大法兰座加工工艺规程及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

江苏工程职业技术学院 大法兰加工工艺及夹具设计 1 毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 大法兰座加工工艺及夹具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 年 月 日 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 摘 要 . 3 . 4 1、 绪 论 . 4 2、零件的分析 . 4 件的作用 . 4 件的工艺分析 . 4 3、确定毛坯 ，绘制毛坯 图 、零件图 . 6 定毛坯的制造形式及材料 . 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 4、工艺规程设计 . 7 位基准的选择 . 7 制定工艺路线 . 8 选择加工设备及刀、夹、量具 . 11 确定切削用量及基本工时 . 11 铣 上下平 面 ，半 精铣 上下 平面，保证厚度尺寸 33位 . 11 铣 四个 端面 ， 半精铣四个端面，保证尺寸 260位，铣倒角 4. 11 铣、精铣 236 凸台保证凸台对中心孔轴线的同轴度不大于 . 11 镗孔 150 贯穿 . 11 镗孔 150 并保证其对中心轴线的同轴度不大于 . 11 镗孔 194 . 11 镗孔 194 ，保证深度尺寸 18位 . 钻攻顶部平面上 4纹孔 . 钻攻顶部平面上 2纹孔 .0钻平面上 4- 9,915 孔 .、镗孔夹具的设计 . 18 位基准的选择 . 18 位 误差的分析 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 削力及夹紧力的计算 . 20 套与衬套的设计 . 21 紧元件及动力装置确定 . 错误 !未定义书签。 具设计及操作的简要说明 . 23 小 结 . 25 致 谢 . 25 参考文献 . 26 摘 要 本次设计的主要内容是大法兰座加工工艺规程及150 孔镗孔夹具的设计。大法兰座主要是与其它零件配对使用，其主要加工表面及控制位置为 外圆和150 内孔。由零件要求分析可知，保证150 孔和 外圆尺寸的同时应该尽量保证其同轴度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以 大外圆粗定位夹紧加工后，对150 孔进行镗削加工同时成型。因其粗糙度为 通过粗镗、半精镗满足。对于钻 4要以大法兰座的四个侧面定位，控制其自由度，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。 本文的研究重点在于通过对大法兰座的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的大法兰座零件。 关键词 ： 大法兰座，工艺规程，镗孔夹具，工艺路线，加工方式； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 绪 论 本文首先对大法兰座的零件进行分析，通过对大法兰座进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老 协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了大法兰座的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 2、零件的分析 件的作用： 题目所给的零件是大法兰，而法兰一般是盘状物，上面钻或铣有直孔或者是螺纹孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。电机上的法兰主要有两类，一个是“ 大法兰 ”，一般指电机的端盖，是用来支撑电机的转子、安放轴承、有时也起对电机密封保护的作用。另一个是“小法兰”，一般是指轴承盖，用来固定和防护轴承的，而本课题的任务就是”大法兰加工工艺及夹具设计“。 件的工艺分析 ： （ 1）以主视图为主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 大法兰的四个侧面的铣削加工，四个倒角的加工以及 4纹孔的加工， 24- 12， 4- 15 深 9 沉头孔， 4- 9 直孔的加工，和 2纹孔的加工。 其中四个侧面的表面粗糙度要求为 424- 12直孔，2表面粗糙度要求为 （ 2）以凸台 236 的中心轴线为中心的主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 194 孔的镗削加工， 150 孔的镗削加工， 以下是该大法兰的零件图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 1大法兰零件图主视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 1大法兰图左剖视图 3、确定毛坯 ，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料： “大法兰”零件材料采用 45#钢制造。法兰材料为 45#钢，需表面电镀处理，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 由于零件尺寸不 大，结构比较复杂，因此我们采用直接气割下料的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ： 顶面和底面的加工余量 根据工序要求，大法兰四个侧面以及顶面和底面的加工分粗、半精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 5 表 7 精铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 1 毛坯的基本 尺寸为 260+5+5=270 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 260+5+5=270坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 270+铣后最大尺寸为： 铣后最小尺寸为： 铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 135 150 孔的加工余量， 根据工序要求，该孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下： 粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 根据实用机械制造工艺设计手册表 245#钢尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗镗工序尺寸为 149； 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 150 ； 194 孔的加工余量 根据工序要求， 194 孔的加工分为粗镗、精 镗两个工序完成，各工序余量如下： 粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 半精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 根据实用机械制造工艺设计手册表 245#钢尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺 寸为 粗镗工序尺寸为 192 精镗工序尺寸为 4、工艺规程设计 位基准的选择 ： 粗基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证大法兰的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择大法兰的主要面作为定位基准。即以大法兰的两个端面作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。 精基准的选择： 从保证大法兰孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证大法兰零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从大法兰零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面，虽然它是大法兰箱体的装配基准，但因为它与大法兰箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及 夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 制定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。大法兰体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铣削好的顶面为基准来加工底面。第二个工序是铣削加工大法兰零件的四侧端面及倒角 于顶平面加工完成后一直到大法兰体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。 按上述原则亦应 先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。 因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定大法兰加工工艺路线如下； 方案一： 毛坯气割下料 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣上下平面，半精铣上下平面，保证厚度尺寸 33位 , 工序 2：粗铣四个端面，半精铣四个端面，保证尺寸 260位，铣倒角 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 工序 3：粗铣、精铣 236 凸台保证凸台对中心孔轴线的同轴度不大于 工序 4：粗镗孔 贯穿。 工序 5：精镗孔 150 并保证其对中心轴线的同轴度不大于 工序 6：粗镗孔 194 。 工序 7：精镗孔 194 ，保证 深度尺寸 18位。 工序 8：钻攻顶部平面上 4纹孔。 工序 9：钻攻顶部平面上 2纹孔。 工序 10：钻平面上 4- 9,915 孔。 工序 1:1：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 方案二： 毛坯气割下料 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣上下平面，半精铣上下平面，保证厚度尺寸 33位 , 工序 2：粗铣四个端 面，半精铣四个端面，保证尺寸 260位，铣倒角 4 工序 3：粗铣、精铣 236 凸台保证凸台对中心孔轴线的同轴度不大于 工序 4：粗镗孔 贯穿。 工序 5：精镗孔 150 并保证其对中心轴线的同轴度不大于 工序 6：粗镗孔 194 。 工序 7：精镗孔 194 ，保证深度尺寸 18位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 工序 8：钻攻顶部平面上 2纹孔。 工序 9：钻攻顶部平面上 4纹孔。 工序 10：钻平面上 4- 9,915 孔。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 方案三： 毛坯气割下料 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣上下平面，半精铣上下平面，保证厚度尺寸 33位 , 工序 2：粗铣、精铣 236 凸台保证凸台对中心孔轴线的同轴度不大于 工序 3：粗铣四个端面，半精铣四个端面，保证尺寸 260位，铣倒角 4 工序 4：粗镗孔 贯穿。 工序 5： 精镗孔 150 并保证其对中心轴线的同轴度不大于 工序 6：粗镗孔 194 。 工序 7：精镗孔 194 ，保证深度尺寸 18位。 工序 8：钻攻顶部平面上 2纹孔。 工序 9：钻攻顶部平面上 4纹孔。 工序 10：钻平面上 4- 9,915 孔。 工序 1:1：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 有上述几种零件加工工艺路线方案分析确定，首先分别经粗、精铣加工上顶面即260 ,之后继续以顶面，底面为定位基准，粗、精铣加工零件四边侧面以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 及倒角，并保证零件外形尺寸要求 260位。接着铣削圆凸台 236 到位，镗 194 到位，最后以四个侧面及底面作为定位基准钻、攻4- 9 等等螺纹孔。 其中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 选择加工设备及 刀、夹、量具 由图样分析，该图样需要铣削四周的轮廓，在这里我们在铣轮廓时选用 20镗削加工时我们可以选择内孔镗刀，量具可选用 05测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺等。 确定切削用量及基本工时 铣 上下平 面 ，半 精铣 上下 平面，保证厚度尺寸 33位 本工序为粗铣上下平面，半精铣上下平面的工序，在这里，我们选择铣床 工刀具选择硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z （ 1）粗铣 铣削深度每齿进给量据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中，取f / 铣削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表，取 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 即 7 0 0 . 2 / m i n 3 . 5 /2 0 0 / m i m m a：根据实际工况，我们 通过实用机械工艺简明手册中 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 铣削深度齿进给量据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 f / 铣削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4 6 机床主轴转速 n ： m 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量 0 工作台每分进给量 m 3 0/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间2m i 024 0 03 4 1212 mj 本工序机动时间 m 机动时间2m 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 铣 四个 端面 ， 半精铣四个端面，保证尺寸 260位，铣倒角 4工序为粗铣四个端面，半精铣四个端面的工序我们选择机床：数控铣床 率 P=13 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况， 我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 铣、精铣 236 凸台保证凸台对中心孔轴线的同轴度不大于 工序为 粗铣、精铣 236 凸台的工序 ,我们选择机床：数控铣床 率P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4)计算切削时间 查机械制造工 艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 镗 , 、精镗 孔，保证尺寸精度到位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 机床： 式 镗床 刀具：硬质合金钢刀具 1)粗、精镗 194 孔 粗镗 194 孔 切削深度进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 精镗 194 孔 切削深度进给量 f ：根据切削深度 ，再由实用机械工艺简明手册中，可以知道4此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 m 1/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj （ 2）粗镗 孔 切削深度进给量 f ：根据实际工况 ，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 200削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/18/3.0 机床主轴转速 n ： m 181 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 8407.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 机动时间2m i mj 精镗 150 孔 切削深度进给量 f ：根据实际工况 ，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 200削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/18/3.0 机床主轴转速 n ： m 181 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 8407.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间2m i mj 5、镗孔夹具的设计 在本夹具主要用来粗、精镗 150 的孔。这些孔表面粗糙度要求分别为Ra m并作为左右端面垂直度的基准，其质量直接影响左右端 面的精度。因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 位基准的选择 由零件图可知两侧 150 分别在同一轴线上，由于在镗孔之前上平面已经进行买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 了铣削加工，所以选择上下两个侧面作为定位基准面，并且以已经铣削出的 236 圆凸台面同样作为定位基准来对工件进行定位，限制工件的自由度，这样工件就别 限制了自由度，从而达到了定位的目的。 位误差分析 工件的工序基准为四边四个侧面定位，本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的移动压板保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与压板中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为 : 本工序采用两个移动压板，一个 V 型块定位，工件始终靠近定位轴的一面，而定位轴的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位轴 正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 取 m （中等级）即 ：尺寸偏差为 由 16机床夹具设计手册可得： 、定位误差（两个垂直平面定位）：当 90 时；侧面定位支承钉离底平面距离为 h ，侧面高度为 H ；且满足 2；则： 0 6 2 、夹紧误差 ，由式（ ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： a 1 ( 1 式（ 1 2 s 、磨损造成的加工误差：通常不超过 、夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 8 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 削力及夹紧力的计算 由于两种大小的孔切削力各不相同，因此选择最大孔的切削力为标准。 镗刀材料： 硬质合金镗刀） 刀具的几何参数： 60K 10 0s 12 由 参考 实用机械工艺简明手册中 查表 33 可得： 圆周切削分力公式： 式（ 式中 式（ 查表 33 得： 150(取 175 4.0n 由表 33 可得参数： 94.00.1.1.1)(同理：径向切削分力公式 ： （ 式中参数： 77.00.1.1.1)(