机械制造技术基础课程设计---设计法兰盘零件机械加工工艺规程及工艺装备.docx

机械制造技术基础课程设计-一设计法兰盘零件机械加工工艺规程及工艺装备曲要科技丈考布新学就课程设计计算说明书学院课程专业班级姓名学号指导教师日期目录序言一、林的分析2（一）抻的作用.2（二）新的工艺分析2二、工艺规程设计J（->确定毛坯的制造形式J<-）基面的选择3（三）制定工艺路线J1、工艺路线-32、工艺路线二43、工艺方案的比较与分析5（四）机械加工余:、工序尺寸及毛坏尺寸的确定.三、夹具设计10<->确定机床夹具的结构方案.102 .选择夹紧机构.103 .麻夹具的总体形式.10（二）确定顺夹具111 .问题的提出112 .定位基准的选择113 .切削力及夹索力计第114 .定位误差分析U5 >夹具设及操作简5J明12四、总结B五、弁考文献14序言机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位.通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼I1能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知织，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紫以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质2提高结构设计的能力通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力.3加强使用软件及图表资料.掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用.就我个人而音，通过这次设计，基本上掌握了军件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等.并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等.最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西.并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西.本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明，由于本身能力水平有限，设计存在许多传误和不足之处，恳请老酊给予指正，谢谢.一.零件的分析（一）零件的作用CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上.车床的变速箱四定在主轴箱上，靠法*定心.法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外Bi与变速箱体孔相配,以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确畸合.零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床隹杆的末*,主要作用是标明刻度,实现极向进给.零件的囱OO外网上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外H1.上站有底部为。4H上部为外定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的4X”标明通过，本身没有受到多少力的作用<-）零件的工艺分析CA6140车床法兰盘共有两姐加工的表面.先分述如下：1 .以<2QTw'三n孔为精基准的加工表面.这一组加工表面包括；一个婷0/35的孔及其倒角1一个例（）0戈£外BB及其倒角：兴5%外园及其倒角；©91外园及其倒角；兴外园及其倒角；曲1两端面（分别距离被20厂M'轴为24n三和Me两端）；娟00*；左面和”11右端面；4四通孔2 .以”I右墙面为加工表面.这一组加工表面包括，矶00二：右面；”）1左墙面；*5b小右端面；3x2退刀槽I4和四泮U孔.这两蛆加工表面之间有着一定的位置要求I（1）邮）0：./左端面与d20；产：轴形位公差0.03m.洲1右端面与20*,轴形位公差0.03«.（2）的小“孔轴线与拙1右端面位置公差0.6«,同时与”轴线垂直相交，并且与”1端洗平面（距离婷0m5轴线为24三三）垂直。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位精度.二.工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200.考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单,是大批而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用怦造成型.零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不伸出.毛坯尺寸通过确定加工余后再决定.，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用第造成型.（二）荔面的选择基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一.定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高.否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行.（1）粗基准的选算.对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选舞不加工表面为粗基准.而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准.选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、口的残迹和飞边.根据这个基准选算原则，现选取右边外IS以5及*0的右蟠面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧州5外BI可同时削除五个自由度，再以”0的右端面定位可削除一个自由度.对外园创00/K8义,、那1和姆0丁鹏孔（共两块V形象加紫，限制4个自由度,底面两块支撑板定位面限制1个自由度，使缺少定位，不过是可以靠两个V形块加量力来约束Z轴的扭转力，然后进行钻削）的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的B1.周度。（2）精基准的选獐.以婷0产”为精基准加工表面.这一组加工表面包括I创OOWE右端面：左端面；01.5m,右墙面；3x2退刀槽；问和的r1'孔.因为主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复.（三）制定工艺路线制定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能得到合理的保证，在生产纲已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率.除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降一1 .工艺路线方案一工序1粗车¢100左右端面、”1左便面、砌00外圆和左网5外圆,工序2粗车右45右端面、外圆和”1右便面、外圆.工序3扩、粗蛟、精较。20：；KMS孔并车孔左端的倒角.工序4半精车/00：S1.左、右端面、”1左端面，精车创0()曹；,左端面、”1左端面.半精车外圆*5Z、敕I、例00二；丛、半精车内5。柱体的过度倒圆角.车回OORa柱体上的倒角C1.5.工序5半精车、精车W1.右端面.车槽3X2.倒角C7X45和C1X45.工序6精车次00凿：右端面、¢91右墙面.工序7粗铁、精晚”1柱体的两儡面.工序8站飒孔，较优孔.工序9钻49孔.工序10磨削B面，即外园面、0100R：右端面、河1左地面.工序11磨削外(B面。100斓酊”1.工序12磨削祗1央台距离轴线24三的他平面.工序13刻字刻线.工序14倍格.工序15检测入库.2 .工艺路线方案二工序1粗车皿00%；柱体左墙面。工序2粗加工媳0孔：扩中心孔。19.8工序3粗车”00柱体右面、”1柱体左端面、外圆夕45、100、¢91,半精车100左、右端面、”1左端面、外圆放45、”1、¢100,精车M00左面、”1左墙面，车600柱体的倒角，车¢45柱体的过度倒圆角.工序4粗车、半精车、精车右墙面，车槽3X2,粗车、半精车”1外国及倒角.工序5粗较¢19.94.精较¢20.工序6精车例00二；£左端面、四1右墙面.工序7粗、精帙”I上两平面.工序8怙孔，校6孔.工序9站4Xe9透孔.工序10磨外Ia右"5、©100、©91.磨B面，即左45外园面、“00右墙面、“)1左端面.工序11磨¢91上距轴心24的平面.工序12B面抛光.工序13刻字刻线.工序14600外国帔格.工序15检测入阵.3 .工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原则来加工的，先粗加工=,半精加工=精加工.给钻620(T'孔确定基准，确保孔的行位公差，不过一次性加工好四同时零件¢20/小要求很高的话，在后面的加工会对它的精度产生影响，并且。100工：左墙面和e91右面要与。20二阿轴有一定位置公差，这样很难保证它们的位的准确性.而方案二是只给"(V'钻孔保证底座平面度，不过钻头的下钻时不能准确定位，会影响想0滑卬的位置公差，从而也影响后面加工的汹00曹；,左*面和©91右端面的嵋面跳动.不过在方案二中婷OTM粗钻扩和较是分开加工，粗较019.94,精较少20,放在精车和*片£左端面、91右端面前面，这样确保例001鼻左端面和¢91右端面要与Q20，由轴有一定位置公差.故综合的方案如下：工序1下料，毛坯材料HT200,尺寸见毛坯图。工序2粗车。91三nBI柱面、两©45m圈柱面，掉头车¢10OmH1.柱面，均放余3am.工序3钻沙18孔并扩至19.8,工序4轶零件左右墙面切深为3三.工序5铢e91Un突台距离轴线34m、24a,均放余量3mn.工序6调制处理，硬度230HBS.工序7半精车e910、两¢45DnBS柱面，掉头车410On圆，余1.5三1,并车右端倒角45°.工序8粗较孔至19.94并精校至20.工序9精车例OO鲁W左端面、河1右端面.工序10精铁恍零件左右端面切深为3m，恍9111n突台距离轴线34三,24三,并铁破91«左右两端面和“00«i右端面，均放余量1.5«m工序11粗车槽3X2,车。I(X)B右端倒角工序12粗磨右045a、¢1001B、¢91Im,磨B面，即左族45外园面、100nn右墙面、¢91Bm左墙面，车孔”20nm的倒角.工序13钻孔4X9三、校96«工序14精磨e91-、右045m、MooEa1.柱面，¢10OniD左端面、夕91Im右端面和B面.工序15刻字刻线工序16¢100外BS俄格工序17检验入库总工艺方案的分析：本方案基本克服了一和二方案的缺点，继承它们的优点.可以做到先粗加工=半精加工=精加工，20：处粗钻扩和较是分开加工，粗较619.94、精校20,放在精车创OO二灶；左端面、洲O右端面前面，这样确保C1.oO盟左端面和”）右端面要与,w-轴有一定位置公差.可以确保这0”M.加工面精度.（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坏尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工衰面的机械加工余量，工序尺寸及毛斑尺寸下：1.45,11外园表面此外B1.表面为IT6级，叁照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余工序名称工序余工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精磨外圆0.2450.01745"IMn精车外Bi0.445.20.039452,半精车外圆1.445.60.1©45.6。粗车外B1.3470.347制毛坯5501.0650嚷2.外圆表面OO三m叁照实用机柿加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精车外B1.0.51000.24SoO篇半精车外国1.5100.50.30SOOS.粗车外园41020.61O2蠹毛坯61061.6106常3.B面6451"弁照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余It工序名称工序余立工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外B1.0.6450.6645、半精车外圆1.445.60.745.6北粗车2471.047案毛坯4492.049：黑4.B面中两个墙面:工序名称工序余精车0.2半精车0.8粗车2毛坯35.孔20<（UR弁照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精较0.1200.045201.三,校孔0.219.90.0841Qwi)-0.021扩孔1.719.70.119.7产毛坯1818+0.618Jw&91.11外园工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外B1.0.5910.6半精车外国1.591.50.7691.5%粗车4931.093常毛坯6972.007.4504g4的右端面D按照工艺手册表6-28,得件重量为2.8kg,645）.三墙面的单边加工余量为2.03.0,取Z=30n11,傅件的公差按照表6-28,材质系数取,现杂系数取邑，则仲件的偏差为5.2）精车余=：单边为0.2m（见实用机械加工工艺手册中表3.2-2）,精车公差既为零件公差0.017BBI；3）半精车余量I单边为0.8m（见实用机械加工工艺手册中表11-27）本工序的加工公差为0.Imt4）粗车余粗车的公差余量（单边）为Z=3.（三）.2-0.8=2BBh粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加口»度为IT1.1.级，因此，可以知道本*的加工公差为0.16,由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余,实际上，加工余量有量大的加工余及最小加工余量之分I5）45°叼；右端面的尺寸加工余，和工序间余及公差分布图见下图,J工序名1gt*tr工序工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差>1IXM4”1.U1.m*勿，精车墙面0.2940.6哂6半精车端面0.894.20.794.2堂粗车2951.095黑毛坯3972.0Q74,0"-IQ8.1.(X三n左端面工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车墙面0.2910.691，半精车面0.891.20.791.2%粗车2921.0毛坯3940.69%9.9111n右端面1工序名称工序余量精车0.2半精车0.8粗车2毛坯310.91.三Bi柱面上离中20/出孔中心线34m的平面工序名称工序余量半精帙0.7粗蜕10.3毛坯1111.皿10圆柱面上离口20小0孔中心线24m的平面工序名称工序余量精磨0.05精性0.15半精铁0.7粗铁20.1毛坯21其他尺寸直接传造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工.因此在计算量大、量小加工余量时应按重整法加工方式予以确认.三.夹具设计(一)确定机床夹具的结构方案1 .选择定位原件根据工序图给出的定位原理方案，按有关标准正确选择定位元件或定位元件的组合.在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的雉修和健护.此次，根据工件的要求，所选舞定位心轴和一个平面来限制工件的自由度.2 .选界夹紧机构(1)夹案力的方向：夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能是工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹索力的作用下产生变形.(2)夹索力的作用点：夹紧力的作用点应该选獐在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置.确保工件的定位准确、不变形.(3)选界夹索机构：在确定夹索力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构.确定夹紧机构要注意以下几方面的问JBh安全性夹案机构应具备足够的强度和加聚力，以防止意外伤及夹具掾作人员.手动夹紧机构的操作力不应过大，以Wt轻掾作人员的劳动强度.夹索机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率.手动夹索机构应操作灵活、方便.(4)夹索力的大小：夹索力的大小一般技母力平衡条件计算，计算出夹紫力为理论夹紫力.为保证工件装央安全可集，实际夹紧力应等于理论夹紫力乘以系数K,一般K=1.52.5.各种典型夹家机构的计算方法可叁阅机床夹具手册.3 .机床夹具的总体形式：机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定.(1)选择导向装置：导向装是夹具保证加工精度的要装如钻孔导向套、镶套、对刀装置、对定装量等，这些装置均已标准化，可按标准选择.(2)确定联接体：联接体是将装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布量联接体的位置，给定位元件、加紧机构留出空间.(3)确定夹具体：央具体一般是设计成平板式(有些夹具体件造成特殊形状)，保证具有足够的刚性.它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接.(二)确定机床夹具为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具.经过与指导老师林商，决定设计第11道工序一钻、较4-9孔的夹具.本夹具将用于据It钻床，对工件对钻、轨加工，刀具为麻花钻、校刀.1 .问题的提出本夹具主要用来加工4-9孔，此四个孔为螺纹孔，起连接作用，精度要求不高，且加工此孔时，20/u'孔的内表面及其端面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面.因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具.2 .定位基准的选择本设计选用以620；T'孔的内表面和eI(X)芯'的底端面为主要定位基面，为了降低生产成本，本设计选择采用螺纹夹案的方式.3 .切削力及夹索力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力.由切削手册得：钻削力F=2f>DfaitHB1.1.h钻削力矩T=IOD'''"HR”,式中：O=IO.5”“H1.f=/«mix-1(HBmti-HBmn)=187-1(187-149)=174f=0.20mm'.由上式得一.F=26×10.5×().2(),xX174u6=16MNT=IOxIO.5,u×0.20oxX17406=46379Vmm如上所述，本设计采用螺旋夹米机构，即由螺杆、螺母、垫的、压板等元件组成的夹索机构.螺旋夹紫机构不光结构简单、容易制造，而且由于缜绕在螺町表面的螺旋线报长升角又小，所以螺旋夹紧机构的自傲性能好，夹紧力和夹紫行程都很大，是手动夹紫中用得量多的一种夹案机构.根据夹紫状态下螺杆的受力情况和力矩平衡条件F,1.="+/与-tga+,)+,-tgi式中F1夹紧力(NXFe作用力(N)1.-作用力臂()d1.螺杆直径幄线升角机螺纹:处摩擦角.d螺杆端部与工件间的摩擦角.71螺杆端部与工件间的当*摩擦半径(an)所以有Fj=；巫=W=3075.73N-tg(a+i)+,tg2-1.,-显然Fj=3075.73N>982.7N=F,故本夹具可安全工作.4 .定位误差分析夹具的主要定位元件为心轴.心轴尺寸与公差都是选取的标准件，其公差由标准件决定，并且在夹具装配后的技术鬟求统一磨，心轴的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过0.02,心轴选取标准件，夹具体上装心轴的孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过0.02.夹具的主要定位元件为心轴限制了两个自由度,心轴一端面限制三个自由度,绕Z轴线旋转方向的自由度无须限制.因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用标准件，故定位误差在此可忽略不计.5 .夹具设计及掾作的倚要说明在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率.为此，应首先着眼于机动夹紫而不采用手动夹Jb因为这是提高劳动生产率的重要途径.但由于本夹具是应用于据,站床上，本夹具为了提高生产率和降低生产成本，考虑倚单、经济、实用，减轻工人劳动强度，采用旋夹狼机构.四.总结通过设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力.树立了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤.通过设计，使我能熟悉地查找和应用有关叁考资料、计算图表、手册、图册和规瓶，熟悉有关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基础技能训练.同时，我还学会了许多ord的掾作知板，CAD的操作能力也得到了很大的提高.在这次设计也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不Ii的大家在一起商量，听听不同的詈法，让我们更好地理解知识，所以在这里非常感激帮助我的同学.同时，也要感谢老师对我的关心和帮助.本设计是在老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成.严谨的科学态度，严谜的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我.在此再向帮助过我的老师和同学致以诚挚的谢怠和崇高的敬意.本次课程设计符合设计要求.五参考文献1艾兴等编.切削用量传明手册.北京：机械工业出版社，1994.72王钿俊主编.机械制造工艺设计手册.北京：机械工业出版社，1985.113机械加工实用手册编写组编写.机策加工实用手册.北京:机械工业出版社,1997.44张世昌主编.机械制造技术基础.北京：高等教育出版社，2009重印5赵家齐主第.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2010重印6王先逢主编.机械IM造工艺学.北京，机械工业出版社，2010重印