C6132车床I轴法兰盘机械加工工艺及车内孔夹具设计
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c6132
车床
法兰盘
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工艺
车内孔
夹具
设计
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!【包含文件如下】【夹具工艺设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[7000字，27页]【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
I轴法兰盘——A3.dwg
夹具体——A2.dwg
毛坯图——A3.dwg
装配图——A0.dwg
零件毛坯合件——A3.dwg
外文翻译.zip
工序卡7张
设计说明书.doc[7000字，27页]
工艺过程卡.doc
目 录
序 言 1
第一章 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2 零件的工艺分析 2
第二章 工艺规程设计 4
2.1 确定毛坯的制造形式 4
2.2 基面的选择 4
2.2.1 粗基准选择原则 4
2.2.2 精基准的选择原则 5
2.3 制订工艺路线 5
2.4 机械加工余量 6
2.5确定切削用量及基本工时 7
第三章 夹具设计 20
3.1 问题的提出 20
3.2 定位基准的选择 20
3.3 切削力和夹紧力的计算 20
3.4 定位误差分析 22
总 结 25
参 考 文 献 26
序 言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
I轴法兰盘的加工工艺规程及其车内孔的车床夹具是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
- 内容简介：
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目 录 序 言 . 1 第一章 零件的分析 . 2 . 2 件的工艺分析 . 2 第二章 工艺规程设计 . 4 定毛坯的制造形式 . 4 面的选择 . 4 基准选择原则 . 4 基准的选择原则 . 5 订工艺路线 . 5 械加工余量 . 6 . 7 第三章 夹具设计 . 20 题的提出 . 20 位基准的选择 . 20 削力和夹紧力的计算 . 20 位误差分析 . 22 总 结 . 25 参 考 文 献 . 26 1 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行 业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 I 轴 法兰盘的加工工艺规程及其 车内孔 的 车床夹具 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本 次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 2 第一章 零件的分析 件的作用 题目所给的零件是法兰盘，其为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，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。 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 72 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 36 及其倒角以及与其垂直的端面， 62表面，两个 2以 3 这一组加工表面包括：三个互成 120的 9阶梯孔，两个侧面。 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。 4 第二 章 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 材料为 虑到法兰主要承受静压力，因此选用 铸 件。 面的选择 基准选择 原则 （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准 ，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的 5 生产 是非常重要的。先选取 120 外圆为定位 粗 基准。 基准的选择原则 （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自 身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 错误 !未找到引用源。 内孔为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 订工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序 集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以 6 便使生产成本尽量下降。 工序 01:铸造 工序 02:时效处理 工序 03:粗车、半精车 60圆面和端面； 粗车 36内孔 工序 04:掉头粗车 152外圆面和端面及 120车 2 刀槽； 半精车、精车 120车宽 粗车、半精车、精车 72 工序 05:车 2 半精车、精车 55圆面 工序 06:钻 3孔、锪 35深 9孔 工序 07:钻、攻 2工序 08:铣 140的斜面 工序 09:铣 137的斜面 工序 10:检验至图纸要求并入库 械加工余量 “ I 轴 法兰盘”零件材料为 坯的重量为 产类型为大批生产，采用 铸 件。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1外圆表面（ 120， 62， 55） 外圆 120和 62，表面粗糙度要求 差等级为 6级，查机械加工技术手册（以下简称手册）表 3用车床加工。 2内孔表面（ 72， 60和 36 ） 内孔 72，查手册表 3，采取车内孔。 7 定切削用量及基本工时 工序 01:铸造 工序 02:时效处理 工序 03:粗车、半精车 60圆面和端面； 粗车 36内孔 工步一：粗车、半精车 60圆面和端面 选择 可转位 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 86+13+ 2/（ 475 8 工步二：粗车 36内孔 选择 内孔 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 103+2+3)/（ 475 工序 04:掉头粗车 152外圆面和端面及 120车 2 刀槽； 半精车、精车 120车宽 粗车、半精车、精车 72 工步一： 掉头粗车 152外圆面和端面及 120外圆面和端面 选择 可转位 车刀 9 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 16+38+30+（ 475 工步二： 车 2 选择 切槽 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切 削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 10 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 2+（ 475 工步三： 半精车、精车 120圆面 选择 可转位 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V 11 c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 38+ 2/（ 475 工步四： 车宽 选择 切槽 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V 12 c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 2/（ 475 工步五： 粗车、半精车、精车 72选择 内孔 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 19+6+3) 3/（ 475 工序 05:车 2 半精车、精车 55圆面 工步一： 车 2 13 选择 切槽 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切 削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 2+（ 475 工步二：半精车、精车 55圆面 选择 内孔 车刀 1） 车削深度， 2）机床功率为 切削手册 f=z。选 较小量 f=mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 14 查切削手册表 刀面最大磨损为 查切削手册表 命 T=180） 计算切削速度 按切削手册，查得 98mm/s，n=439r/f=490mm/s 据 车床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c= 80 475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300 10)=z。 5)校验机床功率 查切削手册 机床所能提供功率为 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 62+) 2/（ 475 工序 06:钻 3孔、锪 35深 9孔 工步一：钻 3孔 确定进给量 f ：根据参考文献表 2钢的00 ， 0 时， 。由于本零件在加工 9孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 取 切削速度：根据参考文献表 2得 15 切削速度 8 所以 m 379 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 00 ， 故实际切削速度为 m 00 60091 0 00 切削工时： 5 ， ， 2 ， 则机动工时为 m i 0 35深 9孔 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=15沉 孔，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 2、选择钻头 选择高速钢锪刀，其直径 d=153选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 16 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220 0 /f m m r , m 0m 00 时，切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 m i n/i n/7 9 6/ 0 01 0 0 0 0 根据 简明手册表 选择 n=800r/ 。 4计算基本工时 根据公式 式中， l=12切量及超切量由切削用量手册表 出 ，计算得， L=（ 12+1） 3 故有： t= 3 序 07:钻、攻 2工步一：钻 2用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16 查得0 . 2 8 /f m m r机 17 0 （切削表 m 01 00 01 00 0 rD 468r/机床选取 n=500r/m 0 0 0 0 w 切削工时： 51 ， ， 3 则机动工时为 m i i 2选择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 f=r 7 m m 0 01 00 0 rD 299r/机床选取 n=300r/削工时： 51 ， ， 3 则机动工时为 m i i 8:铣 140的斜面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金 立 铣刀，刀片采用 18 p ， 80 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3118 3010001000 rd vn s 按机床标准选取500 r m 00181000 w 当500r/ 按机床标准选取 4003） 计算工时 切削工时： 7 ， 1 ， 2 ， 则机动工时为 m 36721 9:铣 137的斜面 1. 选择刀具 19 刀具选取不重磨损硬质合金 立 铣刀，刀片采用 p ， 80 ， 0 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 3118 3010001000 rd vn s 按机床标准选取500 r m 00181000 w 当500r/ 按机床标准选取 4003） 计算工时 切削工时： 9 ， 1 ， 2 ， 则机动工时为 m 0 337921 0:检验至图纸要求并入库 20 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，需要设计专用夹具。 本次设计 指导老师的分配的工序 04的车 床夹具。 题的提出 本夹具用于 车内孔和工件右端外圆面 ，精度要求不高，为此，在设计夹具时，这点要考虑在内，精度则不予考虑。 位基准的选择 本道工序 车内孔和工件右端外圆面 ，精度不高， 后面还有精加工工序， 因此我们采用已加工好的 62位，对应的定位元件为固定 中，固定 V 型块与工件 62圆相配合限制四个自由度，即 Y 轴转动、 Y 轴移动、 轴移动；衬套与工件 62个自由度即 件为回转类零件，车内孔和外圆，工件关于中心轴线对称，故在此情况下，不完全定位是被允许的，此夹具定位设计合理。 削力和夹紧力的计算 （ 1）机床： 式车床 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X 21 y u 8 z=24 0 代入上式，可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G N 夹紧螺钉 ： 公称直径 d=16m，材料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 22 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠 位误差分析 定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。 当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图 1所示 23 图 1用 当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。 定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。 根据相关公式和公差确定具体变动量。如图 2，两个极端情况：情况 1： d1=d2=工序基准尽可能地 高 得加工尺寸；情况 2： d1=d2=低 得加工
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