机械制造技术课程设计-连接法兰加工工艺及钻4-φ9孔夹具设计.doc

目 录序言21零件分析41.1计算生产纲领，确定生产类型41.2零件的作用41.3零件的工艺性分析和零件图的审查52 工艺过程设计62.1 选择毛坯62.2 定位基准的选择62.3零件表面加工方法的选择72.4 工艺路线的选择82.5工艺方案的经济技术比较92.6加工设备和工艺装备的选择92.6.1机床的选择92.6.2选择夹具92.6.3选择刀具102.6.4选择量具102.7确定工序尺寸103专用夹具的设计143.1确定设计方案153.2 夹紧机构的确定153.3 确定夹紧力153.4 定位基准分析163.5定位误差的计算163.6 钻49孔专用夹具设计的操作使用说明17总结18参 考 文 献20全套图纸加扣3012250582 序言中国的机械生产行业是一个生产具备一定外形位置及尺寸的工件和产品，并且将他们制作成机械行业的设备。机械生产行业的产品不但能直接给大家使用，又能给别的行业供应生产设备，机械制造行业中有着各种各样的机械或其他的设备。制造业是人们的生活中所离不了的，所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。所以说从其中一种层面的来说，机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。生产上面使用的夹具也是放在各种机器上面把零件重力夹紧、精准定位，把切削刀具固定引导方向的一种设备，它的最主要的一个功能是将零件对应与生产设备和加工刀具的一个合理的方位，并在生产折工程中维持一个不改变的方位，在现代制造业加工中比较有特色的：现在的机械加工飞速的发展，要求质量的比较高，品种也有许多不同的规格，产品更新换代的时间比较非常快。体现了在机械制造业上面，各种各样批量中小型加工占的比例较大。这是为了和这些要求相适应，就必须要准备好生产上面的前序工作，从而机床使用的装夹工具是加工中非常重要的一部分。当代自动化加工夹具的未来与方向1.标准化 标准化的完善，不单单是指现在所有夹具上面的一种标准，因此不同类型的的夹具在结构上要标准。只有这样才能够使夹具和制造以及装配的工作简单，有减少加工的时间和减少成本非常有好处。2.可调化与组合化 此种能够提高专用制作夹具的使用的范围，对从前工艺要求有一点发生变化就导致夹具坏掉的情况，夹具能够被反复的使用。适合专用夹具组合化的设计的原理，使用比较的元部件设计以后，就能够适合使用，在许多种不一样的零件的需要。3.精密化 随着机械部件的加工生产，提高了装配的技术水平，高精度加工的机床大批量的涌现，一定就要增加机床夹具的精密度。4.高效的自动化 为生产安全和效率得以改进，这也为了生产的安全文明，这使自动化夹具设计出来制造出来的工装更合适人机配合的工程学原则，从中可以大大地提高了生产的效益，这又可以大大地减少了加工成本，高效自动化的夹具，来取得较多的经济上面的效益。5.模块化 经过选择模块化的设计，能够增加设计的效率，减少设计的时间。我对本工装夹具的设计是在学完了了所有的机械制图、以生产制造技术为基础、机械设备的设计、机械零件制造工程材料学等的基础下，进行的一个全面的考核。用正确的方法解决这个零件在生产中的定位，夹紧和工艺路线的安排，合理地解决工艺尺寸这一类问题，以设计出专用生产夹具确保了尺寸和零件的加工品质。我的这个设计主要是培养个人本身体的自学能力和创新能力。我的这个设计是综合层次性、实践性都很强的、涉及到的知识面也非常全面。因此在设计的过程当中不但要注意到基本原则、基础的理论，也要注意到现实生产的需求，唯有把种种理论和现实生产相结合，这样才可以更好地完成此个设计。因为我的设计水准不太好，能力有限，所以难免容易出现少许缺陷等问题，在此本人恳请老师们能给予批评和指导。1零件分析1.1计算生产纲领，确定生产类型一 :按照零件的技术要求，工件的材料选择HT200，。.1计算生产纲领，确定零件生产的类型零件生产纲领的大小对组织生产以及工件加工的工艺过程当中起着非常重要的作用，它也决定了各个工序所需要的专业化以及自动化的要求程度，以及所选择的工艺的方法与工艺的装备的合理性。工件的生产纲领可以按下面公式来计算。N等于Qn（1+a%）（1+b%） 参照资料当中生产纲领和生产类型以及工件的大小和零件复杂程度的关系，来确定其生产的类型。 零件。其零件备品率是25%，机械加工当中废品率是0.2%，每台产品当中这个零件选用的数量是1件，来拟定本工件的机械加工的工艺规程。 N=Qn（1+a%）（1+b%） =4000乘以1乘以（1+25%）（1+0.2%） =5010件每年工件的年产量是5000件每年，参照零件生产的类型以及生产纲领的关系，参照参考资料 ，确定零件生产的类型是中批量的生产。1.2零件的作用连接法兰零件是变速箱组件当中特别主要的主件。连接法兰的主要起到的作用，就是和变速箱概结合起来，起到了支撑的作用以及固定的作用，对连接法兰轴承孔有比较高的精度的要求，是非常主重要的加工工序。连接法兰位置度的精度与各个面的表面的质量。都能反映出变速箱装配的质量的好坏，故它的性能与工作的寿命就能反映出来，因此连接法兰的加工是比较关键也比较主要的。1.3零件的工艺性分析和零件图的审查图1 连接法兰零件图良好的工件的结构，不仅要可以满足技术的要求，而且还要有比较好的机械加工的性能，也就是要能对工件的加工比较的方便，要可以达到工件的加工要求，劳动量尽最大可能的减少。在编制零件机械加工工艺时。设计时要仔细研究工件加工工艺，要仔细研究咋样才能从工艺上面满足加工的要求。2 工艺过程设计2.1 选择毛坯连接法兰年产量是8000台/年；达到中批的生产的水平，选择HT200的材料。按照书本6P599的表3-63，研究连接法兰的外形不是太简单，有腔体与制造精度的要求；箱体制造的性能以及使用年限及年产量 ；最终选用的类型为砂型铸造，来提高箱体零件毛坯的制造的精度，减低制造的余量。2.2 定位基准的选择粗基准选择的原则 合理的选取加工定位的基准，是连接法兰加工过程的重要的要求，也是满足箱体制造的精度的主要的问题。定位的基准分为粗以及精和辅助的加工的基准。在首道加工工序中，选择箱体毛坯的上面，待加工的表面来作为定位的基准，这种为粗加工的基准，在后面的工序当中，选择以加工好的表面，作为定位的基准，这种为精基准。在编制工艺的过程的时后，第一应该分析如何选取精加工基准，来满足精度的要求并加工出各个工序，而且为了让工件装夹方便。与容易得到所要的加工的精度，能够可在零件上面的一个部位，设计一个辅助的加工基准，来定位。 1 零件粗加工基准的选取一般是加用表面做为基准，它主要的作用是能确保加工时面和不加工地方的区域有相连精密度。如零件件的表面有着好多个不用机械加工的区域面，那么就要选取里面的一个面和铣钻加工，连在一起的区域的精度要求较高的表面来做基准。尽量做到壁厚均匀并且有对称的外形，装卸少等。2采取加工时的余量需求平等主要面做粗加工的基准。这种方式就可以确保平等地减去少一点的加工余量，能把上表面留下比较光滑细致的零件，这样能大大加大零件的耐磨使用性。3一般来说加工时的余量可以把比较小的区域面做粗加工基准。那就能确保这个区域还有比较多的加工需余量。4从上面分析一般要选取平面、光滑、表面积比较大的区域面做粗加工基准，这样就能保证夹紧力和定位比较紧靠。零件面上有浇注口、冒出口、飞料边、毛胚刺边这一类区域面都不能用来做粗加工基准，有需要的时候需要经初步手工加工，再进行定位。5粗加工基准面应不要重复地选用，因为粗加工时基准的区域面一般是比较粗糙并太不平整的。所以重复选用比不太容易保证区域面的尺寸和形状精度。对于本题目的连接法兰而言，我们就要选用2-18.5mm下端面的面作为粗加工基准；先用铣床铣削出来2-18.5mm下端面端面，并要铣到要求上面的6.3m粗糙度光洁，这样可以对后面的加工面做作精加工基准的工作。精基准选择的原则1基准面重叠的准则。就是最大限度地选择，我们选设计基准；来当作制造的定位精加工基准。不会因为定位基准与设计基准不一样而发生误差。2加工基准选用的原则，一般是选用比较重合的定位做为加工基准。加工基准的重合每个区域面相连的位置和精度有着很重要的因素，这样可以叛逃基准转换所出现的误差，因为各工序都用的夹持工具都是一样的，那就能大大可降低夹具设计及制造成本。 3互换制造基准的原理。在取精基准制造时，此时有两个制造的区域面，这样就能互用基准进行反复精加工。4以自为加工基准的原理。有时精加工工序，要求的余量均匀并且小，这样能选用精加工表面做为本身的基准。就我们这个设计来说想保证孔的尺寸和孔、孔端面的平面、这个平面和另一平面中的位置，要确保连接法兰在这个加工生产过程里，一般上都可以用一个基准面进行定位。在连接法兰CAD图分析知道，零件两侧平面与端面及孔平直，它占有比较大的区域面积，可以当作精加工基准使用。可是使用平整一个面，只能确定箱体的三个位置度，如果使用左右两侧面来定位，就得配合合理的专用夹具，就能加工生产2.3零件表面加工方法的选择 分析研究连接法兰工件时的作用，材质的强度就要求非常的高，而且连接法兰的结构太复杂，所以选用材质为HT200铸造的零件毛坯。根据参考书籍的表1.5-19，可得连接法兰毛坯的端面的余量为，平面的余量为，连接法兰毛坯的尺寸的偏差。根据附表1.3-9可得到 2.4 工艺路线的选择箱体的生产量为中批生产，箱体加工首道工序为统一基准来加工。加工的顺序是先以铣2-18.5 mm下端面来定位，对孔以及两端的平面来加工。后面工序的加工顺序。遵从粗精分开的原则，以及先加工面后加工孔的加工的原理。经过对以上问题的分析，制定两套机械制造的方案1方案工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造成型2时效热处理3钻钻49孔4钻钻扩37孔5车车右端外圆成型6车车左端外圆成型7钳工去锐边毛剌8检终检方案工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造成型2时效热处理3车车右端外圆成型4车车左端外圆成型5钻钻49孔6钻钻扩37孔7钳工去锐边毛剌8检终检2.5工艺方案的经济技术比较1方案， 编制的工序非常的集中，对中批量生产的箱体不太好，加工时的效率也较低，并且箱体的质量也不能达到要求，用方法2，对管理生产的加工很方便，而且满足了加工基准与设计基准重合的原则，对箱体的质量要求有保障。故方案2是非常合适的。2.6加工设备和工艺装备的选择2.6.1机床的选择依照分零件图分析得出，零件的车右端外圆成型 车左端外圆成型.加工选用车床6140比较合适。钻扩37孔,钻49孔选用Z535钻床.2.6.2选择夹具尽量选取机床所配备的国标通用夹具，并付诸设计专用夹具的使用2.6.3选择刀具本次设计的零件铸造成型表面，成批生产，一般采用通用或标准机械切削加工使用刀具，钻头选用锥柄麻花钻，车刀选用合金材料。2.6.4选择量具对于批量生产的分油器零件，主要选取通用的游标卡尺、内外径千分尺、百分表等通用的量具用于机械切削加工的尺寸测量。2.7确定工序尺寸工序：车右端外圆成型连接法兰的材质是HT200铁， 加工的机床选取CA6140车床，加工的工序选择合金镗刀与外圆画刀进给量：按照参考书5的表2.2-36，取速度加工：按照书籍资料5的表2.3-46，取参照式子（2.3）转速：，选择实际镗削速度：加工层的距离：刀具切入的距离：镗刀切出的距离：走刀1次切削层的距离：刀具切入的距离：镗刀切出的距离：1次走刀加工用时：根据参考书3附表2.2-44能够知道铣削加工的辅助的时间工序 ：车右端外圆成型选择连接法兰的材质料为HT200，铸件。取CA6140车床。查阅参考书籍7的表3135取的材料的硬质合金的车刀， ，深度加工：进给量：查参考资料2的附表2.1-75，取加工切削的速度：由参考书籍7的表3236，选择。车床主轴的转动速度： 式（2.1）式中 V切削的速度； d铣刀的宽度。由式2.3铣床主轴的转速：参照参考书籍4的资料表3.4-76 实际切削的速度：进给量： 工作台60秒的进给量： ：查参考书籍7资料表2.2-86,加工时间加工层的距离：按照箱体毛坯的大小得， 刀具切入时长度： 刀具切出的长度：选择走刀次加工的时间：按照参考书籍1的表2.4-48加工的辅助用时工序：钻扩37孔根据零件的形状选择钻床Z4120的机床，按照参考书籍7的表4.3-14至4.5-16能够知道其技术的参数加工孔的刀具选用为钻头， ；进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 扩11孔刀具：根据参照参考文献3表4.331选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403切削深度：进给量：查阅书籍3表2.452，取。切削速度：查阅书籍参考文献3表2.453，取。机床主轴转速：按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度有：刀具切出长度： ，取走刀次数为1机动时间：工序：钻49孔:机床：钻床Z4120刀具：参考选用相关参考文献3表4.510.0的高速钢锥形柄的麻花钻头。进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：工序 去毛刺，工序 检验213专用夹具的设计3.1确定设计方案工厂为了提高工人生产产品的速度，在短的时间内加工更多的产品，还要保证产品的加工质量，所以在对连接法兰进行加工时，就要做专用的加工工序的夹具。所做的钻49孔夹具的精度的要求要达到实际的生产，夹紧零件的时候不仅要牢固，还要能够操作的安全，成本还不能太高。因此在做夹具时要注意好多。3.2 夹紧机构的确定夹紧的装置有的形式多种多样，钻49孔夹具选择螺旋的压紧机构，选择的压板来对零件来进行压紧 ：修改的系数 : ：每一转加工的进给量 ：铣刀的宽度尺寸加工的扭矩 （每个参数上面意思相同） 3.3 确定夹紧力根据参考书籍的表： HT200的材料；的硬度选择修正的系数为 为铣刀走刀距离为加工尺寸，是刀具的齿数，为刀具的宽度根据上面计算得在分析钻削力的时候，要把修该的系数加入里面研究。夹紧箱体，由铣削力的工式计算知道 我取的是标准的定位销当中的作为支撑面的摩擦的系数， ，取值的范围是中间，我选择为安全的系数，铣削时， ,我取选择为加工工件的宽度， 为铣削的扭矩： 大于,夹紧力达到了工件的要求通过检验： 达到了强度规定的要求，钻49孔的夹具安全并且牢靠.3.4 定位基准分析钻49孔夹具的定位的元件选择定孔心轴与防转支撑钉。 因为是对钻49孔夹具加工夹具，所取导向的元件为钻模套。3.5定位误差的计算本钻床的夹具以端的平面和30孔来定位。为了达到加工工序的加工的要求，就要使工序当中误差的总不能大于该工序所要求的公差尺寸。和铣床夹具具有关系的加工的误差，通常可以使用下面的式子来表示： 根据参考书籍4能够知道： 定孔心轴的定位的误差 ： 公式当中：， 而且： ，故 夹紧时的误差 ： 根据资料4附表1317得。 磨损时所产生的加工的误差：正常不比高 专用夹具相对的刀具的位置度的误差：选产生误差的总和：根据上面的研究可以知道，本夹具能够达到工件的加工的精度的要求。 3.6 钻49孔专用夹具设计的操作使用说明本次设计钻49孔夹具的夹紧原理是：本次设计的夹具是一个专用的钻夹具，为了使钻削的面能够在最少的时间内完成，选择钻49孔的加工装夹，连接法兰时先把夹紧的螺母拧松点，移动压板，让连接法兰靠紧各个定位的表面，夹紧的螺母，就可以对面来进行加工。总结经过接近两周的设计，使我自己比较充分的了解了正常的设计的方法以及步骤，不仅仅是对所学过的专业知识的一个复习，也从设计当中得到了新的启发以及感受，而且也增强了自己使用理论的知识，解决实际问题的