1229-法蘭零件夾具設計

1229-法蘭零件夾具設計,法蘭,零件,夾具,設計 機械制造工藝課程設計說明書——法蘭零件夾具設計學院：機械與動力工程學院專業(yè)：機械制造及其自動化班級：機制 04-1 班姓名： 尚 偉學號：0403010115日期: 2008 年 3 月內(nèi)容摘要本次課程設計的內(nèi)容主要包括三個部分，分別為法蘭零件分析，零件工藝規(guī)程的設計和專用夾具的設計，因此需要從這三個部分依次進行了由淺入深的分析，逐一對設計過程中的難點和疑點進行了說明及論證。本設計內(nèi)容嚴格按照課程設計的步驟并依據(jù)相關手冊和資料進行書寫。這次課程設計安排在畢業(yè)設計之前，機械制造工藝學習之后，進一步深化了我們所學的知識，也為畢業(yè)設計做了準備，更為我們以后我們畢業(yè)之后從事機械設計制造工藝方面的技術工作奠定了堅實基礎.目 錄前言……………………………………………………………………1一、零件的分析………………………………………………………2(一) 零件的功用…………………………………………………2(二) 零件的工藝分析……………………………………………2二、零件的工藝規(guī)程設計……………………………………………3(一) 確定零件的生產(chǎn)類型………………………………………3(二) 確定零件毛坯制造形式……………………………………3(三) 擬定零件的機械加工工藝路線……………………………4(四) 確定加工余量………………………………………………8三、專用夾具設計……………………………………………………16(一) 零件的加工工藝分析………………………………………16(二) 定位夾緊方案的確定及論證………………………………16(三) 定位誤差分析………………………………………………20四、結束語…………………………………………………………22五、參考文獻………………………………………………………23附:工序卡片及工藝工藝過程卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 1 頁車間 工序號 工序名 材料牌號粗車小端 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車小端外圓至 0.6312??YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 154 0.6 2.9 110 車端面，保證尺寸 23 YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 144 0.6 2 115 鏜孔至 ，保證尺寸948.5 內(nèi)孔車刀，游標卡尺 400 128 0.1 5.5 2機械加工工藝卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 3 頁車間 工序號 工序名 材料牌號金工 精車各檔外圓,倒 角 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用心軸工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 精車小端外圓至 0.3671??外圓車刀,游標卡尺 500 215 0..35 0.6 110 精車小端端面 外圓車刀 500 195 0.35 1 115 小端外圓倒角 左偏刀 500 s20 精車大端端面至 314m外圓車刀,游標卡尺 500 225 0.35 0.6 125 精車大端端面保證 20 尺寸 左偏刀 500 220 0.35 0.6 1 s產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 4 頁車間 工序號 工序名 材料牌號毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 車 螺紋901.5M?螺紋車刀,游標卡尺 320 6.78 1.25 2產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名 材料牌號粗車大端 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車大端外圓至 0135.2??外圓車刀,游標卡尺 400 144 0.6 2.9 110 車端面 外圓車刀,游標卡尺 470 118 0.3 1 115粗鏜孔至 86內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 120精鏜孔至 .37內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 125倒角 0145?內(nèi)孔車刀 400 0.1產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 5 頁車間 工序號 工序名 材料牌號45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)立式鉆床 Z525 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 鉆通孔 4- 5.?麻花鉆 19510 鉸通孔 4- 鉸刀15锪 沉孔9锪刀產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 零件名稱 法蘭 共 1 頁 第 1 頁材料牌號 毛坯種類 模鍛 毛坯外形尺寸 1426mf′每毛坯可 制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注工序號 工序名 稱 工 步 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備05 準 下料 G7022-110 鍛 鍛造毛坯 C41-250B 鍛模15 熱 正火 410s′-20 車 粗車小端外圓、端面、鏜孔及倒角 CA6140 三爪卡盤25 車 粗車大端外圓、端面、鏜孔及倒角 CA6140 三爪卡盤30 熱 調(diào)質(zhì) 410s′-35 檢 檢驗40 車 粗車各端外圓、端面 心軸45 攻 車 M90 1.5 螺紋′ CA6140 三爪卡盤50 鉆 鉆、鉸 4- 5.5mm 及锪 9mm 孔ff Z525 專用夾具55 輔 清洗60 檢 檢驗65 輔 油封入庫1前 言機械制造工藝課程設計使我們學完了機械制造技術，機械制造裝備設計，機械制造工藝學等課程，進行了生產(chǎn)實習之后，所進行的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學生不所學的工藝理論和實踐知識在實踐的工藝，夾具設計中綜合地加以應用，進而得以加深和發(fā)展，提高學生分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設計和從事工作奠定了一定基礎。通過本次課程設計，我們在下述方面可以得以鍛煉：1) 能熟練的運用機械制造工藝學及相關課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實習 中所學到的實踐知識，正確的分析和解決一個零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。2) 通過夾具的工藝，進一步提高了我們的結構設計能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設計出高效省力，既經(jīng)濟合理有能保證質(zhì)量的夾具。3) 進一步提高我們的計算設計制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術資料。4) 在設計制造中培養(yǎng)我們嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立的工作能力。在設計中，由于理論知識和實踐經(jīng)驗不足，設計中的不妥之處，敬請老師批評指正。2一、 零件的分析（一）零件的功用：機械制造工藝設計我們組的零件是法蘭，法蘭的種類很多，用途也很廣。法蘭的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的法蘭，其內(nèi)部有 的螺紋可以起到定位軸901.5M?的零件作用，外圓 和一端面均有 Ra=1.6 的配合要求， 和0.3671??9?4- 起到固定法蘭的作用。5.?（二）零件的工藝分析：由零件圖可以看出，該法蘭的結構不是很復雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面將主要表面分為四部分，見圖 1-1。1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面：這組加工面包括： 孔、M90 1.5 螺紋孔及其倒角。94??2、以外圓為中心的一組加工面：這組加工面包括： 0.3671?外圓、 及其倒角。343、以 定位的兩個孔10.?這組加工面包括： 孔和 4- 孔。9?5.4、左右端面：這組加工面包括： 的端面和 4- 表面的端面和 0.3671??的端.面。以上各表面的主要技術要求如下：31、 94?孔的表面粗糙度為 Ra=3.2，M90 1.5 螺紋的表面粗糙?度為 Ra=3.2。2、外圓 0.3671?mm 的 Ra=1.6，同軸度要求為 0.02，倒角為1?45°， 4mm 表面粗糙度為 Ra=3.2。3、4- mm 的端面與軸心線有位置 0.02mm 的要求。其 Ra5.?為 1.6。4、孔 4- mm 和 mm。.9零件要求調(diào)質(zhì) HRC30~45，其坯重為 2.2kg。由分析可知，四組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準進行加工，然后再以加工過的表面為精基準加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。二、 零件的工藝規(guī)程設計（一）確定零件的生產(chǎn)類型：零件的生產(chǎn)綱領為：N=Q·n（1+a%） （1+b%）(件/年)其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量 Q 為臺/年, 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 n 件/臺，零件備品率為 a%，零件廢品率為 b%。從初始資料和計算結果可知，該零件為中批生產(chǎn)。（二）確定零件毛坯的制造形式：零件為 45 鋼，在工作時法蘭在某些場面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強度，因此應該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸4不大，生產(chǎn)綱領達到中批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。(三) 擬定零件的機械加工工藝路線：1、定位基準的選擇：定位基準的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準時，需要同時考慮一下三個問題：（1）以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工時精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為精基面。（3）是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。另外，我們還應從粗精基準選擇的基本原則為出發(fā)點：a． “基準重合 ”原則。應盡量選擇被加工表面的設計基準為精基準。 b.“基準統(tǒng)一”原則。應選擇多個表面加工都能使用的表面作為基準。c.“互為基準 ”原則。當兩個表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時，可互為基準，反復進行加工。d.“自為基準”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求5余量小且均勻，應盡量選擇加工表面本身作為基準。2、粗基準選擇：a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應選擇該表面作為粗基準。b.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。c.應盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準。d.選作粗基準的表面，應盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準確可靠。.e.粗基準一般只使用一次，不再重復使用。精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時，首先應考慮基準重合問題，即在可能的情況下，應盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準。根據(jù)該工件的特點和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。加工 ， ， ， ， ，0.3671m??94?13m205m等主要尺寸以螺紋孔和右端面作為精面。這樣才能實現(xiàn)同120.m?軸度和位置的要求。對于 有相互位置要求，加工笫一個孔5.時應以螺紋孔和右端面為精基準。其余三個孔應以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準，實現(xiàn)周向定位。粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應以外圓和一個端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟方面的要6求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求，慎重決定。該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表 2-9 得知孔已鍛出。 《金屬加工工藝及工裝設計》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下：孔， 螺紋孔 粗鏜——精鏜；94m?901.5M?各外圓表面 粗車——精車；， 鉆——鉸；.??螺紋孔 車螺紋。 901.5m?3、零件各表面加工順序的確定：1）加工階段的劃分：為達到規(guī)定的技術要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個加工階段：a.粗加工階段：車外圓，端面，內(nèi)孔；b.半精加工階段：以精車后為主要精基準，精車，外圓，端面；c.精加工階段：以端面和 孔定位，加工另外三個孔。9?對于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。?及 以6IT上， ）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，0.2Ram??一般不用糾正形狀精度和位置精度。2）加工工序的安排：a.機械加工順序的安排：根據(jù)機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準，又由于車螺紋后作為定位基準，會破7壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準，精車外圓，端面，然后加工出一個孔，最后加工出四個孔。b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細致的回火索氏體，提高零件的綜合力學性能。c.輔助工序安排：檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結檢驗工序。在終檢前應安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。3）工序的組合：在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結構特點與技術條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。工序集中和分散各有特點，應根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領，技術要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。零件法蘭由于是中批生產(chǎn)，又考慮到該零件結構特點，選用通用機床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下：（1）下料；8（2）鍛造毛坯；（3）正火；（4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角；（5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角；（6）調(diào)質(zhì)處理；（7）檢驗；（8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋；（9）鉆 孔，锪 孔直到 ；5.m?5.m?9?（10）清洗；（11）檢驗；（12）油封，入庫。以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡和工序卡片。（四）確定加工余量：合理選擇加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個工藝過程的經(jīng)濟性都有很大影響。余量過大，則浪費材料及工時，增加機床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項很重要的工作。故應在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：1）分析計算法；2）查表修正法；3）經(jīng)驗估算法。9工藝路線確定后，就要計算各個工序加工時所應能達到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標注方法，基準選擇中間工序安排等密切相關，是一項繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點而言，一般可以歸納為以下兩大類：a.在工藝基準不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計算。對于這類簡單的工序尺寸，當決定了各工序間余量和工序所能達到的加工精度后，就可計算各工序的尺寸和公差。計算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。b.基準不重合時工序尺寸的計算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設計10毛坯圖 1-2基準作定位基準，出現(xiàn)基準不重合的情況。形狀較復雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準，這時工藝尺寸的計算就比較復雜，應利用尺寸鏈原理進行分析和計算，并對工序間余量進行必要的驗算，以確定工序尺寸及其公差。機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過大，增加機械加工勞動量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。根據(jù)零件毛坯條件：材料為 45 鋼，硬度為 HRC30-45，生產(chǎn)類11型為中批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。1、本設計采用查表修正法和經(jīng)驗估計法相結合確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。（1） 外圓表面加工余量小端外圓長度 7.5mm，加工表面公差等級為 IT6-IT8，表面粗糙度 Ra1.6，故鍛造時外徑加工余量按 外圓查表得：精車 ，10f 0.3671??2Z=1.2；精車可以達到該公差等級，按照 “入體原則” ，粗車，2Z=5.8；毛坯 ，2Z= 。0.6312??172??72±（2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺階面的加工。余量查表得 Z= ，故毛坯總長為 26±2mm，小端臺階長為31±13.5±2mm。（3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔為螺紋孔和光孔。由于和 相差較小，故鍛造時取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按 內(nèi)孔查94?0 94?表得：車螺紋 M90×1.5，2Z=0.2 ；精鏜內(nèi)孔 88.376，2Z=0.8 ；精鏜內(nèi)孔 86，2Z=8；毛坯 81.2±2，2Z=9 ±2，毛坯圖見 1-2，其余?各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。2、確定各工序所用機床及工藝裝備：零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機床所決定的。在設計工藝規(guī)程時，主要是選擇機床的種類和型號。選擇時參考有關手冊，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時應考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結構；產(chǎn)品12的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設備、工藝規(guī)程的特點等情況。由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結構特點和技術要求，選用通用機床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下：（1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用 CA6140 普通車床。夾具：三爪卡盤。（2）精車 134mm 右端面。選用 CA6140 普通車床。夾具：?專用心軸。（3）精車左端面及 mm。選用 CA6140 普通車床。夾具：0.3671?心軸。（4）鉆鉸 5.5mm 孔。選用 Z525。夾具：專用夾具。?（5）锪 9mm 孔。選用 Z525。夾具：專用夾具。另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗的精度來選擇。其選擇的型號詳見工序卡片。3、確定切削用量及工時定額：切削用量應在機床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度） ，其次要根據(jù)機床動力和剛性限制條件或已加工p?表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進給量 f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計算確定最佳切削速度 v。13a. 估算工時定額： = + + = + + +PTBSrbTaSr——單件時間；PT——作業(yè)時間；B——布置工作地時間；S——休息與生理需要時間；rT——輔助時間；a——基本時間。bb. 準備與終結時間 。eTc. 單件計算時間 = + + + + 。cbaSreTn其具體計算過程如下：（1） 加工條件：工件材料：45 鋼正火， =0.35GPa,模鍛。bs加工要求：車端面 134mm,Ra3.2；粗車外圓 134mm，??mm。Ra 分別為 3.2，1.6。車螺紋 M90 ×1.5 ，Ra3.2。0.3671??機床：CA6140 普通車床刀具：端面車刀，刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16 ×25 ，2m=90°， =15°， =12°， =0.5mm，60° 螺紋車刀；刀具材料： rK00?rxW18Cr4v。（2） 計算切削用量：1)粗車端面時，根據(jù)加工余量 Z= ，取 Z=3，即 =3mm，31±p?走刀量 f=0.4 （表 3-13） ；mr計算切削速度（表 3-18） ，耐用度 t=45min，14m/s m/s0.18.50.32981.5416344vympckvtxf???? 2.7確定機床主軸轉(zhuǎn)速 102.76.4/(387./min)31swvnrsrd????按機床選取 =6.67 (400 )(表 4-3)ni所以實際切削速度 v=2.57 （154.4 ）sin切削 I 時：, =2mm, =0, =5mm(試切長度)134902lm-=1l2l313.7(06min6.4mwlll snf????2)粗車外圓:a.切削深度：單邊余量 Z=2.8mm 可一次切除。b.進給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13 中選用 f=0.6 。mrc.計算切削速度（表 3-18）0.180.150.3299146min(2.)46vxympck stf??????d. 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 102.57(342/in)3.41swvnrsd????按機床選取 =6.67 (400 )nmi所以實際切削速度 3.145.724(1/in)00wdv sr????e. 切削 I 時：15切入長度 =4mm，切出長度 =0，試切長度 =5mm1l 2l3l231.543.6(0min)67mwt snf?????1232..1(7i)lltf3）車螺紋：a.切削速度的計算（表 3-55） ，刀具耐用度 t=60min，螺距s=1.5mm，取 =0.15mm。p?0.1.30.74856min(0./)6v s???b.確定機床主軸轉(zhuǎn)速 .143(85/in)3.swvnrsd?按機床選取 =1.67 （100 ）nmi所以實際切削速度 3.14.670.3/0wdv rs????c. 切削 I 時：取粗行程次數(shù) 3 次，精行程 2 次，切入長度 =3mm1l1.549.(08min)67mwlt snf????4）鉆孔 5.5mm：?（表 3-38）0.2.409/.38/tffkrr??（表 3-42）.5(1min)vs=.25/14.8/(6./min)34swnrsrsd??按機床選取 =15 (900 )nin16所以實際切削速度3.145/0.26/00wdnvrsrs????切削 I 時：切入 =10mm，切出 =2mm, =13.5mm,1l2ll23.5104.7(0min)8mwt snf?????5）鏜孔 94mm?取刀桿直徑 D= 25mm，刀桿伸出量 125mm，加工余量 ，一次可切除完畢。9402zm-=選用 90°硬質(zhì)合金 YT5 鏜刀,f=0.21 （表 3-15）mr（表 3-19 及手冊 P102“鏜孔切削用1.6(20%)1.8vmss????量” ） .4.3(260.in)3.19swvn rsrd??按機床選取 =5.25 (315 )nrsmin所以實際切削速度: 3.1495.21.(92.8i)00wdv rs????切削 I 時：（表 7-1）=13.5 , =2mml1l3.528.0mwti snf????三、專用夾具設計圖 1-1 所示為法蘭零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在 Z525 立式17鉆床上加工 5.5mm 個孔，需要設計一專用鉆床夾具以便滿足零件?圖上的各項精度要求。（一）零件的加工工藝分析：零件對 5.5mm 孔的要求如下：a.四個孔需要均布排列；b.兩孔的中心距為 120 0.1；??c.孔的表面粗糙度 Ra 為 3.2；加工面的凸臺面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準選上下端面，側(cè)面或者中心孔。（二）定位加緊方案的確定及論證：根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時只需限制六個自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動自由度也必須予以限制?，F(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡圖如下：方案 1 圖示：18圖 3-1方案 2 圖示：圖 3-219方案 3 圖示：圖 3-3A 工件以右端面為第一定位基準，限制 3 個自由度，可知法蘭右端臺階較小，相當于短圓柱銷。其中右端面作為基準，限制的自由度為 ， 和 短圓柱銷限制 和 ，共有 X， Y， 和 四Z??XY??Y??Z??Z個自由度受到限制，V 形塊限制 和 Z，這樣便可以保證孔的正確X位置。根據(jù)主要夾緊力由 V 形塊和削邊銷提供，當削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由 V 形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對V 形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進行自定位支承，在鉆削過程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖 3-1 為該定位夾緊方案的圖示。20B 工件以右端面為第一定位基準，分別限制了 4 個自由度，其小平面和長圓柱銷供限制里個自由度即 ， X， ，Y 和 。又由????Z??于短 V 形塊限制了 Z，故 6 個自由度全部被限制。根據(jù)主要夾緊力由短 V 形塊提供，且 V 形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設置輔助支承；為防止過定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2 為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。C 由于該工件的形狀和結構特點，該定位基準仍采用右端面，該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了 ，X 和 Y 三Z??個方向上自由度。又 V 形塊限制了 ，Z 和 三個方向上自由度，X??Y?這樣保證零件的定位可靠。根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準面的原則，主要夾緊力由 V 形塊和開口墊圈來提供，其中 V 形塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形，需設置輔助支承，圖 3-3 所示為定位夾緊方案。比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點。三種方案都可以滿足定位基準和設計基準相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復雜性。前兩種方案中的 V 形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開口墊圈和 V 形塊分擔，21且有輔助支承存在，沒出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來解除過定位的自由度，且方案三結構緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時加工出四個孔.。(三) 定位誤差分析：首先，在對夾具進行定位誤差分析之前，對已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說明：該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個孔。工件以端面，止口和凸臺圓弧在夾具體 7 和 V 形塊 9 上定位。轉(zhuǎn)動手柄 10，在彈簧作用下使 V 形塊 9 向右運動，起角向定位作用，擰緊螺母 2，通過開口墊圈 3 將工件壓緊。當一個孔鉆好后，拉動手柄 10 并旋轉(zhuǎn) ，09使 V 形塊 9 脫離工件再向上推動手柄 5，對髽脫離分度盤 8，轉(zhuǎn)動夾具體 7 至相應位置時，對定爪 6 在彈簧銷 4 的作用下，插入分度盤 8 的槽中分度對定，鉆削另一個孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析:1.四個孔均不排列：該誤差主要存在于分度裝置的精度問題，在加工完畢一個孔后，需轉(zhuǎn)動夾具體 09的角度來加工下一個孔，定位夾緊后，通過鉆頭產(chǎn)生的軸向力會使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設置22輔助支承時應注意到這一方面，對均布的 5.5mm 的四個孔有很重?要的意義。2.兩孔心距 ：120.??為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開口墊圈上的夾緊力應足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應稍加注意，將會消除這方面的問題，將產(chǎn)生的誤差為 ，其夾角為 ，鉆孔平面的尺寸為 22mm，??具體參照圖 3-3。定位誤差為：= 2tan??= (0.15.)7?=0.016由于 ?=0.016<0.05，故可以滿足其加工精度。3.孔表面粗糙度 Ra3.2：由于鉆孔的公差等級能達到 IT12-IT11，其中 Ra 值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠遠不能達到 Ra3.2，故需進一步采用鉸孔，而該孔又是一個沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進行鉸孔后便能滿足要求。23四、結束語要掌握零件制造過程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問題的知識和能力，其復雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關知識學科的學習，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門學科的綜合組成全面地分析和運用機械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設計的內(nèi)容。通過本次課程設計，讓我了解到生產(chǎn)零件過程中需要解決很多問題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學的熱心幫助，讓我屢次樹立信心，決心完成課程設計任務，在設計的最后，發(fā)現(xiàn)設計中仍存在有問題，反復糾正，最終完成本次課程設計。對本次設計中，幫助過指導過我的老師和同學最真誠的謝意！24五、參考文獻:《機械制造工藝學基礎》 傅水根主編 清華大學出版社 2000.9《機械制造裝備設計》 馮辛安主編 機械工業(yè)出版設 2004.1《機械制造工藝學》 顧崇銜主編 西科學技術出版社 2006.8《機械制造工藝手冊》 王紹俊主編 哈爾濱工業(yè)大學 1981.8《機械設計》 濮良貴主編 高等教育出版社 2006.12《金屬切削機床夾具圖冊》 南京機械研究所主編加工 1984.12《機床夾具設計手冊》編委會主編 機械工業(yè)出版社 2002機械制造工藝課程設計說明書——法蘭零件夾具設計學院：機械與動力工程學院專業(yè)：機械制造及其自動化班級：機制 04-1 班姓名： 尚 偉學號：0403010115日期: 2008 年 3 月內(nèi)容摘要本次課程設計的內(nèi)容主要包括三個部分，分別為法蘭零件分析，零件工藝規(guī)程的設計和專用夾具的設計，因此需要從這三個部分依次進行了由淺入深的分析，逐一對設計過程中的難點和疑點進行了說明及論證。本設計內(nèi)容嚴格按照課程設計的步驟并依據(jù)相關手冊和資料進行書寫。這次課程設計安排在畢業(yè)設計之前，機械制造工藝學習之后，進一步深化了我們所學的知識，也為畢業(yè)設計做了準備，更為我們以后我們畢業(yè)之后從事機械設計制造工藝方面的技術工作奠定了堅實基礎.目 錄前言……………………………………………………………………1一、零件的分析………………………………………………………2(一) 零件的功用…………………………………………………2(二) 零件的工藝分析……………………………………………2二、零件的工藝規(guī)程設計……………………………………………3(一) 確定零件的生產(chǎn)類型………………………………………3(二) 確定零件毛坯制造形式……………………………………3(三) 擬定零件的機械加工工藝路線……………………………4(四) 確定加工余量………………………………………………8三、專用夾具設計……………………………………………………16(一) 零件的加工工藝分析………………………………………16(二) 定位夾緊方案的確定及論證………………………………16(三) 定位誤差分析………………………………………………20四、結束語…………………………………………………………22五、參考文獻………………………………………………………23附:工序卡片及工藝工藝過程卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 1 頁車間 工序號 工序名 材料牌號粗車小端 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車小端外圓至 0.6312??YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 154 0.6 2.9 110 車端面，保證尺寸 23 YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 144 0.6 2 115 鏜孔至 ，保證尺寸948.5 內(nèi)孔車刀，游標卡尺 400 128 0.1 5.5 2機械加工工藝卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 3 頁車間 工序號 工序名 材料牌號金工 精車各檔外圓,倒 角 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用心軸工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 精車小端外圓至 0.3671??外圓車刀,游標卡尺 500 215 0..35 0.6 110 精車小端端面 外圓車刀 500 195 0.35 1 115 小端外圓倒角 左偏刀 500 s20 精車大端端面至 314m外圓車刀,游標卡尺 500 225 0.35 0.6 125 精車大端端面保證 20 尺寸 左偏刀 500 220 0.35 0.6 1 s產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 4 頁車間 工序號 工序名 材料牌號毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 車 螺紋901.5M?螺紋車刀,游標卡尺 320 6.78 1.25 2產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名 材料牌號粗車大端 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車大端外圓至 0135.2??外圓車刀,游標卡尺 400 144 0.6 2.9 110 車端面 外圓車刀,游標卡尺 470 118 0.3 1 115粗鏜孔至 86內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 120精鏜孔至 .37內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 125倒角 0145?內(nèi)孔車刀 400 0.1產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學院 機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 5 頁車間 工序號 工序名 材料牌號45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)模鍛 1426m??1 1設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù)立式鉆床 Z525 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 鉆通孔 4- 5.?麻花鉆 19510 鉸通孔 4- 鉸刀15锪 沉孔9锪刀產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工藝卡片產(chǎn)品名稱 零件名稱 法蘭 共 1 頁 第 1 頁材料牌號 毛坯種類 模鍛 毛坯外形尺寸 1426mf′每毛坯可 制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注工序號 工序名 稱 工 步 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備05 準 下料 G7022-110 鍛 鍛造毛坯 C41-250B 鍛模15 熱 正火 410s′-20 車 粗車小端外圓、端面、鏜孔及倒角 CA6140 三爪卡盤25 車 粗車大端外圓、端面、鏜孔及倒角 CA6140 三爪卡盤30 熱 調(diào)質(zhì) 410s′-35 檢 檢驗40 車 粗車各端外圓、端面 心軸45 攻 車 M90 1.5 螺紋′ CA6140 三爪卡盤50 鉆 鉆、鉸 4- 5.5mm 及锪 9mm 孔ff Z525 專用夾具55 輔 清洗60 檢 檢驗65 輔 油封入庫