量为5.5mm，扩的余量为0.5mm。

9）精铣孔两侧端面

精铣余量为1mm。

6．工艺路线卡

材料牌号

QT700-2

毛坯种类

铸件

每毛坯可制件数

1

每件台数

1

工序号

工序名称

工序内容

设备

工艺装备

05

铸

铸造毛坯

10

钳

除浇冒口，去毛刺

钳工台

15

热处理

正火

热处理炉、蓄水槽

20

车

粗车右台阶面，半精车右端面

车床

四爪卡盘、游标卡尺、端面车刀

25

钻扩铰孔

钻、扩、铰孔

车床

四爪卡盘、中心尾架、麻花钻、扩孔钻、铰刀

30

车

精车右台阶面

车床

专用夹具1、游标卡尺、端面车刀

35

车

车外圆、退刀槽、倒角

车床

专用夹具1、游标卡尺、外圆车刀、切槽刀

40

铣

粗铣孔端面，铣中间平面、倒角

铣床

专用夹具2、游标卡尺、立铣刀、倒角刀

45

钻铰锪孔

钻、铰孔，锪沉孔

钻床

专用夹具3、麻花钻、铰刀、锪钻

50

铣

粗铣两侧平面

铣床

专用夹具4、立铣刀

55

钻铰孔

钻、铰孔

钻床

专用夹具5、麻花钻、铰刀

60

铣

半精铣两侧平面、倒角

铣床

专用夹具6、立铣刀、倒角刀

65

钳

清理毛刺

钳工台

70

检测

质检入库

钻两侧孔专用夹具设计

一、零件的加工及定位方案

钻两侧通孔需要限制五个自由度，不需要限制Z向的移动，但为加工方便，可完全限制六个自由度。

两侧孔对中心孔有位置度要求，故应用精基准中心孔作为主要定位，由于右端面已经加工过，可用右端面作为精基准限制Z向移动，Z向的转动用一个小挡块挡在中间槽的内壁上来限制，同样为精基准。

零件加工的导向装置

由于本零件的侧孔有位置度要求，需要导向装置提高孔的位置精度。

为此，选用快换钻套做导向元件，钻套安装在翻转钻模上，方便工件拆卸。

二、零件加工的夹紧装置

本道加工工序中零件采用平压板联动压紧方案。

压板分别压在中间槽的两侧，方便拆卸。

为防止划伤已加工表面，采用垫片保护工件，钻孔时的切削力导致翻转力矩，故在两侧面分别加一可调支撑，增加工件的刚度，减小工件加工过程中的变形。

三、定位误差与尺寸链

1）定位误差计算

工序基准为中心孔轴线，定位基准为中心孔轴线，基准重合。

Δbc=0

内孔与芯轴为间隙配合，任意边接触

Δjw=TD+Td+Δmin

孔轴配合Φ7H7/g6,TD=0.015mm,Td=0.009mmΔmin=0.005mm,Δjw=0.029mm

Δdw=Δbc+Δjw=0.029mm

2）尺寸链计算

在X方向（两圆圆心连线方向）的尺寸链

H1代表中心孔轴线已加工一侧孔轴线的距离，可以直接保证。

H2代表中心孔轴线到未加工另一侧孔的轴线距离，也可以直接保证。

H0为工序尺寸，不可直接保证。

故H1，H2为组成环，H0为封闭环。

TH1=TH2=0.1，故TH0=0.2

ESH0=ESH1+ESH2=0.05+0.05=0.1

EIH0=EIH1+EIH2=-0.05-0.05=-0.1

故

四、零件加工夹具设计图

主视图

俯视图

课程设计总结与感想

转眼间两周的课程设计很快就结束了。

回顾这两周的设计，过程虽然是劳累的，但看着自己设计出来的夹具，还是很欣慰、很有成就感的。

在课程设计过程中，我们把机械原理机械设计机械精度等课程所学习的内容应用到工艺设计中，大体掌握了工艺设计的主要内容和关键步骤，学会了查图表，资料，手册的书籍。

当然在课设过程中也遇到了很多问题，但通过老师和同学的共同努力，我们懂得问题基本都得到了合理的解决。

在这次课程设计的过程中，我重温了CAD的一些操作，也自己试着使用了SolidWorks，感觉这些软件对我们有很大的帮助。

当然我们感受到了对专业知识的缺乏和不足，也使我们的专业知识得到进一步提高，感谢学校给我们这次难得的学习机会，感谢钱老师的指导与帮助。

参考文献

⒈李洪主编，机械加工工艺手册。

北京：

北京出版社，1990

⒉艾兴，肖诗纲主编，切削用量手册。

北京：

机械工业出版社，1994。

⒊东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职业大学编。

机床

夹具设计手册,上海科技出版社1990。

⒋赵如福主编,金属机械加工工艺人员手册，上海：

上海科学技术出版社，

1990

⒌郑修本，冯冠大主编.机械制造工艺学.北京：

机械工业出版社，1992.

6.陈蔚芳主编，机械制造工艺学课程设计指导书。

7.机械工业出版社，机械加工工艺手册。