转速器盘制造工艺及夹具设计

1目录1.零件分析..................................................................21.1零件的工艺性分析和零件图的审查.......................................21.2零件的生产纲领及生产类型.............................................21.3零件的加工工艺分析...................................................22.选择毛坯..................................................................32.1确定毛坯的成形方法...................................................32.2铸件结构工艺性分析...................................................32.3铸造工艺方案的确定...................................................32.3.2造型及造芯方法的选择...........................................32.3.3分型面的选择...................................................32.3.4浇注位置的选择.................................................33.工艺规程设计...............................................................43.1基准的选择...........................................................43.1.1粗基准的选择...................................................4图2型芯简图.................................................................43.1.2精基准的选择...................................................4图3转速器盘基准.............................................................53.2表面加工方案的选择...................................................53.3制订机械加工工艺路线.................................................53.4确定机械加工余量及工序尺寸...........................................63.5确定切削用量及基本工时...............................................83.5.1工序30：粗、精铣后平面........................................83.5.2工序40：粗铣两个Φ18mm的圆柱前端面.........................123.5.3工序50：粗、精铣Φ25mm的圆柱上端面..........................143.5.4工序60：钻削、铰削加工两个Φ9mm的孔.........................163.5.5工序70：钻削、铰削加工Φ10mm的孔并锪倒角0.5×45°..........183.5.6工序80：粗、精铣120°圆弧端面................................223.5.7工序90：钻削、铰削两个Φ6mm的孔.............................254夹具设计..................................................................284.1夹具设计............................................................284.1.1工件的加工工艺分析............................................284.1.2确定夹具的结构方案............................................295参考文献...............................................................3521.零件分析1.1零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。图1转速器盘1.2零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于大批生产。1.3零件的加工工艺分析转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为Φ9mm的螺栓孔与Φ10mm孔有位置要求；120°圆弧端面与Φ10mm孔的中心线有位置度要求。现分述如下：3⑴两个直径为Φ9mm的螺栓孔两个直径为Φ9mm的螺栓孔的表面粗糙度为Ra6.3，螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为185.00mm；两个螺栓孔的中心线距离为05.028mm；螺栓孔与直径为Φ10mm的孔中心线距离为1.072mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为Ra6.3。⑵Φ10mm的孔及120°圆弧端面Φ10mm的孔尺寸为Φ10049.0013.0mm，表面粗糙度为Ra3.2，其孔口倒角0.5×45°，两个Φ6036.00mm的孔表面粗糙度为Ra3.2，120°圆弧端面相对Φ10mm孔的中心线有端面圆跳动为0.2mm的要求，其表面粗糙度为Ra6.3。从上分析可知，转速器盘的加工精度不很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的Φ10mm和Φ6mm孔。2.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，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，故选用砂型机器造型造型。型芯尺寸不大，形状简单，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。43.工艺规程设计3.1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。3.1.1粗基准的选择水平式芯头下箱上箱图2型芯简图对于一般盘类零件而言，按照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取转速器盘的底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工Φ25mm圆柱上端面、120º圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工Φ10mm孔和Φ6mm孔时，则以后平面和两个Φ9mm孔为定位基准。3.1.2精基准的选择为保证加工精度，结合转速器盘的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、Φ25mm圆柱上端面、120º圆弧端面时，主要运用统一基准原则，即均以转速器盘的底平面作为定位基准；而在加工Φ9mm螺5图3转速器盘基准栓孔、Φ18mm圆柱端面、Φ10mm孔和Φ6mm孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。3.2表面加工方案的选择⑴后平面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；⑵Φ18mm圆柱端面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT11，加工方案确定为：粗铣；⑶Φ9mm螺栓孔表面粗糙度为Ra12.5，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→铰孔；⑷Φ25mm圆柱上端面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；⑸Φ10mm孔表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→粗铰→精铰→孔倒角；⑹120º圆弧端面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；⑺Φ6mm孔表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→铰孔。3.3制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。这样得到以下的工艺路线：工序10铸造；工序20热处理；6工序30粗、精铣后平面，以零件底平面及直径为Φ25mm的外圆柱面为粗基准。选用X63卧式铣床，并加专用夹具；工序40粗铣两个直径为Φ18mm的圆柱端面，以经过精加工的后平面及底平面为基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序50粗、精铣直径为Φ25mm的圆柱上端面，以底平面为基准，Φ25mm圆柱下端面为辅助基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序60钻削、铰削加工直径为Φ9mm的两个螺栓孔，以经过精加工的后平面和底平面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序70钻、铰Φ10mm的孔，并锪倒角0.5×45º，以Φ9mm的孔及后平面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序80粗、精铣120º圆弧端面，以Φ10mm的孔和底平面及后平面为定位基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序90钻、铰加工两个Φ6mm的孔，以Φ10mm的孔和底平面及后平面定位。选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序100去毛刺；工序110检查；工序120入库。以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。3.4确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1.两螺栓孔Φ9mm毛坯为实心，而螺栓孔的精度为IT9（参考《金属加工工艺及工装设计》），确定工序尺寸及余量：钻孔：Φ8.9mm；铰孔：Φ9036.00mm，2Z=0.1mm。具体工序尺寸见表1。表1工序尺寸表工序