夹具设计书

（20 10 届）本科生夹具设计说明书 转速器盘夹具设计系部： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及自动化 学 生 姓 名： 唐筠雁 班 级： 3 学号 指导教师姓名： 唐勇 职称 副教授 张志强 职称 教授 最终评定成绩 长沙学院教务处2013 年 6 月顶管位置主要位于粉质粘土层，地下水位以下。开挖竖井过程中如出现异常地质情况，及时与设计单位联系，进行协商处理。施工前应与铁路供电段、电务段、通信段联系，首先探明铁路两侧施工范围内各种管线位置、埋深、并进行监护和防护。 长沙学院夹具设计 摘 要 在学完机械制造技术基础这门课程后，我们开始了夹具设计。夹具设计主要是让我们初步掌握机械加工工艺设计的步骤和方法的过程并检验我们是否熟练的把其中的基本原理、原则和方法（如选择定位基准、选择加工方法、工序划分及工序顺序安排、确定余量、工序尺寸及公差的确定、工艺尺寸链等）。我小组分到的课题是2105柴油机中调速机构转速器盘。本文对机转速器盘的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径mm的孔设计了一套专用钻床夹具和专用组合机床。 关键词：夹具设计，加工工艺，转速器盘，机床 ABSTRACT After studying the mechanical manufacturing technology foundation for this course, we began the fixture design.Fixture design is mainly for our tentative steps and method of control the machining process design and the process of inspection if we skilled among them, the basic principle and methods, such as selection positioning base, selecting machining method, process and operation sequence arrangement, determine the allowance, the determination of working procedure dimension and tolerance, process dimension chain, etc.).My group is assigned to the subjects of 2105 diesel engine speed regulation mechanism device, the Speed sensor wheel.In this paper, the machine structure and technology of the tacho plate was analyzed, and determine the machining process, worked out the parts of the casting process and machining process planning, and for processing parts on mm diameter holes designed a set of special drilling fixture and special combination of machine tools. Keywords: Fixture, tentative steps, the Speed sensor wheel, machine tools 目 录 摘 要IABSTRACTI第1章 零件分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺性分析21.3零件图的审查2第2章 毛坯制造32.1 确定毛坯成型方法32.2 铸件结构工艺性分析32.3铸造工艺方案的确定32.3.1 铸造方法的选择32.3.2 造型及造芯的方法选择32.3.3 分型面的选择32.3.4 浇注位置的选择42.4 铸造工艺参数的确定42.4.1 加工余量的确定42.4.2 拔模斜度的确定42.4.3 分型负数的确定42.4.4 收缩率的确定42.4.5 不铸孔的确定42.4.6 铸造圆角的确定52.5 型芯设定5第3章 工艺规程设计5第4章夹具设计14结 论17I 长沙学院夹具设计 第1章 零件分析 3级标题设为标题3（操作：选中本行样式中选择标题3）1.1 零件的作用转速器盘是2105柴油机中调速机构。10孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一端与油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转，油门拉杆即可打开油门或关小油门。6mm孔装两销，起限位作用，手柄可在120°范围内转动，实现无级调速。该零件通过9mm孔用M8螺栓与柴油机体连接。本设计任务给定的零件转速器盘，即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。图11.2 零件的工艺性分析 转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为9mm的螺栓孔与10mm孔有位置要求；120°圆弧端面与10mm孔的中心线有位置度要求。现分述如下： 两个直径为9mm的螺栓孔两个直径为9mm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18mm；两个螺栓孔的中心线距离为mm；螺栓孔与直径为10mm的孔中心线距离为mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为Ra6.3。 10mm的孔及120°圆弧端面10mm的孔尺寸为10mm，表面粗糙度为Ra6.3，其孔口倒角0.5×45°，两个6mm的孔表面粗糙度为Ra3.2，120°圆弧端面相对10mm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。转速器盘的加工精度不是很高。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10mm和6mm孔。从转速器盘的各个需要加工的表面来分析：后平面与机体相连，其长度尺寸精度不高，而表面质量较高；两个9mm的螺栓孔，因需要装配螺栓进行连接，还要用于夹具 定位，其加工精度可定为IT9级；25mm圆柱上端面和120º圆弧端面位置精度要求不高；两个6mm的孔需要装配定位销，表面质量要求高；10mm孔需要装配偏心轴，其表面质量要求高；各加工面之间的尺寸精度要求不高。该零件在大批量生产条件下，不需要采用专用的机床进行加工，用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此，该零件的加工不存在技术难题。为提高孔的表面质量，在孔加工工序中采用铰削对其进行精加工。1.3零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。第2章 毛坯制造 2.1 确定毛坯成型方法该零件材料为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，并且该零件年产量为6000件/年，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（参考机加工工艺手册表2.1-6）选用砂型铸造。2.3.2 造型及造芯的方法选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考机加工工艺手册表2.1-6），故选用手工分模造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考机加工工艺手册表2.1-6），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18mm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，25mm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。2.4 铸造工艺参数的确定2.4.1 加工余量的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查机加工工艺手册表2.3-7，查得加工余量等级为，转查表2.3-5，零件高度100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H，得上下表面加工余量为6.5mm及4.5mm，实际调整取4.5mm。2.4.2 拔模斜度的确定零件总体高度小于50mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。2.4.3 分型负数的确定按公式计算，mm，1，取。但考虑上型的许多面均是要加工的平面，而且加工余量已修正为小值，即使尺寸变化较大也不能使加工余量增多，对该零件影响不大，所以分型负数可以不给。2.4.4 收缩率的确定通常，灰铸铁的收缩率为0.7%1% ，在本设计中铸件取1% 的收缩率。2.4.5 不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于30mm的孔不铸出，而采用机械加工形成。2.4.6 铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R = 3mm5mm圆滑过渡。2.5 型芯设定转速器盘的底平面形状简单，厚度较薄，且零件上两个18mm的圆柱与底平面平行，不利于采用分模铸造，因此需要设计一个整体型芯，以形成铸件上的两个18mm的圆柱和底平面，达到简化模样和铸造工艺的目的。型芯在砂箱中的位置用型芯头和型芯撑来固定，型芯头采用圆形水平式芯头。转速器盘上相差120°的两个筋板之间的空腔深度尺寸不大，形状也比较简单，可以考虑采用砂垛代替砂芯，减少型芯。型芯简图如下图所示。第3章 工艺规程设计3.1定位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