課程設計---飛錘支架加工工藝及夾具設計

1、<p>　　機械制造工藝學課程設計</p><p><b>　　設計說明書</b></p><p>　　設計題目：飛錘支架加工工藝及夾具設計</p><p><b>　　指導老師：</b></p><p><b>　　班級：機電0801</b></p>

2、<p><b>　　學號： </b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　日期：</b></p><p><b>　　0.課程設計序言</b></p><p>　　機械制造工藝學課程設計是在學完了《機械制造工

3、藝學》課程，進行生產(chǎn)實習之后的一個重要教學實踐環(huán)節(jié)。它要求學生綜合運用本課程及有關先修課程（工程材料與熱處理、機械設計、互換性與測量技術、金屬切削機床、金屬切削原理與刀具等）的理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識進行工藝規(guī)程設計，是畢業(yè)設計前的一次綜合訓練。通過機械制造工藝學課程設計，應達到下述目的：</p><p>　　1. 學生能熟練運用“機械制造工藝學”課程中的基本理論以及生產(chǎn)實際中學到的實踐知識，正確制定一

4、個中等復雜零件的工藝規(guī)程。</p><p>　　2. 學生能根據(jù)被加工零件的工藝規(guī)程，運用夾具設計的基本原理和方法，設計一套專用夾具。</p><p>　　3. 培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力。</p><p>　　4. 進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件的基本技能。</p><p>　　1．零件分析，畫零件

5、圖</p><p><b>　　1.1 零件作用</b></p><p>　　設計題目所給零件是飛錘支架（所畫零件圖見AutoCAD文件）。它是飛錘調(diào)速器上的一個零件，用來連接支撐調(diào)速飛錘，以使飛錘平穩(wěn)轉動，達到改變轉動慣量來調(diào)節(jié)轉速的目的。飛錘支架是對稱結構，通過其中心孔7套于轉軸上，而一對飛錘對稱裝于兩對6孔中，隨支架一起轉動。當轉速改變時，飛錘與轉軸夾角也改變，

6、從而改變轉動慣量來調(diào)節(jié)轉速。所以，飛錘支架的加工質(zhì)量將影響調(diào)速器的調(diào)速精度。</p><p>　　1.2 零件工藝分析</p><p>　　零件圖如圖1-1。概括來講，飛錘支架有兩組加工表面。一組是以孔為中心加工表面,均為回轉體表面，包括外圓面11,15,以及端面.其中大端面與孔有垂直度要求, 公差為0.05；外圓面與孔有圓跳動要求，公差為0.05。另一組就是余下的加工表面，包括兩個6.5

7、的圓孔，兩對共四個孔，以及一些平面。其中，孔端面不僅與孔自身有垂直度要求，公差為0.05；而且與第一組中孔有平行度要求，公差為0.05。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　另外兩個孔有圓度要求，公差為0.10。每對孔之間有同軸度要求，公差為R0.012。</p><p>　　由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，

8、可先加工第一組回轉體表面，且應先加工孔，以獲得各回轉體表面的公共精基準，便于定位及保證有關表面位置關系。而后再加工另一組表面，并保證各有關表面的位置關系。</p><p>　　2.選擇毛坯種類并確定制造方法</p><p>　　合理選擇毛坯類型，使零件制造工藝簡單、生產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本降低。飛錘支架零件材料為球墨鑄鐵。因為零件為成批生產(chǎn)，所以為提高生產(chǎn)率采用金屬砂型鑄造。要求球墨鑄鐵金

9、相組織基體為85%以上的球光體，球化率應大于80%，不允許有片狀石墨存在。</p><p><b>　　3.工藝規(guī)程的設計</b></p><p><b>　　3.1基準的選擇</b></p><p><b>　?。?）粗基準的選擇</b></p><p>　　一般而言，對回轉

10、體加工表面，一毛坯外圓作為粗基準是合理的。但對本零件來說，若以孔的外圓做粗基準定位先加工出孔。再以孔內(nèi)圓表面為精基準難以定位加工外圓面以及端面，因為孔直徑太小了，我們在緊接著加工出一個端面來作為基準，在選端面是考慮到加工經(jīng)濟精度所以選通槽先加工，由于毛坯采用金屬砂型鑄造，毛坯表面精度較高，加工余量較小。所以，經(jīng)分析，決定采用四爪單動卡盤夾持零件小圓的外表面的大圓，劃線找正以其為粗基準，先加工出孔和孔2-6.5，這樣在后面的工序中就能用到

11、這個統(tǒng)一的精基準，也符合粗基準選用原則。</p><p><b>　?。?）精基準的選擇</b></p><p>　　精基準的選擇主要應該考慮統(tǒng)一基準和基準重合的問題。有前述分析，用首先加工出來的孔和通槽。</p><p><b>　　3.2制定工藝路線</b></p><p>　　我們大體的設計思

12、路是：我們在考慮加工時先粗加工后精加工，充分加工經(jīng)濟精度，用精加工保證工件最終尺寸要求。采用四爪單動卡盤夾持零件小圓的外表面的大圓，劃線找正以其為粗基準，先加工出孔和孔2-6.5，這樣在后面的工序中就能用到這個統(tǒng)一的精基準。然后加工出通槽，之后把加工通槽右側平面和的外圓時在車床上一次加工出來，通過精車通槽右側平面這一精加工來保證尺寸，而不是通過銑通槽來保證，這樣更符合加工的經(jīng)濟精度，加工外圓時沒有再次裝夾造成的裝夾誤差，從而保證相對設計

13、基準的尺寸要求，在同一工序中粗精加工分開還能保證在車外圓時不會破壞通槽右側平面，接下來再鉆孔4-時，根據(jù)他的設計基準，安排在車大端面的后面，另外在加工孔4-的端面是在他的所有設計基準加工好的前提下在加工的，所以放在最后加工，這樣就能保證定為基準與設計基準重合。</p><p>　　加上以上的分析，并且由于是成批生產(chǎn)，故采用通用機床配以組合夾具。并盡量使工序集中來保證各加工表面間的相互位置精度要求。這樣也可以提高機

14、床的生產(chǎn)率，節(jié)省裝夾工件的時間，減少工件的搬動次數(shù)。同時我們的零件相對很小，加工量很小?？梢圆豢紤]加工中的熱變形。</p><p>　　所以將工藝路線確定如下：</p><p>　　工序5：鑄造(金屬型)</p><p>　　工序10: 去銳邊,尖角,毛刺。</p><p>　　工序15：熱處理，正火，硬度HB250-300。</p&g

15、t;<p>　　工序20：鉆，擴，鉸孔，并倒角。（四爪單動卡盤，卡住外圓柱面。畫線找正。）</p><p>　　工序25：鉆，并锪平（以孔及右側端面定位，并加一個側面的支承釘。選擇該粗基準面定位，不屬于重復使用粗基準。為了從承受切削力的角度考慮，采用了六點定位。）</p><p>　　工序30：粗銑，半精銑的槽。（銑床專用夾具，以孔內(nèi)表面和中的一個孔，加一個小平面進行定位。為

16、六點定位。）</p><p>　　工序35：粗車，半精車最外端的外圓端面。（以和剛剛銑的的槽的面進行定位。為五點定位，屬于不完全定位。） </p><p>　　工序40：車大端面，切槽，車外圓到滿足圖紙標準。（以和剛剛銑的的槽的面進行定位。為五點定位，屬于不完全定位。）</p><p>　　工序45：鉆，擴，并倒角。（大面短套筒加一菱形銷進行定位。選擇剛剛加工的大端

17、面和孔的外表面和中的一個孔進行定位。屬于完全定位。）</p><p>　　工序50：粗銑，半精銑側面（兩孔一面進行定位。選擇剛剛加工的大端面和孔內(nèi)表面和中的一個孔進行定位。屬于完全定位。）</p><p>　　說明：之所以把最右端端面和大端面分開在兩個工序中進行加工，主要是因為夾緊力的作用面發(fā)生了變化。在工序35，夾緊力的作用面是大端面，采用的是壓板夾緊；而在工序40中夾緊力的作用面是右端

18、面，采用的是螺栓夾緊。定位圓柱銷旁邊再伸出一段長度的螺栓，右端用螺母夾緊。</p><p>　　3.3確定機加工余量及工序尺寸</p><p>　　采用查表法,各工序根據(jù)所采用的加工方法的經(jīng)濟精度查工藝手冊,確定加工余量以及工序尺寸。一個表面的總加工余量為該表面各工序加工余量之和。各加工面的工序余量和工序尺寸見表3-1。</p><p>　　表3-1 各加工面的

19、工序余量和工序尺寸</p><p><b>　　4.專用夾具設計</b></p><p><b>　　4.1設計任務分工</b></p><p>　　經(jīng)過分工，我負責加工出通槽，由于工件使大批量生產(chǎn)，可以考慮使用專用夾具裝夾在銑床上加工出來。</p><p>　　4.2 夾具設計過程</p&g

20、t;<p>　　4.2.1 確定定位方案</p><p>　　4.2.1.1 方案擬定</p><p>　　方案一：以孔內(nèi)表面和中的一個孔，加一個小平面進行定位。為六點定位。</p><p>　　方案二：以孔外表面和中的一個孔，加一個小平面，為六點定位。</p><p>　　4.2.1.2 方案分析及選定</p>

21、<p>　　按照我們的工序安排，我們在加工孔時就用到了他的外圓面作為粗基準加工，根據(jù)粗基準選用原則--粗基準不重復使用，盡管使用心軸定位是，心軸可能會太小而出現(xiàn)剛度不夠，但是這僅僅是定位，我們加工時可以減小進給量，從而減小切削力，所以確定方案一為本工序定位方案。</p><p>　　4.2.1.3 定位誤差分析</p><p>　　本加工工序要直接保證的尺寸有槽的寬度尺寸，以及深

22、度2mm。</p><p><b>　　(1) 尺寸：</b></p><p>　　工序基準為孔軸線，定位基準為心軸軸線，忽略他們的同軸度誤差時，所以基準不重合誤差為0 </p><p>　　即 =0</p><p>　　基準位置誤差為（采用任

23、意邊接觸）</p><p>　　==0.036+0.005-0.004=0.037</p><p><b>　　所以定位誤差為</b></p><p>　　=+=0+0.037=0.037<0.3</p><p>　　即定位方法滿足尺寸公差要求。</p><p>　　(2) 尺寸垂直方向&l

24、t;/p><p>　　工序基準為右側大端面，定位基準為右側小端面，所以存在基準不重合誤差，但這是在粗加工工序中，并且它的尺寸要求也不是很高，只要我們加工時保證有足夠的余量留給下面工序中的精車右側大端面，從而就能保證它的最終尺寸。定位基準為右側小端面，如果毛坯件的右側小端面平面度就很高的話，那么可忽略平面基準的基準位置誤差。</p><p>　　所以在垂直方向上只要保證留給后續(xù)工序的加工余量，其

25、定位誤差就能忽略不計。</p><p>　　綜上所述，定位方案滿足各保證尺寸公差要求。</p><p>　　4.2.2 確定導向裝置</p><p>　　直接使用對刀塊引導刀具定位到孔軸線就可以了。</p><p>　　4.2.3 確定夾緊機構</p><p>　　為了讓夾具有自鎖的功能，我們選用螺旋夾緊機構，在螺旋夾

26、緊機構會出現(xiàn)動作慢的現(xiàn)象，我們可以加進快撤墊圈來克服動作慢的缺點。</p><p>　　5．課程設計心得體會</p><p>　　在這次課設中，我首先是將書本的知識（工藝路線，夾具，加工路線等）一系列內(nèi)容溫習了一遍，大體上對這些知識有了一些深入的了解，特別是以前對課本上很多囫圇吞棗的地方有了一些了解，比方說，我在加工工藝路線的學習時，對于書上提出的粗精基準的選用原則就是強行記下來的，以來應

27、付考試，但在課設中我們要自己設計工藝路線來對零件進行加工，這使得我們必須熟練的利用這些原則來設計，不然我們設計的路線就會有很多沖突的地方，導致加工出的零件理論上不合格和加工的成本很高。再是在設計過程要綜合很多的方面進行設計，理論驗證中要考慮到的方方面面很多，我們不可能考慮得非常完備，但是通過課程設計我們有了一次這樣的鍛煉機會，對于我們以后工作中在細節(jié)方面的把握會有很大的幫助，至少我們能考慮的方面會越來越全面。在課設中還夾雜著以前知識的復

28、習，盡管可能忘了很多，但一次課設也有可能使我撿回來一些東西。</p><p><b>　　6.參考文獻</b></p><p>　　(1)袁長良主編.機械制造工藝裝備設計手冊.中國計量出版社,1992</p><p>　　(2)陳蔚芳、梁睿君主編.機械制造工藝學課程設計指導書. 南航自編，2007</p><p>　　(

29、3)王先逵主編.機械制造工藝學. 機械工業(yè)出版社. 1995</p><p>　　(4)哈爾濱工業(yè)大學,上海工業(yè)大學著.機床夾具設計.上海科學技術出版社 .1980</p><p>　　(5)林文煥、陳本通.機床夾具設計.國防工業(yè)出版社.1987</p><p>　　在飛錘支架上裝有四個飛錘，飛錘通過止推片推動調(diào)速套筒移動發(fā)動機構造網(wǎng)絡教程-第19講調(diào)速

30、器與供給系輔助裝置    本實用新型特指一種調(diào)速器飛錘支架，其為中功率柴油機燃油噴射系統(tǒng)中的核心部件，是全程式機械調(diào)速器中承受復雜拉伸為主、彎曲為輔交變載荷，并承受一定限度隨機沖擊力的“脊梁”零部件。其由兩個支架軸和一個支架本體經(jīng)螺紋預緊裝配而成，選用燈泵浦Nd:YAG脈沖激光加工機在于支架與支架軸螺紋聯(lián)接結合的肩面上獲得均布的非連續(xù)的深寬比大的深熔自熔焊縫，可保證支架、支架軸固有的機械性能、耐磨