CA6140法兰盘设计论文

ISouthwest university of science and technology本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）CA6140 车床法兰盘零件的机械加工工艺与钻夹具的设计学 院 名 称专 业 名 称学 生 姓 名学 号指 导 教 师二一四年六月西南科技大学本科生毕业论文 ICA6140 车床法兰盘零件的机械加工工艺与钻夹具的设计摘要：制造是人类科学理念物化的过程。制造业是国民经济的支柱产业，是国家创造力、竞争力和综合国力的重要体现。它不仅为现代工业社会提供物质基础，为信息与知识社会提供先进装备和技术平台，也是实现中国特色军事变革和国防安全的基础。本次设计首先对 CA6140 车床法兰盘零件技术要求、结构特点以及加工工艺过程进行深入的分析,并对其制定了相应的加工工艺流程。加工工艺流程的制定即保证了加工精度又提高了加工效率和生产质量。在设计的过程中，针对法兰盘的孔系加工设计了一套钻床用的夹具。其意义是提高了工件的加工质量，降低生产成本，达到高效率生产。本文以 CAD 和三维造型软件 UG 为设计平台，分别绘制了 CA6140 车床法兰盘吊的零件图、工装夹具的零件图。关键词：法兰盘；加工工艺；夹具西南科技大学本科生毕业论文 IICA6140 machining lathe flange parts and fixture design Abstract：Manufacturing is the process of human scientific idea materialized. Manufacturing industry is the pillar industry of the national economy,is the important embodiment of national create bity. Competitivenes and overall national strength. It not only provides the material basis for the modern industrial society, in order to provide advanced equipment and technology platform of the information materialized and knowledge society, also is the basic China characteristic military revolution and national securityThe design of the flange CA6140 lathe parts, structural characteristics and technical requirements of machining is analyzed, and the corresponding process for machining. . Make the process flow which is to ensure the machining accuracy and improve the processing efficiency and the flange parts dan fixture is basis for product quality. in the design process, the holes machining flange design fixture for a drilling machine. Its meaning is to improve the processing quality of work pieces, reduce production costs achieve high efficiency production.In this paper, CAD and 3D modeling software UG as the design platform, were plotte CA6140 lathe flange drawing, engineering crane fixture parts diagramKey words: flange; processing technology; fixture西南科技大学本科生毕业论文 III目 录第 1 章 绪 论11.1 课题背景11.2 国内外夹具研究现状.11.3 研究内容和研究方法21.4 课题研究的意义和目的31.5 论文正文的结构3第 2 章 法兰盘零件.4 2.1 法兰盘零件的介绍42.2 CA6140 车床上法兰盘的作用.4第 3 章 CA6140 车床法兰盘零件的加工工艺分析.53.1 毛坯材料及制造方式的选择 63.2 基面的选择 63.3 制定工艺路线 63.4 毛坯尺寸的确定 83.5 确定切削用量及基本用时.12第 4 章 夹具设计.334.1 定位误差的分析：.33结 论.35致谢.36参考文献.37西南科技大学本科生毕业论文 1第 1 章 绪 论1.1 课题背景机械制造业的加工水平是衡量一个国家经济发展水平的标志。机械制造业为国民经济的各部门提供了加工装备，它的发展水平直接影响到国民经济各部门的技术水平以及经济效益的提高。没有现代化的机械制造业，就不可能有现代化的工业、农业、国防和科学技术。机床夹具是机械制造中一项极其重要的工艺装备。工件在机床上加工时，为了保证工件的加工精度以及提高其生产效率，必须使工件在机床上相对于刀具占有正确的位置，这个过程称之为定位。在切削过程中为了克服工件受到外力（切削力，惯性力，重力等）的作用而破坏定位，还必须对工件实施加紧力，这个过程称之为夹紧。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备则称为机床夹具。夹具从产生到现在，可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这时夹具的主要作用是作为人的单纯的辅助工具，使零件的加工过程提速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，且夹具的使用机能发生了变化，它主要用于工件的定位以及夹紧。当人们越来越认识到，夹具与操作人员对改进工作及提高机床的性能有着密切的关系的时候，对夹具引起了相当高的重视；至此，第三阶段夹具的表现为与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。1.2 国内外夹具研究现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多种生产的企业中，每隔 34 年就要更新 5080%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：西南科技大学本科生毕业论文 2(1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；(2）能装夹一组具有相似特征的工件；(3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；(4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；(5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳1.3 研究内容和研究方法本次的设计是针对 CA6140 车床法兰盘零件的加工工艺规程以及一些加工工序的专用夹具的设计。CA6140 车床法兰盘零件的主要加工表面是圆面及孔系的加工。根据加工工艺原则可知，保证零件外圆面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。所以本次设计遵循先面后孔的加工原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工阶段半精加工阶段和精加工阶段，以满足零件的加工精度要求。基准选择以后以一端的圆柱面作为粗基准，再以另一外圆面作为精基准。主要加工工序的安排是先以粗加工基准加工，再以已加工过的面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用已加工的外圆面和工艺孔定位加工其他孔与外圆面。这样采用的互为基准的方法，精基准可以提高其加工精度。（1）首先对零件的形状、尺寸、精度要求和力学性能等参数进行分析。并结合当今的制造条件、生产技术等因素，分析其零件的机械加工工艺性能。良好的机械加工工艺性应保证工序数目较少、占用的设备数量少、生产效率较高、夹具结构设计简单，并且使用寿命高、产品质量稳定、以及操作的简单等特点。（2）确定加工工艺方案和主要的工艺参数。在零件的加工工艺分析基础上，找出后钢板弹簧吊耳制造工艺及其工装夹具设计的特点和难点。再根据实际的加工情况，提出实际可行的加工工艺方案。提出的内容要包括工序的性质、工步、加工顺序等等。在实际的生产过程中，同一种零件的加工可能存在着多个切实可行的加工工艺方案。这些方案通常各有优缺点，所以要从产品质量、生产效率、设备的使用情况、夹具制造的难易程度以及使用寿命的高低、生产成本的比较、安全程度等方面进行综合分析比较，这样才能确定出适合该零件的生产的最佳方案。（3）根据加工工艺方案选择合适的机械加工设备。根据零件所需完成的工序的要求，结合工厂现有的设备情况，选择适合该零件的加工设备。西南科技大学本科生毕业论文 3（4）工装夹具的设计。根据拟定的加工工艺方案，设计夹具的结构并计算其参数。设计时，需要对结构上的相关参数进行校核。（5）绘制夹具的装配图和零件图。夹具的装配图中，需要标注夹具的定位机构、加紧机构、导向机构以及其它辅助装置。装配图是用夹具体将零件连接起来，这样看上去更为直观形象。1.4 课题研究的意义和目的本题目是根据机械设计制造及其自动化专业的机械制造方向的培养目标和机械制造中的典型零件的机械加工工艺规程与工艺装备设计要求而自拟的毕业设计题目，目的是提高学生理论联系工程实际和实际工程设计能力。毕业设计是综合运用机械设计制造及其自动化专业的专业知识，分析和解决实际工程问题的一个重要实践教学环节。通过毕业设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。将作为未来从事机械制造技术工作的一次重要的基本训练。（1）培养学生熟练运用机械加工工艺规程与工艺装备设计的基本理论，并理论联系生产实际，正确解决零件在机械加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等生产技术问题，保证零件的加工质量。（2）提高学生的机械零件结构设计能力。通过设计工艺装备的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的工艺装备的能力。（3）学会使用机械制造、机械设计手册及图表资料，掌握资料的正确查阅和熟练运用。1.5 论文正文的结构设计正文分为四个章节，包括：第一章绪论（简述了课题的研究背景及国内外研究现状和研究方法以及意义和目的）。第二章零件的工艺设计（分析零件各部分的加工要求并拟定零件的加工工艺路线）。第三章零件工艺的详细设计（分析加工过程中的重要工序，并确定其切削用量）第四章专用夹具设计（设计钻 49 钻孔工序的夹具）。西南科技大学本科生毕业论文 4西南科技大学本科生毕业论文 5第 2 章 法兰盘零件2.1 法兰盘零件的介绍又叫法兰凸缘盘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰分螺纹连接（丝扣连接）法兰、焊接法兰和卡夹法兰。法兰都是成对使用的,低压管道可以使用丝接法兰，四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰厚度不同，它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰 ”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为“ 法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部，如法兰和 水泵的连接，就不好把水泵叫“ 法兰类零件 ”。比较小型的如阀门等，可以叫 “法兰类零件”。2.2 CA6140 车床上法兰盘的作用A6140 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 20 mm 内孔与主轴的中间轴承外圆相配，0.45 mm 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。0.1745主要作用是标明刻度，实现纵向进给。西南科技大学本科生毕业论文 6第 3 章 CA6140 车床法兰盘零件的加工工艺分析因为已经知道 CA6140 车床法兰盘的材料为 HT200，需要生产 5000 件，于是决定用金属型铸造的方式来生产毛坯。由零件图我们可以得到需要加