法兰盘夹具课程设计说明书.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流法兰盘夹具课程设计说明书.精品文档.湖南工学院课 程 设 计 说 明 书题目: “法兰盘831004”机械加工工艺规程及“钻9的孔” 夹具设计学院(系):机械工程学院 年级专业: 11级机本 学 号: 学生姓名: 凌超 指导教师: 林伟芬 教师职称: 目 录序 言31 零件的分析31.1 零件的作用31.2零件的工艺分析32. 工艺规程设计42.1确定毛坯制造方法,初步确定毛坯形状42.2基准的选择42.3 制定工艺路线52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定切削用量及基本工时8工序 18工序 213工序 314工序 4
2、15工序 517工序 619工序 721工序 822工序 9233. 法兰盘上4X 9mm孔工序的夹具设计243.1问题提出243.2定位方案的选择243.3定位误差分析253.4夹紧力计算254. 参考文献26序 言机械制造工艺课程设计是在我们学完技术基础可和大部分的专业课后的一次较为接近实际的专业检验练习,基本上涵盖了所学的的所有专业知识,是对大学来的一次较为全面的复习与测试。工艺设计作为一个比较重要的就业方向,所以搞好这次机械工艺设计是具有重要意义的。就个人而言,希望在这次设计过程中发现平常学习中的不足,并且在过程中完善它。以及把所学的各种知识联系起来使之成为一个总体。巩固所学知识加强与
3、之实际的联系为锻炼独立分析问题,资料查找,进而独立解决问题的能力为将来可能从事的工作打下基础,为后续的课程学习提供基础。由于能力经验所限,设计中存在诸多不足之处,恳请老师给予指导。1 零件的分析1.1 零件的作用 题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘, 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。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100mm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20 mm上部为20 mm 的定位孔,实现
4、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。 该零件年产量为4000件,设其备品率为4%,机械加工废品率为1%,则该零件的年生产纲领为:N=Qn(1+)=40001(1+4%+1%)=4200(件/年),查表可知该产品为中批生产。1.2零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,法兰盘共有三组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:1.以 mm外圆为中心的加工表面: 这一组加工表面包括:45mm 外圆、端面及倒角;100mm外圆,过度倒圆R5; 20内孔及其左端倒角C1.5。2.以外圆为中心的加工表面: 这一组加工表面包括: 端面,90mm外圆,端面,倒角C1
5、.5;切槽32; 内孔的右端倒角C1。3. 以20mm的孔为中心加工表面: 这一组加工表面包括: 45mm外圆,端面; 100mm外圆,端面,侧面; 90mm外圆; 45mm外圆,过度圆角R5;4X9mm孔和同轴的6mm孔。 它们之间有一定的位置要求,主要是:(一) 左端面与20mm孔中心轴的跳动度为0.03 ;(二) 右端面与20mm 孔中心轴线的跳动度为0.03 ;(三) 45mm的外圆与20mm孔的圆跳动公差为0.03 。经过对以上加工表面的分析,我们可先选定粗基准,加工出精基准所在的加工表面,然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工,保证它们的位置精度。2. 工艺规程设计2.1确定毛坯制
6、造方法,初步确定毛坯形状 零件材料为HT200,由于零件年产量为4200件,已达到中批生产的水平,而且零件轮廓尺寸不大,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铸造成型。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,内孔铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。2.2基准的选择 基准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,更有甚着,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。1)粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。选择粗
7、基准的出发点是:一要考虑如何分配各加工表面的余量:二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的,但对于一般的轴类零件来说,以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的5个自由度,达到完全定位。2)精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以20mm孔为精基准。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,此处不在重复。2
8、.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案方案1工序1: 粗车100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车45端面及外圆柱面,粗车90端面及外圆柱面工序2: 钻、扩、铰20的中心孔工序3: 半精车100端面及外圆柱面,半精车B面,半精车90外圆柱面及端面,车100、90外圆柱面上的倒角C1.5,车20孔左端倒角C1及45过渡圆弧工序4: 半精车45的端面及外圆柱面
9、,车3X2退刀槽, 车45圆柱面右端的倒角C7,车20 内孔的右端倒角C1工序5: 精车100的端面及外圆,精车B面,精车45外圆柱面及90端面。工序6: 粗、精铣90圆柱面上的两个平面 工序7: 钻、绞 4X9mm透孔工序8: 钻4孔,扩6孔工序9: 磨削B面及磨90外圆柱面上距离轴线24mm的平面2.方案2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0.03内,
10、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多次加工表面是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2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺,参照实用机械加工工艺手册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如下:(单位mm)加工表面工
11、序(或工步)名称工序(或工步)余量工序(或工步)基本尺寸工序(或工步)经济精度工序(或工步)尺寸及其偏差表面粗糙度(Ra )公差等级公差右端面粗车36.3毛坯390突台右端精车0.841IT70.02541 1.6半精车1.041.8IT90.06241.8 0.0313.2粗车1.242.8IT110.16042.8 0.086.3毛坯3442.244 1.1槽32粗车2Z=941IT130.3941 6.3毛坯2Z=9502.050 1.045 外圆磨削2Z=0.345IT60.01745 0.8半精车2Z=1.045.3IT90.06245.3 3.2粗车2Z=3.746.3IT110.
12、16046.3 6.3毛坯2Z=5502.050 1.0内孔20铰2Z=0.220IT80.04520 1.6扩2Z=1.819.8IT100.08419.8 6.3钻2Z=1818IT120.1818 12.5毛坯实心100左端面精车Z=0.891IT80.05491 1.6半精车0.791.8IT90.08791.8 3.2粗车1.592.5IT110.2292.5 0.116.3毛坯3942.294 1.1100外圆磨削2Z=0.4100IT80.054100 0.8半精车2Z=1.1100.4IT110.22100.4 3.2粗车2Z=3.5101.5IT110.22101.5 6.3
13、毛坯2Z=51052105 1.0100右端面磨削Z=0.441IT70.01741 0.4半精车Z=1.141.4IT90.06241.4 3.2粗车Z=442.5IT110.1642.5 6.3毛坯Z=3442.044 1.045 外圆磨削2Z=0.345IT70.01745 0.4半精车2Z=1.045.3IT90.06245.3 3.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.3 6.3毛坯2Z=5502.050 1.090突台左端磨削Z=0.48IT80.0228 0.4半精车Z=1.18.4IT90.0368.4 3.2粗车Z=1.59.5IT110.099.5 6.3毛坯Z
14、=3110.290外圆磨削2Z=0.490IT80.05490 0.8半精车2Z=1.190.4IT90.08790.4 3.2粗车2Z=3.591.5IT110.2291.5 6.3毛坯2Z=5952.095 1.04孔铰2Z=0.14IT100.0484 6.3钻2Z=3.93.9IT110.0753.9 12.5毛坯实心6孔铰2Z=0.26IT100.0486 3.2钻2Z=1.85.8IT110.0755.8 12.5毛坯2Z=44IT110.0754 12.590(左)两侧面精铣1.058IT90.07458 3.2粗铣31.059IT120.359 12.5毛坯3290IT130.
15、5490 90右侧面磨削0.424IT80.3324 0.4毛坯6.34X9孔钻2Z=99IT130.229 12.5毛坯2.5 确定切削用量及基本工时工序 1 粗车100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车45端面及外圆柱面,粗车90端面及外圆柱面1. 加工条件工件材料:HT200 b=220MPa 砂型铸造机床:CA6140卧式车床 刀具:采用刀片材料为YT15,刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2计算切削用量(1) 粗车100mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8-0.7mm,考虑的模铸拔模斜度,=4mm2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4
16、-3,当刀杆尺寸为1625 mm,35mm,以及工件直径为100时,f =0.71.0mm/r按CA6140车床说明书(见切削手册)取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度,按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min)其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与504r/m
17、in相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。L=40mm, =2mm, =0, =0 tm=0.098(min)(2) 粗车100mm外圆柱面,同时应检验机床功率及进给机构强度1) 切削深度,单边余量Z=2mm,分二次切除。2) 进给量,根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min 按机床说明书(见工艺手册表4.2-8)与420r/min相近的机床转速为480r/min。现选取480r/min 所以实际切
18、削速度= 5) 检验机床功率主切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中2985,1.0,0.65,-0.15, =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削时消耗功率2.81(KW) 由实用机械加工工艺手册表7-4中CA6140机床说明书可知,CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够,可以正常加工。6) 校验机床进给系统强度已知主切削力1122.4N.径向切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中1940,0.9,0.6,-0.3,=0.59 =0.5 所以 =19401.5
19、0.51500.590.5=203(N) 而轴向切削力 其中2880,1.0,0.5,-0.4,=0.34 =1.17 轴向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见切削手册表1.30)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时:t=其中l=10mm =4mm =2mm 所以t=0.1min(3)粗车B面1) 切削深度。单边余量Z=2mm.分1次切除2)
20、 进给量根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3) 计算切削速度 其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min4) 确定机的主轴转速 ns= 378r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=30mm t=i=15=0.83(min)(4) 粗车mm端面
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