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1、机械制造工艺学课程设计设计说明书设计题目：飞锤支架加工工艺及夹具设计全套图纸等，加153893706指导老师： 班级： 学号： 姓名： 日期：2007-7-50.课程设计序言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。它要求学生综合运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。通过机械制造工艺学课程设计，应达到下述目的：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际中学到的实践知识，正
2、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. 培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。4. 进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。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。
3、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。一组是以孔为中心加工表面,均为回转体表面，包括外圆面11,15,以及端面.其中大端面与孔有垂直度要求, 公差为0.05；外圆面与孔有圆跳动要求，公差为0.05。另一组就是余下的加工表面，包括两个6.5的圆孔，两对共四个孔，以及一些平面。其中，孔端面不仅与孔自身有垂直度要求，公差为0.05；而且与第一组中孔有平行度要求，公差为0.05。 图1-1另外两个孔有圆度要求，公差为0.10。每对孔之间有同轴度要求，公差为R0.012。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，可先加工第一组
4、回转体表面，且应先加工孔，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，若以孔的外圆做粗基准定位先加工出孔。再以孔内圆表面为精基准难以定
5、位加工外圆面以及端面，因为孔直径太小了，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的外表面的大圆，划线找正以其为粗基准，先加工出孔和孔2-6.5，这样在后面的工序中就能用到这个统一的精基准，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
6、盘夹持零件小圆的外表面的大圆，划线找正以其为粗基准，先加工出孔和孔2-6.5，这样在后面的工序中就能用到这个统一的精基准。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，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-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-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
7、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。所以将工艺路线确定如下：工序5：铸造(金属型)工序10: 去锐边,尖角,毛刺。工序15：热处理，正火，硬度HB250-300。工序20：钻，扩，铰孔，并倒角。（四爪单动卡盘，卡住外圆柱面。画线找正。）工序25：钻，并锪平（以孔及右侧端面定位，并加一个侧面的支承钉。选择该粗基准面定位，不属于重复使用粗基准。为了从承受切削力的角度考虑，采用了六点定位。）工
8、序30：粗铣，半精铣的槽。（铣床专用夹具，以孔内表面和中的一个孔，加一个小平面进行定位。为六点定位。）工序35：粗车，半精车最外端的外圆端面。（以和刚刚铣的的槽的面进行定位。为五点定位，属于不完全定位。） 工序40：车大端面，切槽，车外圆到满足图纸标准。（以和刚刚铣的的槽的面进行定位。为五点定位，属于不完全定位。）工序45：钻，扩，并倒角。（大面短套筒加一菱形销进行定位。选择刚刚加工的大端面和孔的外表面和中的一个孔进行定位。属于完全定位。）工序50：粗铣，半精铣侧面（两孔一面进行定位。选择刚刚加工的大端面和孔内表面和中的一个孔进行定位。属于完全定位。）说明：之所以把最右端端面和大端面分开在两个
9、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35，夹紧力的作用面是大端面，采用的是压板夹紧；而在工序40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。3.3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加工表面工序名称 工序余量工序尺寸孔铰0.2扩08钻外圆面11半精车4（从分三次半精车）粗车分两次（第一次车到）15粗车分两次（第一次车到）
10、精车03半精车12粗车45大端面精车03半精车12粗车孔6.5扩056.5钻6通槽宽半精铣1.0粗铣孔上的侧面半精铣1.0粗铣孔扩0.5钻4.专用夹具设计4.1设计任务分工经过分工，我负责加工出通槽，由于工件使大批量生产，可以考虑使用专用夹具装夹在铣床上加工出来。4.2 夹具设计过程4.2.1 确定定位方案4.2.1.1 方案拟定 方案一：以孔内表面和中的一个孔，加一个小平面进行定位。为六点定位。 方案二：以孔外表面和中的一个孔，加一个小平面，为六点定位。4.2.1.2 方案分析及选定按照我们的工序安排，我们在加工孔时就用到了他的外圆面作为粗基准加工，根据粗基准选用原则-粗基准不重复使用，尽管
11、使用心轴定位是，心轴可能会太小而出现刚度不够，但是这仅仅是定位，我们加工时可以减小进给量，从而减小切削力，所以确定方案一为本工序定位方案。4.2.1.3 定位误差分析本加工工序要直接保证的尺寸有槽的宽度尺寸，以及深度2mm。(1) 尺寸：工序基准为孔轴线，定位基准为心轴轴线，忽略他们的同轴度误差时，所以基准不重合误差为0 即 =0基准位置误差为（采用任意边接触）=0.036+0.005-0.004=0.037所以定位误差为 =+=0+0.037=0.0370.3即定位方法满足尺寸公差要求。(2) 尺寸垂直方向工序基准为右侧大端面，定位基准为右侧小端面，所以存在基准不重合误差，但这是在粗加工工序
12、中，并且它的尺寸要求也不是很高，只要我们加工时保证有足够的余量留给下面工序中的精车右侧大端面，从而就能保证它的最终尺寸。定位基准为右侧小端面，如果毛坯件的右侧小端面平面度就很高的话，那么可忽略平面基准的基准位置误差。所以在垂直方向上只要保证留给后续工序的加工余量，其定位误差就能忽略不计。 综上所述，定位方案满足各保证尺寸公差要求。4.2.2 确定导向装置直接使用对刀块引导刀具定位到孔轴线就可以了。4.2.3 确定夹紧机构为了让夹具有自锁的功能，我们选用螺旋夹紧机构，在螺旋夹紧机构会出现动作慢的现象，我们可以加进快撤垫圈来克服动作慢的缺点。5课程设计心得体会 在这次课设中，我首先是将书本的知识（
13、工艺路线，夹具，加工路线等）一系列内容温习了一遍，大体上对这些知识有了一些深入的了解，特别是以前对课本上很多囫囵吞枣的地方有了一些了解，比方说，我在加工工艺路线的学习时，对于书上提出的粗精基准的选用原则就是强行记下来的，以来应付考试，但在课设中我们要自己设计工艺路线来对零件进行加工，这使得我们必须熟练的利用这些原则来设计，不然我们设计的路线就会有很多冲突的地方，导致加工出的零件理论上不合格和加工的成本很高。再是在设计过程要综合很多的方面进行设计，理论验证中要考虑到的方方面面很多，我们不可能考虑得非常完备，但是通过课程设计我们有了一次这样的锻炼机会，对于我们以后工作中在细节方面的把握会有很大的帮助，至少我们能考虑的方面会越来越全面。在课设中还夹杂着以前知识的复习，尽管可能忘了很多，但一次课设也有可能使我捡回来一些东西。6.参考文献(1)袁长良主编.机械制造工艺装备设计手册.中国计量出版社,1992(2)陈蔚芳、梁睿君主编.机械制造工艺学课程设计指导书. 南航自编，2007(3)王先逵主编.机械制造工艺学. 机械工业出版社. 1995(4)哈尔滨工业大学,上海工业大学著.机床夹具设计.上海科学技术出版社.1980(5)林文焕、陈本通.机床夹具设计.国防工业出版社.1987
