法兰盘工艺规程设计说明书.doc

机械制造基础课程设计说明书题目 法兰盘16.5孔的夹具设计 分院、专业 机械运载学院 班级 学生姓名 指导教师 成绩 2014 年 1 月 8 日沈阳理工大学应用技术学院目 录1 零件工艺分析及生产类型的确定11.1 零件的作用11.2 零件的技术要求11.3 零件的工艺分析12 确定毛坯 、绘制毛坯简图12.1选择毛坯12.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量23.拟定XXX工艺路线23.1定位基准的选择23.3加工阶段的划分23.4工序的集中与分散23.5工序顺序的安排33.6确定加工路线44 机床设备及工艺装备的选用85 加工余量、工序尺寸和公差的确定86 夹具设计156.1问题的提出156.2夹具设计156.2.1 定位方案156.2.2 夹紧机构166.2.3 夹具与机床联接元件167设计体会178参考文献171. 零件图工艺性分析1.1零件的作用法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。1.2零件的技术要求 1）法兰盘本身精度：外圆80尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra为1.6m，52尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6m，120尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra为3.2m，内孔62公差等级为IT7，36尺寸公差等级IT6，65表面粗糙度Ra为1.6m，距离36为34.5的平面公差等级IT13。 2）位置精度，内孔62相对于基准面A、B的跳动量要求为0.04。 3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。1. 3零件的工艺分析 此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。 2. 确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛坯1、根据零件材料HT150确定毛坯为铸件，由于要加工与36的孔中心线距离分别为54和34.5的两平面，若毛坯外型铸成120的外圆，材料浪费太严重，因此将两平面直接铸出。且3-11和3-16.5的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工。2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料 P4表1.2-1），铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-5），选择错型值为0.7（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-4）。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 P7表1.2-7），初步将本零件的加工余量定为5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.8. 3拟定零件的工艺路线3.1定位基准的选择先以80为基准加工52的外圆、长度方向为15的右端面和120的外圆，再以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔和螺纹，以36的内孔、6X6的半圆槽和长度为60的右端面定位钻孔、扩孔。3.2各面、孔加工方法的确定该零件是法兰盘，中批量生产。由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。3.4加工阶段的划分加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段3.4工序的集中与分散本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以外圆80为粗基准粗车52的外圆、长度方向为15的右端面、长度方向为60的右端面和120的外圆，调头装夹以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗车80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面，再以粗车后的外圆80为精基准半精车52的外圆、和120的外圆粗镗，半精镗36的内孔，以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗镗62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的内孔，继续半精镗65、62、及4X0.5的槽，车出M64X1.5的螺纹，以外圆80为基准粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面，以36的内孔、62.4内孔和长度为60的右端面及34.5的平面定位钻3-11和3-16.5的孔，然后扩3-16.5的孔，然后在继续钻出18和4的孔，磨80的外圆和长度为60和15的左端面，磨52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角，以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准精镗62的孔，以80的外圆为基准精镗36的内孔，然后用浮动镗刀块精镗36的内孔并加工出6X6的半圆槽。3.5工序的顺序安排1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、粗车52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、120 的外圆 4、粗车80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面5、半精车52的外圆和120的外圆、粗镗36的内孔、半精镗36的内孔6、粗镗62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的内孔、半精镗65、62及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹7、粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面8、钻3-11的孔 、扩3-16.5的孔9、钻出18和4的孔10、热处理：退火11、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）、12、清洗吹净在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。13、检验14、表面淬火15、磨80的外圆和长度为60和15的左端面、磨52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角 16、精镗62的孔17、精镗36的内孔18、用浮动镗刀块精镗36的内孔并加工出6X6的半圆槽19、去毛刺吹净20、检验3.6.确定工艺路线4.工序尺寸及其公差确定52工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸571.8571.8 粗车 54.2 2.8 0.04654.7 半精车 52.4 1.8 0.01952.9 磨削 52 0.4 0.0195280工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸851.8851.8 粗车 80.4 4.6 0.22 80.4 磨削 80 0.4 0.19 80120工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1251.81251.8 粗车 121.5 3.5 1 121.5 半精车 120 1.5 212062工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸571.8571.8 粗镗 60 3 0.19 60 半精镗 61.5 1.5 0.074 61.5 精镗62 0.5 0.036265工艺路线工序余量工序尺寸 铸 57 粗镗 764 半精镗 165 62.4工艺路线工序余量工序尺寸 铸 57 粗镗 5.462.436工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸311.8311.8 粗镗 33.1 2.1 0.16 33.1 半精镗 34.6 1.5 0.1 34.6精镗35.61 0.039 35.6浮动镗刀块精镗36 0.40.02 3615工艺路线工序余量工序尺寸 铸 20 粗车 4.515.5 磨削 0.51560工艺路线工序余量工序尺寸 铸 65 粗车 4.660.4 磨削 0.46011工艺路线工序余量工序尺寸 钻 111116.5工艺路线工序余量工序尺寸 钻 1111 扩 5.516.518工艺路线工序余量工序尺寸 钻 18184工艺路线工序余量工序尺寸 钻 444.机床设备及工艺装备的选用所用的设备有：CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。刀具有：90度车刀、车用镗刀、铣刀、11、4、18、16.5钻头、砂轮、切断刀。量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。5加工余量、工序尺寸和公差的确定（1） 粗车52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、120时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）（车刀刀杆尺寸BXH取20X30）切削用量：ap=10.85 由表5.3-1得：f=0.9mm/r 由表5.3-20查得 v=46m/min 则n=318x46/57=256.63=257r/mm工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min，由表3.3-3得：操作机床时间为：（0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43minT1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min则T总=T1+T2+T3+T4+T基=73.84min（2）粗车80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面：切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=4.6 ，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53m/min，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min，由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.09+0.08=0.27minT1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min由表5.4-1得机动时间为：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min则T总=T1+T2+T基+T3+T4=75.94（3）半精车52的外圆和120的外圆、粗镗36的内孔、半精镗36的内孔：切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3由表5.3-2得：f=0.15mm/r 由表5.3-20得：v=100m/min 则n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15minT基=135x5/578x0.15x3=2.29minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=74.79min粗镗36的内孔：切削用量：ap=2.1 由表5.3-3得f=0.3mm/r由表5.3-20得v=110m/min 则n=318v/d=318x110/31=1129r/min工时定额：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7minT总2=76.64min半精镗36的内孔：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/33=1108r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1minT总3=76.47min则T总=227.9min(4) 粗镗62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的内孔、半精镗65、62及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹时：切削用量： ap=7 由表5.3-3得f=0.5mm/r 由表5.3-20得v=67m/min 则n=318v/d=318x67/57=374r/min工时定额：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min 半精镗65、62及4X0.5的槽时：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=100x5/590x0.15x1.5=3.77minT总2=80.27min车出M64X1.5的螺纹：切削用量：ap=1.6 由表5.3-1得f=1.2mm/r 由表5.3-20得v=70m/min则n=318v/d=318x70/62=359r/min工时定额：T1=0.74min T2=0.07min T3=56min T4=15minT基= lz/nfap=50X5/359X1.2X1.6=0.36 minT总3=71.83min 则T总=230.45min(5) 粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得f=0.25mm/r 由表6.3-21得v=120m/min 则n=318v/d=318x120/112=341r/min工时定额：由表6.4-1得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min由表3.3-7得操作时间为0.5 min 由表3.3-8得测量工件时间为0.24minT1=1.98min T3=51min T4=15minT基=lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04minT总=75.02min(6) 钻3-11的孔：切削用量：ap=15 由表7.3-1得f=0.6mm/r 由表7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min工时定额：T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12 min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35)T基=15X11/347X0.6X15=0.05 min由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17 min由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15 min由表3.3-11得操作时间为0.4 min由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总1=62.81min 扩3-16.5的孔： 切削用量：ap=10 由表7.3-2得f=0.6mm/r 由表7.3-12得v=25.1m/min则n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min工时定额：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min 由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min由表3.3-11得操作机床时间为0.42 min 由表3.3-12得测量工件时间为0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06minT总2=62.89 min T总=125.7 min（7）钻出18和4的孔切削用量：ap=11 由表7.3-1得f=0.8mm/r 由表7.3-11得 v=13m/min n=318v/d=318x13/18=230r/min工时定额：钻18深2的孔：T2=Lw+Lf+Lt/fn=2+5.29+0/0.8X230=0.04 min (Lf=dm/2cotkr=18/2cot120=5.29)T基=2X18/230X0.8X2=0.1 min钻4深11的孔：T2=Lw+Lf+Lt/fn=11+1.18+0/0.8X230=0.07 min (Lf=dm/2cotkr=4/2cot120=1.18)T基=11X4/230X0.8X11=0.02 min由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17 min由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15 min由表3.3-11得操作时间为0.4 min由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总=62.99min（8）磨80的外圆和长度为60和15的左端面：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/80=88r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.51min T3=60min T4=15min T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09minT总1=78.6min磨52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/52=135r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.21minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91minT总2=77.55min T总=156.15min(9) 精镗62的孔：切削用量：ap=0.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=70x5/590x0.15x0.5=7.9minT总=84.4min(10) 精镗36的内孔：切削用量：ap=1由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=123m/min 则n=318v/d=318x123/36=1087r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53minT总=77min(11) 用浮动镗刀块精镗36的内孔切出6X6的半圆槽：切削用量：ap=0.4 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=140m/min 则n=318v/d=318x140/36=1237r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1237x0.15x0.4=3.37minT总=78.84min6夹具设计6.1.问题的提出由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻33-16.5孔，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产。6.2夹具设计6.2.1定位方案根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即x移动、y移动、x转动、y转动、z转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动一个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选以36的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面为定位基准。（见工序图）6.2夹紧机构1、选择定位元件：由于本工序的定位面是36的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面