CA6140车床法兰盘加工工艺与钻孔夹具设计说明.docx
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1、摘 要法兰盘只是一个统称,通常是指在一个类似盘状的金属体的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。法兰联接在机械上应用很广泛,所以样子也千奇百怪的。本文主要是针对CA6140车床法兰盘的加工工艺以与主要孔的工艺装备设计进行论述。通过本文可以了解该法兰盘的构造和它的整个加工过程以与各须知。初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料与编写技术文件等基本技能的一次实践机会。通过对零件与其夹具的三维构图,熟悉了现代常用的工业设计软件SolidWorks的具体使用方法,其次从侧面了解到
2、夹具设计的主要程序,为今后从事机械方向的工作积累了不少的实战经验。关键词:车床法兰盘 加工过程 加工工艺 夹具AbstractFlange is a general designation, usually refers to, in a sort of disk around the metal body on several fixed with hole used to connect to other things. Flange connection is widely used in machinery, so the appearance also very strange.Th
3、is article is mainly aimed at flange CA6140 lathe processing technology and the main hole process equipment design is discussed. In this article can understand the construction of the flange and its whole process and the matters needing attention. Preliminary have to design a moderately complex part
4、s of the process planning ability and by using the basic principle and method of fixture design, and prepare fixture design, and complete the fixture structure design ability, is familiar with and use the relevant manuals, charts, and other technical data and writing technical documents such as a ch
5、ance to practice basic skills. Through three-dimensional composition of parts and fixtures, familiar with the modern methods of the specific use of industrial design software SolidWorks, secondly to understand from the side to the fixture design of the main program, for the future work in the direct
6、ion of mechanical accumulated a lot of actual combat experience.key words:Lathe flange The machining process Processing Technology fixture目录摘要IABSTRACTII目录III引言41课题背景和意义51.1 CA6140车床法兰盘课题简介51.1.1毕设设计题目:制定CA6140车床法兰盘的加工工艺。51.1.2设计要求:51.2课题的背景:51.3意义:51.4毕设容:52 CA6140车床法兰盘加工工艺规程设计62.1零件的分析62.1.1法兰盘介绍6
7、2.1.2零件的作用62.1.3法兰盘的三维造型62.2零件的工艺分析72.2.1法兰盘的技术要求72.2.2法兰盘的工艺性82.3确定毛坯制造方法,初步确定毛坯形状82.3.1选择毛坯82.3.2 绘制法兰盘锻造毛坯简图82.4拟定法兰盘的工艺路线102.4.1 定位基准的选择102.4.2粗基准的选择102.4.3 精基准的选择112.5工艺路线的制定112.5.1 详细工序112.6机械加工余量、工序尺寸与毛配尺寸的确定122.7部分工序切削用量的计算152.7.1 工序一153 CA6140车床法兰盘工艺过程卡和工序卡193.1法兰盘工艺过程卡193.2法兰盘工序卡224 加工工艺孔夹
8、具设计294.1 定位基准的选择294.2切削力与夹紧力计算294.3定位误差分析30结论32参考文献34致35引 言 自19世纪末以来的科技长足发展,时至今日,伴随着人类社会科学水平飞速发展和技术水平的不断提高,经济生活才能迸发出生机勃勃的新气象。生活质量的提高则离不开机械产品的发展,而机械加工能力是一切机械技术的基础。普通车床再安装了基座,便可以归结为普通卧式车床。这种类别的车床因为其结构、性能、用途均相近,并具有相对构造简单的结构,并且因为工人操作方便,主轴可选尺寸多,占地面积小等优点,所以适用于零件生产,仪表工业作为加工小型机械零件和修理之用。本文就是对CA6140车床法兰盘的加工工艺
9、过程以与钻孔夹具进行设计,在夹具设计方面虽然一个简单的零件也需要很多种专用夹具,由于研究时间有限,此毕设主要专注于设计车床法兰盘的钻孔夹具模型的设计。主要设计容有:完成该零件的工艺规程(包括工艺过程卡、工序卡),确定法兰盘的毛坯体,绘制出法兰盘的零件图与夹具图和钻孔平面的夹具设计,并进行自由度分析、夹紧力计算等工作。其中在此次毕业设计中,专用钻孔夹具设计是本次毕业项目设计的重点,更是难点。1课题背景和意义1.1 CA6140车床法兰盘课题简介1.1.1毕设设计题目:制定CA6140车床法兰盘的加工工艺。1.1.2设计要求: (1)大批量生产; (2)选用通用设备进行加工;1.2课题的背景:经济
10、高速发展的中国社会,生活中人们的生活质量提高与生产设备的发展是越来越密切,由于机械革命的到来,所流通的商品大多是由机械生产,人们对高质量低成本的工业产品的需求也随之提高。我们“机电人”有必要对处于机械生产最前线的车床零件提出更多的改进与优化。故本人认为对本课题的CA6140车床法兰盘的加工工艺与夹具设计是有必要投入更多的研究精力。1.3意义:独立设计和优化CA6140车床法兰盘的加工工艺以与钻孔夹具,意义不仅仅在于运用大学期间所学过的机械相关知识进行一次实际的零件设计。计算法兰盘的加工过程的定位误差,绘制出零件图,三维夹具图,使我学会了如何熟练使用专业软件。规划工艺流程和填写工艺卡片,也为自己
11、如果今后从事机械设计相关职业积累了大量经验。1.4毕设容:(1)绘制加工工件图与Solid Works零件三维图; (2)制定零件的加工工艺过程卡, 填写零件加工工艺过程卡和零件加工工序卡; (3)编写设计说明书一份,按照毕业论文的格式写; (4)答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说明书、工艺过程卡,并交电子文稿。2 CA6140车床法兰盘加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1法兰盘介绍法兰盘就是用于连接收道、管件或器材的零件,也有用于设备进出口上的法兰盘,用于两个设备之间的连接,如减速机法兰盘。法兰盘连接是由法兰盘、垫片与螺栓三者相互连接为一组的可拆卸密封结构,先各自固定在一个法兰盘上,再
12、垫上法兰垫,用螺栓紧固在一起,这样就完成了法兰盘连接。法兰盘主要用于连接紧固管道、管件等,并保持管道管件的密封性能;法兰盘可拆卸,便于拆开检查管道情况2.1.2零件的作用设计所要求的CA6140卧式车床上的法兰盘, 为盘类零件,存在于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上,依靠法兰盘定心。法兰盘孔与主轴的中间轴承外圆相配,外圆与变速箱体孔相配,为了保证主轴之上的三个轴承孔同心,使齿轮正确啮合,从而保障了机床的精准度。2.1.3法兰盘的三维造型零件三维造型图如图2-1-3所示。图2-1-3 法兰盘的三维图2.2零件的工艺分析2.2.1法兰盘的技术要求法兰盘零件图如图1-1-2所示。图 1-1-2
13、 CA6140车床法兰盘零件图表1.1 CA6140车床法兰盘技术要求:加工表面尺寸与偏差公差与精度等级表面粗糙度45h6mm外圆表面0.017,IT620 H9mm孔200.052,IT7100 d11mm 突台左右端面0.22,IT1390mm 突台左右端面未注公差等级IT134*9孔未注公差等级IT132.2.2法兰盘的工艺性通过零件图可知,CA6140车床法兰盘属于回转体零件,需要加工所有的表面。 零件大多数表面粗糙度为Ra6.3,精度低的表面通过钻床粗加工就可以了,不需要很高精度的机床加工,精度高的表面需要在高精度磨床上加工才能达到要求,虽然它的粗糙度要求比较高,但考虑到加工尺寸不是
14、很大,工业生产追求经济效益的目的所有工序我均选用在常规设备上进行加工。 该法兰盘共有两组加工表面,其相互之间也是有要求的,现分析如下:以45 h6外圆为初基准的加工表面,以与20 H9孔为中心的加工表面。我先选定45 h6外圆为粗基准,加工出精基准孔20 H9 所在的加工表面,然后将零件掉头,加工另一端面的表面进行加工,保证它们彼此的位置精度。2.3确定毛坯制造方法,初步确定毛坯形状2.3.1选择毛坯零件年产量是大批量,零件要求的材料是HT200,硬度190210HB,该灰铸铁耐磨性、强度、耐热性较好,而且零件需加工的尺寸不大,在考虑到提高生产效率保证法兰盘IT11精度后可采用铸造成型的金属型
15、铸造。金属型铸造目前所能生产的铸件,在重量和形状方面还有一定的限制,如对黑色金属只能是形状简单的铸件;铸件的重量不可太大;壁厚也有限制,较小的铸件壁厚则无法铸出。由于零件形状不复杂,重量也不大,且零件的孔尺寸为20h9,毛坯不需要铸出一个孔,均满足金属型铸造的要求。另外金属型铸造可以反复使用多次(几百次到几千次),从而节省了制造成本,同时再考虑到节省材料来保证经济利益,故毛坯形状应当尽量接近零件的形状。2.3.2 绘制法兰盘锻造毛坯简图由上表所得结果,绘制毛坯简图如2-3-1至2-3-3图所示。图2-3-1 法兰盘毛坯图图2-3-2 法兰盘毛坯图图2-3-3 法兰盘毛坯图2.4拟定法兰盘的工艺
16、路线2.4.1 定位基准的选择只有正确的选择了定位基准,才可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化准备结构与种类、提供生产效率;该零件平面的加工涉与到了车、铣、磨等;其孔的加工则涉与到了车、铣,由于本零件的结构紧凑,质量也不大,适用于车削加工,其次车孔、铣孔较为经济。2.4.2粗基准的选择粗基准的选择一般为精基准的基位,从而为后续的工序提供精基准。选择粗基准的保证两条基本原则:一是如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求,则应以不加工面作为粗基准的保证相互位置要求的原则;二是如果要求保证工件某重要表面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准的余量均匀分配原则。由于本零件的各个表面都要
17、求加工,为保障每个表面都有足够的余量,应选择加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量均匀原则)以法兰盘右端45 h6的外圆与90的右端面作为粗基准。利用车床上的三爪卡盘夹紧工件的45h6 外圆可同时消除四个自由度,再以90的右端面定位可限制两个自由度,从而到达成完全定位的要求。2.4.3 精基准的选择主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时,应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算,此处不再计算。2.5工艺路线的制定制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度与位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性的机床配
18、以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。2.5.1 详细工序工序1 粗车100d11柱体左端面。工序2 钻、扩、粗铰、精铰20 H9孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。工序3 粗车100d11 柱体右端面,粗车90 柱体左端面,车45柱体的过度倒圆,粗车外圆 45、100 d11、90,半精车外圆45、100 d11、90,车100 d11柱体的倒 角。工序4 粗车、半精车、精车90右端面,车槽32,粗车、半精车45h6外圆并在孔20H9右 端倒角。工序5 半精车100 d11左、右端面、90左端面,精车100 d11左右端面、90左端面。工
19、序6 精车90右端面工序7 粗铣、精铣90柱体的两侧面。工序8 钻4孔,铰6孔。工序9 钻 49孔。工序10 磨削 B面,即45外圆面、100d11右端面、90左端面。工序11 磨削外圆面100d11、90。工序12 磨削90突台距离轴线24的侧平面。工序13 刻字刻线。工序14 镀铬。 工序15 检测入库。2.6机械加工余量、工序尺寸与毛配尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为HT200,硬度190HBS,毛坯重量约为2.8KG,生产类型为中批生产,采用铸造毛坯。根据上述原始资料与加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序与毛坯尺寸如下: 1.mm外圆表面,此外圆表面为IT6级,参照实用机械
20、加工工艺手册确定各工序尺寸与加工余量。表2.6.1 mm外圆表面加工余量: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与偏差精磨外圆0.2450.017精车外圆0.445.20.039 半精车外圆1.445.60.1粗车外圆3470.3毛坯5501.02外圆表面mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸与加工余量。表2.6.2 外圆表面mm加工余量: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与偏差精车外圆0.51000.24半精车外圆1.510050.30粗车外圆41020.6毛坯61061.63B面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸与加工余量。表2.6.3 B面加工余量:工
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