机械制造工艺学课程设计-CA6140机床法兰盘夹具设计

机械制造工艺学课程设计-CA6140机床法兰盘夹具设计 设计题目: CA6140机床法兰盘夹具设计 学院 : 机械工程学院 专业 : 机械设计制造及其自动化 班级 : 08机制六班 学生姓名: 指导教师: 2011年 6 月 23 日 绪 论 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。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总复习,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。机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志，因此，我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一。 夹具课程设计是强化学生对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养学生收集资料和调查研究的能力,一定的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼: (1)能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 (2)提高结构设计能力。学生通过设计借据(或量具)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、经济合理而能保证加工的夹具的能力。 (3)学会使用手册及图表资料。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。 目 录 绪 论 …………………………………………………………...........1 第一章 零件的分析 ………………………………………………....2 1.1零件的作用 ……………………………………………………2 1.2零件的工艺分析 …………………………………………..…..2 第二章 工艺规程设计 …………………………………………….…6 2.1确定毛坯的制造形式 ………………………………………....6 2.3制定工艺路线 ………………………………………………....6 第三章 夹具设计 …………………………………………………...10 3.1问题的提出 ……………………………………………….….10 3.2夹具设计 ………………………………………………….….10 参考文献 ………………………………………………………...……17 致 谢 …………………………………………………………..….18 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 题目所给的零件是CA6140车床的法兰盘。主要是用来安装在机床上，起到导向的作用使机床实现进给运动，零件上精度要求较高的两个平面用以装配，4个孔是用于连接其他机构或零件的。该法兰盘用于CA6140车床上，作用于车,9 床变速箱固定在主轴箱上。靠法兰盘定心，法兰盘内孔于主轴的中间轴承外圆相配，外圆于变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同轴，使齿轮正确啮合,并标明刻度实现纵向进给。 1.2零件的工艺分析 CA6140车床共有八处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下: ,0.121.以φ100mm为基准面加工表面 ,0.34 ，0，0这一组加工表面包括: ，的右端面并导角 ,45,45,0.017,0.017 ，0，0，0.122(以 端面为基准，车、、外圆，并导，,90,45,45,1001.545，:,0.017,0.6,0.34 和。 145，: ，03. 以 端面为基准， 先用的钻头钻孔，然后再用铰刀铰孔 ,16,45,0.017 ，0，0由于孔与有跳动的要求，所以要以端面为基准。 ,45,45,0.017,0.017 ，0.0454(要以孔为基准，精车所有外圆面，使其达到要求。 ,20，0 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。同时保证它们之间的跳动要求和尺寸要求等。 5. 确定生产类型。依设计题目可知:Q=10000件/年，m=1件/台;备品率取a%=3%，废品率b%=0.5%.代入公式(1—1)得:N=10000件/年×1件/台×(1+3%)×(1+0.5%)=10351件/年。由于该零件是车床上的法兰盘，质量为1.4Kg，查表 1—3可知，该法兰盘属于轻型零件，由生产类型与生产纲领的关系从表1—4，可确定该零件的生产类型为大批生产。 6.确定毛坯、绘制毛坯图。 7.选择毛坯 由于该零件材料是HT200。该灰铸铁具有强度、耐磨性、耐热性均较好;且铸造性能好，根据零件年产量是大批量,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金属模机器造型;它的生产率较高，表面质量与机械性能好等。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 8.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表2—10,2—12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 (1)公差等级。由法兰盘的功用和技术要求，确定该零件的公差为CT11 文献1(表2—1) (2)铸件尺寸公差。依据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由文献1表2—3查得公差相对基本尺寸基本成对称分布。 (3)机械加工余量等级。铸造方法按机器造型，且铸件材料为灰铸铁查表2—5得机械加工余量等级范围为E,G级，取F级。 ,0.12,0.349.φ100mm外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定 如图所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的顺序如下: ,0.12(1)从图可知P1=D=φ100mm ,0.34 (2)P2=P1+Z3,其中Z3为磨削余量根据《机械加工工艺设计员手册》(以下简称文献2)表5—10确定Z3=0.4mm,则P2=100+0.4.由于P2是在半精车加工中保证的，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》(以下简称文献1)表1—20知，粗铣加工工序的经济精度等级可达到要求为IT10,因此确定该工序次、 0尺寸公差等级为IT12,其公差值为0.14mm，P2=φ100.4mm ,0.14 第二章 工艺规程设计 2.1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承受交变载荷及冲击性载荷不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 2.2基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，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，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 1.粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准) ，0根据这个基准选择原则，现选取孔外轮廓表面作为粗基准。 ,45,0.017 2.精基准的选择 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。 2.3制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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。 1.工艺路线方案一 ,0.12，0;工序一 以φ100mm为粗基准，粗车端面及外圆，并导，,457，45,0.34,0.017选用CA6140机床。 ，0,0.12工序二 以外圆面为基准，粗车φ100mm、外圆，并导,90,45,0.34,0.017 ，和1.545，:145，:。 ，0，0.045工序三 以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，,16,45,20,0.017，0 ，0.045再铰孔达到的尺寸。,20 ，0 ，0工序四 导右端面角 ,45145，:,0.017 ，0.045，0.12工序五 以内孔为基准精车左端面和右端面并保证,90,20,100，0,0.34 ，0跳动在0.03内,并切槽。 ,4532，,0.017 工序六 以右端面和外圆面定位,利用两个端面夹紧,铣粗糙度为3.2的,90 外圆左平面。 工序七 以刚铣的平面定位,利用两端面夹紧,铣外圆右平面，保证尺寸,90为24。 工序八 以一个铣好的平面定位,再利用另外一个平面夹紧,钻的通孔,,4再扩孔到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。 ,6 ，0.045工序九 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个孔。 ,9,20，0 工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度。 工序十一 检查。 2.工艺路线方案二 ，0,0.12工序一 车端面及外圆，以φ100mm为粗基准，选用CA6140机,45,0.34,0.017 床。 ，0,0.12工序二 以外圆面为基准，粗车φ100mm、,90外圆，并导,45,0.34,0.017 ，和 1.545，:145，:。 ，0，0.045工序三 以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，,16,45,20,0.017，0 ，0.045再铰孔达到的尺寸。 ,20，0 ，0,0.12以外圆面为基准，粗车φ100mm、外圆，并导，,90,451.545，:,0.34,0.017 和 145，:。 ,0.12工序四 以φ100mm外圆面为基准，并导，和 745，:145，:。,0.34 ，0.045,0.12工序五 以内孔为基准精车φ100mm左端面和右端面和,90,20,0.34，0 ，0保证跳动在0.03内,并车槽。 ,4532，,0.017 工序六 以右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。 工序七 以刚铣的平面定位,,利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24。 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻的通孔,再圹,4孔到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。 ,6 ，0.045工序九 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个孔。 ,9,20，0 工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度。 工序十一 检查。 ，0虽然工艺路线二的工序仍然是十一步，但多次加工表面，是精度要,45,0.017 ，0求和粗糙度的要求和有跳动的要求，另外表面是多次加工的基准，方案,45,0.017 一中在加工其外圆表面的同时进行了导角，工序较为集中，也方便装夹，在一 定程度上提高了生产效率。所以选择第一个方案。 3(最终工艺路线 ,0.12，0;工序一 以φ100mm为粗基准，粗车端面及外圆，并导，,457，45,0.34,0.017选用CA6140机床。 ，0,0.12工序二 以外圆面为基准，粗车φ100mm、,90外圆，并导,45,0.34,0.017 ，和1.545，:145，:。 ，0，0.045工序三 以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，,16,45,20,0.017，0 ，0.045再铰孔达到的尺寸。,20 ，0 ，0工序四 导右端面角 ,45145，:,0.017 ，0.045,0.12工序五 以内孔为基准精车φ100mm左端面和右端面和保,90,20,0.34，0 ，0证跳动在0.03内,并切槽。 ,4532，,0.017 工序六 以右端面和外圆面定位,利用两个端面夹紧,铣粗糙度为3.2的,90 外圆左平面。 工序七 以刚铣的平面定位,利用两端面夹紧,铣外圆右平面，保证尺寸,90为24。 工序八 以一个铣好的平面定位,再利用另外一个平面夹紧,钻的通孔,,4再扩孔到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。 ,6 ，0.045工序九 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个孔。 ,9,20，0 工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度。 工序十一 终检 第三章 夹具设计 3.1问题的提出 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。 本次设计加工φ100mm端面和孔φ20mm的车床夹具，本夹具将用于CA6140型摇车床，刀具材料为高速钢，在法兰盘的φ45外圆表面上加工孔。 利用本夹具主要用来加工φ100mm端面和孔φ20mm，这个孔内表面的粗糙度要求为，在加工前先加工φ4mm孔，且法兰盘的φ45h6mm外圆表面和R,1.6a φ90mm段两侧平面均已经过半精加工。加工φ20mm孔的整个过程包括钻、扩、铰三步，因此本工序的加工精度容易保证，主要考虑如何定位夹紧以节省操作时间提高生产率。 3.2夹具设计 ?定位基准的选择 由零件图知，φ100mm端面对φ90mm段右侧端面有一定的位置度要求，为了减少定位误差，以φ90mm段右侧端面为主要定位基准面，以φ45h6mm外圆表面和φ90mm段一侧小平面为辅助定位面，共限制,个自由度，其中与φ6H9mm孔轴线同方向的自由度被重复限制，但起到增强定位稳定性的作用，因此这一定位方案可行。 2.定位误差分析 夹具的主要定位元件为定位套，该定位套是根据零件定位方案设计的专用件，各定位面加工后对φ6H9mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。钻孔位置主要由钻套钻模板引导，因此孔的位置加工偏差主要由钻套中心位置尺寸偏差决定。查文献[4]表3-17，普通精度的钻模板上固定的衬套中心位置尺寸的极限偏差取?0.05mm