法兰盘零件加工工艺及夹具设计.doc
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1、武昌工学院毕业论文(设计)专用稿纸(不要改变格式 宋体 小五 封面没有页眉 ) 本科毕业论文(设计)论文题目:法兰盘零件加工工艺及夹具设计姓名:詹震乾学号:15061010233班级:1502班年级:2015级专业:机械设计制造及其自动化学 院:机械工程学院指导教师:闵小琪 高级工程师完成时间:2019年 5 月10日 武昌工学院毕业论文(设计)作者声明本毕业论文(设计)是在导师的指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文(设计)引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文
2、(设计)成果归武昌工学院所有。特此声明作者专业:机械设计制造及其自动化作者学号:15061010233作者签名:詹震乾 2019年 5 月 10 日法兰盘零件加工工艺及夹具设计詹震乾Flange parts processing technology and fixture designZhan, Zhen qian摘 要随着社会的发展和人类的进步,人们对日常生活和工作中的材料的需求也变得非常多样化和复杂。传统的简单产品已经不能满足人们的需求了。此外,在企业和工厂的经营中,所需的工具不断完善和多样化,给制造业带来了新的问题。个性化社会导致制造产品的定制越来越少,更多的是需求更多的品种较少的质量
3、,这一小部分的生产方式的价值是对传统机械加工行业的挑战。加工技术是一种新兴的科学理论和方法,可以解决制造和制造过程中存在的问题和矛盾。本次设计,首先要分析零件的功能和用途,法兰盘的种类的不同也就导致许多对于法兰盘的加工也不应相同。因此,针对处于需求而设计法兰盘零件的加工工艺过程中,应制定详细的加工方案和夹具设计,目的是优化特法兰盘加工步骤和减少批量生产零件的成本。在机械加工中,要分析零件,制定工艺规程,制定合理的工艺路线。设计出对应的夹具。熟练应用CAD制图软件,完成设计。关键词:法兰盘零件;工艺规程;夹具设计AbstractWith the development of society an
4、d human progress, peoples demand for materials in daily life and work has become very diverse and complex. Traditional simple products can no longer meet peoples needs. In addition, in the operation of enterprises and factories, the tools needed are constantly improved and diversified, which brings
5、new problems to the manufacturing industry. The individualized society leads to fewer customizations of manufacturing products and more demands for more varieties and less quality. The value of this small part of production mode is a challenge to the traditional mechanical processing industry. Proce
6、ssing technology is a new scientific theory and method, which can solve the problems and contradictions in the manufacturing process.Flange parts as the theme of design, first of all, to analyze the function and use of parts, the different types of flange also lead to many different processing of fl
7、ange. Therefore, in order to optimize the processing steps of special flange and reduce the cost of mass production parts, detailed processing plan and fixture design should be formulated in the process of designing flange parts processing technology according to the demand.Keywords:Flange parts; Pr
8、ocess regulations; Fixture design目 录1 引 论12 零件工艺性分析22.1 零件的作用22.2 零件的生产类型22.3 零件技术要求分析22.4 零件的毛坯类型和制造方法33 加工工艺设计43.1 基准的选择43.2 拟定加工工艺路线43.3 刀具的选择63.4 选择切削用量和基本工时64 夹具设计204.1 指定装夹204.2 定位方案设计204.3 夹紧方案设计224.4 夹具简要操作说明245 结 语25参考文献26致 谢27附 录附录一 法兰盘加工工艺过程卡附录二 法兰盘加工工序卡1 引 论这个题目让我学机械零件加工过程的知识,对系统和应用进行了复习
9、,不仅检查了我的知识阅读能力,还将锻炼我的理论在实践应用能力、软件操作能力和图形表达能力的结构等方面。通过这次毕业设计来提高我的研究绘制能力,语言表达能力、专业知识、综合应用能力、分析和解决问题的能力,等等,是进入企业的基础设计,装配和其他文章。这是一个很好的检验自己和锻炼自己的机会。1.针对法兰盘零件的工艺性分析;2.确定法兰盘零件的毛坯类型以及制造方法;3.综合设计法兰盘零件的加工工艺分析;4.根据法兰盘的加工步骤合理选择或设计切削刀具;5.根据以上合理选择数值,进行计算其切削数值的可行性。6.最后针对两道工序设计专用夹具,旨在设计夹具的可行性2 零件工艺性分析2.1 零件的作用法兰盘,为
10、盘类零件,主要用于车床上。CA6140车床的变速箱固定在主轴箱上,靠该法兰盘定心。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。法兰盘零件图如下: 图2.1 法兰盘零件图2.2 零件的生产类型确定零件的年生产纲领为年产4500台/件,n=1件/台,备品率10%,废品率1%,每天一班,每班8小时。加工工艺按大批量生产方式。2.3 零件技术要求分析图2.1法兰盘零件图分析,此零件属于法兰盘类零件。法兰盘根据工艺的不同,因此选用不同材料,但从图中显示此法兰盘零件的材料牌号为HT200,属于灰铸铁的材质类型。灰铸铁类型的法兰盘因为材质的适用性能优越
11、,解决了冲击载荷、法兰盘内部结构易变形的问题,因此比较适合本文的法兰盘生产需求。从图2.1法兰盘零件图可知此零件的法兰盘由于车床用涂和功能的原因,整体加工精度较高,法兰盘结构上多内孔和圆形等,属于盘类零件。其中图中的加工精度等级为IT46的外圆90,其余加工精度等级为IT6IT11。但形位公差误差较低,例如外圆100、45相对于内孔20的跳动度误差不超过0.03mm。2.4 零件的毛坯类型和制造方法1)确定毛坯的类型从上面零件图可知零件的材料为HT200,其材料的机械性能比钢铁差,但具备良好的铸造型、耐磨性、减震性等优点。由于此零件的材质不能锻造,因此确定毛坯的类型为铸造方法。2)毛坯的制造方
12、法根据零件的形状和结构上分析,如果零件形状比较复杂,一般常用都是模具铸造等铸造方法。然而薄壁零件不能用砂型铸造,否则会破坏零件的刚性和强度,而法兰盘零件不属于薄壁类型的零件,尺寸较大精度低的零件形状的适合砂型铸造。当然也有很多的铸造方法可以选择,例如浇注铸造等。经过合理的分析,选择砂型铸造的方式批量生产毛坯零件。毛坯的具体尺寸与加工余量如下图2.2毛坯图。图2.2 毛坯图3 加工路线设计3.1 基准的选择选择精基准时,往往考虑保证加工精度和工件安装方便可靠的前提下,一般遵循基准重合原则、尽量使定位基准与工序基准重合,消除定基误差,尺寸精度靠调整刀具工件间位置保证,位置精度则依赖机床本身精度,不
13、增加制造难度。因此选择外圆90,加工其余表面。选择粗基准时,为了使定位方便可靠,应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面用三爪卡盘夹具装夹时,使夹具结构简单,操作方便。因此选择外圆45作为粗基准。3.2 拟定加工工艺路线加工路线方案的比较是保证加工表面的加工精度和粗糙度的加工要求,根据以上的加工路线原则等合理的设计两套方案,并进行合理的分析与选择,优胜劣汰,淘汰掉加工过程中在生产成本、时间、生产效率等的基础上比不上另一套方案的加工工艺方案。因此选择两个方案比较决定其中一个作为零件的加工工艺路线:表3.1 加工工艺方案一10下料铸件20车粗车100柱体左端面 粗车10090
14、外圆及B面30钻钻18,扩19.8,铰20mm孔成40车粗车右45mm右端面、外圆,90mm外圆及右端面50车半精车100端面 90100外圆 及B面并倒角C1.560车半精车4590mm右端面半精车45mm倒角C7及切退刀槽70车精车100mm端面、外圆,精车B面,车过渡圆角R580铣粗铣、精铣90mm柱体的两侧面90钻钻4X9mm透孔100钻钻4mm通孔,扩6mm孔深7mm110磨磨45外圆 靠45左端面保证光洁度120抛光B面抛光130镀鉻100mm外圆镀铬140检验检验入库表3.2加工工艺方案二10下料铸件20车粗车100柱体左端面 粗车10090外圆及B面30车粗车右45mm右端面、
15、外圆,90mm外圆及右端面40车半精车100端面 90100外圆 及B面并倒角C1.550车半精车4590mm右端面半精车45mm倒角C7及切退刀槽60车精车100mm端面、外圆,精车B面,车过渡圆角R570钻钻18,扩19.8,铰20mm孔成80铣粗铣、精铣90mm柱体的两侧面90钻钻4X9mm透孔100钻钻4mm通孔,扩6mm孔深7mm110磨磨45外圆 靠45左端面保证光洁度120抛光B面抛光130镀鉻100mm外圆镀铬140检验检验入库经过表3.1和表3.2的加工方案的对比,发现方案一的钻扩铰20孔时车端面后进行的。而方案二是加工完表面后钻孔,从加工顺序原则等的角度来看,先主后次的原则
16、,内孔20并不是重要加工表面,在工步加工顺序中内孔20定位是在铣两端面的工序,因此选择为方案二作为法兰盘的加工工艺路线。具体加工路线如下:表3.3 法兰盘加工工艺路线10下料铸件20车粗车100柱体左端面 粗车10090外圆及B面30车粗车右45mm右端面、外圆,90mm外圆及右端面40车半精车100端面 90100外圆 及B面并倒角C1.550车半精车4590mm右端面半精车45mm倒角C7及切退刀槽60车精车100mm端面、外圆,精车B面,车过渡圆角R570钻钻18,扩19.8,铰20mm孔成80铣粗铣、精铣90mm柱体的两侧面90钻钻4X9mm透孔100钻钻4mm通孔,扩6mm孔深7mm
17、110磨磨45外圆 靠45左端面保证光洁度120抛光B面抛光续表3.3 130镀鉻100mm外圆镀铬140检验检验入库3.3 刀具的选择刀具的选择原则有很多,万法不离其宗的是被切削的零件的材质和机床加工进行切削。例如车端面时,如果法兰盘零件的材质为铸铁HT200时,被切削的端面直径过大,选取的刀具为硬质合金比较合适,无论是粗加工还是精加工都可以使用,如果是高速钢的刀具,尽量不选用,过高的机床转速容易导致刀具折损和刀具寿命缩短。因此要根据零件的材质和零件的尺寸等因素综合选择合适的刀具。刀具选择如下:表3.4 刀具卡刀具号刀具规格、名称刀具材质T0109号90偏头车刀硬质合金T023mm切槽刀硬质
18、合金T03镶齿套面铣刀YT15(d=80mm)硬质合金T04直柄麻花钻18高速钢T05直柄麻花钻19.8高速钢T06直柄麻花钻9高速钢T07直柄扩孔钻6高速钢T08锥柄机铰刀高速钢T09A46KV6P350X40X127砂轮3.4 选择切削用量和基本工时工序201)粗车100柱体左端面确定背吃刀量ap:ap=1.5mm,确定进给量f:根据文献【1】中P184页中表5-122可知f =0.71mm/r,取f =0.5mm/r,确定切削速度:根据文献【1】中P188页中表5-128可知v4565m/min,取v60m/min 式中,v-切削速度; f-进给量; d-工件直径或刀具直径; n-主轴转
19、速。换算成主轴转速191r/min按CA6140车床的转速,有文献【1】中P150页表5-63,选择n=200r/mm。换算成实际切削速度:62.8m/min 基本工时:有文献【1】中P37页中表2-21可知 i 式中,-切削速度; -切削长度; -切入长度; -切出长度。=108mm,3mm,i=1取,则:2)粗车10090外圆此工序主要切削90外圆确定背吃刀量ap:ap=2.5mm,确定进给量f:根据文献【1】中P184页中表5-122可知f =0.71mm/r,取f =0.71mm/r确定切削速度:根据文献【1】中P188页中表5-128可知v4565m/min,取v60m/min,换算
20、成主轴转速212r/min 按CA6140车床的转速,有文献【1】中P150页表5-63,选择n=200r/mm。换算成实际切削速度:57m/min 基本工时:有文献【1】中P37页中表2-21可知,其中=92mm,3mm,取,则: 3)粗车B面此工序主要切削45外圆确定背吃刀量ap:ap=2.5mm,确定进给量f:根据文献【1】中P184页中表5-122可知f =0.71mm/r,取f =0.71mm/r,确定切削速度:根据文献【1】中P188页中表5-128可知v4565m/min,取v60m/min,换算成主轴转速425r/min 按CA6140车床的转速,有文献【1】中P150页表5-
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