机械制造技术课程设计-CA6140车床法兰盘加工工艺及钻Φ3孔夹具设计（全套图纸） .pdf

机械制造技术课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书 设计题目：设计题目： 制定制定 ca6140 车床法兰盘加工工艺车床法兰盘加工工艺, 设计钻设计钻 3 的钻床夹具的钻床夹具_ 专专 业：业： 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 机械工程系机械工程系 2015 年年 11 月月 20 日日 哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 目 录 序 言.2 第 1 章 零件的分析.3 1.1 零件的作用3 1.2 零件的工艺分析3 第2章 工艺规程设计5 2.1 毛坯选择与毛坯图说明5 2.2 基面的选择6 2.3 制订工艺路线6 2.4 机械加工余量及工序尺寸的确定8 2.5 切削用量、时间定额的计算.8 2.6 时间定额的计算.11 第 3 章 夹 具 设 计.14 3.1 问题的提出14 3.2 定位基准的选择14 3.3 切削力和卡紧力计算14 3.4 定位误差分析15 3.5 夹具设计及操作的简要说明16 总 结.17 参 考 文 献.错 误！未定义书签。 错 误！未定义书签。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 序序 言言 机械制造技术基础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。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 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技术基础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。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 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 4 第一章第一章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 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16.5 孔，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。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 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：620.015 孔及其倒角以及与其垂直的端面， 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 80h11 外表面，两个 m641.5 的槽，36 0+0.62孔以及与其垂直的端面， 52g6 外表面 b 及退刀槽，三个互成 120的16.5 阶梯孔的两端面。 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16.5 阶梯孔，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： 620.015 孔对 b 端面的径向圆跳动公差为 0.04mm。 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 6 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 毛坯选择与毛坯图说明毛坯选择与毛坯图说明 根据零件材料 ht150 确定为铸件， 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，又由于是中批量生产，毛坯制造采用永久型铸 造。公差等级为 ct9 级（机械制造工艺设计简明手册p38） ，选取铸件错 箱值为 0.1mm。 对中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 p359360，选取等级精度为 2 级。各加工表面总余量 7mm。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 2.2 基面的选择基面的选择 法兰盘的外圆52g6 既是装配图基准，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52g6 为定位基准，即遵循“基准重合”的 原则。具体而言，即选外圆52g6 及 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52g6 既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52g6 及 a 端面为粗基准。 2.3 制订工艺路线制订工艺路线 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80h11 的外圆面及端面 及台阶面；粗镗62.4，62 0.015， 倒角 130 及 145 c620- 1 型 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52g6 及台 阶 a 面， 外圆120； 粗镗孔 36+0.02 孔及其倒角 0 c620- 1 型 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80h11 及 台阶面；半精镗62.4，62 0.015， 倒角 130 及 145 c620- 1 型 卧式车床 外圆车刀、 游标卡尺、 内径 百分尺、三爪卡盘 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 6 半精车 半精镗 半精车 c 面，外圆52g6 及 台阶 a 面，外圆120 半精镗孔36+0.02 孔及其倒 角 0 并切沟槽 c620- 1 型 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52g6 及台阶面 a 面； 精镗孔36+0.02 孔及其倒 角 及沟槽 c620- 1 型 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80h11；精镗 62.4、620.015、倒角 1 30及 145 车螺纹 m641.5 c620- 1 型 卧式车床 外圆车刀、 游标卡尺、 极限 量规、三爪卡盘 9 粗铣 大圆盘两平面 立式铣床 x51 专用夹具、 高速钢镶嵌式端 面铣刀、游标卡尺 10 精铣 精铣 54 平面，精铣 34.5 平面 立式铣床 x51 专用夹具、 高速钢镶嵌式端 面铣刀、游标卡尺 11 插削 36+0.02 内孔键槽 0 立式插床 b5020 专用夹具、 插刀、 游标卡尺 12 钻、锪 孔 钻 311 孔；锪16.5 孔 立式 z525 钻床 专用夹具、 钻刀、 游标卡尺 13 钻 3 小孔和18 的盲孔 立式 z525 钻床 专用夹具、 钻刀、 游标卡尺 14 去毛刺 15 终检 哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 2.4 机械加工余量及工序尺寸的确定机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： 2.5 切削用量、时间定额的计算切削用量、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: 哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 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。 1.切削用量的计算 钻孔11 工艺要求：孔径 d=11，孔深 l=15mm，精度为 h1213 （1）选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径 d0=10mm，钻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- 7，当加工精 度要求为 h12h13，铸铁强度为 700mpa，d=10mm 时，f=0.270.32mm/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=0.2mm/r。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 （3）切削速度的计算 由表 2- 13，当加工为第五类，f=0.28mm/r，双 横刃磨的钻头，d=11mm 时，v=12m/min. 由公式得 n=1150mm/r，根据 z525 钻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 3-16.5 加工材料 ht150，强度 700mpa。 工艺要求：孔径 d=16.5，孔深 l=10mm，精度为 h12h13，机床为 z525 立式钻床 （1）选择高速钢麻花钻头 其直径 d=16mm，钻头几何形状为双锥修磨 横刃， （2） 进给量的确定 由表 5- 31，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 3） 切削速度的计算 由表2- 13， 切削速度v选取为40m/min,由公式 （5- 1） n=1000v/3.14d 可求得该工序钻头转速 n=63.95 r/min ,参照 z525 型立式钻床 的主轴转速， 取转速 n=280.6r/min ,根据 z525 钻床说明书可选择 n=770r/min。 锪孔工步 1）背吃刀量的确定 取 ap=0.05mm。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 2) 进给量的确定 由表 5- 31，选取该工步的每转进给量 f=0.05mm/r。 3） 切削速度的计算 由表5- 31， 切削速度v 选取为4m/min,由公式 （5- 1） n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=127.4r/min ,参照z525型立式钻床的 主轴转速，取转速 n=510r/min ,再将此转速代入公式（5- 1） ，可求出该工序的 实际钻削速度为 v=30m/min。 2.6 时间定额的计算时间定额的计算 1.基本时间基本时间 tj的计算的计算 （1） 钻孔 3- 11 工步 查表 2- 19，得 y+=10mm t=l/nf=0.26min=15.76s （2） 钻孔 3- 16.5 工步 根据表 5- 41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。 式中 l2、l1 由表 5- 42 按 kr=15、ap=（d- d）/2=（9.96- 9.8）/2=0.08 的条件查 得 l1=0.37mm; l2=15mm; 而 l=10mm; f=0.36mm/r; n=97r/min.。将上述结果代 入公式，则该工序的基本时间 tj=9.19s。 （3）锪孔工步 同上，根据表 5- 41 可由公式 tj =l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时 间。式中 l2、l1 由表 5- 42 按 kr=15、ap=（d- d）/2=（10- 9.96）/2=0.02 的条 哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 件查得 l1=0.19mm; l2=13mm; 而 l=12mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。将上述 结果代入公式， 则该工序的基本时间 tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。 2辅助时间辅助时间 ta的计算的计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 ta与基本时间 tj之间的关系为 ta=(0.150.2) tj ,这里取 ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为： 钻孔11 工步的辅助时间为：ta=0.15x25.76s=3.864s; 钻孔16.5 工步的辅助时间为：ta=0.15x42s=6.3s; 精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x36s=5.4s; 3. 其他时间的计算其他时间的计算 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。由于法 兰盘的生产类型为中批生产，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 tb是作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 tx是作业时间的 2%4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间可按关系式 （3%+3%） （tj+ta）计算，它们分别为： 钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(28s+4.2s)=1.93s; 粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s; 哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s; 4单件时间单件时间 tdj的计算的计算 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔工步 tdj钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s; 粗铰工步 tdj粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s; 精铰工步 tdj精铰=36s+5.4s+2.48s=43.88s; 因 此 ， 此 工 序 的 单 件 时 间tdj=tdj 钻+tdj粗铰+tdj精铰 =34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。 将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 （注：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 15 第三章第三章 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹 具。按指导老师的布置