1230-法蘭盤(pán)加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)

1230-法蘭盤(pán)加工工藝及其夾具設(shè)計(jì),法蘭盤(pán),加工,工藝,及其,夾具,設(shè)計(jì) 一、序言……………………………………………………………………2二、設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………3三、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型………………………………………3四、零件的分析……………………………………………………………3五、確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀………………………… 4六、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………………….41、定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………… 42、工件表面加工方法的選擇……………………………………………53、制定工藝路線………………………………………………………… 64、確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸…………………………………85、確定切削用量…………………………………………………………9七、夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………101、設(shè)計(jì)要求…………………………………………………….. 102、定位基準(zhǔn)的選擇及夾具說(shuō)明…………………………………………10八、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………….11（一）序言機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是在我們完成了全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：1 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)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(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。2 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3 學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。就我個(gè)人而言，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等。并學(xué)會(huì)了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)到了很多課堂上沒(méi)有學(xué)到的東西。能夠順利的完成這次課程設(shè)計(jì)，得助于任曉智老師的悉心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于對(duì)零件加工所用到的設(shè)備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中碰到了許多的問(wèn)題。但通過(guò)請(qǐng)教老師和咨詢同學(xué)，翻閱資料、查工具書(shū)，解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)又一個(gè)的問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，也了解了一些設(shè)計(jì)工具書(shū)的用途，同時(shí)，也鍛煉了自己解決問(wèn)題的能力。在此，十分感謝馮濤老師的細(xì)心指導(dǎo)，感謝同學(xué)們的互相幫助。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不段提高自己。(二）零件作用及設(shè)計(jì)任務(wù)CA6140 臥式車(chē)床上的法蘭盤(pán)，為盤(pán)類零件，用于臥式車(chē)床上。車(chē)床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤(pán)定心。法蘭盤(pán)內(nèi)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(gè)軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標(biāo)明刻度，實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給。分析法蘭盤(pán)的技術(shù)要求，并繪制零件圖。設(shè)計(jì)零件技術(shù)機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫(xiě)工藝文件。設(shè)計(jì)零件機(jī)械加工工藝裝備。設(shè)計(jì)機(jī)床專用夾具總裝圖中某個(gè)主要零件的零件圖。（三） 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型設(shè)計(jì)題目給定的零件是 CA6140 車(chē)床法蘭盤(pán)（0404）零件，該零件年產(chǎn)量為 4000 件，設(shè)其備品率 為 4%，機(jī)械加工廢品率 為 1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)法蘭盤(pán)的年產(chǎn)量為 4200 件，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。（四） 零件的分析第一節(jié) 零件的作用題目給的零件是 CA6140 臥式車(chē)床上的法蘭盤(pán)，它位于車(chē)床絲桿的末端，主要作用是標(biāo)明刻度，實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給。零件的 φ100 外圓上標(biāo)有刻度線，用來(lái)對(duì)齊調(diào)節(jié)刻度盤(pán)上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為 mm 上部為 的定位孔，實(shí)現(xiàn)精確定位。法蘭盤(pán)中部 的通孔則給傳遞力矩的標(biāo)明通過(guò)，本身沒(méi)有受到多少力的作用。第二節(jié) 零件的工藝分析法蘭盤(pán)共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：一 以 φ45 外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括： 外圓，端面及倒角； 外圓，過(guò)度倒圓； 內(nèi)孔及其左端倒角。二 以 外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括： 端面， 外圓，端面，倒角；切槽 3×2； 內(nèi)孔的右端倒角。三 以 的孔為中心加工表面這一組加工表面包括：外圓，端面； 外圓，端面，側(cè)面； 外圓； 外圓，過(guò)度圓角；4—φ9 孔和同軸的 孔。它們之間有一定的位置要求，主要是：（一） 左端面與 φ20 孔中心軸的跳動(dòng)度為 ；（二） 右端面與 φ20 孔中心軸線的跳動(dòng)度為 ；（三）φ45 的外圓與 φ20 孔的圓跳動(dòng)公差為 。經(jīng)過(guò)對(duì)以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準(zhǔn)，加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后借助專用夾具對(duì)其他加工表面進(jìn)行加工，保證它們的位置精度。（五）確定毛坯制造方法，初步確定毛坯形狀零件材料是 HT200。零件年產(chǎn)量是中批量 ,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后再?zèng)Q定。（六） 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)第一節(jié) 基準(zhǔn)的選擇定位的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正進(jìn)行。一 粗基準(zhǔn)的選擇因?yàn)榉ㄌm盤(pán)可歸為軸類零件，執(zhí)照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不 加工表面時(shí)則應(yīng)與這些加工表面要求相對(duì)精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)） ，所以對(duì)于本零件可以先以法蘭盤(pán)右端 φ45 的外圓及 φ90 的右端面作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)夾緊 φ45 外圓可同時(shí)削除五個(gè)自由度，再以 φ90 的右端面定位可削除 自由度。二 主要就考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不再計(jì)算。第二節(jié) 工件表面加工方法的選擇本零件的加工面有個(gè)圓、內(nèi)孔、端面、車(chē)槽等，材料為 HT200。參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.4—6、表 1.4—7、表 1.4—8 等，其加工方法選擇如下：一． 外圓面：公差等級(jí)為 IT6~IT8，表面粗糙度為 , 采用粗車(chē)→半精車(chē)→磨削的加工方法。二．φ20 內(nèi)孔：公差等級(jí)為 IT7~IT8，表面粗糙度為 ，采用鉆→擴(kuò)→鉸→精鉸的加工方法，倒角用車(chē)刀加工。三． 外圓面：公差等級(jí)為 IT13~IT14，表面粗糙度為 ，采用粗車(chē)→半精車(chē)→磨削的加工方法。四．φ90 外圓：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為0.4，采用的加工方法為粗車(chē)—半精車(chē)—磨削。五．φ100 外圓面：公差等級(jí)為 IT11，表面粗糙度為 0.8，采用粗車(chē)→半精車(chē)→磨削的加工方法。六． 右端面：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為6.3，采用的加工方法為粗車(chē)。七．φ90 突臺(tái)右端面：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 3.2，采用的加工方法為粗車(chē)→半精車(chē)→精車(chē)。八．φ90 突臺(tái)左端面：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 0.4，采用的加工方法為粗車(chē)→半精車(chē)→磨削。九．φ100 突臺(tái)左端面：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 1.6，采用的加工方法為粗車(chē)→半精車(chē)→精車(chē)。十．槽 3×2：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為6.3，采用的加工方法為粗車(chē)。十一. φ100 突臺(tái)右端面：未注公差等級(jí)，根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 0.4，采用的加工方法為粗車(chē)→半精車(chē)→磨削。 十二. φ90 突臺(tái)距離軸線 34mm 的被銑平面:未注公差等級(jí),根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 3.2，采用的加工方法為粗銑→精銑.十三. φ90 突臺(tái)距離軸線 24mm 的被銑平面:未注公差等級(jí),根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 0.4，采用的加工方法為粗銑→精銑→磨削.十四.4—φ9 孔：未注公差等級(jí),根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為6.4，采用的加工方法為鉆削。十五. φ4 的孔：未注公差等級(jí),根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 6.4，采用的加工方法為鉆削。十六. φ6 的孔：未注公差等級(jí),根據(jù) GB1800—79 規(guī)定公差為 IT13，表面粗糙度為 3.2，采用的加工方法為鉆→鉸。第三節(jié) 制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以志用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。一 工藝路線方案一(一)工序Ⅰ 粗車(chē) φ100 柱體左端面。(二)工序Ⅱ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 20mm 孔至圖樣尺寸并車(chē)孔左端的倒角。(三)工序Ⅲ 粗車(chē) φ100 柱體右端面，粗車(chē) φ90 柱體左端面，半精車(chē) φ100 左、右端面、φ90 左端面，精車(chē)￠100 左端面、￠90 左端面，粗車(chē)外圓 φ45 、φ100￠，φ90，半精車(chē)外圓 φ45 、φ90、φ100、 ，車(chē) φ100 柱體的倒角，車(chē) φ45 柱體的過(guò)度倒圓。(四)工序Ⅳ 粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē) φ90 右端面，車(chē)槽 3×2，粗車(chē)、半精車(chē)外圓 外圓及倒角。(五)工序Ⅴ 精車(chē) Φ100 左端面、Φ90 右端面(六)工序Ⅵ 粗銑、精銑 φ90 柱體的兩側(cè)面。(七)工序Ⅶ 鉆 φ4 孔，鉸 φ6 孔。(八)工序Ⅷ 鉆 4—φ9 孔。(九)工序Ⅸ 磨削 B 面，即 外圓面、 φ100 右端面,φ90 左端面。(十)工序Ⅹ 磨削外圓面 φ100，φ90、 。(十一)工序Ⅺ 磨削 φ90 突臺(tái)距離軸線 24mm 的側(cè)平面。(十二)工序Ⅻ 刻字刻線。(十三)工序ⅩⅢ 鍍鉻。(十四)工序 XIV 檢測(cè)入庫(kù)。二 工藝路線方案二(一)工序Ⅰ 車(chē)柱體的右端面，粗車(chē) φ90 右端面，車(chē)槽 3×2，粗車(chē)、半精車(chē)外圓 ，車(chē)右端倒角。(二)工序Ⅱ 粗車(chē) φ100 柱體左、右端面，粗車(chē) φ 90 柱體左端面，半精車(chē) φ100 左、右端面、φ90 左端面，粗車(chē)外圓 φ45 、φ100、φ90，半精車(chē)外圓 φ45 、φ100,φ90，車(chē) φ100 柱體的倒角，車(chē) φ45 柱體的過(guò)度倒圓。(三)工序Ⅲ 精車(chē) φ100 左端面，φ90 右端面。(四)工序Ⅳ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔 φ20mm 至圖樣尺寸并車(chē)孔左端的倒角。 (五)工序Ⅴ 粗銑、精銑 φ90 柱體的兩側(cè)面。(六)工序Ⅵ 鉆 4 孔，鉸 6 孔。(七)工序Ⅶ 鉆 4—φ9 孔。(八)工序Ⅷ 磨削外圓面 φ100，φ90， 。(九)工序Ⅸ 磨削 B 面，即 外圓面、φ100 右端面、φ90 左端面。(十)工序Ⅹ 刻字刻線。(十一)工序Ⅺ 鍍鉻。(十二)工序Ⅻ 檢測(cè)入庫(kù)。三 工藝方案的比較與分析上述兩種工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是從左端面加工到右側(cè)，以 的外圓作為粗基準(zhǔn)加工左端面及 φ20mm 的孔又以孔為精基準(zhǔn)加工，而方案二則是從右端面開(kāi)始加工到左端面，然后再鉆孔 φ20mm，這時(shí)則很難保證其圓跳動(dòng)的誤差精度等。因此決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。第四節(jié) 確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸本次設(shè)計(jì)以工序Ⅶ 鉆 φ 4 孔，鉸 φ6 孔為例,進(jìn)行重點(diǎn)分析,起加工表面的工步名稱,工步基本尺寸,工步公差等級(jí),經(jīng)濟(jì)度公差,工步尺寸,表面粗糙度如下表：加工表面工步名稱工步余量工步基本尺寸工步公差等級(jí)經(jīng)濟(jì)度公差工步尺寸表面粗糙度毛坯 實(shí)心鉆 2Z=3.9 3.9 IT11 0.075 Φ3.9 12.5Φ4 孔鉸 2Z=0.1 4 IT10 0.048 Φ4 6.3毛坯 2Z=4 ４ IT11 0.075 Φ4 12.5鉆 2Z=1.8 ５.８ IT11 0.075 Φ5.8 12.5Φ6 孔鉸 2Z=0.2 ６ IT10 0.048 Φ6 3.2第五節(jié) 確定切屑用量本次設(shè)計(jì)以工序Ⅶ 鉆 φ4 孔，鉸 φ6 孔為例,進(jìn)行重點(diǎn)分析。一)鉆 φ4 孔選用 Z535 型搖臂鉆床。（1）刀具選擇：由《工藝手冊(cè)》選用 高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)花鉆。（2）確定切削用量：查《切削用量手冊(cè)》f=0.18～0.22mm/r,由鉆床取 f=0.20mm/r.由《切削用量手冊(cè)》取 V =0.46m/s=27.6m/min=197r/m由 Z35 鉆床取 n =1700r/min.故 VC =21m/min.(二) 鉸 6 孔（1）刀具選擇：6 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.4—0.6,耐用度 T=60min。（2）確定切削用量：（a）加工余量為 2mm,故背吃刀量 asp=1mm。查《切削用量手冊(cè)》f=0.27—0.33mm/r ，由《工藝手冊(cè)》f=0.26mm/r。(b)確定切削速度：計(jì)算切削速度 V，其中 KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3V = 0.21m/s=12.8m/minn=679r/min 取 n =670（七）夾具設(shè)計(jì)經(jīng)老師指定，設(shè)計(jì)第Ⅶ道工序鉆 φ4 孔，鉸 φ6 孔的專用夾具，本夾具將用于 Z525 搖臂鉆床。第一節(jié) 設(shè)計(jì)要求本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，面精度不是主要考試的問(wèn)題。第二節(jié) 定位基準(zhǔn)的選擇及夾具說(shuō)明由零件圖可以知道，4× 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(xiāo)定位。限制 2 個(gè)自由度，夾具的底板限制 3 個(gè)自由度，由于鉆孔沿軸向自由度不需要限制，另外，對(duì)于 90 突臺(tái)銑削的兩側(cè)面與軸線有尺寸要求，分別為 20mm 和 12mm,可以在鉆模板設(shè)計(jì)一側(cè)板限制該面轉(zhuǎn)動(dòng)，保證尺寸。然后利用鉆模板和夾具夾緊零件。由零件圖可以知道，該孔與 φ90 圓上的右側(cè)突臺(tái)有尺寸要求，孔中心離左側(cè)突臺(tái)28mm，偏差在 0.3mm，其位于左側(cè) φ45 圓面上。鉆孔時(shí)可以以 φ45 外圓表面以及 φ100左端面和 φ90 上小平面為定位基準(zhǔn)，用一個(gè) V 型快卡住 φ45 外圓，支承板擋住 φ100 左端面，支承釘頂住 φ90 上小平面實(shí)現(xiàn)完全定位。在右側(cè)選擇搖臂式偏心輪壓緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。同時(shí)采用翻轉(zhuǎn)式鉆模保證尺寸。具體見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。（八） 參考文獻(xiàn)1、 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》馮濤，王宏斌，劉志節(jié)主編西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院2． 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 吳忠澤，羅盛國(guó)高等教育出版社3.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》李益民主編機(jī)械工業(yè)出版社4. 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》艾興等編機(jī)械工業(yè)出版社5. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》王光斗等主編上?？茖W(xué)技術(shù)出版社6. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理》 。龔定安等主編7. 、 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 。華楚生主編重慶大學(xué)出版社機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:法蘭盤(pán)的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及第Ⅶ工序?qū)Ｓ眉揖叩脑O(shè)計(jì)姓名:謝邦元專業(yè)年級(jí):04 設(shè)制 4院系:機(jī)械與電子工程學(xué)院指導(dǎo)老師:馮濤完成日期:2007-9-14機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目:法蘭盤(pán)的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及選定工序?qū)Ｓ眉揖叩脑O(shè)計(jì)內(nèi)含：1.機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片及選定工序的工序卡 1 套2.機(jī)床專用夾具總裝圖 1 張3.家具主要零件圖 除標(biāo)準(zhǔn)件以外所有夾具零件4.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（包括工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明和夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明） 1 份姓名:謝邦元專業(yè)年級(jí):04 設(shè)制 4院系:機(jī)械與電子工程學(xué)院指導(dǎo)老師:馮濤完成日期:2007-9-14