法兰盘加工工艺及夹具设计-法兰盘钻模设计【钻4-Φ10孔】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 常州机电职业技术学院 毕业设计（论文）说明书 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 法兰盘 加工工艺及夹具设计 指导者： 评阅者： 年 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计（论文）中文摘要 本设计是 基于法兰盘 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 法兰盘 零件的主要加工表面是 外圆 及 孔 系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后 槽 的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证 孔系加工精度。 主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。 夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量 、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词 法兰盘类 零件 ， 加工工艺，专用夹具，设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 业设计（论文）外文摘要 is on of of of of In of of to of as a as a to In to of of of of of be so is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 加工工艺规程设计 1 件的分析 5 件的作用 5 件的工艺分析 5 兰盘加工的主要问题和工艺过程设计所应 采取的相应措施 6 兰盘加工定位基准的选择 6 基准的选择 6 基准的选择 6 兰盘加工主要工序安排 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 择加工设备及刀、量具 9 定切削用量及基本工时（机动时间） 9 2 钻 4 19 计要求 19 具设计 20 定位基准的选择 20 切削力及夹紧力的计算 20 位误差的分析 21 套、衬套、钻模板设计与选用 22 具设计及操作的简要说明 22 结 论 24 参考文献 25 致 谢 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 法兰盘 。 法兰盘 的主要作用是传动 连接作用 ，保证各轴 各挡轴能正常运行 ，并保证部件与 其他部分 正确安装。因此 法兰盘 零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精 度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 图 1 法兰盘 件的工艺分析 由 法兰盘 零件图可知。 法兰盘 是一个 轴类 零件，它的外表面上有 2 个平面需要进行加工 。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1）以 外圆 面 为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括： 42外圆 面 的加工； ，其中 表面粗糙度要求为 （ 2）以 10 孔 为主要加工表面的 孔 。这一组加工表面包括： 40孔 为主要加工表面的 孔 ， 粗糙度为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 兰盘 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 法兰盘 零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于 法兰盘 来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺 寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 法兰盘 孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 兰盘 加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）保证各重要支承 的加工余量均匀； （ 2）保证装入 法兰盘 的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支 承孔作为主要基准。即以 法兰盘的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。 基准的选择 从保证 法兰盘 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 法兰盘 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从法兰盘 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，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 法兰盘 的装配基准，但因为它与 法兰盘 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。 兰盘 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 法兰盘 加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于 顶平面加工完成后一直到 法兰盘 加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。对于 法兰盘 ，需要精加工的是支承孔前后端平面。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、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 打及 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，现将 法兰盘 加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 车 车右端面 40 粗车、精车 粗车、精车外圆 87 及台阶，粗车各外圆 台阶及圆弧圆角余量 50 粗车、精车 粗车、精车右端内孔 60 车 掉头，车左端面 70 粗车、精车 粗车、精车内孔 82 及台阶 80 钻孔 钻圆周钻 40 孔 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 工艺路线二： 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 钻孔 钻圆周钻 40 孔 40 车 车右端面 50 粗车、精车 粗车、精车外圆 87 及台阶，粗车各外圆台阶及圆弧圆角余量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 60 粗车、精车 粗车、精车右端内孔 70 车 掉头，车左端面 80 粗车、精车 粗车、精车内 孔 82 及台阶 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现该方案一比较合理。 综合选择方案一： 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 车 车右端面 40 粗车、精车 粗车、精车外圆 87 及台阶，粗车各外圆台阶及圆弧圆角余量 50 粗车、精车 粗车、精车右端内孔 60 车 掉头，车左端面 70 粗车、精车 粗车、精车内孔 82 及台阶 80 钻孔 钻圆周钻 40 孔 90 钳 去毛刺，清洗 100 终检 终检入库 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择 零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为 产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择 铸造 成型。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的 铸造 造型，查取机械制造工艺设计简明手册表 “ 法兰盘 ” 零件材料采用灰铸铁制造。材料为 度 70 241，生产类型为大批量生产，采用 铸造 毛坯。 （ 2） 面的加工余量。 根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 择加工设备及刀、量具 由于生产类型为大批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质量较大，故需要辅助工具来完成。 平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（ ,测量范围 0 1000考文献 2表 6 7）。采用车床加工，床选用卧 式车床考文献 2表 4 3），专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见（参考文献 2第五篇金属切削刀具，第 2、 3节），采用相匹配的钻头，专用夹具及检具。 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 10 无切削加工，无需计算 工序 20. 车右端面 已知工件材料： 铸造 ，有外皮，机床 通车床，工件用内钳式卡盘固定。 所选刀具为 质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册于 床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸= 516 ，刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 按 床进给量（表 9） 在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30， 床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = （ 1 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度200 219铸件，pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，表 故： 0V=tV 3 （ 1 m n =1000 =127481000 =120 （ 1 根据 床说明书选择 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： =W （ 1 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 1机床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 工序 30 粗车、精车外圆 87 及台阶，粗车各外圆台阶及圆弧圆角余量 所选刀具为 质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册于 床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸= 516 ，刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给 量 f =1.0 按 床进给量（表 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30， 床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀加工硬度200 219铸件，pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，表 故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 床说明书选择 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量y + = 则 L =126+1 = 工序 40 粗车、精车右端内孔 所选刀具为 质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册于 床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸= 516 ，刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 刀杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 床进给量（表 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30， 床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀加工硬度200 219铸件，pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，表 故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 床说明书选择 0n=125 这时实际切削速度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量y + = 则 L =126+1 = 工序 50 掉头，车左端面 该工序与工序 20 的计算方法完全 一样，在此不一一计算。 工序 40 粗车、精车内孔 82 及台阶 所选刀具为 质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册于 床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸= 516 ，刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 床进给量（表 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30， 床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀加工硬度200 219铸件，pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，表 故： 0V=tV 3 （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 床说明书选择 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量y + = 则 L =126+1 = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工序 80 钻圆周钻 40孔 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 削 速 度 计 算 公 式 为 m 3 查得参数为 , 刀具耐用度T=35则 v = =1.6 所以 n = =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 钻 40 孔夹具设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上面即为 40 孔 钻 床夹具 (钻孔 )的专用夹具，本夹具将用于 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。 机床夹具的 组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。 3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。 4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。 5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方 便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。 机床的分类 机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。 按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具 ， 拼装夹具。 按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。 工 件的装夹方法 工件装夹的方法有两种： 将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上 将工件装夹在家具上 采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。 采用夹具装夹工件有如下优点： a、保证加工精度，稳定加工质量 b、缩短辅助时间，提高劳动生产率 c、扩大机床的使用范围，实现 “ 一机多能 ” d、改善工人的劳动条件，降低生产成本 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动 生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 具设计 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 采用一面一 心轴 定位，以 82下端面和 82孔和定位加工。达到六点全面定位。 切削力及夹紧力的计算 刀具： 钻 10的钻头 D=10。 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 F=420 1 . 0 0 . 83 0 0 . 3 5 1 . 0 7 2 1 2 3 ( )N 转矩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 T=CT Z 式中 : = . 0 0 . 83 0 0 . 3 5 1 . 0 7 1 7 . 3 4 ( ) 功率 7 2 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 4416 )( 所以 ,时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 位误差的分析 制造误差 1）中心线对定位件中心线位置精度 . 取 . （ 2）内外圆同轴度误差（查表 . 故，2222252423222 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则 . 知此方案可行。 套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图 换钻套 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 图 定衬套 钻模板选用固定式钻模板，用 4个沉头螺钉和 2个锥销定位于夹具体上。 具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 119