CA6140车床法兰盘（84003）机械加工工艺及铣平面保证尺寸54mm的铣床夹具设计
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ca6140
车床
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54
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机械制造技术课程设计说明书 设计题目： 制定 床法兰盘（图 5加工工艺，设计铣平面保证尺寸 54铣床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械 09 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系 2013 年 12 月 14 日 目 录 哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 序 言 .第 1 章 零件的分析 .件的作用 .件的工艺分析 .第 2章 工艺规程设计 5 坯选择与毛坯图说明 .面的选择 . 6 订工艺路线 .械加工余量及工序尺寸的确定 .削用量、时间定额的计算 . 8 间定额的计算 第 3 章 夹 具 设 计 .题的提出 13 具设计 13 位误差分析 14 具设计及操作的简要说明 14 总 结 . 参 考 文 献 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 序 言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： 1 能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题， 保证零件的加工质量。 2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言，我希望通过本次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加生产实践打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚存在许多不足之处，恳请各位老师予以指教。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 第一章 零件的分析 件的作用 法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。 法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。 该法兰盘结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有外圆、圆孔，端面，其次就是 11 孔及 ，孔的加工表 面在圆周上，通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。 件的工艺分析 法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1以 80 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 62 及其倒角以及与其垂直的端面， 80表面，两个 槽， 36 0+以及与其垂直的端面， 52表面 B 及退刀槽，三个互 成 120的 梯孔的两端面。 2以 A 面为基准的加工表面 这一组加工表面包括：三个互成 120的 梯孔，一个侧面 C,一个平面 D。 这两组表面之间有着一定的位置要求，主要是： 62 对 B 端面的径向圆跳动公差为 哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 第二章 工艺规程设计 坯选择与毛坯图说明 根据零件材料 定为铸件，可知毛坯的铸造方法选用永久型铸造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 铸件尺寸公差为 12 级，又由于是大批量生产，毛坯制造采用永久型铸造。公差等级为 （机械制造工艺设计简明手册 选取铸件错箱值为 对大批量生产的铸件加工铸件加工余量中查机械制造工艺补充教材60，选取等级精度为 2 级。各加工表面总余量 7 面的选择 法兰盘的外圆 52是装配图基准，又是设计基准。为避免由于基准不重合而产生的误差，选用外圆 52定位基准 ，即遵循“基准重合”的哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 原则。具体而言，即选外圆 52 A 端面作为精基准。 由于法兰盘全部表面都需要加工，而外圆 52是精度最高又是壁厚最薄的表面，为保证加工要求，固选外圆 52 A 端面为粗基准。 订工艺路线 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 铸造 2 热处理 时效退火 3 粗车 粗镗 粗车 80外圆面及端面及台阶面；粗镗 62 角 1 30及 1 45 卧式车床 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 4 粗车 粗镗 粗车 C 面，外圆 52台阶 A 面，外圆 120；粗镗孔36+及其倒角 0 卧式车床 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 5 半精车 半精镗 半精车 D 面，外圆 80台阶面；半精镗 62 角 1 30及 1 45 卧式车床 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 6 半精车 半精镗 半精车 C 面，外圆 52台阶 A 面，外圆 120 半精镗孔 36+及其倒角 0 并切沟槽 卧式车床 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 7 精车 精镗 精车外圆 52台阶面 镗孔 36+及其倒角 及沟槽 卧式车床 外圆车刀、游标卡尺、极限量规、三爪卡盘 8 精车 精镗 精车外圆 80镗 62 角 130及 1 45 车螺纹 620卧式车床 外圆车刀、游标卡尺、极限量规、三爪卡盘 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 9 粗铣 大圆盘两平面 立式铣床 用夹具、高速钢镶嵌式端 面铣刀、游标卡尺 10 精铣 精铣 54 平面，精铣 面 立式铣床 用夹具、高速钢镶嵌式端 面铣刀、游标卡尺 11 插削 36+孔键槽 0 立式插床 用夹具、插刀、游标卡尺 12 钻、锪 孔 钻 3 11 孔；锪 立式 专用夹具、钻刀、游标卡尺 13 钻 4 小孔和 18 的盲孔 立式 专用夹具、钻刀、游标卡尺 14 去毛刺 15 终检 械加工余量及工序尺寸的确定 确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准装换时，同一表面多次加工的工序尺寸只是与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。 在这里只列出圆柱面的工序尺寸： 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 削用量、时间定额的计算 在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量，即背吃刀量，进给量切削速度，确定方法是先确定切削深度和进给量，再确定切削速度，用现代制造工艺设计方法公式 : 换算出查表或计算法所得的转速，根据转速在选择机床实有的主轴转速表取接近的主轴转速作为实际转速，对粗加工选取实际切削速度，实际进给量和背吃刀量后，还要校验机床功率是否够等，才能作为最后切削用量填入。 钻孔 11 工艺要求：孔径 d=11，孔深 L=15度为 3 （ 1）选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径 0头几何形状为双锥修磨横刃， （ 2） 进给量的确定 按加工要求决定进给量，根据表 2加工精度要求为 13，铸铁强度为 700d=10， f=r，考虑到钻头强度允许的进给量及机床进给机构强度，故取 f=r。 （ 3）切削速度的计算 由表 2加工为第五类， f=r，双哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 横刃磨的钻头， d=11， V=12m/由公式得 n=1150mm/r，根据 床说明书可选择此速度 检验机床扭矩及功率与加工 18 相同，故符合。 钻孔 3工材料 度 700 工艺要求：孔径 d=深 L=10度为 13，机床为 床 （ 1）选择高速钢麻花钻头 其直径 d=16头几何形状为双锥修磨横刃， （ 2） 进给量的确定 由表 5取该工步的每转进给量 f=r。 3）切削速度的计算 由表 2削速度 v 选取为 40m/公式（ 5-1）n=1000v/求得该工序钻头转速 n=r/参照 立式钻床的主轴转速，取转速 n=根据 n=770r/ 锪孔工步 1）背吃刀量的确定 取 2) 进给量的确定 由表 5取该工步的每转进给量 f=r。 3） 切削速度的计算 由表 5削速度 v 选取为 4m/公式（ 5尔滨理工大学课程设计说明书 10 n=1000v/n=参照 转速 n=510r/再将此转速代入公式（ 5可求出该工序的实际钻削速度为 v=30m/ 间定额的计算 计算 （ 1） 钻孔 31 工步 查表 2 y+ =10=l/ 2） 钻孔 3步 根据表 5圆柱孔的基本时间可由公式 L/l+l1+得。式中 表 5 5、 （ ; 5而 l=10f=r; n=97r/将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 （ 3）锪孔工步 同上，根据表 5由公式 L/l+l1+得该工步的基本时间。式中 表 5 5、 （ ; 3而 l=12f=0.3 mm/r; n=140 r/将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 123(x 97r/6s。 2辅助时间 计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 基本时间 间的关系为这里取 则各工序的辅助时间分别为： 钻孔 11 工步的辅助时间为： 6s=钻孔 步的辅助时间为： 哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 精铰工步的辅助时间为： 3. 其他时间的计算 除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不 计；布置工作的时间 作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 %4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间可按关系式（ 3%+3%）（ tj+算，它们分别为： 钻孔工步的其他时间为： tb+6%x(28s+粗铰工步的其他时间为： tb+6%x(42s+精铰工步的其他时间为： tb+6%x(36s+4单件时间 计算 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔工步 =28s+粗铰工步 铰 =42s+精铰工步 铰 =36s+因此，此工序的单件时间 +铰 +铰= 将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 （ 注： 其他工序内容详见工序卡） 哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 第三章 夹 具 设 计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计通用夹具。按照老师的安排与指导，我设计工序为 铣 面的夹具。本夹具将用于 式铣床。刀具为高速钢镶齿三面刃铣刀。 题的提出 利用本夹具主要是铣 面。在给定的零件中，未对本步加工的定位提出具体的要求，是自由公差，加工精度和定位没有要求。考虑到后续工步可能会用此加工面定位，因此，本步采用小平面和短销定位，用螺旋加紧机构加紧。 具的设计 1 定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择底面，侧面为基准（自由度限制数为5 个），配合以一个挡销（自由度限制数为 1 个）。 2 切削力和卡紧力计算 本步加工可按铣削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 修正系数查机械加工工艺手册 ( 90210=向力 0 扭矩 由于扭矩很小，计算时可忽略。 验算螺栓强度： M P n 45 钢的强度为 450度满足 使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。 位误差分析 本工序采用端面夹紧，使用短销，大平面。用 60 端面和 62 孔定位定位，利用螺栓加紧，当然工件有一定的误差。但是，由于加工是自由公差，故应哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 当能满足定位要求。 具设计及操作的简要说明 在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率和降低生产成本。尽管采用机动夹紧能提高夹紧速度，这样还可以使得制造夹具的制造工艺简单省事。由于选择的定位基准为零件的端面和轴孔，所以可以使用大平面和短销配合定位。 此卡具放在 式铣床上工作，在卡具体用了筋板结构加强其刚度，在卡具体的底座上安排了两对 U 型口，作用是 用螺栓将卡具体拧固在铣床上，固定卡具体，另外两组螺栓杆也可抵抗铣削时产生的扭矩，铣削平面较小，进给量也小，故其两对螺栓应能承受住刀具工作时产生的剪切应力。故没校核其抗弯曲强度。 此外，由于本零件是大批生产，随着加工零件个数的增加，夹具磨损也将增大，这将导致零件加工误差的增大，废品率升高，间接地增加了生产成本。延长了夹具的使用寿命。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 总 结 紧张而有繁忙的三周的课程设计结束了当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿感心旷神意，眼前豁然开朗。 这次课程 设计的基本目的在于巩固和加深理论知识的掌握，培养我们综合运用工艺知识能力。通过课程设计的环节，我们锻炼出了具有设计零件机械加工工艺规程的能力，掌握了加工方法及其机床、刀具、切削用量的选择与应用，还学会了使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准，以及学会了绘制工序图、制作工艺卡片等等 通过这次课程设计，希望了解并认识一般机器零件的
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