CA6140卧式车床法兰盘(共17页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 目录专心-专注-专业1 零件的工艺性分析1.1零件的功能. 结构及特点题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值。外圆上钻有底部为4mm上部为6mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。法兰盘零件图见附图1.1.2主要加工表面及其要求1. 20mm的通孔表面粗糙度为1.6m，其轴线为定位基准，两端倒C1.5的角度。孔的位置尺寸为90。245 mm的外圆柱面其上有一个底部为4，上部为6的定位孔，深度为7，其表面粗糙度为3.2um，定位尺寸为28±0.3和中心轴线，表面粗糙度要求为0.4m，而且要求抛光，两端倒R5的圆角。345 的外圆柱面其右端面车3×2的退刀槽，45 的外圆柱面粗糙度为0.8m且右端倒C6的角，其总的定位尺寸为34。4. 90mm外圆离中心线34mm和24mm的两端面及外圆，左右端面90mm外圆离中心线34mm的位置尺寸为34mm，表面粗糙度为3.2m。90mm外圆离中心线24mm的位置尺寸为24mm，表面粗糙度为0.4m。90mm外圆表面，表面粗糙度为0.4m。90mm右端面，有C1.5的倒角，其上有4×9的通孔,分布在68外圆上，定位尺寸为20mm，12mm。5100的外圆，左端面，右端面100的外圆，表面粗糙度为0.8m100的左端面，以中心轴线A为基准，跳动值为0.03，粗糙度为1.6m,100的右端面，倒角为C1.5，粗糙度 为0.4m。2 毛坯的选择2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及公差 零件材料为HT200，由于该零件是单件小批量生产，所以选择铸造成型，铸造生产周期短，成本低，工艺性灵活，几乎不受大小 形状和结构复杂程度限制。 毛坯公差等级选用，铸件尺寸公差等级为IT9,毛坯总余量及毛坯尺寸如表2-1所示。 表2-1 毛坯总余量及毛坯尺寸 零件尺寸毛坯总余量 毛坯尺寸外圆 6 106 两端面 6 14 外圆 5 50 外圆 5 50右端面 3 97 90外圆离侧面 距离 左11，右21 96 90两端面 6 142.2 绘制毛坯图 根据零件图，在各表面加上机械加工余量，绘制毛坯图如图2-1所示。 图2-1 法兰盘毛坯图 3 基准的选择 该图是以45右端面和中心轴线为设计基准的，根据粗精基准的选择原则，确定各表面的基准如下表： 表3-1 基准的选择序号加工部位基准选择1端面及外圆45外圆及左右端面的粗车以及半精车外圆2外圆及右端面和外圆面，钻20孔外圆3精车端面 ，90右端面，磨B面，90，和的外圆面心轴4铣90离中心孔分别是24和34的面6的沉头孔 4 拟定机械加工工艺路线 该零件加工主要有两种方法，一种是从左端加工到右侧，以外圆作为粗基准加工左端面，半精加工各表面后又以孔为精基准加工左端面，保证了圆跳动误差。另一种是从右端加工到左端，最后钻孔，其很难保证圆跳动误差。因此，前一种方法更为合理。拟定加工方案如表4-1所示。 表4-1 加工方案工序号工序方法工序内容定位基准工艺装备00下料铸造10热处理退火20粗车粗车左端面及外圆粗车左端面及外圆钻内孔掉头，粗车右端面及外圆粗车外圆表面粗车右端面轴心线三爪卡盘30半精车半精车左端面及外圆半精车左端面及外圆扩，铰内孔并车内孔左侧倒角半精车右端面及内孔倒角轴心线三爪卡盘半精车外圆及倒角半精车右端面及外圆车退刀槽3×2半精车外圆半精车右端面及倒角车圆角孔心轴+两顶尖40粗铣粗铣右侧距离中心线24mm平面粗铣左侧距离中心线34mm平面左端面专用铣夹具50精铣精铣右侧距离中心线24mm平面60钳工划线钳工划线孔，4孔量规70钻钻孔，扩绞孔钻扩绞孔轴心线专用钻夹具80磨削磨左端面，B面，外圆表面磨右端面及外圆磨右侧距中心线24mm平面孔心轴+两顶尖90抛光抛光B面100刻线刻字110镀铬外圆无光镀铬120检验入库 5 4孔夹具设计5.1设计要求本夹具主要用来加工4孔。在加工前，外圆表面和90mm两侧面均已经经过半精加工。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。5.2定位方案的选择 根据工序加工要求，工件在夹具中的定位有两种方案可供选择。方案一：为了减少定位误差，以90mm右侧端面为主要定位基准面，用一防转销限制以外面表面和90mm一侧小平面为辅助定位面，限制以内孔为定位面，限制 方案二：以端面和内孔为定位面，即长销小平面组合，限制，以90mm右侧端面为主要定位基准面，用一防转销限制 分析比较：方案一、方案二均能实现完全定位，但由于所加工零件精度要求比较高，方案二中以端面定位不够可靠，易引起较大的加工误差，故应选方案一。5.3定位元件的设计根据方案一，设计定位元件的结构。内孔处用一长螺栓，限制4个自由度，外圆表面用一定位套，限制1个自由度，90一侧小平面为辅助定位面，用一防转销限制1个自由度。查查文献5选取孔与轴间采用H6/g5配合。5.4定位误差的分析与计算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4mm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套引导，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，普通精度钻模板上固定的衬套中心位置尺寸的极限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保证。 短圆柱心轴与工件孔的配合为20H6/g5，影响位置精度的定位误差为 D=Y+B 根据基准分析，B=0，利用上述定位方案，查文献6第五章第三节定位误差的分析与计算可得 = 为定位孔最大直径，为定位销最小直径 此值小于工件相应位置度公差的三分之一，即 D=0.052mm<(0.2/3)mm=0.067mm 故定位方案能满足加工要求。5.5夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻孔时的轴向力查文献表15-31， 由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿90mm段较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力 摩擦系数查4表3-19，=0.25。 安全系数 ，式中 K基本安全系数1.5；K加工状态系数1.2；K刀具钝化系数1.5，由文献4表3-20查得；K切削特点系数1.0；K考虑加紧动力稳定性系数1.3。L=20mm, H=42mm, l=34mm查文献4表3-26，知d=10mm的螺栓许用加紧力，因10mm钩型螺栓长度小于所需夹紧长度，为方便夹紧，选用16mm的钩型夹紧螺栓夹紧，夹紧螺母上钻一个16斜孔使之成为可快速拆装的螺母且定位套在45h6mm外圆段的定位套对工件有辅助支撑作用，使支撑更加稳定，因此选用该螺栓加紧足以满足加紧要求。5.6定位套的设计定位套表面进行防锈处理，材料为45钢，热处理：淬火后硬度达到HRC38-42。其结构如图5-1所示。 图5-1定位套5.7钻模板的设计钻模板采用铸造成型，材料为HT200，铸件上不得有砂眼、裂纹。设计其结构如图5-2所示。 图5-2 钻模板5.8钻套、衬套的选择 因为为中批量生产，为了便于更换磨损的钻套，所以选择使用标准可换钻套，材料为T10A,查文献3，钻套与衬套之间采用F7/k6配合,衬套与钻模板之间采用H7/n6配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。查文献2附表3.12选取可换钻套为4F7×8k6×10 JB/T8045.2-1999,查附表3.6选取定位衬套为A8H7×10 JB/T8013.1-1999.钻套与衬套的配合如图5.3所示。 图5-3钻套与衬套的配合5.9导向误差的计算 根据文献5表7-39得计算公式为 式中：固定衬套中心位置可能产生最大极限偏差的因素，取0.8 固定衬套中心位置的偏差，取0.02，即 钻套内孔最大直径，由4F7查文献5表7-32知 钻头最小直径，按GB/T6135.2-1996.钻头直径公差为h8,故 可换钻套外径的最小尺寸，由文献5表7-32知基本尺寸为8，公差选择为 k6，极限偏差为0.01，则 固定衬套内孔的最大直径，由文献5表7-35知 可换钻套内外径轴线的偏心量，（按同轴度公差0.008mm算得） 定位基准与加工中心孔线距离，由零件图由文献5表7-39查得 将各参数代入得 故满足位置度要求。5.10安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差称为夹具的安装误差，该夹具的安装基面为平面，没有安装误差，即A=0。5.11夹具误差 夹具制造过程中产生误差，经过分析，夹具制造误差在孔加工轴向方向体现为轴上所有孔中心线误差，J=0.06+0.02=0.08mm。5.12加工方法误差由选择的加工手段造成加工产品的误差G=(0.2/3)mm=0.067mm5.13保证加工精度的条件1. 工件在夹具加工时总加工误差为上述各项误差之和，由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加，因此保证加工精度的条件是 = 即工件的总加工误差应小于工件的加工尺寸公差为保证夹具具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算加工精度时，需留出一定的精度储量,因此，上式改写为 即当时能满足工件的加工要求，值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定是否合理。2. 加工精度计算汇总表 加工精度计算汇总表如表5-1所示。表5-1 加工精度计算汇总误差名称误差 误差计算加工要求 对称度为0.1mm 0.052mm 0.057mm 0.057mm (0.06+0.02)mm=0.08mm 0.02mm (0.2/3)mm=0.067mm (0.1/3)mm=0.033mm =0.108mm=0.086mm (0.2-0.104)mm=0.092mm>0 (0.1-0.086)mm=0.014mm>06 夹具总图设计6.1夹具总图上应标注的尺寸和公差 1.最大轮廓尺寸标注夹具的最大外形轮廓尺寸，若夹具上有活动部分，则应用双点划线画出最大活动范围或标出活动部分的尺寸范围。2. 工件与定位元件间的联系尺寸这主要标注工件定位基准与定位元件的配合尺寸。3. 夹具各组成元件间的相互位置和相关尺寸公差 这主要指定位元件、对刀或导向元件，分度装置及安装基面相互之间的尺寸、公差和位置公差。4.其他装配尺寸 这主要标注属于夹具内部元件之间的配合尺寸。6.2夹具的公差配合1. 制定夹具公差的原则1） 应保证夹具的定位、制造和调整误差的总和一般不超过工序公差的1/32） 在不增加制造技术难度的情况下，尽量将夹具的公差定的小一些。3） 夹具中与工件尺寸有关的尺寸公差，不论是单向的还是双向的，都应该改写成对称分布的双向公差。4） 凡注有公差的部位，在夹具中必须设置相应的检验基准。5） 当采用调整、修配等方法装配夹具时，夹具零件的制造公差可适当放大。2.夹具公差的制定1） 夹具的尺寸公差查文献5表7-40和表7-412） 夹具元件配合查文献5表7-436.3钻床夹具的主要技术要求1. 钻套公差与配合查文献5表7-482. 钻套的位置尺寸及相互位置精度查文献5表7-493. 钻床夹具的主要技术要求1） 定位表面对夹具安装基面的垂直度或平行度；2） 钻套中心线对定位表面或对夹具的安装基面的垂直度或平行度；3） 同轴线钻套的同轴度；4） 定位表面的直线度和平面度或位置度；5） 定位表面和钻套中心线对找正基面的垂直度或平行度；6） 各钻套中心间、定位表面间的尺寸要求及相互位置要求。总结通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺路线及夹具的设计，学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际夹具设计问题，巩固和加深了所学到的东西。在设计过程中，我们学到了很多课堂上没有学到的东西。能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于 老师的悉心指导，还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的共同努力。在设计过程中，由于对零件加工所用到的夹具设备的基本性能缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决了设计过程中的一个又一个问题。在这个过程中，我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时也锻炼了相互之间的协调工作能力。在此，十分感谢赵老师的细心指导，感谢同学们的帮助。 在以后的学习生活中，我们将继续刻苦努力，不断提高自己。本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺路线及夹具的设计说明,由于本小组成员水平有限，设计中存在诸多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！ 参考文献 1陈于萍主编.互换性与测量技术基础M.南京：南京工程学院出版,2007. 2肖继德，陈宁平主编.机床夹具设计指导M.北京：机械工业出版社，2000. 3徐圣群主编.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社,1991. 4陈立德主编.机械制造装备设计课程设计M.北京：高等教育出版社，2007. 5刘长青主编.机械制造技术课程设计指导M.武汉：华中科技大学出版社，2007. 6关慧贞,冯辛安主编.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社，2009. 全套CAD图纸联系 QQ：机械工程学院机械制造工艺装备课程设计答辩记录单班 级学 号姓 名指导教师设计题目CA6140卧式车床法兰盘提问记录1、简述夹具的定位方案答：为了减少定位误差，以90mm右侧端面为主要定位基准面，用一防转销限制以外面表面和90mm一侧小平面为辅助定位面，限制以内孔为定位面，限制2、使用了哪些定位元件，各限制了几个自由度答：内孔处用一长螺栓，限制4个自由度，外圆表面用一定位套，限制1个自由度，90一侧小平面为辅助定位面，用一防转销限制1个自由度。答辩委员会评语 答辩委员会主任签名 学院审核意见 教学主管院长签名 201 年 月 日