CA6140車床法蘭盤831004 鉆4xφ9透孔夾具設計

CA6140車床法蘭盤831004 鉆4xφ9透孔夾具設計,CA6140車床法蘭盤831004,鉆4xφ9透孔夾具設計,ca6140,車床,法蘭盤,夾具,設計 課程設計計算說明書 學 院 課 程 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導教師 日 期 任務書 姓名 學號 專業(yè)班級 機械1001 設計參數(shù)：法蘭盤零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 一、設計要求： 生產綱領為中批或大批生產 零件圖　　 1張 毛坯圖 　　　　　　　　　　　　　 1張　　 工藝規(guī)程 　　　　　　　 　　 1本 工藝裝備設計(裝配圖) 1張 工藝裝備主要零件圖 1～3張 課程設計說明書 1份 二、設計進度要求 1、第1～2天，熟悉零件，畫加工零件圖 、毛坯圖、 工藝過程表格、工序表格。 2、第3～5天，選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸，填寫工藝工程卡。 3、第4～6天，工藝裝備設計（畫總裝圖及主要零件圖） 4、第7～8天，編寫設計說明書 5、第9～10天，檢查完善和老師提問 指導教師： 2013 年 5 月 23 日 課程設計說明書成績： 指導教師： 2013年 月 日 目? 錄 一、序言 二、設計任務 三、計算生產綱領、確定生產類型 四、零件的分析 五、確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀 六、工藝規(guī)程設計 1、定位基準的選擇 2、制定工藝路線擇 3、工藝方案的比較和分析 4、確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 5、確定設計參數(shù) 七、夾具設計 1、設計要求 2、夾具設計的有關計算 3、夾具結構設計及操作說明 八、參考文獻 一 序言 通過本次課程設計，我們得到以下各方面的鍛煉：首先，能熟練運用機械制造技術基礎中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。其次， 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，從而獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。最后，學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。 就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。能夠順利的完成這次課程設計，首先得助于任曉智老師的悉心指導，還有就是我們小組成員間合理的分工和小組成員們的努力。在設計過程中，由于對零件加工所用到的設備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產經(jīng)驗，導致在設計中碰到了許多的問題。但在我們小組成員的共同努力下，我們通過請教老師和咨詢同學，翻閱資料、查工具書，解決設計過程中的一個又一個的問題。在這個過程中，使我對所學的知識有了進一步的了解，也了解了一些設計工具書的用途，同時，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝老師的細心指導和同學們的互相幫助。在以后的學習生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不斷提高自己。 二 零件作用及設計任務 CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。 分析法蘭盤的技術要求，并繪制零件圖。設計零件技術機械加工工藝規(guī)程，填寫工藝文件。設計零件機械加工工藝裝備。設計機床專用夾具總裝圖中某個主要零件的零件圖。 三? 計算生產綱領、確定生產類型 設計題目給定的零件是CA6140車床法蘭盤（0404）零件，該零件年產量為4000件，設其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產綱領為：N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年) 法蘭盤的年產量為4200件，查表可知該產品為中批生產。 四? 零件的分析 六 工藝規(guī)程設計 1.定位基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇 選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準。可以法蘭盤右端 45的外圓及 90的右端面作為粗基準。在車床上用三爪卡盤夾緊45外圓可同時削除五個自由度，再以 90的右端面定位，從而達到完全定位。 （2）精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 2.制定工藝路線 制定工藝路線應當使零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領確定為中批生產的條件下，可以考慮采用通用性的機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產成本。 （1）工藝路線方案一 工序1 車柱體的右端面，粗車 90右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓 ，車右端倒角 工序2 粗車 100柱體左、右端面，粗車 90柱體左端面，半精車 100左、右端面、 90左端面，粗車外圓 45 、 100、 90，半精車外圓 45 、 100、 90，車 100柱體的倒角，車 45 柱體的過度倒圓 工序3 精車 100左端面， 90右端面 工序4 鉆、擴、粗鉸、精鉸孔 20mm至圖樣尺寸并車孔左端的倒角 工序5 半精銑Φ91圓柱面上離中心線34mm的平面 工序6 半精銑Φ91圓柱面上離中心線24mm的平面 工序7 精銑Φ91圓柱面上離中心線24mm的平面 工序8 磨削Φ91圓柱面上離中心線24mm的平面 工序9 鉆 4孔，鉸 6孔 工序10 鉆 4—9孔 工序11 磨削外圓面 100， 90 工序12 磨削B面，即外圓面、100右端面、90左端面 工序13 拋光B面 工序14 去毛刺 工序15 刻字刻線 工序16 鍍鉻 工序17 檢測入庫。 （2）工藝路線方案二 工序1 粗車Φ100左端面 工序2 粗車Φ100右端面及外圓，粗車Φ45端面及外圓，粗車Φ91的端面及外圓 工序3 鉆、擴，絞Φ20的孔 工序4 半精車Φ100的端面及外圓，半精車Φ91的端面及外圓，車Φ100、Φ91外圓上的倒角，車Φ20孔的倒角 工序5 半精車Φ45的端面及外圓，半精車Φ91的右端面，車3×2退刀槽，車Φ45兩端的倒角 工序6 精車Φ100的端面及外圓，精車Φ45的外圓，精車Φ91的右端面及外圓 工序7 粗銑Φ91圓柱面上的兩個平面 工序8 半精銑Φ91圓柱面上離中心線34mm的平面 工序9 半精銑Φ91圓柱面上離中心線24mm的平面 工序10 精銑Φ91圓柱面上離中心線24mm的平面 工序11 磨削Φ91圓柱面上離中心線24mm的平面 工序12 磨削Φ45外圓和Φ100外圓 工序13 磨削B面 工序14 鉆4×Φ9通孔 工序15 鉆Φ4孔，鉸Φ6孔 工序16 拋光B面 工序17 去毛刺 工序18 刻線，刻字 工序19 鍍鉻 工20 檢驗入庫 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩種工藝方案中：方案一則是從右端面開始加工到左端面，然后再鉆孔 Φ20mm，很難保證其圓跳動的誤差精度等。方案二是從左端面加工到右側，以外圓 作為粗基準加工左端面及Φ 20mm的孔，又以孔為精基準加工。因此選擇方案二作為加工工藝路線比較合理。 4. 確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 “法蘭盤”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.4kg，生產類型為中批生產，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下表： （1）mm外圓 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及偏差 精磨外圓 0.2 45 0.017 Φ 精車外圓 0.4 45.2 0.039 Φ 半精車外圓 1.4 45.6 0.1 Φ 粗車外圓 3 47 0.3 Φ 毛坯 5 50 1.0 Φ （2）外圓表面Φmm 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及偏差 精車外圓 0.5 100 0.24 Φ 半精車外圓 1.5 100．5 0.30 Φ 粗車外圓 4 102 0.6 Φ 毛坯 6 106 1.6 Φ （3）B面Φ 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 0.6 45 0.6 Φ 半精車外圓 1.4 45.6 0.7 Φ 粗車 2 47 1.0 Φ 毛坯 4 49 2.0 Φ （4）B面中兩個端面： 工序名稱 工序余量 精車 0.2 半精車 0.8 粗車 2 毛坯 3 （5）孔Φ20mm 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精鉸 0.1 20 0.045 Φ20 鉸孔 0.2 19.9 0.084 Φ19.9 擴孔 1.7 19.7 0.1 Φ19.7 鉆孔 18 18 +0.6 Φ18 毛坯 20 0 （6）Φmm外圓 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 0.5 90 0.6 Φ 半精車外圓 1.5 90.5 0.7 Φ 粗車 4 92 1.0 Φ 毛坯 6 96 2.0 Φ （7）Φmm的右端面 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車端面 0.2 94 0.6 半精車端面 0.8 94.2 0.7 粗車 2 95 1.0 毛坯 3 97 2.0 （8） Φmm左端面 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車端面 0.2 91 0.6 半精車端面 0.8 91.2 0.7 粗車 2 92 1.0 毛坯 3 94 0.6 （9）mm右端面： 工序名稱 工序余量 精車 0.2 半精車 0．8 粗車 2 毛坯 3 （10）mm圓柱面上離mm孔中心線34mm的平面 工序名稱 工序余量 半精銑 0.7 粗銑 10.3 毛坯 11 （11）mm圓柱面上離mm孔中心線24mm的平面 工序名稱 工序余量 精磨 0.05 精銑 0.15 半精銑 0．7 粗銑 20.1 毛坯 21 5. 確定設計參數(shù) 工序二 （1）粗車外圓 1）選擇刀具 選用90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度為5mm，刀具材料為YG8硬質合金，前刀面帶倒棱形，前角為10°，后角為6°，主偏角為90°，副偏角為8°，刀尖角圓弧直徑為0.5，刃傾角為-10° 2）確定切削用量 （a）確定背吃刀量 粗車的余量為2mm（半徑值），一次走刀完成，即 （b）確定進給量f 根據(jù)手冊，得f=0.4-0.9，取f=0.56mm/r （c）確定切削速度 當使用YG8硬質合金刀加工HT200（190HBS），， f=0.56mm/r，查出，由于實際情況，在車削過程中使用條件的改變，查切削速度修正系數(shù)為： 則根據(jù) 按CA6140車床的轉速列表查得與316r/min相近的轉速為n=320r/min，得實際切削速度為 確定，f=0.56mm/r，n=320r/min，v=50.27m/min （2）粗車外圓 1）選擇刀具 選用90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度為5mm，刀具材料為YG8硬質合金，前刀面帶倒棱形，前角為10°，后角為6°，主偏角為90°，副偏角為8°，刀尖角圓弧直徑為0.5，刃傾角為-10° 2）確定切削用量 （a）確定背吃刀量 粗車的余量為2mm（半徑值），一次走刀完成，即 （b）確定進給量f 根據(jù)手冊，得f=0.6-1.2，取f=0.79mm/r （c）確定切削速度 當使用YG8硬質合金刀加工HT200（190HBS），，f=0.79mm/r，查出，由于實際情況，在車削過程中使用條件的改變，查切削速度修正系數(shù)為： Vc= 則根據(jù) 按CA6140車床的轉速列表查得與144r/min相近的轉速為n=160r/min，得實際切削速度為 確定，f=0.79mm/r，n=160r/min，v=48.25m/min 工序 3 鉆、粗絞Φ20的孔 （1）鉆孔 1）機床的選擇：選用CA6140臥式車床 2）刀具的選擇：選用直徑18mm高速鋼標準錐柄麻花鉆 3）切削用量選擇： 查表得：f=0.2-0.4mm/r，進給量取f=0.32mm/r 當使用高速鋼標準錐柄麻花鉆加工HT200，f=0.32mm/r，查出， 則根據(jù) 按CA6140車床的轉速列表查得與424.2r/min相近的轉速為n=400r/min，得實際切削速度為 確定，f=0.32mm/r，n=400r/min，v=22.62m/min （2）擴孔 1）機床的選擇：選用CA6140臥式車床 2）刀具的選擇：選用直徑19.8mm高速鋼標準錐柄擴孔鉆 3）切削用量選擇： 查表得：f=0.9-1.1mm/r，進給量取f=0.96mm/r 當使用高速鋼標準錐柄麻花鉆加工HT200，f=0.96mm/r，查出， 則根據(jù) 按CA6140車床的轉速列表查得與168.7r/min相近的轉速為n=140r/min，得實際切削速度為 確定，f=0.96mm/r，n=140r/min，v=8.7m/min （3）鉸孔 1）機床的選擇：選用CA6140臥式車床 2）刀具的選擇：選用直徑19.94mm高速鋼錐柄機用鉸刀 3）切削用量選擇： 查表得：f=1.5-3.0mm/r，進給量取f=1.6mm/r 轉速為n=140r/min與擴孔相同， 得實際切削速度為 確定，f=1.6mm/r，n=140r/min，v=8.77m/min （4）精鉸孔 1）機床的選擇：選用CA6140臥式車床 2）刀具的選擇：選用直徑20mm高速鋼錐柄機用鉸刀 3）切削用量選擇： 查表得：f=1.5-3.0mm/r，進給量取f=1.6mm/r 轉速為n=140r/min與擴孔相同， 得實際切削速度為 確定，f=1.6mm/r，n=140r/min，v=8.796m/min 工序7 粗銑Φ90圓面兩側面 （1）刀具選擇 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1及銑刀樣本手冊，選鋸片銑刀，外徑160mm，內徑32mm，B=3mm, Z=28。 （2）切削用量 切削深度，一次走刀完成切削。 （3）選X63W臥式銑床，使用專用夾具。 由《切削手冊》表3.5當機床功率為5-10KW，采用YG6硬質合金材料加工 鑄鐵fz=0.14～0.24mm/z，取fz=0.14mm/z. （4）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量手冊》表3.7, 銑刀齒后刀而最大磨損限度為1.5mm， 由《切削用量手冊》表3.8，銑刀直徑do=160mm, 則硬質合金盤銑刀T=150min （5）確定切削速度 1）由《切削手冊》表3，13，當取v=130m/min時n=258 .6r/min。根據(jù)X63機械說明書取主軸轉速n=60r/min.則實際切削速度為v=30.16 m/min 2）當n=60 r/min時，工作臺的每分鐘進給量 。 由X63機床說明書取。 工序8 半精銑Φ90圓面34mm側面 （1）刀具選擇 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1及銑刀樣本手冊，選高鋼鑲齒三面刃銑刀，外徑160mm，內徑40mm，l=20mm, Z=22。 （2）確定銑削深度 切削深度，一次走刀完成切削。 （3）選X63W臥式銑床，使用專用夾具。 由《切削手冊》表3.5當機床功率為5-10KW，采用YG6硬質合金材料加工鑄鐵每齒進給量為 （4）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《切削用量手冊》表3. 7, 銑刀齒后刀而最大磨損限度為0.2rnrn， 由《切削用量手冊》表3.8，銑刀直徑do=160mm, 則硬質合金盤銑刀T=150min （5）確定切削速度 由《切削用量手冊》表3.11，取v=30m/min， 查表得修正系數(shù) 則： n=43r/min 查X63機床說明書選取主軸轉速n= 47.5r/ min. 則實際切削速度為v=23 .87 m /min， 工作臺每分進給量 由X63機床說明書選取銑床工作臺進給量。 工序9 半精銑φ90右平面 （1）工序要求 單邊加工余量z=0.7mm，選X62W臥式銑床，使用專用夾具。選擇刀具:由《工藝手冊》表5.45及銑刀桿手冊，選YG6硬質合金端銑刀加工 (由《機械制造工藝簡明手冊》表3.1-39) （2）確定銑削深度 由于單邊加工余量Z=0.7mm，余量不大，故一次走刀完成，則=0.7mm. （3）確定每齒進給量 由《切削用量簡明手冊》表3.5附表，在X62W銑床功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為低。查《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-3，YG6硬質合金端銑刀加工，銑刀外徑=160mm， D=40mm，L=20mm，Z=24。選每齒進給量=0.11-0.24mm/z ，取=0.2mm/z。精銑時Ra=0.8， f=0.2~0.3mm/r Ra=0.4， f=0.15mm/r （4）選銑刀磨鈍標準及刀具耐用度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為0.25mm，由《切削手冊》表3.8銑刀直徑=160mm，則T=150min。 （5）確定切削速度 查《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-17，，取 由，根據(jù)X62W機床說明書(見《切削手冊》表4.2-39)取主軸轉速n =210r/min.則實際切削速度為 當n =210r/min時， 工作臺為每分鐘進給量是進給速度。 由X62W機床說明書(見《切削手冊》表3.23)取。 工序10 精銑φ90右平面 （1）表面粗糙度Ra=0.4，單邊加工余量z=0.15mm，選X62W臥式銑床，使用專用夾具. 選擇刀具:由《工藝手冊》表5.45及銑刀桿手冊，選YG6硬質合金端銑刀加工 （2）確定銑削深度 由于單邊加工余量Z=0.15mm，余量不大，故一次走刀完成，則=0.15mm. （3）確定每齒進給量 由《切削用量簡明手冊》表3.5附表，在X62W銑床功率為7.5kw，工藝系 統(tǒng)剛性為低。查《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-3，YG6硬質合金端銑刀加工，銑刀外徑=160mm， D=40mm，L=20mm，Z=24。選擇進給量f=0.15mm/r （4）選銑刀磨鈍標準及刀具耐用度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為0.25mm，由 《切削手冊》表3.8銑刀直徑=160mm，則T=150min。 （5）確定切削速度 查《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-17，根據(jù)X62W機床說明書(見 《切削手冊》表4.2-39)取主軸轉速n =375r/min.則實際切削速度為 工序11磨削24mm平面 選用機床：臥式平面磨床M7112并使用專用夾具。MM7112功率為1.5kw，工作臺縱向移動速度2.5~18m/min （1）選擇砂輪 查《工藝手冊》表3.2-1、3.2-2、3.2-5、3.2-6、3.2-7得： 砂輪標志代號： （2）確定砂輪速度 查《實用機械加工工藝手冊》表11-184得：22-25m/min （3）工件速度 查《實用機械加工工藝手冊》表11-185得：工作臺單行程縱向進給量10-20mm/s，取15mm/s。 （4）軸向進給速度 （即磨削進給量f） 查《實用機械加工工藝手冊》表11-185為8m/min。 （5）徑向進給量 （磨削深度） 加工余量0.2mm，磨削深度，走刀次數(shù)約7次 七 夾具設計 1.設計要求 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)與指導老師協(xié)商以及小組人員討論，決定設計第14道工序鉆4×φ9mm 孔的專用夾具，本夾具將用于Z525搖臂鉆床。 2. 夾具設計的有關計算 （1）定位基準的選擇 由零件圖可以知道，4×φ9 mm孔與零件中心孔軸線有尺寸要求，孔分布在 中心孔軸線同心圓 68mm上，可以用中心短銷定位。限制2個自由度，夾具的底板限制3個自由度，由于鉆孔沿軸向自由度不需要限制，另外，對于 90突臺銑削的兩側面與軸線有尺寸要求，分別為20mm和12mm,可以在鉆模板設計一個側板限制該面轉動，保證尺寸。然后利用鉆模板和夾具夾緊零件。 （2）定位誤差分析 1） 定位元件尺寸公差的確定 夾具的主要定位元件為短定位銷。所以該定位銷的尺寸公差現(xiàn)規(guī)定為本零件 在工作時相配的尺寸公差相同，所以定位誤差為： 2） 零件規(guī)定孔φ9 mm在軸線 68mm圓周上，左邊孔距離軸線34mm ，右邊孔距離軸線24mm ，已知孔位置主要由夾具體定位 誤差、夾具體與鉆模板的配合誤差、鉆模板以及夾具體的制造誤差組成。夾具體的制造誤差為：對定位孔軸線平行度為：0.02 3. 夾具結構設計及操作簡要說明 在設計夾具進應該注意提高勞動生產率。因此，使用鉸鏈式鉆模，一次固定4個鉆套，在一次裝夾中可以加工4個孔。本工序是粗加工，切削力較大，但是由于鉆削重要生產的軸向力指向定位面，和夾緊力方向相同，所以夾緊力不直接對消切削力。但是切削力產生顛覆力矩，應該使夾緊力主法平衡。利用鉆模板夾緊 90突臺。 裝夾工件時，先翻開鉆模板把工件放在夾具上，由短銷定位，最后用定位銷定好位置把鉆模板合上，把菱形螺母鎖上。這樣就可以鉆削了。 八 參考文獻 于駿一，鄒青主編《機械制造技術基礎》，機械工業(yè)出版社。 胡占齊主編《機床數(shù)控技術》，機械工業(yè)出版社。 徐鴻本主編《機床夾具設計手冊》，遼寧科學技術出版社。 王連明，宋寶玉主編《機械設計課程設計》，哈爾濱工業(yè)大學出版社。 陳家芳主編《實用金屬切削加工工藝手冊》，上?？茖W技術出版社。 陳明主編《機械制造工藝及機床夾具設計》，機械工業(yè)大學出版社。 趙家齊主編《機械制造工藝學課程設計指導書》，機械工業(yè)出版社。 葉偉昌主編《機械工程及自動化簡明設計手冊》，機械工業(yè)出版社。 曹巖，白瑀主編《機床夾具手冊與三維圖庫》，化學工業(yè)出版社。