飞锤支架加工工艺及加工孔Φ7工装设计.docx
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飞锤支架加工工艺及加工孔Φ7工装设计
课程设计说明书
课题名称飞锤支架加工工艺及加工孔Φ7
工装设计
一课程设计的序言
课程设计是在学完了相关课程，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。
二课程设计任务书
题目：
飞锤支架加工工艺及加工孔Φ7
工装设计
要求：
生产纲领10000件/年，工艺装备采用通用机床与通用刀具及专用夹具。
时间：
2011年11月21日至2011年12月30日共6周
具体任务：
①绘制零件图1张（A3）；
②确定加工工艺路线并进行工序设计，填写工艺文件1套；
③绘制毛坯图1张（A3）；
④绘制加工孔Φ7
的夹具装配图（A0）并进行误差分析；
⑤测绘夹具零件图1～3张；
⑥绘制所选择的夹紧机构示意图；（常见的斜楔、螺旋、圆偏心、杠杆铰链夹紧）（A1）
⑦绘制所选择的夹紧动力装置示意图；（常见的气动、液压、电磁、真空夹紧、气液增压）（A1）
⑧编写设计说明书（不少于1万字）。
学生：
（签名）
日期：
指导教师：
机电工程系
2011年11月
三零件分析
（一）零件的用途，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）材料要求兼顾抗震耐磨，零件材料选用HT200。
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。
3）图纸改正：
1.Φ6.5孔的圆度（○）改为位置度（⊕）
2.Φ19轴线关于Φ7轴线的跳动度（↗）由Φ0.05改为0.05
3.忽孔Φ12有误，会与槽壁干涉，所以改为Φ10的
4）审查零件的结构工艺性：
合理
（二）选择毛坯种类及制造方法
考虑到零件主要承受压力，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，而且零件结构简单，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。
（1）拟订零件的机械加工工艺路线，完成工艺路线卡
根据分析得：
该零件加工要求较高的为大端面，及内孔，其形位公差的基准多为内孔中心线，遵循基准重合的原则，故选用孔的中心线位主要的定位基准，可减少定位误差，保证零件尺寸。
所以第一步便是精加工孔，然后以孔为精基准加工大端面和外圆，然后加工其他表面。
以φ19
回转面及其端面为主要定位基准，限制６个自由度X、Y、X、Y、Z，以φ19
回转面为止推基准，限制２个自由度，以零件左端面外型轮廓宽30的长方体外型轮廓作为防转基准，限制３个自由度。
工件在夹金紧的时候又限制了一个自由度。
（2）主要加工表面及要求
1.飞锤支架φ11的回转面，表面粗糙度为Ra6.3μm。
2.飞锤支架φ15的回转面，表面粗糙度为Ra12.5μm。
3.φ
的回转面和右端面，表面粗糙度为Ra1.6μm，并倒角。
4.孔径为φ
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
的槽相通，孔口倒角1×45°。
5.飞锤支架表面2－φ6.5锪平φ12的沉孔，铣上表面及其轮廓，表面粗糙度不作要求。
6.4*φ
的孔，表面粗糙度为Ra6.3μm，倒角1×45°。
7.宽
的槽，表面粗糙度为Ra6.3μm。
四零件的工艺规程设计
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HT200,精度8级
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
夹具选用专用夹具
4．量具的选择
螺旋测微器，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，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1）φ19端面
粗车的余量为2mm，半精车余量为0.9mm，精车余量为0.1mm，故毛坯外圆轮廓直径确定为22mm。
2）φ15端面
由于粗糙度要求较低，只需粗车和半精车。
粗车余量为6mm，半精车余量为1mm
3）φ11端面
粗车余量为10mm，半精车余量为1mm
4）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
5）2—φ6.5孔
钻的余量为6.5
6）4-φ6的孔
钻的余量为5.5，扩的余量为0.5
7）T1端面
粗车余量为1.5mm，半精车余量为0.5
8）T2端面
粗车的余量为2mm，半精车的余量为0.8，精车的余量为0.2mm，故毛坯件T2至T3端面的距离为8mm
6．工艺路线卡
工序号
内容
设备
05
铸造毛坯
金属铸模
10
清理，除浇冒口、锋边
钳台
15
热处理，正火
热处理
20
钻孔预处理
XA6132铣床
25
钻中心孔
Z512钻床
1）钻Φ6的中心孔
直柄麻花钻Φ6
2）扩孔至尺寸Φ6.8
直柄扩孔钻Φ6.8
3）铰孔至Φ
直柄扩孔钻Φ7
30
车（专用夹具，以面及中心孔Φ
定位并夹紧）
C620-1
1.粗车小端面（34），粗车大端面
K30端面车刀
2.半精车小端面（33）及外圆
K10端面车刀
3.精车外圆及大端面
K10端面车刀
35
锪孔（专用夹具）
Z512钻床
1.钻2*Φ6.5孔
直柄麻花钻Φ6
2.锪平Φ6.5孔
直柄扩孔钻Φ6。
5
40
钻（专用夹具）
Z512
1.钻4*Φ5孔
直柄麻花钻
2.扩孔至尺寸Φ5.8
直柄扩孔钻
3.铰孔至Φ6
45
铣侧面
XX5030
50
铣槽
圆盘铣刀
55
去毛刺
钳台
60
检验入库
五钻中心孔专用夹具设计
（一）夹具设计说明书
夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。
制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。
夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。
（二）夹具设计的基本要求
1、精基准选择的原则:
在选择基准时,主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。
其选择原则应遵循a.基准重合原则，用设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
B基准统一原则，应采用同一基准电位加工零件上尽可能多的表面,基准重合和统一原则是选择精基准的两个重要原则,但实际生产中有时回遇到两者想互矛盾的情况。
C自为基准原则,某些要求加工余量小而均匀的精加工工序,选择加工表面本身作为定位基准。
D互为基准原则,对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时,需要两个表面互相作为基准,反复进行加工,以保证位置精度要求。
2、夹具设计精度的设计原则，要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则：
（1）对一般精度的夹具
1）应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；
2）应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。
（2）对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。
对精密夹具除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等。
（3）对夹紧机构的基本要求如下：
①夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。
②夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量
③夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。
④结构力求简单，便于制造和维修
夹紧误差是指工件在夹紧力的作用下,工序基准相对于理想位置的最大偏移值在加工尺寸方向上的投影和工件变形所造成的加工表面的形状误差。
产生夹紧变形的因素有两个方面:
工件的弹性变形、工件定位面与夹具定位面之间的接触变形。
3、一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：
（1）保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
（2）专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。
专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。
（3）工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。
（4）使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。
在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
专用夹具还应排屑方便。
必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。
（5）经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。
因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
六夹具设计的程序
（一）夹具设计规范化概述
1．夹具设计规范化的意义
研究夹具设计规范化程序的主要目的在于：
（1）保证设计质量，提高设计效率夹具设计质量主要表现在：
1）设计方案与生产纲领的适应性；
2）高位设计与定位副设置的相容性；
3）夹紧设计技术经济指标的先进性；
4）精度控制项目的完备性以及各控制项目公差数值规定的合理性；
5）夹具结构设计的工艺性；
6）夹具制造成本的经济性。
有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理地进行工作，提高设计效率，缩短设计周期。
（2）有利于计算机辅助设计有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。
利用计算机进行辅助设计，除了进行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限元法对
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