法蘭盤夾具設(shè)計

法蘭盤夾具設(shè)計,法蘭盤,夾具,設(shè)計 機械制造技術(shù)課程設(shè)計 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床法蘭盤”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè) 計 者: 晏勝指導教師: 李連波南京理工大學泰州學院2009.122010.01機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務書題目: 設(shè)計“CA6140車床法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容：1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4. 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張 5. 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張 6. 課程設(shè)計說明書 1份目 錄一、序言 (4) 1. 設(shè)計目的 2. 設(shè)計的要求3. 設(shè)計的內(nèi)容及步驟二、零件的分析(5)1.零件的主要技術(shù)要求2.零件的工藝分析三、工藝規(guī)程設(shè)計(6)1.確定毛坯的制造形式2.基面的選擇3.制定工藝路線4.機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定5.確定切削用量及基本工時四、夾具設(shè)計(17)1.問題的提出2.夾具設(shè)計五、心得體會(19)六、參考資料(20)一、序言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。是進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。希望能通過這次課程設(shè)計對學生未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉他們分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。一、 設(shè)計目的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了機械制造基礎(chǔ)課程后、進行了生產(chǎn)實習之后的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓練和準備。學生通過機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，應在下述各方面得到鍛煉：（1） 能熟練運用制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基礎(chǔ)理論以及在生產(chǎn)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(zhì)量。（2） 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。學生通過設(shè)計夾具（或量具）的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。（3） 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。二、 設(shè)計的要求機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計題目為：后羅拉過橋搖（零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝類裝備）。生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。設(shè)計的要求包括以下幾個部分：零件圖1張毛坯圖1張機械加工工藝過程綜合卡片1張鉆床夾具裝配圖1張鉆床零件圖1張課程設(shè)計說明書1份三、 設(shè)計的內(nèi)容及步驟設(shè)計的內(nèi)容及步驟包括以下三部分：1. 零件的分析；2. 工藝規(guī)程設(shè)計；3. 夾具設(shè)計。二.零件的分析（一）零件的主要技術(shù)要求法蘭盤有兩組加工表面，有一定的位置要求。1. 100左和90右端面有對軸的圓跳動度均為0.032. 孔20mm要求加工粗糙度為1.6，上下兩面粗糙度為0.8。3. 工件材HT200，鑄件。（二）工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以45為中心的加工表面這一組加工表面包括：100，90，45的外輪廓，以及其左右端面，100左和90右端面與孔的中心線有位置要求，45拋光。這三個外輪廓都沒有高的位置度要求。2.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其左右兩個端面。這兩組表面有一定的粗糙度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。3.為了保證零件主要表面粗糙度的要求，避免加工時由于切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個工藝過程分為粗加工和粗加工。整個加工過程中，無論是粗加工階段還是精加工階段，都應該遵循“先面后孔”的加工原則。三.工藝規(guī)程設(shè)計第一節(jié) 確定毛坯的制造形式一 選用材料：零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。二 生產(chǎn)類型：考慮到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正，反向行駛，零件在工作中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。第二節(jié) 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的很重要的工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高；否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件成批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。一、 粗基準的選擇： 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取100的加工外輪廓表面作為粗基準，利用三爪限制5個自由度，通過尾座限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行車削。二、 精基準的選擇精基準就是以加工過的表面進行定位的基準。選擇精基準的時候 主要慮保證加工精度并且使工件裝夾得方便、準確、可靠 。因此要遵循以下幾個原則1、基準重合的原則2、基準不變的原則3、互為基準，反復加工的原則4、自為基準的原則5、應能使工件裝夾方便穩(wěn)定可靠，夾具簡單?？紤]以上原則和零件的尺寸和加工要求我選用底面為精基準，并采用一面兩孔的形式定位，限制6個自由度為完全定位。第三節(jié) 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機床與專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。一、工藝方案（一）：制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。方案一工序1 鉆，擴孔20，倒角45工序2 粗車 半精車兩孔20端面工序3 粗車 半車鏜100外輪廓，倒角45工序4 粗車 半精車90外輪廓，倒角45工序5 粗車 半精車左45圓柱側(cè)面工序6 粗車 半精車右45圓柱側(cè)面工序7 粗磨45圓柱側(cè)面工序8 鉆四個9mm的孔工序9 鉆4mm、擴鉸孔6mm工序10 半精磨精磨粗車45圓柱側(cè)面工序11 將B面拋光工序12 100mm外圓刻字工序13 100mm無光鍍鉻工序14 檢驗工序15 入庫方案二工序1 粗車左邊100，45，90外圓，粗車各端面，粗車90的倒角，100的倒角，鏜18的孔工序2 粗車右45的外圓，粗車3*2的槽，R5的圓角 擴，鉸20的孔工序3 半精車左端100，左右端45外圓以及各端面3*2的槽，R5的圓角工序4 粗銑45右端面工序5 粗，精銑100左端面工序6 鉆四個9工序7 鉆，鉸左面F面上的臺階孔工序8 鉗工去毛刺工序9 粗，精磨100，90，45的外圓。工序10 B面拋光工序11 100的左端面刻字工序12 100的外圓無光渡鉻工序13 檢驗工序14 入庫經(jīng)過綜合考慮CA6140車床的法蘭盤工藝路線方案:工序1 粗車左邊100，45，90外圓，粗車各端面，粗車90的倒角，100的倒角，鏜18的孔工序2 粗車右45的外圓，粗車3*2的槽，R5的圓角 擴，鉸20的孔工序3 半精車左端100，左右端45外圓以及各端面 3*2的槽，R5的圓角工序4 粗銑45的右端面 粗，精銑100左端面工序5 鉆四個9工序6 鉆，鉸左面F面上的臺階孔工序7 鉗工去毛刺工序8 粗，精磨100，90，45的外圓。工序9 B面拋光工序10 100的左端面刻字,100的外圓無光渡鉻工序11 檢驗工序12 入庫本道工序主要用到一個專門夾具用來夾住左端100的圓盤 但效率較高，而且位置精度較易保證。工序安排使時間較為合理，設(shè)計基準和工藝基準重合。第四節(jié) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤 零件材料為HT200鋼，硬度207241HBS，毛坯重量約為2kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯采用鑄造。根據(jù)上述原始資料加工工藝，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：1.端面的加工余量為3mm，查機械制造工藝標準應用手冊（以下簡稱工藝手冊）表4.3-38得。3.內(nèi)孔mm 毛坯為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT-IT8之間，參照工藝手冊表4.3-24 4.3-36確定加工余量為：鉆孔： 15mm （鉆孔的最大尺寸） 鉆孔： 18mm 2Z=3mm擴孔： 19.7mm 2Z=1.7mm精鏜： 19.9mm 2Z=0.2mm細鏜： mm 2Z=0.1mm4. 45mm外端面的加工余量1）.按工藝手冊表4.3-38，粗加工孔外端面的單邊加工余量為3mm，取Z=3mm。2）.磨削余量：單邊0.2mm（工藝手冊，磨削公差即零件公差-0.07mm。3）.銑削余量：磨削的公稱余量（單邊）為： Z=2.0-0.2=1.8（mm）根據(jù)以上尺寸的公差和加工余量來確定此法蘭盤的毛坯圖。第五節(jié) 確定切削用量及基本用時工序1 粗車 半精車100左端面，100，190，左45外輪廓及倒角（1）確定車刀 90 45刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2（3）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（4）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 （5）切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序2 車右45外圓及端面，32槽R5圓角（1）確定車刀 刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除（3）進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2 （4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（5）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序3 粗車，半精車右45外輪廓及其余端面，32槽R5圓角（1）確定車刀 刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除（3）進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2 （4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（5）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序4 鉆，擴20，車倒角 1 選擇鉆頭選擇錐柄麻花鉆(GB1438-85) 查表 d0=18鉆頭幾何形狀(表2.1及表2.2)雙錐,修磨橫刃 =30 2=100 b=3.5 0=11 b=2mm L=4mm2.選擇切削刀具進給量f 1按加工要求決定進給量: 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB 精度鑄鐵HBS200 d0=18mm f=0.430.53mm/r由于L/d=30/18=1.67 故應乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 f= 0.430.53 mm/r2按鉆頭強度決定進給量根據(jù)表2-8 當HBS=200 d=18mm 鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/r3按機床進給機構(gòu)強度決定進給量根據(jù)表2.9 當HBS210 d0=20.5 機床進給機構(gòu)允許的軸向力為6960N(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見設(shè)計手冊表4.2-11)進給量為0.6mm/r從以上三個進給量比較可看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為 f=0.430.53mm/r根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r 決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 當d0=18 時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命T=60min切削進度由表2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d20 Vc=16m/min n =1000V/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min檢驗機床扭矩及功率根據(jù)表2.20 當f=0.5mm/r d019 時 mt=64.45 N*M根據(jù)Z3025 鉆床說明書 當nc=250r/min 時 Mm=80 N*M根據(jù)表2.23 當HBS200 d0=20 f=0.53mm/r Vc=16m/min 時 Pc=1.1KW查設(shè)計手冊表4.2-11 PE=2.2KW由于MCMm PC根據(jù)表1. 選擇YG6硬質(zhì)合金刀具 根據(jù)表3.1 銑前深度ap4 銑削寬度ae90 端銑刀直徑D0=100mm由于采用標準硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=102 銑刀幾何形狀查表(3.2) 由于 HBS=200150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=8 bq=1.22選擇切削用量13 決定銑削深度ap (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度為12.56.3 所以可以在一次走刀內(nèi)切完)ap=h=2mm14 決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.1815 選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時0.5由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)16 根據(jù)(表3.16)當d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min n t =32r/min Vft=490mm/min各修正系數(shù)為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minVf=Vft kvt=4900.890.8=350.3mm/min根據(jù)X52K型立銑說明書(設(shè)計手冊表4.2-35)選擇n =300r/min Vfc=375mm/min因此 實際切削速度和每齒進給量為VC=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z17 根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 Vf=375mm/min近似Pcc=3.8KW根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW故Pcc 計算基本工時tm = L / vf式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 / 375=0.56min工序6 鉆孔49一.鉆孔41.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=8.8 mm鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =552.選擇切削用量1按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm Vc=22 m/minn =1000V/d0=100022/(3.1420)=350 r/min由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min3.計算工時tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。工序八 粗精磨100左端面，90右端面，45-0.6外圓，拋光，100左端面刻字，無光鍍鉻 第六節(jié) 夾具設(shè)計6.1問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設(shè)計第5道工序鉆孔496.2夾具設(shè)計1.工件裝夾方案的確定 工件裝夾方案的確定，首先應考慮滿足加工要求。端面B面與中心孔均有位置精度要求，可以通過其中的任意一個進行定位來保證。 在加工過程中，應該對工件的6個自由度都進行限制，在該設(shè)計中，通過三抓與100-0. 6進行配合，左端面與夾具表面壓緊來限制5個自由度，通過個錐形定位銷來限制工件繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度，這樣，達到工件的完全定位。工件定位方案的確定除了考慮加工要求外，還應結(jié)合定位元件的結(jié)構(gòu)及加緊方案實現(xiàn)的可能性而予以最后確定。考慮到工件為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度，宜采用盡可能簡單的加緊裝置，該設(shè)計中采用V型快一個 椎形定位銷完成在加工完成后，只需松一下錐形定位銷，就可以取出工件，較為簡便。由于該夾緊裝置主要是壓緊工件，限制Z方向的自由度，而本工序采用的是Z525鉆床作用在Z方向的切削力很小，因而不需要很大的加緊力。 由零件圖可知，與中心孔45-0.6都有一定的位置精度要求，應以這兩孔的中心線所確定平面為定位基準，限制三個自由度。為保證工件位置精度加工時的穩(wěn)定性，又考慮到夾具的盡可能簡化，選用孔45-0.06、20中心為第一和第二定位基準，通過V型快和錐形定位銷（見夾具裝配圖）實現(xiàn)定位。第七節(jié).心得體會機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。是進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。通過這次課程設(shè)計對我們學生未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉我們問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計過程中我們發(fā)現(xiàn)了許多在學習和應用知識的不足之出，尤其鍛煉了我們結(jié)合實際綜合考慮問題的思路和解決問題的能力。我們深刻體會到基礎(chǔ)知識必須要扎實才能有更好的學習和創(chuàng)造性的思維。所以在今后的學習和工作中，我們要更多的注重基礎(chǔ)知識的學習。另外在設(shè)計過程中我們還有許多小的錯誤導致拖延了設(shè)計時間和擾亂設(shè)計思路，讓我們明白了“把一件簡單的事做好就不是一件容易的事”的道理。從而，我們無論做什么事都要努力盡力去做好。最后，我們衷心的感謝趙彤涌老師的大力指導和幫助！還有在設(shè)計過程中支持和幫助過我們的各位同學！ 第八節(jié).參考資料1.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導書南京理工大學教研組2.金屬工藝學(第四版)主編：鄧文英3.機械加工工藝師手冊主編：楊叔子4.機械工人切削手冊(第四版)機械工業(yè)出版社5.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)主編：呂明 曾志新6.機械加工工藝裝配設(shè)計手冊機械工業(yè)出版社20