机械制造工艺课程设计-法兰盘831004机械加工工艺及钻Ф20mm通孔专用夹具设计（全套图纸）

机械制造工艺课程设计-法兰盘831004机械加工工艺及钻Ф20mm通孔专用夹具设计（全套图纸） 机械制造工艺课程设计-法兰盘831004机械加工工艺及 钻Ф20mm通孔专用夹具设计(全套图纸) 第1章 工件的简要分析 全套CAD图纸加 695132052 11工件的用途 CA6140卧式车床上的法兰盘为盘类零件用于卧式车床上车床的变速箱固定在主轴箱上靠法兰盘定心法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配外圆与变速箱体孔相配以保证主轴三个轴承孔同心使齿轮正确啮合主要作用是标明刻度实现纵向进给 12工件的工艺性分析 法兰盘是一回转体零件有一组加工表面这一组加工表面以Φ20 mm的孔为中心 包括Φ mm的外圆柱面及左端面 尺寸为Φ mm的圆柱面Φ90mm的外圆柱面右端面及上面的4个Φ9mm的透孔 Φ mm的外圆柱面及上面的Φ6mmΦ4mm的孔 Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面 并且其余加工面都与它有位置关系可以先加工它的一个端面再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面然后再加工孔到尺寸要求再以孔定位加工各个表面 图121 以Φ20?为内孔中心的加工表面 第二章 确定毛坯 21 毛坯 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 由零件材料HT200确定毛坯为铸件由于该零件是中批生产而且零件轮廓尺寸不大故采用金属模铸造法兰盘因毛坯比较简单采用铸造毛坯时一般是成队铸造再进行机械加工这从提高生产率保证加工精度上考虑也是应该的由年产量为6000件可知达到大批量生产标准且零件的尺寸比较小所以采用砂型机器铸造同时铸件尺寸公差等级为CT10选取铸件错箱值为10 mm 22确定毛坯技术要求 1铸件不应有裂痕砂眼和局部缩松气孔和夹渣等缺陷铸件表面应清除毛刺结瘤和粘砂等 2正火处理硬度170,190HBS以消除内应力改善切削加工性能 3未注圆角为R3,R4mm 4起模斜度为30? 23 铸件机械加工余量确定与毛坯图 据以上原始资料及加工路线分别确定各家工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下 法兰盘零件材料为HT200硬度200HBS毛坯重量约为28KG生产类型为中批生产采用铸造毛坯 根据上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸下 1Φ mm外圆表面 此外圆表面为IT6级参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工 余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精车外圆 06 45 0017 Φ 半精车外圆 14 456 01 Φ 粗车外圆 3 47 03 Φ 毛坯 5 50 05 Φ 2外圆表面Φ mm 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精车外圆 06 100 -046 Φ 半精车外圆 14 100(6 粗车外圆 4 102 毛坯 6 106 08 Φ 3(车Φ45mm外圆柱面 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精磨外圆 02 45 -06 Φ 粗磨外圆 08 452 半精车外圆 1 46 粗车 2 47 毛坯 60 106 1 Φ 1 4(加工孔Φ20 mm 参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 铰孔 02 20 0045 Φ20 扩孔 09 198 01 Φ198 钻孔 9 18 06 Φ18 毛坯 10 5 Φ mm的端面 1按照《加工工艺手册》表6-28铸件重量为28kgΦ mm端面的单边加工余量为20,30取Z 20mm铸件的公差按照表6-28材质系数取 复杂系数取 则铸件的偏差为 2精车余量单边为02mm见《实用机械加工工艺手册》中表32-2精车公差既为零件公差-008 3半精车余量单边为06mm见《实用机械加工工艺手册》中表11-27半精车公差的加工精度为IT9因此可以知道本工序的加工公差为-012mm 4粗车余量粗车的公差余量单边为Z 20-02-06 12mm 粗车公差现在规定本工步粗车的加工精度为IT11级因此可以知道本工序的加工公差为-032mm由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差因此所规 定的加工余量其实就是含义上的加工余量实际上加工余量有最大的加工余量及 最小加工余量之分 Φ mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图 由图可以知道 毛坯名义尺寸为942 96mm 毛坯的最大尺寸9607 967mm 毛坯的最小尺寸96-08 952mm 粗车后最大尺寸9412 952mm 粗车后最小尺寸952-032 9488mm 半精车后最大尺寸9406 946mm 半精车后最小尺寸946-012 9448mm 精车后尺寸为94mm 加工余量计算表 工序 加工尺寸 及公差 铸造毛坯 粗车 半精车 精车 加工前尺寸 最大 967 952 946 最小 952 9488 9448 加工后尺寸 最大 967 952 946 9404 最小 952 9488 9448 9396 加工余量 2 12 06 02 加工公差 -032 -012 -008 因此可以确定毛坯的尺寸毛坯图如下图 第三章 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的最重要的工作之一基面如果选择的正确合理可以很大程度上保证加工质量使得生产率得到提高否则会使得加工工艺过程漏洞百出更有甚者还会造成零件的大批报废使得生产活动无法正常进行 31粗基准的选择 对于加工零件而言尽可能选择不加工表面为粗基准而对有若干个不加工 对于加工零件而言尽可能选择不加工表面为粗基准而对有若干个不加工表面的工件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根据这个基准选择原则现选取Φ45孔的外轮廓表面作为粗基准在车床上用三角卡盘夹紧工件限制它的六个自由度达到完全定位 32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 第四章 制定工艺路线 制定工艺路线的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的情况下可以考虑采用万能性机床配以专用工卡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 41加工阶段的划分 由于工件加工精度要求不高所以可以不分加工阶段一个加工阶段可以完成且由于工件的精度要求不太高所以可以把焊工艺放置到最后影响不太大 42工序的集中与分散 本零件选用工序分散原则安排法兰盘的加工工序底端面Φ90上下面通过一次装夹完成加工Φ45?外圆表面一次装夹加工完成Φ20mm内孔通过一次装夹完成加工Φ6mm的孔也是通过一次装夹完成加工4该法兰盘的生产类型为批量生产6000件为了提高生产效率运用工序分散加工原则实现流水线生产不但可以缩减辅助时间而且可以有利于保证各加工面之间的相对位置要求 43工序的顺序安排 根据先基准后其它的原则首先加工精基准Φ45mm圆柱面Φ100mm底座面Φ20mm孔根据先主后次的原则先加工主要面两端面后加工次要面上端面等根据先面后孔的原则先加工几个端面后钻中间突出面的4个Φ9mm的孔 44工艺路线的选择 制定工艺路线的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的情况下可以考虑采用万能性机床配以专用工卡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 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 一 工序一 车端面及外圆 以 为粗基准选用CA6140机床铣 的底端面 工序二 以 外圆面为基准钻 通孔先用钻 的钻头钻孔再铰孔达到 的尺寸要 求 工序三 以 外圆面为基准粗车 外圆并导 和 工序四以 外圆面为基准并导 和 工序五 内孔为基准精车 左端面和 右端面和 保证跳动在003内并车 槽 工序六 右端面和一圆面定位利用两个端面夹紧先铣粗糙度为32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 的通孔再圹孔到 孔 保证尺寸为L 7再铰孔使其达到所要求的精度 工序九 以 孔为基准面利用专用夹具钻4个 孔 工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度 2工艺路线方案二 工序一 车端面及外圆 以 为粗基准选用CA6140机床 工序二以 外圆面为基准粗车 外圆并导 和 工序三以 外圆面为基准钻 通孔先用钻 的钻头钻孔再铰孔达到 的尺寸 以 外圆面为基准粗车 外圆并导 和 工序四以 外圆面为基准并导 和 工序五 内孔为基准精车 左端面和 右端面和 保证跳动在003内并车 槽 工序六 右端面和一圆面定位利用两个端面夹紧先铣粗糙度为32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 的通孔再圹孔到 孔保证尺寸为L 7再铰孔使其达到所要求的精度 工序九 以 孔为基准面利用专用夹具钻4个 孔 工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度 虽然工序仍然是十步多次加工的 表面是具有精度要求和粗糙度的要求和有跳动的要求所以选择第一个方案而且能够保证与底面的垂直度和与Φ45孔的同轴度要求有利于满足零件的加工要求 因此经过分析研究决定选择第一套方案为工艺路线方案 第五章 确定切削用量和基本工时 时间有限只计算了第一道工序和第二道工序我所设计的夹具加工工序 工序一 以 外圆为粗基准粗车 外圆及其右端面 1 加工条件 工件材料HT200σb 016GPa HB 190241铸造 加工要求粗车 外圆尺寸保证到 机床CA6140车床 刀具YT5 确定加工时间 工序?确定加工时间 由于余量为8mm因此分二次切削吃刀深度为 4mm 查《切削用量简明手册》进给量f 04mmr 表14 计算切削速度耐用度t 45min 161mmin 270ms 确定机床主轴转速 1572rs 935rmin 按机床取 900rmin 15rs 实际切削速度为v 15rs 车外圆时 026min 车端面时 工序II通过钻孔加工Ф20mm的工序时间计算部分公式来自《机械加工去除 材料分析》 查《切削用量简明手册》进给量f 036mmr d取16mm时v 14mmin 根据《机械加工去除材料分析》中的钻床系列可考虑选择 故取 钻扩孔时 265min 铰孔时 取 由上可知钻孔所需时间大约为19min不包含绞孔等精加工操作 第六章 确定夹具结构设计 61设计定位方案 本设计是工序钻Ф20mm内孔的专用夹具这一套夹具使用立式钻床进行加工 1定位方案一如图21-1所示 在夹具定位方案一图中其定位方式采用三点一面定位利用一个V形块一个挡板共同限制4个自由度再利用底端端平面限制1个自由度从而限制了5个自由度从而达到了工件加工所需的定位要求再利用夹紧装置从而实现零件的完全定位 图21-1 2定位方案二如图21-2 图21-2 在夹具方案二图中我们可以看到利用两个端面限制3个自由度再利用底面限制了一个自由度达到了零件加工所需的必须定位要求再利用夹紧装置从而实现零件的完全定位 62夹具设计定位方案的比较与分析 方案一利用Φ45mm的外圆柱面和底面限制了5个自由度方案二利用两个侧面和底端面限制5个自由度而在最后一个旋转自由度的限制上采用了同样的方案 比较一 方案一使用的是利用一圆柱面进行定位一个圆柱面限制4个自由度的同时保证了同轴度和加工的可靠性同时利用底端面进行定位保证了垂直度都极好的满足了零件的加工要求 方案二利用两侧面和底面定位限制了零件的6个自由度使工件完全定位但无法满足零件的加工要求并且存在过定位的情况 比较二 方案一使用V形块和挡板平面定位能使工件完成快速定位缩短了加工时间经济性高同时圆柱面定位对表面的加工精度要求只需保证同轴所需的精度不是很高经济性不强 方案二利用两侧面定位所需的夹装时间要求比较长且所需的侧面加工精度要求很高而且比较难以满足加工要求 综合分析以上情况夹具设计选用方案一进行定位 63 夹具设计夹紧方案 在夹紧方案的设计中根据工件的形状采用压板压紧方式同时可将装置的夹紧位置定于Φ100mm的底端面处如图231所示夹紧示意图如图232所示 图631弯头压板夹紧紧置 优点一 用于钻Φ20mm孔的夹具由于孔比较大夹紧时受力也比较大我们采用Φ100mm的底端面作为主要受力面而底端面又同时是定位面因此我们采用弯头压板作为夹紧装置这种处理方法既能降低夹具制造成本同时缩短夹具的制造周期又能节省安装工件的时间提高生产率但必须保证安全采用手动螺旋拧紧是可靠的可免去夹紧力的计算 图 图632 优点二 将利用三个弯头压板将工件紧扣在底端面的凸台上夹紧装置的支撑不会再钻孔过程中产生扭矩 因此不会影响加工的平行度精度同时夹紧强度大易于装卸 64 夹具设计采用的导向装置 在导向装置的设计中如图24所示为保证夹具体的持久耐用性采用的是可换钻套当钻套加工磨损后可以通过拆卸左侧的螺钉再更换钻套使夹具体寿命更长且保证钻孔的位置 图 图 64 可换钻套剖视 65夹具体的优化设计与经济性 夹具体在安装过程中为了实现便于安装夹具体采用了翻板式结构与固定式钻模相比更加方便易于操作同时在翻版左侧设置支撑体如图211-1所示使安装时人员能够利用支撑件方便对法兰盘的快速安装翻版盖采用支撑板与两边定位配合如图211-1所示相比老式运用螺钉与夹具体配合的方式加工人员能够更加快捷方便的装夹节约时间 夹具在经济性分析情况下大幅度提高单机设备的通过能力提高产品质量现场同类设备由于工装的差异影响了设备本身较宽的工艺通过能力通用工装使现场整体的设备通过能力得到提高有利于均衡生产提高了工艺质量和产品质量提高现场应变能力和单一品种的加工能力在加工Ф20mm孔的同时同时设置排屑通孔从而使加工后的铁屑能排除来这样更有利于物流顺畅和均衡生产使操作更加多元化如图2112所示 图2111支撑体示意图 图2112排屑孔示意图 第七章 夹具关键点设计计算与校核 71计算切削用量决定切削速度v和工作台每分钟进给量F 钻Ф20?孔 一钻Ф20?孔 f 0025mmr查《切削用量简明手册》P59表218 V 18mmin查《切削用量简明手册》P59表218 11465rmin 按机床说明取 1500rmin 故实际切削速度 V 2355mmin 72钻头磨钝标准耐用度情况 查 表5-130知 钻头的磨钝限度为05-08 73 切削时间 钻孔工时 T1 3min 总时间大约为3分钟 74定位误差的分析 如图29所示 根据设计基准的要求中心轴线至钻孔轴线位置保持夹具侧面保证1236mm其 误差由于定位副间存在径向间隙因此必将产生径向基准位移误差不过这时的径 向定位误差不再只是单向的了而是在水平面内任意方向上都有可能发生其最大 值也比心轴水平放置时大一倍同时采用定位销定位 图74 定位误差分析图 根据公式容易分析出误差值等于正负配合上下偏差值的绝对值 75夹紧元件强度校核 210受力分析如图210所示 当压紧工件时由于螺栓垂直放置将受夹紧力 作用产生拉应力 拉应力为 由第四强度理论可知螺栓预紧状态下的计算应力 选用螺柱材料为45钢屈服强度为 450 取安全系数n 21 则许用挤压应力 Fj1 Fj2 图210 76 操作说明 由零件图可知一个定位孔一个与Ф20mm孔同轴通过V型块与挡板定位在与Ф100mm的底座面垂直其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求为了保证所钻的孔与底面垂直根据基准重合基准统一原则在选择两定位孔的加工定位基准时应尽量选择同一定位基准即粗车半精车的底端面因此加工定位孔的定位基准应选择Ф45mm外圆端面为主要定位基面以限制工件的四个自由度以Ф100mm的底端面限制工件的一个自由度用三个压板定位限制工件的另一个自由度 附夹具设计三视图 2-1 装配主视图 图2-2 装配俯视图 图2-3 装配左视图 第八章 设计 心得体会 决胜全面小康心得体会学党史心得下载党史学习心得下载军训心得免费下载党史学习心得下载 时间飞逝为期近三周的夹具课程设计终于结束了我们在整个过程中一组成员相互配合一起努力地将设计尽早赶完在过程中我懂得了怎样去锻炼我们的实践面和对理论面的理解和消化要明白怎样去讲我们的专业知识与课程设计联系起来我的大作业就为我们提供了良好的实践平台为了让自己的设计搞好我查了大量的关于机械方面的资料一次次翻阅手册让自己的设计更加标准化包括《夹具设计手册》《切屑用量简明手册》《机械设计手册》等我想在平时搞什么设计的时候我们就像一个个空想家仅凭自己的想象在做啊算啊而没有吧设计手册放在手上抛开了实际与经典搞出来的却是有点不切合实际的所以我们做设计一切要从实际出发从手册出发这样才会有所收获 对于夹具设计主要是解决零件定位问题和夹紧问题而零件定位夹紧是比较灵活的方案比较多需要我们对加工零件进行认真的分析选择出比较成熟的方案在整个夹具课程设计的过程中我们遇到了很多的问题才发现自己学习的不到位也了解到书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的在设计中才发现有些问题不但要深入地理解而且要不断地更正以前的错误思维实践才是检验真理的唯一标准在很多方面我都是完成一部分工作后就去请教老师以免触犯原则性和原理性的问题但由于时间有限我还是去问了张老师三四次感谢张老师给予了我们很多建设性的意见 这次设计中要求用到制图软件使我们对AutoCAD又重新熟悉了一遍记得CAD还是大一时候学的刚开始画的时候基本上都不记得了于是我又把书拿出来重新 看了一遍在一边画图一边熟悉软件中我的作图速度越来越快这样带着问题来学我发现效率很高也用到了一些以前没用到过的指令是在我们寝室CAD高手袁同学教的 这次夹具的课程设计为我们提供了一个理论联系实际的平台将培养我们在以后的设计中能更加快速更加完善地完成任务的能力思考问题也会更加全面这对一个设计人员来说是一个很重要的因素和能力同时经过这次设计我们也能更加清楚地知道自己哪些方面存在不足以使自己在缺陷的地方多多努力完善自我 更重要的是发现了查手册远比自己空想来的快所涉及的零部件使用起来不仅是标准零件而且对零件的总体布局图纸的分配有一个更加规范的提前认识所设计的夹具也更加准确更加合理 第4章 参考文献 [1] 吴宗泽罗圣国 机械设计课程设计手册北京高等教育出版社2006539-56 [2] 李洪机械加工工艺手册 北京北京出版社19906-11-6-89 [3] 杨黎明机床夹具设计手册北京国防工业出版社1996323-456 [4] 任青剑贺敬宏机械零件课程设计西安陕西科学技术出版社200366-93 [5] 郑修本冯冠大机械制造工艺学 北京机械工业出版社199151-59 [6] 张耀宸机械加工工艺设计实用手册 北京航空工业出版社1993853-927 [7] 艾兴肖诗纲切削用量手册北京机械工业出版社199574-86 [8] 侯珍秀 机械系统设计 哈尔滨工业大学出版社2003 [9] 张世昌李旦高航机械制造技术基础北京高等教育出版社2001204-260 [10]朱冬梅胥北澜画法几何及机械制图北京高等教育出版社 200012198-222 长沙学院 机械加工工艺过程卡片 产 品 型 号 零 件 图 号 产 品 名 称 液压泵 零 件 名 称 液压泵盖 材料牌号 ZL106 毛坯种类 铸 件 毛坯尺寸 135×126×507 每坯件数 1 每台件数 1 工 序 号 工 序 内 容 加 工 车 间 设 备 夹 具 刀 具 量 具 单件工时 min 名 称 型 号 名 称 代 号 名 称 规 格 名 称 规 格 1 粗车Φ100mm底端面 机加车间 车床 CA6140 标准夹具 车刀 卡板 2 钻孔 扩孔20mm 机加车间 钻床 Z550 专用夹具 钻头 游标卡尺 0125 3 粗车 外圆并导 和 机加车间 车床 CA6140 标准夹具 车刀 游标卡尺 0125 4 倒角 和 机加车间 车床 CA6140 标准夹具 车刀 游标卡尺 0125 5 精车 左端面 右端面车 槽 机加车间 车床 CA6140 专用夹具 车刀 游标卡尺 0125 6 铣粗糙度为32的一面 机加车间 铣床 X63 专用夹具 铣刀 游标卡尺 0125 7 铣另外一面保证尺寸为24 机加车间 铣床 X63 专用夹具 铣刀 游标卡尺 0125 8 钻 的通孔再圹孔到 孔保证尺寸为L 7 机加车间 钻床 Z550 专用夹具 钻头 游标卡尺 0125 9 钻4个 孔 机加车间 钻床 Z550 专用夹具 铣刀 游标卡尺 0125 10 磨床磨外圆 机加车间 磨床 标准夹具 砂轮 游标卡尺 0125 11 去毛刺焊缝 机加车间 C620-1 虎钳 内径百分表 1835 12 按零件图样要求全面检查 检查处 设计者 唐文彪 指导教师 张志强 老师 共 1页 第 1 页 长沙学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 工 序 号 6 产品名称 CA6140车床 零件名称 法兰盘 工序名称 钻通孔Φ20 材 料 毛坯种类 同时加工件数 牌号 硬度 铸 件 1 ZL106 90-140 加工车间 切 削 液 设 备 机加车间 无 名 称 型 号 夹具名称 及 编 号 辅助工具 钻床 Z550立式 专用夹具 更 改 内 容 工 步 号 工 步 内 容 刀 具 量 具 走刀长度 mm 单边余量 mm 走刀次数 切削深度 进给量 nnr或mmmin 主轴转速 rmin 切削速度 mmin 基本时间 min 1 钻通孔Φ16mm 直柄麻花钻 游标高度尺 91 25(0 1 8 100 100 04 3 2 绞孔至Φ20mm 直柄麻花钻 卡板 91 225 1 2 05 110 06 设计者 唐文彪 指导教师 张志强老师 共 1 页 第 1 页