CA6140机床法兰盘的加工工艺及专用夹具设计说明书教学文稿.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。CA6140机床法兰盘的加工工艺及专用夹具设计说明书-摘要1Abstract2前言31零件的分析41.1零件的主要技术要求41.2工艺分析41.2.1以45为中心的加工表面41.2.2以20为中心的加工表面42工艺规程设计52.1确定毛坯的制造形式52.1.1选用材料52.1.2生产类型52.2基面的选择52.2.1粗基准的选择52.2.2精基准的选择52.3制定工艺路线62.3.1工艺方案(一)62.3.2工艺方案(二)62.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5确定切削用量及基本用时83夹
2、具设计183.1问题的提出183.2夹具设计183.2.1定位机构183.2.2夹紧机构193.2.3机床夹具的总体形式203.2.4绘制夹具零件图213.2.5绘制夹具装配图21结论25致谢26参考文献27-摘要法兰盘只是一个统称,通常是指在一个类似盘状的金属体的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。法兰联接在机械上应用很广泛,所以样子也千奇百怪的。本文主要是针对CA6140车床法兰盘的加工工艺以及主要孔的工艺装备设计进行论述。通过本文可以了解该法兰盘的构造和它的整个加工过程以及各注意事项。其次从侧面了解到夹具设计的主要程序。最后还有针对该零件加工的组合机床设计。从各组件的选择到加工参数的
3、确定反映了目前该零件的市场价值以及发展前景。关键词法兰盘加工效率切削用量钻套AbstractFlangeisagenericname,usuallyreferstothatinasimilardiscoidmetalbodysurroundingtheopeningoftheholewithafewfixed,itsusedtoconnectotherthings.Flangeconnectioninawiderangeofapplicationofmechanical,Soitlooksstrange.ThisarticleismainlydirectedagainstflangeCA614
4、0latheprocessingtechnologyandthemainholeoftheprocessandequipmentdesignon.youcanlearnflangeoftheentirestructureanditsprocessandnotesthroughthisarticle.Secondthroughthisquestionthatyoucanfromthesideofthemainproceduresforfixturedesign.Finally,therearepartsfortheprocessingofacombinationofmachinetooldesi
5、gn.Fromthechoiceofcomponentstodeterminetheprocessingparameters,thisarticlereflectsthecurrentmarketvalueoftheparts,aswellasprospectsfordevelopment.Keywords:FlangeProcessingefficiencyCuttingDrillsets前言机械制造业在国民经济中占有重要的地位,是国民经济各部门赖以发展的基础,是国民经济的重要支柱,是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工
6、具,而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。机械制造业的生产能力和制造水平,主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削机床,精密零件的加工,主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%60%,金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之,一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然,金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。纵观几十年来的历史,机械制造业从早期降低成本的
7、竞争,经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。目前,我国已加入世界贸易组织,经济全球化时代已经到来,我国机械制造业面临严峻的挑战,也面临着新的形势:知识技术产品的更新周期越来越短,产品的批量越来越小,产品的性能和质量的要求越来越高,环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强,因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。此次设计的是CA6140车床法兰盘及夹具设计。首先,对工件进行分析得出工艺路线;再着重进行夹具的设计,其中包括定位的设计、夹紧力的设计,夹紧和定位原件的选。由于能力所限,设
8、计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。1零件的分析1.1零件的主要技术要求1、法兰盘有两组加工表面,有一定的位置要求。2、100左和90右端面有对轴的圆跳动度均为0.03。3、孔20mm要求加工粗糙度为1.6,上下两面粗糙度为0.8。4、工件材料为HT200,铸件。1.2工艺分析CA6140车床共有两处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:1.2.1以45为中心的加工表面这一组加工表面包括:100,90,45的外轮廓,以及其左右端面,100左和90右端面与孔的中心线有位置要求,45抛光。这三个外轮廓都没有高的位置度要求。1.2.2以20为中心的加工表面这一组加工表面包括:20的孔,以及其
9、左右两个端面。这两组表面有一定的粗糙度要求。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。为了保证零件主要表面粗糙度的要求,避免加工时由于切削量较大引起工件变形或可能划伤已加工表面,故整个工艺过程分为粗加工和粗加工。整个加工过程中,无论是粗加工阶段还是精加工阶段,都应该遵循“先面后孔”的加工原则。2工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式2.1.1选用材料零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。2.1.2生产类型考虑到机车在运行中要经常加速及正,反向操作,零件在工作中则经常承受交变载荷及冲击性载荷,因此选用锻件
10、,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的很重要的工作之一。基面选择的正确合理,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,还会造成零件成批报废,使生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择对于零件而言,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100的加工外轮廓表面作为粗基准,利用三爪限制5个自由度,通过尾座限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行车削。2.2.2精基准的选择精基准就是以加工过的表面进行定
11、位的基准。选择精基准的时候主要虑保证加工精度并且使工件装夹得方便、准确、可靠。因此要遵循以下几个原则1、基准重合的原则2、基准不变的原则3、互为基准,反复加工的原则4、自为基准的原则5、应能使工件装夹方便稳定可靠,夹具简单。考虑以上原则和零件的尺寸和加工要求我选用底面为精基准,并采用一面两孔的形式定位,限制6个自由度为完全定位。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应该是使零件几何形状、尺寸精度以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,可以考虑采用专用机床与专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。2.3.1工艺方案(一)制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几
12、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。方案一工序1钻,扩孔20,倒角45工序2粗车半精车两孔20端面工序3粗车半车镗100外轮廓,倒角45工序4粗车半精车90外轮廓,倒角45工序5粗车半精车左45圆柱侧面工序6粗车半精车右45圆柱侧面工序7粗磨45圆柱侧面工序8钻四个9mm的孔工序9钻4mm、扩铰孔6mm工序10半精磨精磨粗车45圆柱侧面工序11将B面抛光工序12100mm外圆刻字工序13100mm无光镀铬工序14检验工序15入库2
13、.3.2工艺方案(二)工序1粗车左边100,45,90外圆,粗车各端面,粗车90的倒角,100的倒角,镗18的孔工序2粗车右45的外圆,粗车32的槽,R5的圆角,铰20的孔工序3半精车左端100,左右端45外圆以及各端面32的槽,R5的圆角工序4粗铣45右端面工序5粗,精铣100左端面工序6钻四个9的孔工序7钻,铰左面F面上的台阶孔工序8钳工去毛刺工序9粗,精磨100,90,45的外圆。工序10B面抛光工序11100的左端面刻字工序12100的外圆无光渡铬工序13检验工序14入库经过综合考虑CA6140车床的法兰盘工艺路线方案:工序1粗车左边100,45,90外圆,粗车各端面,粗车90的倒角,
14、100的倒角,镗18的孔工序2粗车右45的外圆,粗车32的槽,R5的圆角,铰20的孔工序3半精车左端100,左右端45外圆以及各端面32的槽,R5的圆角工序4粗铣45的右端面,粗、精铣100左端面工序5钻四个9的孔工序6钻,铰左面F面上的台阶孔工序7钳工去毛刺工序8粗,精磨100,90,45的外圆。工序9B面抛光工序10100的左端面刻字,100的外圆无光渡铬工序11检验工序12入库本道工序主要用到一个专门夹具用来夹住左端100的圆盘但效率较高,而且位置精度较易保证。工序安排使时间较为合理,设计基准和工艺基准重合。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT200钢,硬
15、度207241HBS,毛坯重量约为2kg,生产类型为中批生产,毛坯采用铸造。根据上述原始资料加工工艺,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如下:1.端面的加工余量为3mm,查机械制造工艺标准应用手册(以下简称工艺手册)表4.3-38得。2.内孔mm毛坯为实心,不冲出孔。两内孔精度要求界于IT-IT8之间,参照机械制造工艺标准应用手册(以下简称工艺手册)表表4.3-24及4.3-36得确定加工余量为:钻孔:15mm(钻孔的最大尺寸)钻孔:18mm2Z=3mm(公称余量、双边)扩孔:19.7mm2Z=1.7mm精镗:19.9mm2Z=0.2mm细镗:mm2Z=0.1mm3.45mm
16、外端面的加工余量1).按机械制造工艺标准应用手册(以下简称工艺手册)表4.3-38,粗加工孔外端面的单边加工余量为3mm,取Z=3mm。2).磨削余量:单边0.2mm(机械制造工艺标准应用手册(以下简称工艺手册)表4.2-31得,磨削公差即零件公差为-0.07mm。3).铣削余量:磨削的公称余量(单边)为:Z=2.0-0.2=1.8(mm)根据以上尺寸的公差和加工余量来确定此法兰盘的毛坯图。2.5确定切削用量及基本用时工序1粗车半精车100左端面,100,190,左45外轮廓及倒角(1)确定车刀9045刀(2)切削深度现在全部切除进给量根据表机械加工工艺手册表27-2选计算切削速度机械加工工艺
17、手册表27-2可得(3)确定主轴转速取n=480则实际切削速度为165.8r/min(4)计算所需功率主切削力F2按机械加工工艺手册表27-14主切削力其中CF2=650XF2=1.0YF2=0.75nF2=0.15机械加工工艺手册表27-15(5)切削时消耗功率Pc为Kw(6)检验机进给采流强度径向切削力按机械加工工艺手册表27-14其中则轴向切削力其中联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为(7)切削工时工序2车右45外圆及端面,32槽R5圆角(1)确定车刀刀(2)切削深度现在全部切除(3)进给量根据表机械加工工艺手册表27-2选计算切削速度机械加工工艺手册
18、表27-2可得(4)确定主轴转速取n=480则实际切削速度为165.8r/min(5)计算所需功率主切削力F2按机械加工工艺手册表27-14主切削力其中CF2=650XF2=1.0YF2=0.75nF2=0.15机械加工工艺手册表27-15切削时消耗功率Pc为Kw(6)检验机进给采流强度径向切削力按机械加工工艺手册表27-14其中则轴向切削力其中联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为(7)切削工时工序3粗车,半精车右45外轮廓及其余端面,32槽R5圆角(1)确定车刀刀(2)切削深度现在全部切除(3)进给量根据表机械加工工艺手册表27-2选计算切削速度机械加工工
19、艺手册表27-2可得(4)确定主轴转速取n=480则实际切削速度为165.8r/min(5)计算所需功率主切削力F2按机械加工工艺手册表27-14主切削力其中CF2=650XF2=1.0YF2=0.75nF2=0.15机械加工工艺手册表27-15切削时消耗功率Pc为Kw(6)检验机进给采流强度径向切削力按机械加工工艺手册表27-14其中则轴向切削力其中联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为(7)切削工时工序4钻,扩20,车倒角1选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1438-85)查表d0=18钻头几何形状(表2.1及表2.2)双锥,修磨横刃=302=100b=3.50
20、=11b=2mmL=4mm2.选择切削刀具进给量f1按加工要求决定进给量:根据表2.7当加工要求为H12HB精度铸铁HBS200d0=18mmf=0.430.53mm/r由于L/d=30/18=1.67故应乘以孔深修正系数kcf=1f=0.430.53mm/r2按钻头强度决定进给量根据表2-8当HBS=200d=18mm钻头强度允许的进给量f=1.6mm/r3按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9当HBS210、d020.5,机床进给机构允许的轴向力为6960N(Z3025钻床允许的轴向力为7848N见机械工艺设计手册表4.2-11,进给量为0.6mm/r从以上三个进给量比较可看出,受限制的
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