法兰盘零件的工艺规程及工装设计大学本科毕业论文.doc
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1、编号 210901112109011118 南京航空航天大学金城学院毕业设计题 目法兰盘零件的工艺规程及工装设计南京航空航天大学金城学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)(题目:法兰盘零件的工艺规程及工装设计 )是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知,除了毕业设计(论文)中特别加以标注引用的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。作者签名: 年 月 日 (学号): 毕业设计(论文)报告纸基于UG法兰盘零件的工艺规程及工装设计 摘 要 工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科,具有很强的实践性,要
2、求学习过程中应紧密联系生产实践,同时它又具有很强的综合性, 本课题的任务是:根据最终传动箱盖零件的特点编制一份从毛坯到成品全部生产过程的一份完整的工艺规程,并针对其中的铣上表面、钻孔两道工序设计了二套专用夹具。其中铣床夹具中用到对刀块和定位键,以利于铣削加工。钻床夹具中用到钻套,其作用是确定钻头等道具的轴线位置,防止道具在加工过程中发生偏斜。UG NX 是西门子公司著名的 3D 产品开发软件。设计过程中主要运用 UG 完成零件的建模、夹具立体图、以及夹具在安装过程中的动画。此次设计是对机械制造技术基础课程相关知识的综合运用,培养了我们分析问题,解决问题以及查找资料的能力,为以后的学习和工作打下
3、良好的基础。关键词 : 工艺规程,专用夹具,定位方案,UG 三维设计The Process Procedures and Tooling Design of CA6140 lathe ring flange Based on UGAbstract A specialized main specialized course that “mechanical manufacturing engineering is studied is machinery , rely mainly on studying machining technology and jig to design techno
4、logical discipline , have very strong practicality , require that should contact production practices closely in the learning process, at the same time it has comprehensive the very strong one The task of this subject is according to the characteristics of final drive cover to finish a process of or
5、der. I designed two sets of special fixture which include rough milling of surface and drilling. Among them, the milling machine fixture used the knife block and positioning key which facilitate the milling process. Drilling jig used in drill set, which role is to determine the location of the axis
6、to prevent the occurrence of tool deflection in the processing.UG NX is famous 3D product software of Siemens company. The design process mainly uses UG to do modeling, fixture stereogram, and the animation of the installation.This design is the foundation of mechanical manufacturing technology cour
7、se of comprehensive application of knowledge, which trains our ability of analysis problem, problem-solving and the ability to find information. It lay a good foundation for our study and work in the future.Key Words:Process Planning; Special fixtures; Positioning programs; UG three-dimensionaldesig
8、n目录摘 要IABSTRACTII第一章 引 言51.1 概述51.2课题研究的方法和意义5第二章 机械加工工艺规程设计62.1概述62.1.1 工艺规程的作用62.1.2 工艺规程的设计原则62.1.3 工艺规程设计所需原始材料62.1.4 工艺规程设计的步骤及内容72.2零件的分析72.2.1 生产类型的确定72.2.2 零件的工艺分析82.2.3毛坯的选择和设计82.3 工艺路线的拟定92.3.1定位基准的选择92.3.2表面加工方法和加工方案的选择92.4工艺计算112.4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定112.4.2确定切削用量及基本工时15第三章 夹具设计373.1 概述
9、373.1.1 机床夹具的分类373.1.2 机床夹具的作用373.1.3 专用机床夹具的组成383.1.4夹具设计的基本要求383.1.5 专用夹具的设计方法和步骤393.2 机床夹具设计的基本要求393.3 专用夹具的设计方法和步骤393.4铣床的夹具设计403.4.1 定位基准的选择403.4.2 定位误差分析403.4.3夹紧机构403.4.4 夹具与机床连接元件413.4.6 对刀块413.4.7 使用说明413.5钻床夹具设计413.5.1钻床专用夹具设计要点423.5.2设计思想423.5.3定位分析423.5.4 夹紧机构选择423.5.5 钻套的选择和设计423.5.6 钻模
10、板设计433.5.7 使用说明43第四章 夹具辅助设计454.1 概述454.2 装配爆炸图454.2.1 创建默认的爆炸图454.2.2 编辑爆炸图454.2.3 两套夹具图464.3 装配动画设计474.3.1 简介474.3.2 制作装配动画47第五章 总结与展望48参 考 文 献49附录5169 第一章 引 言1.1 概述机床夹具是零件在机床上加工时,用以装夹工件和引导刀具之间的一种工艺装备,现代夹具有很多种类:按使用机床分为车床、铣床夹具。按夹紧动力源分手动、气动、液压夹具。按夹具使用特点分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调整夹具和成组夹具等,本次设计主要是专用夹具,现在一般企
11、业都习惯于大量采用传统的专用夹具,特别是近几年来数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用,对专用夹具有了更大的需求。现代专用夹具的发展方向主要表现为标准化精密化,高效化、柔性化。所以对专用夹具的设计和研究具有重大意义。1.2课题研究的方法和意义本次毕业设计的主要内容是完成法兰盘的加工工艺,设计专用夹具并用UG软件绘制零件三维图和夹具装配图,并导工程图和装配动画以及爆出炸图。 对法兰盘的研究不仅是对以前学过的所有专业知识的考查,也是对自我能力提高的一个挑战,要求我们综合运用所学知识,而且设计过程要用到UG和CAD等制图软件,这些软件功能强大,在工业中应用极为广泛,对这些软件的
12、熟练使用是对我们将要步入工作岗位的必备要求,与将来走上岗位的实际演练有着密切关系,研究成果对于万向节滑动叉的工业生产具有一定的积极作用。 第二章 机械加工工艺规程设计2.1概述将工件在各个机加工工序中所采用的加工方法、应达到的加工要求、所需要的工装设备、具体的操作规范等用文件的形式详细地规定下来,即形成了零件机加工工艺规程。它既是指导零件生产的技术文件,也是新建或扩建零件机加工厂房的主要依据,同时也是现有生产方法和技术的总结。加工工艺规程是机械制造厂的最主要的技术文件之一。将工艺规程内容填入一定格式的卡片即成为生产准备和施工依据的工艺文件。常用的有机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片、机械加
13、工工序卡片。2.1.1 工艺规程的作用(1) 工艺规程是工厂进行生产准备工作的主要依据。(2) 工艺规程是企业组织生产的指导性文件。(3) 工艺规程是创建和扩建机械制造厂(或车间)的重要技术文件。2.1.2 工艺规程的设计原则工艺规程设计必须遵循以下原则:(1)所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量,达到设计图样上规定的各项技术要求。(2) 工艺过程应具有较高的生产效率,使产品能尽快投放市场。(3) 尽量降低制造成本。(4) 注意减轻工人的劳动强度,保证生产安全。2.1.3 工艺规程设计所需原始材料设计工艺规程必须具备以下原始材料:(1) 产品装配图、零件图。(2) 产品验
14、收质量标准。(3) 产品的年生产纲领。(4) 毛坯材料与毛坯生产条件。(5) 制造厂的生产条件,包括机床设备和工艺设备的规格、性能和当前的技术状态,工人的技术水平,工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料。(6) 工艺规程的设计、工艺装备设计所用设计手册和相关标准。2.1.4 工艺规程设计的步骤及内容(1)分析零件图和产品装配图。设计工艺规程时,首先应分析零件图所在部件所在零件在部件或总成的装配图。(2) 对零件图和装配图进行工艺审查。(3) 由产品的年生产纲领和产品自身特性研究确定零件生产类型。(4) 确定毛坯。提高毛坯制造质量,可以减少机械加工劳动量,降低机械加工成本。(5
15、) 拟定工艺路线。(6) 确定各工序所用机床设备和工艺设备(含刀具、夹具、量具、辅助等),对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。(7) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。(8) 确定各工序的技术要求及检验方法。(9) 确定各工序的切削用量和工时定额。(10) 编制工艺文件。2.2零件的分析CA6140卧式车床上的法兰盘,为盘类零件,用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上,靠法兰盘定心。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。主要作用是标明刻度,实现纵向进给。2.2.1 生产类型的确定计算零件生产纲领的公式:N
16、=Qn(1+&%)(1+%) (2-1)其中:Q=5000辆/年(产品的年产量) n = 1件/辆(每辆汽车该零件的数量) & = 4(零件的备品率) = 1(零件的废品率)。则 N=50001(1+4%)(1+1%)=5252(件)根据生产纲领确定该零件为大批量生产。2.2.2 零件的工艺分析1. 零件作用:CA6140卧式车床上的法兰盘,为盘类零件,用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上,靠法兰盘定心。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。主要作用是标明刻度,实现纵向进给,因此对法兰盘的研究有及其重大的意义。 图2.1法兰盘
17、零件图2. 加工表面的技术要求分析:法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以的孔为中心 ,包括: mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为mm,90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个9mm的透孔, mm的外圆柱面及上面的6mm,4mm的孔, 90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工孔到尺寸要求,再以孔定位加工各个表面。2.2.3毛坯的选择和设计 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料,工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛
18、坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,毛胚选用铸件即可满足工作要求。该法兰盘的轮廓尺寸不大,形状较复杂,故采用HT200金属模铸造。2.3 工艺路线的拟定2.3.1定位基准的选择在工艺规程设计中,正确选择定位基准,对保证零件技术要求、确定加工先后顺序有着至关重要的影响。定位基准有精基准与粗基准之分。用毛坯上未经加工的表面作定位基准,这种定位基准称为粗基准;用加工过的表面作定位基准,这种定位基准称为精基准。在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准,然后再考虑用哪一组表面作粗基准才能把精基准加工出来。1. 精基准的选择选择粗基准主
19、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45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,消除工件的六个自由度,达到完全定位2. 粗基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进
20、行尺寸换算。2.3.2表面加工方法和加工方案的选择 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,可以考虑采用通用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1工序 1 粗车100端面及外圆柱面,粗车45端面及外圆柱面,粗车90的端面及外圆柱面,粗车B面。工序 2 钻、粗绞20的孔 工序 3 精绞20的孔工序 4 半精车100的端面及外圆柱面,半精车90的外圆柱面,车100、90外圆柱面上的倒角,车20孔的左端倒角。工序 5 半精车45的
21、端面及外圆柱面,半精车90的右端面,车32退刀槽,车45圆柱面两端的倒角,车20 内孔的右端倒角。工序 6 精车45的外圆,精车90的右端面及外圆柱面,精车100的端面及外圆柱面。工序 7 精铣90圆柱面上离中心线24mm,34mm的平面。工序 8 磨45外圆,磨B面。工序 9 钻6孔。工序 10 钻49透孔。工序 11 抛光B面。工序 12 去毛刺。工序 13 刻线、刻字。工序 14 镀铬,检验入库。工艺路线方案二工序1 车柱体的右端面,粗车90右端面,车槽32,粗车、半精车外圆 ,车右端倒角。工序2 粗车100柱体左、右端面,粗车90柱体左端面,半精车100左、右端面、90左端面,粗车外圆
22、45 、100、90,半精车外圆45 、100,90,车100柱体的倒角,车45 柱体的过度倒圆。工序3 精车100左端面,90右端面。工序4 钻、扩、粗铰、精铰孔20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角。 工序5 粗铣、精铣90柱体的两侧面。工序6 钻4孔,铰6孔。工序7 钻 4 9孔。工序8 磨削外圆面100,90, 。工序9 磨削B面,即 外圆面、100右端面、90左端面。工序10 刻字刻线。工序11 镀铬。工序12 检测入库。工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于:方案一是从左端面加工到右侧,以100mm的外圆作为粗基准加工左端面及20mm的孔又以孔为精基准加工,而方案二则是从右端面
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