飞锤支架课程设计说明书(3)
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河南工业职业技术学院机械加工技术课程设计说明书设计题目：飞锤支架加工工艺及夹具设计******班级：机制1002指导老师：兰建设评定老师：设计日期：年月日至月日目录1．零件分析，画零件图 (3)1.1 零件作用 (3)1.2 零件工艺分析 (3)2.选择毛坯种类并确定制造方法 (4)3.工艺规程的设计 (5)3.1基准的选择 (5)3.2制定工艺路线 (5)3.3所以将工艺路线确定如下： (6)3.4确定机加工余量及工序尺寸 (7)4.确定切削用量及基本工时 (9)5.专用夹具设计 (17)5.1工序的工艺分析 (17)5.2夹具设计的基本要求 (19)5.3 夹具设计的程序 (21)6.课程设计心得体会 (31)7.参考文献 (32)1．零件分析，画零件图1.1 零件作用设计题目所给零件是飞锤支架（所画零件图见AutoCAD 文件）。
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φ7套于转轴上，而一对飞锤对称装于两对φ6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。
1.2 零件工艺分析零件图如图1-1。
概括来讲，飞锤支架有两组加工表面。
一组是以0.0367φ+孔为中心加工表面,均为回转体表面，包括外圆面φ11,φ15,00.03319φ-以及端面.其中大端面与孔0.03607φ+有垂直度要求, 公差为0.05；00.03319φ-外圆面与孔0.03607φ+有圆跳动要求，公差为0.05。
另一组就是余下的加工表面，包括两个φ6.5的圆孔，两对共四个0.120.046φ++孔，以及一些平面。
其中，0.120.046φ++孔端面不仅与0.120.046φ++孔自身有垂直度要求，公差为0.05；而且与第一组中0.03607φ+孔有平行度要求，公差为0.05。
由以上分析可知，对这两组加工表面而言，可先加工第一组回转体表面，且应先加工孔0.03607φ+，以获得各回转体表面的公共精基准，便于定位及保证有关表面位置关系。
而后再加工另一组表面，并保证各有关表面的位置关系。
2.选择毛坯种类并确定制造方法合理选择毛坯类型，使零件制造工艺简单、生产率高、质量稳定、成本降低。
飞锤支架零件材料为球墨铸铁。
因为零件为成批生产，所以为提高生产率采用金属砂型铸造。
要求球墨铸铁金相组织基体为85%以上的球光体，球化率应大于80%，不允许有片状石墨存在。
3.工艺规程的设计3.1基准的选择（1）粗基准的选择一般而言，对回转体加工表面，一毛坯外圆作为粗基准是合理的。
但对本零件来说，若以孔0.03607φ+的外圆做粗基准定位先加工出孔0.03607φ+。
再以孔0.03607φ+内圆表面为精基准难以定位加工外圆面以及端面，因为孔0.03607φ+直径太小了，我们在紧接着加工出一个端面来作为基准，在选端面是考虑到加工经济精度所以选通槽先加工，由于毛坯采用金属砂型铸造，毛坯表面精度较高，加工余量较小。
所以，经分析，决定采用四爪单动卡盘夹持零件小圆0.03607φ+的外表面的大圆，划线找正以其为粗基准，先加工出孔0.03607φ+和孔2-φ6.5，这样在后面的工序中就能用到0.03607φ+这个统一的精基准，也符合粗基准选用原则。
（2）精基准的选择精基准的选择主要应该考虑统一基准和基准重合的问题。
有前述分析，用首先加工出来的孔0.03607φ+和通槽。
3.2制定工艺路线我们大体的设计思路是：我们在考虑加工时先粗加工后精加工，充分加工经济精度，用精加工保证工件最终尺寸要求。
采用四爪单动卡盘夹持零件小圆0.03607φ+的外表面的大圆，划线找正以其为粗基准，先加工出孔0.03607φ+和孔2-φ6.5，这样在后面的工序中就能用到0.0367φ+这个统一的精基准。
然后加工出通槽，之后把加工通槽右侧平面和0.0367φ+的外圆时在车床上一次加工出来，通过精车通槽右侧平面这一精加工来保证尺寸00.035-，而不是通过铣通槽来保证，这样更符合加工的经济精度，加工外圆时没有再次装夹造成的装夹误差，从而保证00.03319φ-相对设计基准的尺寸要求，在同一工序中粗精加工分开还能保证在车外圆时不会破坏通槽右侧平面，接下来再钻孔4-0.120.046φ++时，根据他的设计基准，安排在车大端面的后面，另外在加工孔4-0.120.046φ++的端面是在他的所有设计基准加工好的前提下在加工的，所以放在最后加工，这样就能保证定为基准与设计基准重合。
加上以上的分析，并且由于是成批生产，故采用通用机床配以组合夹具。
并尽量使工序集中来保证各加工表面间的相互位置精度要求。
这样也可以提高机床的生产率，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。
同时我们的零件相对很小，加工量很小。
可以不考虑加工中的热变形。
3.3所以将工艺路线确定如下：工序10：铸造(金属型)工序20：热处理，正火，硬度HB250-300。
工序30：粗车，半精车最外端的外圆端面。
车大端面，切槽，车外圆到满足图纸标准工序40：粗铣，半精铣5018⨯的槽。
工序50：半精铣槽。
工序60：半精车外圆柱面大端面，小端面。
工序70：精车外圆柱面和大端面。
工序80：钻，扩，铰孔0.03607φ+，并倒角。
工序90：钻2 6.5φ-，并锪平12φ。
工序100：钻，扩46φ-，并倒角。
说明：之所以把最右端端面和大端面分开在两个工序中进行加工，主要是因为夹紧力的作用面发生了变化。
在工序中，夹紧力的作用面是大端面，采用的是压板夹紧；而在工序中夹紧力的作用面是右端面，采用的是螺栓夹紧。
定位圆柱销旁边再伸出一段长度的螺栓，右端用螺母夹紧。
3.4确定机加工余量及工序尺寸采用查表法,各工序根据所采用的加工方法的经济精度查工艺手册,确定加工余量以及工序尺寸。
一个表面的总加工余量为该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见表3-1。
表3-1 各加工面的工序余量和工序尺寸4.确定切削用量及基本工时工序II ：车Φ19，Φ15，Φ11回转面及其端面1.加工条件工件材料：HT15-33 δb =220MPa 模铸加工要求：车削Φ100mm 端面及外圆柱面，粗车B 面 机床：CA6140卧式车床刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm 2,γK =90 ,0γ=15 ,0α=12 ,εγ=0.5mm2．计算切削用量(1) 粗车Φ19mm 端面面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0..8-0。
7mm,考虑的模铸拔模斜度，p a =4mm2) 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25 mm 2p a >3~5mm,以及工件直径为100时，f =0.7~1.0mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)v y x p m v c k fa T C v vv=(m/min)其中：v C =342, v x =0.15, v y =0.35, m=0.2。
修正系数v k 见《切削手册》表1.28,即Mv k =1.44 , sv k =0.8 , kv k =1.04 , krv k =0.81 ,Bv k =0.97。
所以vx x v c 35.015.02.05.0460342=x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 n s =Wπd 1000c v = ≈⨯πx1006.1581000504r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与504r/min 相近的机床转速为480r/min 及600r/min 。
现选取w n =480r/min 。
所以实际切削速度v=110r/min/。
5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1L =19mm , 1l =2mm, 2l =0,t m =fn l w 21+++l l =0.9480219⨯+=0.0486(min) 其余的车端面和车外圆的切削用量及基本工时的计算与上相似，在此不再累述，工序III ：钻，扩，铰Φ7的孔 ⑴钻孔Φ6mm ：选择Φ6mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6） 0.43/f mm r =机（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16） 15/min c V m =查（《切削》表2.15）硬度200－217 min /r 7.5306x 15x 1000D 1000===ππc V n 按机床选取r/min 580=机n （《工艺》表4.2－5）实际切削速度： min /m 39.161000580x 6x 1000Dn ===ππ机c V 基本工时：1303.043.0x 5803827f 21=++=++=机机n l l l t （《工艺》表6.2－5） ⑵扩孔8.6Φmm ：选择Φ6.8mm 高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）由《切削》表 2.10得扩孔钻扩Φ6.8mm 孔时的进给量0.70.8/f mm r =，并由《工艺》表4.2－16取0.72/f mm r =机扩孔钻扩孔时的切削速度11()23c c V V =钻由《切削》表2.15得14/min c V m =钻，故：1111()()147 4.7(/min)2323c c V V m ==⨯=钻min)/m 41.22773.1528.9x 7.47x 1000D V 1000n c （π）（π-=-==按机床选取168=机n587.3100068x 18.6x 1000Dn ===ππ机机c V基本工时： 31415.072.0x 1683827f n l l l t ji 21=++=++=机 ⑶铰Φ7H7孔：选择Φ7mm 高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17）由《切削》表 2.24得 1.0 1.5/f mm r =，0.150.25p a mm =，48/min c V m =由《工艺》表4.2－16得 1.22/f mm r =机7.2543.1277841000D V 1000n c c -=⨯-⨯==π）（π按机床选取min /r 168n =机 min /m 68.110001687=⨯⨯=π机V 基本工时： 1854.022.11683827f 21=⨯++=++=机机n l l l t 工序IV ：半精车Φ19外圆及其端面 半精车Φ19mm 外圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度v y x p m vc k fa T C v vv=其中：v C =342, v x =0.15, v y =0.35, m=0.2。
