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法兰盘 13 夹具 设计 加工 工艺 装备 分析 非标 10 CAD 独家

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法兰盘的工艺分析与钻削6-13孔夹具设计摘要在现代化的生产里面，夹具在加工的时候是非常关键的，在设备上进行生产使用的时候，是不能丢弃的一个关键部分。加工这个行业范围是比较广的，生产的零部件不管是构造也好，变化是非常大的，现在基本上都不用通用夹具来进行生产了。这样来看，专用夹具在现代化的生产里面是非常重要的。本文论述法兰盘的工艺分析与钻削6-13孔夹具设计。研究零件机械加工工艺规程的设计问题，介绍工艺规程的组成、制定路线等。说明零件的机械加工工艺结构性，结合生产主要从零件分析、毛坯的选择、工艺路线的拟定、工序内容的确定等几个方面详细的讲述了法兰盘零件工艺过程设计以及工艺编制中应注意的问题，以及如何才能达到最理想的表面质量和经济效益。针对设计给定的题目，设计钻削6-13孔的专用钻床夹具。夹具设计包括：设计出对零件进行定位，夹紧，还有引导的各个元件。在这里尤其要注意的是，夹具在定位零部件的时候，会产生误差，这个误差要在的合理控制范围以内，要充分了解夹具的优缺点，以便改进。关键词：法兰盘、工艺分析、6-13、钻床夹具、设计ABSTRACTIn the modern production inside, fixture in the processing time is very critical, in the production of equipment on the use of time, can not be discarded a key part. Processing the scope of this industry is relatively wide, the production of parts, whether it is structure or change is very large, and now basically do not have a common fixture to the production. In this way, the special fixture in the modern production which is very important.This paper discusses the process of flange analysis and drilling 6-13 hole fixture design. Research parts of the mechanical processing technology design problems, introduce the composition of the process, the development of routes and so on. The details of the mechanical processing technology of the parts are described in detail. The production process is mainly described in terms of part analysis, rough selection, process route preparation, process content determination and so on. The design of the flange part process and the preparation of the process should pay attention to The question, and how to achieve the best surface quality and economic benefits.For the design of a given topic, the design of drilling 6 - 13 hole of the special drilling fixture. Fixture design includes: design of the parts for positioning, clamping, and guide the various components. In particular here to note that the fixture in the positioning of parts, it will produce errors, the error within the reasonable control range, to fully understand the advantages and disadvantages of fixtures in order to improve.Key words：Flange, process analysis, 6-13, drilling fixture, design目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 工艺过程11.1.1 生产过程与工艺过程11.1.2 机械加工工艺过程的组成11.1.3 机械加工生产类型和特点21.2 机械加工工艺规程31.2.1 概述31.2.2 机械加工艺规程的作用31.2.3 工艺规程制订的原则31.3 机械加工的生产率及技术经济分析41.3.1 机械加工时间定额的组成41.3.2 提高机械加工生产率的途径51.3.3 机械加工技术经济分析的方法51.4 机床夹具的概述62 零件的分析72.1 零件的作用72.2零件的分析82.2.1 零件的工艺分析82.2.2 零件结构分析82.2.3 零件的技术要求分析82.2.4 零件的组成表面82.2.5 零件的技术要求92.2.6 零件的形位公差93 零件工艺规程的设计103.1 零件生产类型的确定103.2 确定零件的材料及制造方式103.3 选择加工的定位基准113.4 加工工艺路线的制定123.5 加工方法、加工刀具及量具的选用133.6 各工序工步加工余量的计算153.7 确定切削用量及基本工时174 钻6-13孔专用夹具设计284.1 夹具设计应遵循的设计原则284.2 方案设计284.2.1 定位方案的设计284.2.2 定位元件的确定294.2.3 夹紧方案的确定294.2.4 夹紧元件的确定304.2.5 夹具体的设计304.3 切削力计算314.4 定位误差分析314.5 导向装置设计32结论35致谢36参考文献37II1 绪论1.1 工艺过程1.1.1 生产过程与工艺过程1、生产过程生产过程是指把原材料转变为成品的全过程。机械产品的生产过程，一般包括：（1）生产与技术的准备,如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制，生产资料的准备；（2）毛坯的制造，如铸造、锻造、冲压等；（3）零件的加工，如切削加工、热处理、表面处理等；（4）产品的装配，如总装，部装、调试检验和油漆等；（5）生产的服务，如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等。2、工艺过程工艺过程是指在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。如毛坯的制造，机械加工、热处理、装配等均为工艺过程。 在工艺过程中，若用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺过程，称为机械加工工艺过程。同样，将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。1.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀，毛坯就是依次通过这些工序的加工而变成为成品。1、工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。区分工序的主要依据，是工作地点是否变动和完成的那部分工艺内容是否连续。孔需要进行钻孔和铰孔，如果一批工件中，每个工件都是在一台机床上依次地先钻孔，而后铰孔，则钻孔和铰孔就构成一个工序。如果将整批工件都是先进行钻孔，然后整批工件再进行铰孔，这样钻孔和铰孔就分成两个工序。工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是制订工时定额，配备工人，安排作业和进行质量检验的依据。通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程称为工艺路线。2、安装与工位工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置，然后再夹紧的过程称为装夹。工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容称为安装。在一道工序中可以有一个或多个安装。工件加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间 。因此生产中常用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不同的位置加工。为完成定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置，称为工位。3、工步与走刀（1）工步工步是指被加工表面和切削工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序。一个工序可以包括几个工步，也可以只有一个工步。（2）走刀在一个工步内，若被加工表面切去的金属层很厚，需分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可以包括一次走刀或几次走刀。1.1.3 机械加工生产类型和特点1、生产纲领企业在计划期内生产的产品的数量和进度计划称为生产纲领。零件年生产纲领。生产纲领的大小对生产组织形式和零件加工过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。2、生产类型和工艺特点企业生产专业化程度的分类称为生产类型。生产类型一般可分为：单件生产、成批生产、大量生产三种。（1）单件生产单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多,每种产品的产量很少，而且很少重复生产。（2）成批生产成批生产的基本特点是：分批的生产相同的产品，生产呈周期性重复。如机床制造、电机制造等属于成批生产，成批生产又可按其批量大小分为小批量生产、中批量生产、大批量生产三种类型。其中，小批量生产和大批生产的工艺特点分别与单件生产和大量生产的工艺特点类似；中批量生产的工艺特点。介于小批生产和大批生产之间。（3）大量生产大量生产的基本特点是：产量大、品种少，大多数工作长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工。1.2 机械加工工艺规程1.2.1 概述机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。1.2.2 机械加工艺规程的作用1、指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。所以，它是获得合格产品的技术保证，是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会引起产品质量的严重下降，生产率显著降低，甚至造成废品。2、生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。3、新建和扩建工厂的技术依据在新建和扩建工厂时，生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产。1.2.3 工艺规程制订的原则工艺规程制订的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制定时，还应注意下列问题：1、技术上的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。2、经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品生产成本最低。3、良好的劳动条件及避免环境污染在制订工艺规程时，要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要尽量采取机械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。同时，要符合国家环境保护法的有关规定，避免环境污染。产品质量、生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺规程应用该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。1.3 机械加工的生产率及技术经济分析1.3.1 机械加工时间定额的组成1、时间定额的概念所谓时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。它是安排作业计划、核算生产成本等重要依据。2、时间定额的组成（1）基本时间T基本时间是指直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置以及表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对于切削加工来说，基本时间就是切除金属所消耗的时间。（2）辅助时间T辅助时间是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。它包括：装卸工件，开停机床，引进或退出刀具，改变切削用量，试切和测量工件等所消耗的时间。（3）布置工作地时间T布置工作地时间是为了使加工正常进行，工人照管工作地所消耗的时间。它不是直接消耗在每个工件上的。而是消耗在一个工作班内的时间，再折算到每个工件上的。一般按作业时间的2%7%估算。（4）休息与生理需要时间T休息与生理需要时间是工人在工作班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。T是按一个工作班为计算单位，再折算到每个工件上的。对机床操作工人一般按作业时间的2%估算。以上四部分时间的总和称为单件时间T，即T=TT+T+T1.3.2 提高机械加工生产率的途径1、缩短基本时间在大批大量生产时，由于基本时间在单位时间中所占比重较大，因此通过缩短基本时间即可提高生产率。缩短基本时间的主要途径有以下几种：（1）提高切削用量增大切削速度、进给量和背吃刀量，都可缩短基本时间，但切削用量的提高受到刀具耐用度和机床功率、工艺系统刚度等方面的制约。随着新型刀具材料的出现，切削速度得到了迅速的提高。（2）采用多刀同时切削每把车刀实际加工长度只有原来的三分之一；每把刀的切削余量只有原来的三分之一；用三把刀具对同一工件上不同表面同时进行横向切入法车削。显然，采用多刀同时切削比单刀切削的加工时间大大缩短。2、缩短辅助时间（1）直接缩减辅助时间采用专用夹具装夹工件，工件在装夹中不需找正，可缩短装卸工件的时间。大批大量生产时，广泛采用高效气动、液动夹具来缩短装卸工件的时间。单件小批生产中，由于受专用夹具制造成本的限制，为缩短装卸工件的时间，可采用组合夹具及可调夹具。（2）间接缩短辅助时间为了使辅助时间和基本时间全部或部分地重合，可采用多工位夹具和连续加工的方法。1.3.3 机械加工技术经济分析的方法制订机械加工工艺规程时，在同样能满足工件的各项技术要求下，一般可以拟订出几种不同的加工方案，而这些方案的生产效率和生产成本会有所不同。为了选取最佳方案就需进行技术经济分析。所谓技术经济分析就是通过比较不同工艺方案的生产成本，选出最经济的加工工艺方案。生产成本是指制造一个零件或一台产品所必须的一切费用的总和。生产成本包括两大类费用：第一类是与工艺过程直接有关的费用叫工艺成本，约占生产成本的70%75%；第二类是与工艺过程无关的费用，如行政人员工资，厂房折旧，照明取暧等。由于在同一生产条件下与工艺过程无关的费用基本上是相等的，因此对零件工艺方案进行经济分析时，只要分析与工艺过程直接有关的工艺成本即可。1.4 机床夹具的概述夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。近些年来，随着机械加工迎来的大发展，当下对夹具有提出了新的要求，更加的最求与效率和精确度，现有要求有下面这几个：1、能够方便快捷的让新的加工零件突入到身产当中去，目的是节约加工的时间，有效的降低生产当中所出现的成本；2、能装夹一组具有相似性特征的工件；3、能适用于精密加工的高精度机床夹具；4、能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5、通过其他的手段来实现加工零件的快速、高效率的进行夹住收紧，这样一来可以有效的减少了技术人员的劳动强度和有效的提高了生产企业的生产效率；6、提高机床夹具的标准化程度。从目前国际加工局势上来看俄罗斯、德国、美国是先进夹具的组要生产国家，就国际局势而言，现在夹具生产企业一般以小企业或者中小企业为主，专门生产各种先进夹具锪夹具体，并且接收本国和其他出口过的的订单，而专用性，高效使用性的通用型先进夹具的发展和科研技术已经一步步的走向成熟阶段，其中的贸易订单尚未统计完毕，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于中国在夹具的发展起步较早，所以，有一定的基础和经验的累积，并且，在价格上和其他国家相比较而言也同样存在的较大的优势，伴随着中国加入世界贸易组织，其中的商业价值也随之加大，特别现在流行的网络交易也悄然升温，具有进一步扩大。372 零件的分析2.1 零件的作用本次设计的零件是法兰盘。其主要作用概述如下：1、法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；2、也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。3、法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。4、管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。5、法兰分螺纹连接（丝扣连接）法兰、焊接法兰和卡夹法兰。法兰都是成对使用的,低压管道可以使用丝接法兰，四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。6、不同压力的法兰厚度不同，它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。具体结构详见下图2.1所示：图2.1 法兰盘零件图2.2 零件的分析2.2.1 零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时，首先要对照产品装配图分析零件图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2 零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面：1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样，但从形体上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时，根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点，就可选择与其相适应的加工方法和加工路线，例如外圆表面通常由车削或磨削加工；内孔表面则通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同，可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面；这样，就能在工艺路线拟定时，做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下，既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3 零件的技术要求分析零件图样上的技术要求，既要满足设计要求，又要便于加工，而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面：1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量；2、各加工表面之间的相互位置精度；3、工件的热处理和其它要求，如动平衡、镀铬处理、去磁等。2.2.4 零件的组成表面1、180所在的外圆及左右两端面，130所在的外圆及左右两端面；2、81孔和90孔所在表面及其所在端面；3、6-13EQS圆柱孔及6-21沉头孔所在的表面及端面；2.2.5 零件的技术要求1、130外圆柱面，其表面粗糙度的数值为1.6um；130外圆所在左端面，其表面粗糙度数值为3.2um；2、152外圆所在左右两端面，其表面粗糙度数值为3.2um；3、90内孔所在表面其表面粗糙度数值为1.6um；90内孔所在左右端面，其表面粗糙度数值为3.2um；4、其余未标注表面粗糙度的表面，其表面粗糙度公差均为6.3um；5、未注倒角为C1；6、除毛刺，倒棱，表面氧化处理。2.2.6 零件的形位公差1、130外圆所在左端面，相对于130外圆所在轴线的直线度公差为0.02；2、90内孔所在轴线，相对于130外圆所在轴线的同轴度公差为0.02。3 零件工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算：通过上面的分析，结合任务书、确定零件法兰盘的生产类型是大批量批生产。3.2 确定零件的材料及制造方式本次零件其材料牌号为Q235-A。Q235普通碳素结构钢又称作A3板。普通碳素结构钢普板是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小（板厚/直径16mm，屈服强度为235MPa；16mm板厚/直径40mm，屈服强度为225MPa；40mm板厚/直径60mm，屈服强度为215MPa；60mm板厚/直径100mm，屈服强度为205MPa；100mm板厚/直径150mm，屈服强度为195MPa；150mm板厚/直径200mm，屈服强度为185MPa）。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以”Q“，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服应力（s)为235 MPa的碳素结构钢。必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。其制造方式选择锻造。具体的毛坯图详见下图3.1：图3.1 法兰盘毛坯图3.3 选择加工的定位基准定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目，各表面加工顺序，夹具结构及零件的精度。定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。1、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。2、精基准的选择原则“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定位误差。“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。“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。“互为基准“原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据零件图，本零件是一个形状不复杂的零件。粗基准的选择：本零件将选择180外圆所在的右端面（见左视图）作为粗基准；精基准的选择：本零件将选择零件的90圆柱孔作为精基准。3.4 加工工艺路线的制定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级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下，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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。经过相应的分析，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序1、锻造；工序2、热处理：氧化处理；工序3、车削：工步1：粗车180的外圆；工步2：粗车180的右端面；工步3：半精车180的右端面；工序4、车削：工步1：粗车81的内孔；工序5、车削：工步1：粗车90内孔及左端面；工步2：半精车90内孔及左端面；工步3：精车90内孔及左端面；工序6、车削：工步1：掉头粗车130外圆所在的左端面；工步2：半精车130外圆所在的左端面；工序7、车削：工步1：粗车130外圆柱面及所在的右端面；工步2：半精车130外圆柱面及所在的右端面；工步3：精车130外圆柱面及所在的右端面；工序8、钻削：工步1：钻6-13圆柱孔底孔；工步2：钻6-13圆柱孔；工步3：扩6-13圆柱孔；工步4：铰6-13圆柱孔；工步5：钻6-21的台阶孔；工序9、倒角；工序10、清洗；工序11、终检；工序12、入库；3.5 加工方法、加工刀具及量具的选用法兰盘是设计专用夹具的主要的零件，它的零件的材料是Q235-A。根据资料和加工工艺，现确定加工余量如下：工序1、锻造；工序2、热处理：氧化处理；工序3、车削：工步1：粗车180的外圆；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为外圆车刀，测量的工具为游标卡尺。工步2：粗车180的右端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工步3：半精车180的右端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工序4、车削：工步1：粗车81的内孔；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为内孔车刀，测量的工具为游标卡尺。工序5、车削：工步1：粗车90内孔及左端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为内孔、端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工步2：半精车90内孔及左端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为内孔、端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工步3：精车90内孔及左端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为内孔、端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工序6、车削：工步1：掉头粗车130外圆所在的左端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工步2：半精车130外圆所在的左端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工序7、车削：工步1：粗车130外圆柱面及所在的右端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为外圆、端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工步2：半精车130外圆柱面及所在的右端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为外圆、端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工步3：精车130外圆柱面及所在的右端面；选用的是CK6140数控车床，待加工件装夹在三爪卡盘上，加工的刀具为外圆、端面车刀，测量的工具为游标卡尺。工序8、钻削：工步1：钻6-13圆柱孔底孔；选用的是Z525台式钻床，待加工件装夹在专用夹具上，加工的刀具为麻花钻，测量的工具为游标卡尺、塞规。工步2：钻6-13圆柱孔；选用的是Z525台式钻床，待加工件装夹在专用夹具上，加工的刀具为麻花钻，测量的工具为游标卡尺、塞规。工步3：扩6-13圆柱孔；选用的是Z525台式钻床，待加工件装夹在专用夹具上，加工的刀具为扩孔钻，测量的工具为游标卡尺、塞规。工步4：铰6-13圆柱孔；选用的是Z525台式钻床，待加工件装夹在专用夹具上，加工的刀具为铰孔钻，测量的工具为游标卡尺、塞规。工步5：钻6-21的台阶孔；选用的是Z525台式钻床，待加工件装夹在专用夹具上，加工的刀具为平头钻，测量的工具为游标卡尺、塞规。工序9、倒角；工序10、清洗；工序11、终检；工序12、入库；3.6 各工序工步加工余量的计算法兰盘是设计专用夹具的主要的零件，它的零件的材料是Q235-A。根据资料和加工工艺，现确定加工余量如下：工序1、锻造；工序2、热处理：氧化处理；工序3、车削：工步1：粗车180的外圆；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为2.5mm。工步2：粗车180的右端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为2mm。工步3：半精车180的右端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为0.5mm。工序4、车削：工步1：粗车81的内孔；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为2.5mm。工序5、车削：工步1：粗车90内孔及左端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为3mm。工步2：半精车90内孔及左端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为1mm。工步3：精车90内孔及左端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为0.5mm。工序6、车削：工步1：掉头粗车130外圆所在的左端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为2mm。工步2：半精车130外圆所在的左端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为0.5mm。工序7、车削：工步1：粗车130外圆柱面及所在的右端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为1.5mm。工步2：半精车130外圆柱面及所在的右端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为0.75mm。工步3：精车130外圆柱面及所在的右端面；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为0.25mm。工序8、钻削：工步1：钻6-13圆柱孔底孔；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为2.5mm。工步2：钻6-13圆柱孔；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为2.5mm。工步3：扩6-13圆柱孔；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为1.4mm。工步4：铰6-13圆柱孔；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为0.1mm。工步5：钻6-21的台阶孔；依据切削加工手册及相关资料，决定其余量为4mm。工序9、倒角；工序10、清洗；工序11、终检；工序12、入库；3.7 确定切削用量及基本工时工序1、锻造；工序2、热处理：氧化处理；工序3、车削：工步1：粗车180的外圆；1、背吃刀量的确定，决定取2.5mm。2、进给量f的确定，取0.2mm/r。3、切削速度V的确定，取0.2mm/r；40m/min；71r/min取n=90，这样就得到了50.9m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=53，f=0.2，n=90则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.2，n=90则工步2：粗车180的右端面；1、背吃刀量的确定，决定取2mm。2、进给量f的确定，取0.2mm/r。3、切削速度V的确定，取0.2mm/r；40m/min；71r/min取n=90，这样就得到了50.9m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=53，f=0.2，n=90则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.2，n=90则工步3：半精车180的右端面；1、背吃刀量的确定，决定取0.5mm。2、进给量f的确定，取0.25mm/r。3、切削速度V的确定，取0.25mm/r；50m/min；88r/min取n=112，这样就得到了63.3m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=53，f=0.25，n=112则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.25，n=112则工序4、车削：工步1：粗车81的内孔；1、背吃刀量的确定，决定取2.5mm。2、进给量f的确定，取0.2mm/r。3、切削速度V的确定，取0.2mm/r；40m/min；157r/min取n=180，这样就得到了45.8m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=55.5，f=0.2，n=180则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.2，n=180则工序5、车削：工步1：粗车90内孔及左端面；1、背吃刀量的确定，决定取3mm。2、进给量f的确定，取0.2mm/r。3、切削速度V的确定，取0.2mm/r；40m/min；141r/min取n=150，这样就得到了42.4m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=25，f=0.2，n=150则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.2，n=150则工步2：半精车90内孔及左端面；1、背吃刀量的确定，决定取1mm。2、进给量f的确定，取0.25mm/r。3、切削速度V的确定，取0.25mm/r；50m/min；177r/min取n=180，这样就得到了50.9m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=25，f=0.25，n=180则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.25，n=180则工步3：精车90内孔及左端面；1、背吃刀量的确定，决定取0.5mm。2、进给量f的确定，取0.3mm/r。3、切削速度V的确定，取0.3mm/r；60m/min；212r/min取n=280，这样就得到了79.1m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=25，f=0.3，n=280则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.3，n=280则工序6、车削：工步1：掉头粗车130外圆所在的左端面；1、背吃刀量的确定，决定取2 mm。2、进给量f的确定，取0.2mm/r。3、切削速度V的确定，取0.2mm/r；40m/min；98r/min取n=112，这样就得到了45.7m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=28，f=0.2，n=112则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.2，n=112则工步2：半精车130外圆所在的左端面；1、背吃刀量的确定，决定取0.5mm。2、进给量f的确定，取0.25mm/r。3、切削速度V的确定，取0.25mm/r；50m/min；122r/min取n=150，这样就得到了61.2m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=28，f=0.25，n=150则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.25，n=150则工序7、车削：工步1：粗车130外圆柱面及所在的右端面；1、背吃刀量的确定，决定取2 mm。2、进给量f的确定，取0.2mm/r。3、切削速度V的确定，取0.2mm/r；40m/min；98r/min取n=112，这样就得到了45.7m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=25，f=0.2，n=112则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.2，n=112则工步2：半精车130外圆柱面及所在的右端面；1、背吃刀量的确定，决定取0.5mm。2、进给量f的确定，取0.25mm/r。3、切削速度V的确定，取0.25mm/r；50m/min；122r/min取n=150，这样就得到了61.2m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=25，f=0.25，n=150则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.25，n=150则工步3：精车130外圆柱面及所在的右端面；1、背吃刀量的确定，决定取0.5mm。2、进给量f的确定，取0.3mm/r。3、切削速度V的确定，取0.3mm/r；60m/min；147r/min取n=180，这样就得到了73.5m/min.计算后得到，所以机床功率床功率是满足要求的。4、基本时间 式中：l=25，f=0.3，n=180则5、辅助时间公式为： 式中：=6，f=0.3，n=180则工序8、钻削：工步1：钻6-13圆柱孔底孔；1、采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴的转动速度，查主轴转速表，取；得4、基本时间式中：l=30，f=0.1，n=735，则5、辅助时间式中：=6，则工步2：钻6-13圆柱孔；1、采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴的转动速度，查主轴转速表，取；得4、基本时间式中：l=30，f=0.1，n=525，则5、辅助时间式中：=6，则工步3：扩6-13圆柱孔；1、采用的扩孔钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴的转动速度，查主轴转速表，取；得4、基本时间式中：l=30，f=0.1，n=465，则5、辅助时间式中：=6，则工步4：铰6-13圆柱孔；1、采用的铰孔钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴的转动速度，查主轴转速表，取；得4、基本时间式中：l=30，f=0.1，n=465，则5、辅助时间式中：=6，则工步5：钻6-21的台阶孔；1、采用的平头钻的材质是硬质合金钻头，它的具体的数值在下面：。2、根据相关设计资料和设计指南取3、切削速度的确定取。主轴的转动速度，查主轴转速表，取；得4、基本时间式中：l=17，f=0.1，n=331，则5、辅助时间式中：=6，则工序9、倒角；工序10、清洗；工序11、终检；工序12、入库；4 钻6-13孔专用夹具设计4.1 夹具设计应遵循的设计原则1、确定定位方案与定位元件的原则工件在夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置，工件位置的正确与否，用加工要求来衡量，能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但各个工件的位置变动量必须控制在加工误差所允许的范围之内。2、夹紧装置设计的基本要求及遵循原则（1）夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。（2）夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要是工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。（3）夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。（4）工艺性好，使用性好。其结构力求简单，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。（5）在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：工件不移动原则；工件不变形原则；工件不振动原则；安全可靠原则；经济实用原则；4.2 方案设计4.2.1 定位方案的设计1、法兰盘定位方案的确定选用的夹具主要被用在Z525立式钻床，因为180外圆所在的右端面（见零件左视图）、90内孔等都被加工过。（1）选择180外圆所在的右端面和分度盘上端面相接触，限制三个方向的自由度。（2）选择在90内孔内插入一个圆柱销（分度盘上自带的圆柱销），限制两个方向的自由度。通过对零件的分析需要加工的6个孔为均布。因此，完成了零件的完全定位。本次对法兰盘在加工6-13圆柱孔时，要求设计回转式。先对其说明如下：1）将零件装夹完成之后，完成第一个孔的钻削加工后；2）通过手柄转动杠、转动手柄将分度盘连同工件一起转动60；3）进行第二个孔的加工。加工下面孔将以此类推。2、钻模座定位方案的确定采用“一面两销”的定位方案进行。具体构造见图4.1定位装置。图4.1 定位装置4.2.2 定位元件的确定1、法兰盘定位元件的确定定位元件有：分度盘。2、钻模座定位元件的确定其定位元件有：圆柱销、菱形销。4.2.3 夹紧方案的确定1、法兰盘夹紧方案的确定本次需要对6-13圆柱孔进行钻削加工，其切屑力在垂直方向。在垂直方向上我们利用了双头螺栓，夹紧垫圈、六角螺母对其进行夹紧。2、钻模座夹紧方案的确定在对角线位置上，利用2个内六角螺栓对其进行夹紧。4.2.4 夹紧元件的确定1、法兰盘夹紧元件的确定夹紧元件有：双头螺栓，夹紧垫圈、六角螺母。2、夹具上其他元件夹紧元件的确定（1）钻模座夹紧元件的确定：2个内六角螺栓。（2）钻套夹紧元件的选择：采用的是平头螺钉。4.2.5 夹具体的设计通过资料的查阅，能够知道夹具体毛坯有如下类型：1、铸造夹具体铸造夹具体的优点是工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁（如HT200），要求强度高时用铸钢（如ZG270-500），要求重量轻时铸铝（如ZL104）。目前铸造夹具体应用较多。2、焊接夹具体焊接夹具体，它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻（壁厚比铸造夹具体薄）。但焊接夹具体的热应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。3、锻造夹具体锻造夹具体，它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需经退火处理。此类夹具体应用较少。4、型材夹具体小型夹具体可以直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。这类夹具体取材方便、生产周期短、成本低、重量轻，如各种心轴类夹具的夹具体及钢套钻模夹具体。在本次设计中采用铸造夹具体，材料采用灰铸铁（HT200）。HT200指的是最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁，是较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性、减振性均较好，铸造性能也较好。具体结构见下图4.2夹具体图。图4.2 夹具体图4.3 切削力计算1、钻削13的圆柱孔刀具：13的铰孔钻钻孔切削力根据相关设计资料和设计指南，得钻削力计算方法：其中P代表钻削的力度、t代表钻削的深度,30mm、S代表每轮的转了以后的进给量, 0.1mm、D麻花钻直径, 13mm、HB布氏硬度，140HBS，钻孔的扭矩：，4.4 定位误差分析论文里面的夹具，定位的的这个面就是基准面，这个基准跟误差JB=0是没有重合起来的，按照生产的方法，这个面的粗糙度是6.3um，基准位在进行位置移动的时候，产生的误差的大小就是Jw=0.0315。