飞锤支架加工工艺及夹具的三维设计

飞锤支架加工工艺及夹具的三维设计

作者：*** 指导老师：***

****大学**学院 09级机械设计制造及其自动化专业合肥******

摘要：机械加工工艺是在生产过程中通过改变加工对象的形状，相互位置以及一些性质等，使其成为成品或半成品的加工改进过程，实现经济节约的生产目的。

本次课题研究飞锤支架加工工艺的规程，通过制定合理的机械加工工艺来达到改进对象的形状，位置及相互性质达到节约化生产的目的。第一步：对零件图及零件工作过程性能进行分析，了解工件具体结构形式，明确各项技术要求，从而对零件组成表面选择恰当的加工方式方法。第二步：拟定合理的加工工艺规程。机床夹具设计中，要确保工件在机床和夹具中定位的精确度和夹紧的牢固程度，使工件与刀具及机床主轴，导轨之间具有正确的相对位置，从而来保证被加工工件的尺寸精度、形状精度和位置精度等相关技术要求。第三步：工件定位后将其固定在正确的位置上，使其不因种种的外力作用而改变其相对位置的变化。在设计过程中通过查找和收集相关材料和数据，翻阅和学习相关材料，借助AutoCAD 二维设计软件生成所设计夹具的平面造型再利用SolidWorks三维设计软件来实现所设计夹具的三维造型。着重研究了零件的加工工艺，夹具的形状结构，以及零件在钻床夹具上的定位、装夹等工序。

关键词：毛坯加工余量工艺规程制造工艺夹具设计

1 引言

飞锤支架为盘类零件主要用于各种柴油发动机上，用于安装柴油机发动机减速器的飞锤从而便于发动机的及时的调速。制造要求比较严格需正火处理使零件硬度达到HBS250—300；球墨铸铁的金相组织基体为85%以上的珠光体，球化率应大于80%，且不许有片状石墨体的存在；铸造时的拔模斜率为3度；铸件应清除型砂及粘砂，铸造成品不应有裂缝以保证零件的强度，硬度及刚度使其在外力作用下不发生意外事故，确保工作中零件的使用安全；缩孔，夹渣，外表夹杂物及其他铸造缺陷当然也是不允许的。各面对内孔垂直度误差不应超过0.1，最后要去锐边尖角。

2 零件的分析

2.1零件图

图1 零件图

图2 零件

2.2 特点及技术要求

飞锤支架是铸造件，从整体形状来看是盘类中心孔零件。根据要求主要是加工

孔和一些平面。具体特点和技术要求有：

2.2.1 粗基准的选择

一般而言，回转体加工表面采用一个毛坯外圆作为粗基准是合理的。但是，针对

本次加工零件的特点若以孔Φ

的外圆表面作为粗基准，第一步加工出孔Φ

，第二步再以孔Φ内圆表面作为精基准，这样后面就难以定位加工外圆表

面和端面，因为孔Φ

的直径太小。但是若紧接着加工出一个端面作为精基准，

在选择这个端面时考虑到加工经济精度，所以选择先加工大端面的通槽，因为毛坯采用手工砂型铸造，表面精度较高，加工余量较小。综合上诉，此次设计中决

定采用四爪卡盘夹持零件小圆Φ的外圆表面的大圆，划线找正作为粗基准，先

加工出孔Φ

和孔2-Φ5.5，后续工序就能用使用Φ

作为统一的精基准，这

样的工序安排也符合粗基准选用原则。 2.2.2 精基准的选择

根据基准重合原则，并同时考虑统一基准原则，选用孔Φ作为第一精基准。

考虑定位稳定可靠，选择一个大端面作为第二精基准。

2.3 加工要求

1) 该零件为铸件，材料为球墨铸铁；

要求加工2个Φmm 孔粗糙度为Ra=6.3μｍ、2个Φ5.503

.00

mm 孔粗糙度为

Ra=1.6μｍ、Φ

mm 孔粗糙度为Ra=1.6μｍ这些孔的的精度等级均为IT7,且要

求与底面平行度公差为0.02；

2) 要求精加大端面凹槽的粗糙度Ra=6.3μｍ，平面度公差为0.03，垂直度公差

为0.08，凹槽宽度185

02.0。++mm 凹槽侧面的粗糙度为Ra=12.5μｍ；

3) 加工小端面Φ11的圆端面粗糙度Ra=6.3μｍ，平面度公差为0.03； 4) 锪平加工2个Φ12mm 孔粗糙度为Ra=12.5μｍ。 5) 最后去锐边尖角。

3 确定毛坯制造工艺和加工余量

3.1 毛坯的结构确定

零件毛坯的选择需要综合考虑多方面的因素：包括零件的材料，零件力学性能的要求，零件形状及尺寸，零件毛坯的生产条件，毛坯的制造的经济条件，采用新工艺、新技术、新材料的可能性等。

1.毛坯的结构工艺要求：

1）铸件的厚度应合适、均匀，不得有突然变化以免产生应力集中。

2）铸造圆角要适当，不得有尖角。

3）铸件结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度。

4）铸件的选材要合理，应有较好的可铸性本次零件的设计选择的是球墨铸铁。5）毛坯形状、尺寸确定的要求要有较高的尺寸标注和工艺公差要求。

2.设计毛坯形状、尺寸还应该考虑到：

1）加工面的几何形状应尽量简单满足相应的工作要求适当的美观。

2）工艺基准与设计基准相一致注意粗基准和精基准的配合使用。

3）毛坯的设计要便于装夹、加工和检查。

4）结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济因素，行位公差因素，热处理因素，生产率因素，工厂条件因素等。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，但减少加工余量，提高材料的利用率，对降低加工成本有很大的帮助。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题还要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，可根据这些相关尺寸绘制出毛坯图。

3.2毛坯的分析

毛坯材料为球墨铸铁（QT）工作条件:

（1）为承受中等载荷的零件；

（2）综合机械性能较高；

（3）适用于高强度，高冲击韧性的油阀，连杆等；

（4）亦可通过调制处理改善相关性能。

毛坯的热处理：

球墨铸铁（QT）的热处理主要是改变它的基本组织和性能，常用的热处理工艺有：退火，正火，焠火，回火，表面焠火等。

球墨铸铁退火的目的主要是为了消除铸造应力和铸造得到的白口；球墨铸铁正火的目的为了获得珠光体组织（珠光体的硬度和强度都较高塑性也较好）从而获得较高的强度、硬度和耐磨性（有时正火是为了表面焠火做组织准备）；球墨铸铁的焠火及回火跟钢的焠火及回火是一样的，根据铸件的工作条件及使用性能可选择合理的焠火及回火工艺，对于要求高强度、高冲击韧性的工作件可采用调制处理。

3.3 各加工表面的总余量的确定

加工余量、工序尺寸及偏差经查阅计算后列表如下：