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CA6140车床法兰盘[831004] 加工工艺及钻4-Ф9孔夹具设计[版本5]-手动夹具2【三维UG】【含CAD图纸、工序卡、说明书】【KS系列】
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831004
版本5
三维UG
含CAD图纸、工序卡、说明书
KS系列
CA6140车床法兰盘[831004]
加工工艺及钻4-Ф9孔夹具设计[版本5]-手动夹具2【三维UG】【含CAD图纸、工序卡、说明书】【KS系列】
CA6140
- 资源描述：
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【温馨提示】====【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档，均可以在线预览，所见即所得，，dwg后缀的文件为CAD图，超高清，可编辑，无任何水印，，充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件======【2】若题目上备注三维，则表示文件里包含三维源文件，由于三维组成零件数量较多，为保证预览的简洁性，店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图，均为店主电脑打开软件进行截图的，保证能够打开，下载后解压即可。======【3】特价促销，，拼团购买，，均有不同程度的打折优惠，，详情可咨询QQ：1304139763 或者 414951605======【4】 题目最后的备注【KS系列】为店主整理分类的代号，与课题内容无关，请忽视
- 内容简介：
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序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设计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，我希望能通过这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。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！一、法兰盘的工艺分析及生产类型的确定1.1 法兰盘的用途CA6140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。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件100的外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的主轴通过，本身没有受到多少力的作用。法兰盘零件图如下图所示：技术要求：1. 刻字字形高5mm，刻线宽0.3mm，深0.5mm；2. B面抛光；3. 100mm外圆无光镀铬1.2 法兰盘的技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ra m形位公差/mm大法兰端左面 IT13 1.6大法兰端右面 82 IT13 0.4小法兰端左面 49 IT11 0.4小法兰端右面 41 IT11 1.6直径100的外圆 IT11 0.8直径90的外圆 IT13 6.4右端直径45的外圆 IT6 0.8左端直径45的外圆 IT13 0.4 直径20的孔 IT8 1.6直径6的孔 IT9 3.21.3、法兰盘的工艺性分析法兰盘是一回转体零件，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适应于承受较大应力、要求耐磨的零件。该零件有一组加工表面，以mm为中心，主要加工的两个端面、的圆柱面及上面的直径为6mm的销孔，两个90mm的端面及端面上4个直径为9的通孔。直径为90两端的尺寸大小为34和24的平面 尺寸mm的圆柱面。这组加工表面是以mm为中心，其余加工表面都与它有位置关系，可以先加工它的一个端面，再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面，然后再加工其他加工表面。根据相关面和孔加工的经济精度及车床能够达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。1.4 确定法兰盘的生产类型设计题目给定的零件是CA6140车床法兰盘（零件号831004）零件，该零件年产量为5000件，设其备品率a%为4%，机械加工废品率b%为0.7%，则该零件的年生产纲领为：N=Q m(1+ a% )(1+ b%) = 50001(1+ 4%)(1+ 0.7%)=5236件/年。法兰盘的年产量为5236件，法兰盘重量为1.4kg，查表可知该产品为大批生产。二 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 毛坯的选择由于法兰盘在工作过程中要承受较大的应力和较高的温度，且要求有较高的耐磨性，结合经济性的原则，毛坯优先选用HT200材料。从附图可以知该法兰盘的质量仅为1.4，且生产类型属于大批生产，为提高生产效率和经济性，毛坯的铸造方法采用的砂型铸造，由于中间通孔是通过钻铰加工，故不用安放型芯。2.2 毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据机械制造技术基础课程设计指导教程（以下简称指导教程）中的表21和表25，由法兰盘的功用、技术要求可知，可以确定零件所用材料灰铸铁HT200大批量生产的砂型铸造的公差等级为812。再根据机械加工后法兰盘的重量为1.4，由此可初步估计机械加工前铸件的毛坯的重量为2。由表1可知铸件的公差等级为812，在这里取12。由于直径为20的孔，直径为4的孔，直径为6的孔，直径为9的孔是由后来的钻削加工直接得到，槽3x2都是后来的车削加工直接得到的，直径为90的两侧的基本尺寸为34和24的两个平面由铣床加工直接得到，因此在用砂型铸造的时候它们都不用铸出。故在这里它们的铸件尺寸公差不用求出来。因此可确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表中：铸件的尺寸公差和机械加工余量项目基本尺寸加工余量毛坯的基本尺寸法兰盘100的外圆1007107法兰盘左端面91798法兰盘右端面91798法兰盘90的外圆90797100的右端面96.115.190的左端面86.114.190的右端面86.114.145的外圆456.851.845的外圆456.851.82.3 设计毛坯图1 确定圆角半径为了减少铸件的应力集中，取铸件的圆角半径为R5。2确定分模面由零件的结构特征知，可选过轴线的平面为分模面，采用两箱制造3确定起模斜度由于铸件要求加工，按增加壁厚的方法确定，查材料成型工艺基础表，起模斜度取14确定毛坯的热处理方式铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中出现变形的情况。2.4 法兰盘铸造毛坯简图三、拟定法兰盘工艺路线为使所选的的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。3.11 精基准的选择根据该法兰盘零件的技术要求的装配要求，选择法兰盘的轴孔作为精加工的基准，因为法兰盘的左端、90外圆的右端和外圆对的孔内表面都有跳动形位误差的要求，它们的表面都要采用内表面作为基准进行加工，选择内表面作为精基准加工即满足了“基准统一”的原则。同时，法兰盘的的轴线也是设计基准，选用其作为精基准定位加工法兰盘的100、90和45外圆，实现了设计基准和工艺基准重合的，保证了被加工表面的垂直度要求，符合了“基准重合”的原则。选用法兰盘90的右端平面作为精基准加工90的左端平面和100的右端平面，因为设计时这两个尺寸也是以90的右端平面作为基准，实现了设计基准和工艺基准重合的，也符合了“基准重合”的原则。在铣90两侧面的时候，可以先铣离轴线为24的平面，再以24的平面作为精基准加工离轴线为34的平面，这样互为精基准加工，满足了“互为基准的”的原则。有些尺寸，例如槽3X2，它的设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.12粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准）根据这个基准选择原则，现选取孔右端外轮廓表面和90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时削除五个自由度，再以90的右端面定位可削除自由度。3.2 表面加工方法的确定根据法兰盘零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法如下表所示：加工表面公差及精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案法兰盘100外圆柱面IT60.8粗车半精车精车100左端面IT131.6粗车半精车精车90外圆柱面IT110.4粗车半精车磨削90右端面IT111.6粗车半精车精车距轴线34mm的平面IT103.2粗铣半精铣距轴线24mm的平面IT100.4粗铣精铣磨削45外圆柱面IT60.8粗车半精车精车45端面IT131.6粗车20孔IT81.6钻扩粗铰精铰6孔IT93.2钻铰4孔IT136.3钻-扩4x9孔IT136.3钻B面IT90.4粗车半精车精车抛光3.3 加工阶段的划分该法兰盘的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工阶段和磨削加工。在精加工阶段，首先将精基准（的孔和90的右端平面）准备好，使后续工序都可采用精定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车法兰盘的右端面、90右端面、槽3x2、精铣90左侧面和90右侧面、钻20内孔。最后才钻4孔、6孔、9孔、铰6孔；在精加工阶段，进行磨削100外圆、100右端面、90左端面、90右侧面、45外圆，完成整个工序的加工。3.4 工序的集中与分散选用工序集中原则安排法兰盘的加工工序。由于该法兰盘的生产类型为中批生产，可以采用普通机床进行加工，但夹具都采用专用的夹具进行装夹，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求，例如表面的跳动位置误差。3.5 工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准法兰盘的45外圆和90的右端平面。遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面法兰盘的左端面和20内孔，后加工次要表面4孔、6孔、9孔和槽3x2。遵循“先面后孔”原则，先加工法兰盘45外面和法兰盘的左端面，再钻20内孔，最后钻4、6、9孔。辅助工序机械加工完成后，还要对100右端平面、外圆和90左端平面进行抛光处理；还要对外圆进行无光镀铬处理。综上所述，该法兰盘工序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一些表面余量大的表面粗加工主要表面半精加工及次要表面加工主要表面精加工及磨削加工3.6 确定工艺路线工序一 以45mm端面及外圆柱面定位，粗车100mm端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90mm外圆柱面 选用CA6140机床。工序二 以100mm端面及外圆柱面定位，粗车45mm端面及外圆柱面，粗车90mm右端面选用CA6140机床。工序三以100mm端面及外圆柱面定位，钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。工序四 以100mm端面及20mm孔定位，粗铣、精铣90mm圆 柱面上的两个平面 选用X52K立式铣床及专用夹具。工序五 以45mm端面及外圆柱面定位，半精车100mm端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90mm外圆柱面 选用CA6140卧式车床。工序六 以100mm端面及外圆柱面定位，半精车45mm端面，半精车90mm右端面。选用CA6140卧式车床。工序七 以45mm外圆柱面及90mm右端面定位，精车100mm端面及外圆柱面，精车B面，倒角。选用CA6140卧式车床。工序八 以100mm端面及外圆柱面定位，精车45mm外圆柱面，精车90mm右端面，倒角，车退刀槽选用CA6140卧式车床。工序九 以20mm孔及100mm端面定位,钻4-9mm的孔选用 Z525立式钻床及专用夹具。工序十 以90mm右端面及一个9mm孔，20mm孔定位，钻4mm孔，扩6mm孔工序选用Z525摇臂钻床及专用夹具。工序十一 以45mm端面及外圆柱面定位，磨90mm外圆柱面。选用M1420磨床。工序十二 以20mm孔及100mm端面定位，磨距轴线24mm的平面M1420A磨床及专用夹具。工序十三 B面抛光工序十四 划线刻字工序十五 镀铬机工序十六 检查四、加工余量、工序尺寸和公差的确定4.1 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT200，硬度200HBS，毛坯重量约为2KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.mm外圆表面此外圆表面为IT6级，参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆0.6450.017半精车外圆1.445.60.1粗车外圆347+0.3毛坯5500.52.外圆表面mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆0.6100-0。46半精车外圆1.41006粗车外圆4102毛坯61060.83B面中外圆柱面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精磨外圆0.245-0.6粗磨外圆0.845.2半精车外圆146粗车247毛坯60106114孔20mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差铰孔0.220+0.04520扩孔0.919.8+0.119.8钻孔918+0.618毛坯105. mm的端面1）按照工艺手册表6-28，铸件重量为2.8kg，mm端面的单边加工余量为2.03.0，取Z=2.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取，复杂系数取，则铸件的偏差为； 2）精车余量：单边为0.2mm（见实用机械加工工艺手册中表3.2-2），精车公差既为零件公差-0.08；3）半精车余量：单边为0.6mm（见实用机械加工工艺手册中表11-27），半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图： 由图可以知道：毛坯名义尺寸为：94+2=96（mm）毛坯的最大尺寸：96+0.7=96.7（mm）毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2（mm）粗车后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm）粗车后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm）半精车后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm）半精车后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm）精车后尺寸为94mm加工余量计算表 工序 加工尺寸及公差铸造毛坯粗车半精车精车加工前尺寸最大96.795.294.6最小95.294.8894.48加工后尺寸最大96.795.294.694.04最小95.294.8894.4893.96加工余量21.20.60.2加工公差-0.32-0.12-0.08法兰盘的铸件毛坯图见附图4.2切削用量及基本工时（我们组被分配加工工序三和工序九）工序三钻，扩，粗铰，精铰20的孔1.计算切削用量刀具的选择：由于毛坯是实心的，根据指导教程查表5-21选用高速钢锥柄标准花钻进行钻孔，查表5-23选用高速钢锥柄扩孔钻进行扩孔，查表5-26选用高速钢锥柄铰刀进行粗铰和精铰。1）钻18的孔查切削用量简明手册得：f=0.70-0.86mm/r,再由指导教程中查表4-2得CA6140车床进给量取f =0.73mm/r。钻孔时的切削速度查切削用量简明手册取19.8m/min n =350r/min按机床选取n =320r/m,故切削速度V=18m/min2）扩19.8 孔查切削用量简明手册得：f=0.90-1.1mm/r,再由指导教程中查表4-2得CA6140车床进给量取f =0.94mm/r。扩孔时的切削速度，由切削用量简明手册取5.8-8.7m/minn =93.3-140r/min按机床选取n =125r/m,故切削速度=7.7m/min 3)粗铰19.94孔查切削用量简明手册得：f=1.0-2.0mm/r，再由指导教程中查表4-2得CA6140车床进给量取f=1.72mm/r。粗铰孔时的切削速度，由切削用量简明手册取8.4m/minn =134r/min按机床选取n =125r/m,故切削速度=7.8m/min4)精铰20 孔由切削用量简明手册f=1.0-2.0mm/r, 再由指导教程中查表4-2得CA6140车床进给量取f=1.28mm/r。精铰孔时的切削速度，由切削用量简明手册取4.2m/minn =66.9r/min按机床选取n =100r/m, 故V=6.28m/min 2、时间定额的计算基本时间tm的计算根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-5得工步一：钻孔时 其中91，11，0所以 0.437min工步二： 扩孔时 其中91，11，0所以 0.868min工步三： 粗铰时 其中91，11，0所以 0.474min工步四：精铰时 其中91，11，0所以 0.638min故加工孔总工时为2.417min145s辅助时间的计算辅助时间与基本时间之间的关系为（0.150.2），本次中取用，则各工序的辅助时间分别为：工序三工步1的辅助时间：；工序三工步2的辅助时间：；工序三工步3的辅助时间：工序三工步4的辅助时间：工序九-钻4-9mm的孔1. 加工条件：工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200左右,铸造加工要求：钻四个9的小孔机床： Z525立式钻床刀具： 高速钢锥柄标准麻花钻，直径d=9mm。机床功率为P=2.8kw1) 查切削手册f=0.120.20mm,选f=0.17 mm/r左右2) 计算切削速度按切削手册，V=1624m/min，V=24m/min.取可得 按机床说明书取n=960r/min则实际切削速度V c=27.1m/min3) 校验机床功率 切削力 切削时消耗功率P= 所以机床功率足够，可以正常加工。4) 切削工时 =4mm, =1mm, =8mm t=0.08min t=4t=0.32min 辅助时间t 总工时=0.047+0.32=0.367min五 夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工法兰盘时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工夹具一套。为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具将用于Z525钻床，刀具为高速钢麻花钻，分别对工件四周进行加工，以加工出四个孔。（一） 问题的提出 孔与端面D面和中心孔均有位置精度要求，可以通过其中的任意一个进行定位来保证。因此，本步的重点应在定位和卡紧的方便与快速性上。（二） 夹具设计1.定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择右边外圆与下端面为基准，即以一外圆面上定位套，及下端面3个支承钉（限制5个自由度），配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 2.定位误差分析：定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即。由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为。 3.钻削力的计算： 刀具选用高速钢材料，查机床夹具设计手册表1-2-8 ， ， 4. 夹紧力计算：查机床夹具设计手册由表1-2-23，可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0。查表1-2-21： ， 229选用梯形螺纹有利于自锁850由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力所以夹具设计符合要求。 （三）夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，满足大批量生产需求，减小劳动强度
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