CA6140法兰盘.doc

JIU JIANG UNIVERSITY 机械制造技术课程机械制造技术课程设设计计 院 系 机械与材料工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名 范文泉 年 级 2008 级 A0811 指导教师 胡世华 二零一一年六月 目 录 课程设计任务书 零件图 毛坯图 机械加工工艺过程卡 机械加工工序卡 夹具总装图 课程设计成绩评定表 8 课程设计说明书 机械制造技术课程设计任务书机械制造技术课程设计任务书 机械与材料工程学院学院 机械设计制造及其自动化专业专业 2008 年级年级 学生姓名学生姓名 范文泉范文泉 题目 题目 设计 CA6140 车床 法兰盘零件的机械加工工艺规程及典型 夹具 大批量生产 主要内容 主要内容 1 绘制零件的毛坯图或零件 毛坯综合图 A3 2 设计零件的机械加工工艺规程 并填写 1 整个零件的机械加工工艺过程卡 A4 2 所设计夹具对应工序的机械加工工序卡 A4 3 设计某工序的夹具一套 绘出总装图 A2 4 编写设计说明书 指导教师 胡世华 班 级 A0811 学 生 范文泉 2011 年 6 月 5 日 课程设计成绩评定表 评分指标评分指标满分值满分值评分评分合计合计总评成绩总评成绩 遵守纪律情况遵守纪律情况 5 5 学习态度和努力程度学习态度和努力程度 5 5 独立工作能力独立工作能力 5 5 工作作风严谨性工作作风严谨性 5 5 文献检索和利用能力文献检索和利用能力 5 5 平时表现平时表现 权重权重 30 30 与指导教师探讨能力与指导教师探讨能力 5 5 方案选择合理性方案选择合理性 3 3 方案比较和论证能力方案比较和论证能力 3 3 设计思想和设计步骤设计思想和设计步骤 3 3 设计计算及分析讨论设计计算及分析讨论 3 3 设计说明书页数设计说明书页数 5 5 设计说明书内容完备性设计说明书内容完备性 3 3 设计说明书结构合理性设计说明书结构合理性 2 2 设计说明书书写工整程度设计说明书书写工整程度 2 2 设计说明书文字内容条理性设计说明书文字内容条理性 2 2 图样数量图样数量 5 5 图样表达正确程度图样表达正确程度 5 5 图样标准化程度图样标准化程度 5 5 图面质量图面质量 5 5 设计是否有应用价值设计是否有应用价值 2 2 设计的数设计的数 量和质量量和质量 权重权重 50 50 设计是否有创新设计是否有创新 2 2 表达能力表达能力 4 4 报告内容报告内容 8 8 回答问题情况回答问题情况 6 6 答辩 权答辩 权 重重 20 20 报告时间报告时间 2 2 机机 械械 制制 造造 技技 术术 课程设计说明书 设计题目设计题目 CA6140 法兰盘的设计 设设 计计 者者 范文泉 学学 号号 34 指导教师指导教师 胡世华 机械与材料工程学院 2011 年 6 月 5 日 摘摘 要要 初步学会综合运用所学过的全部课程 并且独立完成了一项 工程基本训练 运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的 知识 正确地解决法兰盘零件在加工中的定位 夹紧以及合理制订 工艺规程等问题的方法 对法兰盘零件十道工序进行了夹具设计 学会了工艺装备设计的一般方法 提高了结构设计的能力 前前 言言 机械制造技术课程设计 是我们学习完大学阶段的机械类基 础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程 它是将设计和 制造知识有机的结合 并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和 较先进成熟的制造技术的应用 而进行的一次理论联系实际的训练 通过本课程的训练 将有助于我们对所学知识的理解 并为后续的 课程学习以及今后的工作打下一定的基础 对于我本人来说 希望能通过本次课程设计的学习 学会将所 学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来 并应用于解 决实际问题之中 从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力 同时 又希望能超越目前工厂的实际生产工艺 而将有利于加工质量和劳 动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中 为改善 我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径 由于所学知识和实践的时间以及深度有限 本设计中会有许多 不足 希望各位老师能给予指正 目目 录录 第 1 章 机械加工工艺规程设计 1 1 零件的分析 第 2 章 机械加工工序设计 2 1工序简图的绘制 第 3 章 夹具设计 3 1 概述 设计小结 参考文献 第第 1 1 章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1 1 零件的分析 1 分析零件的技术要求 CA6140 卧式车床上的法兰盘 它位于车床丝杆的末端 主要作用是标明 刻度 实现纵向进给 零件的 100 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 外圆上钻有底部为 mm 上部为 的定位孔 实现精确定位 法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过 本身 没有受到多少力的作用 2 零件图的工艺审查 法兰盘共有三组加工表面 他们之间有一定的位置要求 现分述如下 以 45mm 外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括 45mm外圆 端面及倒角 100mm 外圆 0 0 017 0 12 0 34 过度倒圆 内孔及其左端倒角 以 100mm 外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括 100mm 端面 45外圆 端面及倒角 切槽 0 12 0 34 0 0 017 3 2 内孔的右端倒角 以 20mm 的孔为中心加工表面 这一组加工表面包括 45mm 外圆及端面 100mm 外圆及端面 侧 0 0 017 0 12 0 34 面 90mm 外圆 45mmm 外圆 过度圆角 4 9mm 孔和同轴的 0 0 6 6mm 孔 0 03 0 它们之间有一定的位置要求 主要是 a 100mm 左端面与 20mm 孔中心轴的跳动度为 0 03mm 0 12 0 34 0 045 0 b 90mm 右端面与 20mm 孔中心轴线的跳动度为 0 03mm 0 045 0 c 45mm 的外圆与 20mm 孔的圆跳动公差为 0 03mm 0 0 017 0 045 0 经过对以上加工表面的分析 我们可先选定粗基准 加工出精基准所在的加工 表面 然后借助专用夹具加工另一组表面 并且保证他们之间的位置精度要求 1 2 确定毛坯 根据生产类型 零件的结构 形状 尺寸及材料等选择毛坯的制造方式和 精度 1 选择毛坯的类型和制造方法 零件材料为 HT200 考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大 零件 结构又比较简单 零件年产量为 50 万是大批量 设其备品率为 4 机械加工 废品率为 1 则该零件的年生产纲领为 N Qn 1 备品率 机械加工废品率 50 1 1 4 1 52 5 万 件 年 而且零件加工的轮廓尺寸不大 在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成 型 在铸造当中为了避免铸件浇不到和冷隔等缺陷 应要求铸件壁厚不小 于最小壁厚 对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚 铸件的内壁厚度应 小于外壁厚 金属型铸件最小壁厚 铸件轮廓尺寸 200 200 灰铸铁 6mm 我们零件的最 小轮廓尺寸是 8 mm 已经符合要求 较小的孔和槽 或铸件的壁很厚 则不宜铸出 直接用机械加工成孔反 而方便 对中心线位置要求高的孔不宜指出 这是因为铸出后很难保证中心度 精确 用钻头扩孔无法纠正其中心位置 我的零件是最小的孔是 还有mm4 和 我这几个孔都没有铸造出来 这也是我们注意的一点 我选择mm6 94 的铸造的粗糙度是 初步选择的加工余量 6 0mm 铸件缺陷层7CT 粗糙度 还根据铸造机械加工余量的估算公 mmT 300 缺 mRZ 200 式 计算出来的结果加工余量 A 3 8MM 经过相关资料的总结的 15 0 2 0 BCBA MAN 加工余量的外圆的加工余量 A 6MM 其他加工面都是 A 5MM 12 0 34 0 100 金属型铸造要求的条件 符合 100 或 100 以下的铸件 结构简单 经济合 理性为成批 大量生产 这也基本满足条件 我就选择金属型铸造 总之 零件形状并不复杂 而且零件加工的轮廓尺寸不大 因此毛坯形状可以与 零件的形状尽量接近 内孔不铸出 毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定 在 考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型 2 绘制毛坯图 见附图 1 3 工艺路线的拟定 1 定位基准的选择 精基准的选择 对于法兰盘零件而言可归为轴类零件 尽可能选择不加工表面为粗基准 而对 有若干个不加工表面的工件 则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加 工表面作粗基准 选择比较平整 平滑 有足够大面积的表面 并且不许有浇 冒口的残迹和飞边 根据这个基准选择原则 现选取右边外圆及的右45 90 端面的不加工外轮廓表面作为粗基准 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一个自由度 对外圆 和 共两块 V 形块加紧 限制 个自 12 0 34 0 100 0 6 0 45 90 045 0 0 20 由度 底面两块支撑板定位面限制 1 个自由度 使缺少定位 不过是可以靠两 个 V 形块来加紧力来约束 轴的扭转力 然后进行钻削 的的加工 这样对于 回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准 确保的圆周度 粗基准的选择 以为精基准加工表面 045 0 0 20 这一组加工表面包括 右端面 左端面 右端面 12 0 34 0 100 90 0 017 0 45 退刀槽 4 和孔 因为主要应该考虑基准重合的问题 当设计基准23 03 0 0 6 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 2 零件表面加工方法的确定 本零件的加工面有个圆 内孔 端面 车槽等 材料为 HT200 参考 机械制 造工艺设计简明手册 表 1 4 6 表 1 4 7 表 1 4 8 等 其加工方法选择 如下 a 外圆面 公差等级为 IT6 IT8 表面粗糙度为 采用粗车 半精车 磨削的加工方法 b 20 内孔 公差等级为 IT7 IT8 表面粗糙度为 采用钻 扩 铰 精 铰的加工方法 倒角用车刀加工 c 外圆面 公差等级为 IT13 IT14 表面粗糙度为 采用粗车 半精车 磨削的加工方法 d 90 外圆 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗 糙度为 采用的加工方法为粗车 半精车 磨削 e 100 外圆面 公差等级为 IT11 表面粗糙度为 采用粗车 半精车 磨削的加工方法 f 右端面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙 度为 采用的加工方法为粗车 g 90 突台右端面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙度为 采用的加工方法为粗车 半精车 精车 h 90 突台左端面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙度为 采用的加工方法为粗车 半精车 磨削 i 100 突台左端面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙度为 采用的加工方法为粗车 半精车 精车 j 槽 3 2 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙 度为 采用的加工方法为粗车 k 100 突台右端面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙度为 采用的加工方法为粗车 半精车 磨削 l 90 突台距离轴线 34mm 的被铣平面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定 公差为 IT13 表面粗糙度为 采用的加工方法为粗铣 精铣 m 90 突台距离轴线 24mm 的被铣平面 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定 公差为 IT13 表面粗糙度为 采用的加工方法为粗铣 精铣 磨削 n 4 9 孔 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙 度为 采用的加工方法为钻削 o 4 的孔 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙度 为 采用的加工方法为钻削 p 6 的孔 未注公差等级 根据 GB1800 79 规定公差为 IT13 表面粗糙度 为 采用的加工方法为钻 铰 3 热处理工序的安排 铸件为了消除残余应力 需在粗加工前 后各安排一次时效处理 在半精 加工前 后各安排一次时效处理 4 工序的集中与分散 选用工序分散原则安排拨叉的加工工序 该拨叉的生产类型为大批生产 可以 采用普通型机床配以专用工 夹具 以降低其生产成本 5 工艺路线的拟订 方案一 工序 1 100 粗车左端面 粗车 90 左侧面 粗车 100 外 圆 粗车左 45 外圆 5 100 粗车右端面 工序 2 粗车右 45 右端面 粗车 90 右侧面 粗车右 45 外圆 粗车 90 外圆 工序 3 钻 扩 粗铰 精铰孔并车孔左端的倒角 045 0 0 20 工序 4 半精车 左 右端面 左端面 精车 12 0 34 0 100 90 左端面 左端面 半精车外圆 12 0 34 0 100 90 0 6 0 45 半精车柱体的过度倒圆 5 车柱体上的90 12 0 34 0 100 0 6 0 45 12 0 34 0 100 倒角 C1 5 工序 5 半精车 精车右端面 车槽 3 2 倒角 C7 4590 和 C1 45 工序 6 精车左端面 右端面 12 0 34 0 100 90 工序 7 粗铣 精铣柱体的两侧面 90 工序 8 钻 4 孔 铰 6 孔 钻 孔94 工序 9 磨削 B 面 即 外圆面 右端面 左端面 12 0 34 0 100 90 工序 11 磨削外圆面 12 0 34 0 100 90 工序 12磨削突台距离轴线 24mm 的侧平面 90 工序 13 刻字刻线 工序 14 镀铬 工序 15检测入库 方案二 工序 1 粗车 柱体左端面 12 0 34 0 100 工序 2 粗加工 20 孔 钻中心孔 18 扩孔 19 8 工序 3 粗车 100 柱体右端面 粗车 90 柱体左端面 半精车 100 左 右端 面 90 左端面 精车 100 左端面 90 左端面 粗车外圆 45 100 90 半精车外圆 45 90 100 车 100 柱体的倒角 车 45 柱体的过度倒圆 工序 4 粗车 半精车 精车 90 右端面 车槽 3 2 粗车 半精车外圆 外圆及倒角 工序 5 粗铰 19 94 2 精铰 20 工序 6 精车左端面 右端面 12 0 34 0 100 90 工序 7 铣 90 上两平面 粗铣两端面 精铣两端面 工序 8 钻 4 孔 铰 6 孔 工序 9 钻 4 9 透孔 工序 10 磨右 45 外圆 外圆 100 外圆 90 磨 B 面 即 左 45 外圆面 100 右端面 90 左端面 工序 11 磨 90 上距轴心 24 平面 工序 12 B 面抛光 工序 13 刻字刻线 工序 14 100 外圆镀铬 工序 15 检验入库 方案分析 上述两种工艺方案的特点在于 方案一是先粗加工表面的毛坯 基 本按照加工原则来加工的 先粗加工半精加工精加工 给钻孔确 045 0 0 20 定基准 确保孔的行位公差 不过一次性加工好 同时零件要 045 0 0 20 045 0 0 20 求很高的 在后面的加工会对它的精度的影响 并且左端面和右 12 0 34 0 100 90 端面要与轴有一定位置公差 这样很难保证它们的位置的准确性 而方 045 0 0 20 案二是只给钻孔保证底座平面度 不过钻头的下钻时不能准确定位 会 045 0 0 20 影响的位置公差 从而也影响后面加工的左端面和右端面 045 0 0 20 12 0 34 0 100 90 的端面跳动 不过在方案二中粗钻扩和铰是分开加工 粗铰 045 0 0 20 19 94 2 精铰 20 放在精车左端面 右端面前面 这样确 12 0 34 0 100 90 保左端面和右端面要与轴有一定位置公差 综合的方案如 12 0 34 0 100 90 045 0 0 20 下 工序 1 粗车零件左端 100 粗车左端面 粗车 90 左侧面 粗车 100 外圆 粗 车左 45 外圆 100 粗车右端面 工序 2 粗车零件右端 粗车右 45 右端面 粗车 90 右侧面 粗车右 45 外圆 粗车 90 外圆 工序 3 粗加工 20 孔 钻中心孔 18 扩孔 19 8 工序 4 半精车零件左端 半精车 100 左端面 半精车 90 左侧面 半精车 100 外圆 半精车左 45 外圆 半精车 90 外圆并倒角 C1 5 车过渡圆角 R5 半精车 100 右侧面 倒角 C1 5 工序 5 半精车零件右端 半精车右 45 半精车 90 右侧面 半精车右 45 外圆 右端 面 倒角 C7 切槽 3 2 工序 6 精加工 20 孔 粗铰 19 94 精铰 20 工序 7 精车 精车 100 左端面 倒角 1 1 5 20 精车 90 右侧面 4 倒角 1 1 5 20 工序铣 90 上两平面 1 粗铣两端面 2 精铣两端面 工序 8 钻 4 孔 铰 6 孔 钻 4 9 透孔 工序 9 磨外圆 100 右 45 外圆 外圆 90 磨 B 面 即 左 45 外圆面 100 右端面 90 左端面 工序 10 磨 90 上距轴心 24mm 平面 工序 11 B 面抛光 工序 12 刻字刻线 工序 13 检验入库 总工艺方案的分析 我们的总方案基本克服了一二方案的缺点 继承它们的优 点 可以做到先粗加工半精加工精加工 粗钻扩和铰是分开加工 045 0 0 20 粗铰 19 94 2 精铰 20 放在精车左端面 右端面前面 这 12 0 34 0 100 90 样确保左端面和右端面要与轴有一定位置公差 可以确保 12 0 34 0 100 90 045 0 0 20 加工面精度 045 0 0 20 1 4 加工设备和工艺装备的选择 工序 1 粗车 100 左端面 选用 93 偏头端面车刀 参看 机械制造工艺设计简明手册 车床选用 C365L 转塔式车床 中心高度 210mm 参看 切削用量简明手册 选择车刀几何 形状 前刀面形状为平面带倒棱型 前角为 10 后角为 6 主偏角 93 副偏角为 10 刀尖角圆弧半径 0 5 刃倾角为 10 粗车 90 左端面 选择刀具 与粗车 100 左端面同一把 粗车 100 外圆 选择刀具 90 焊接式直头外圆车刀 刀片厚度 5mm YG6 硬质合金 前刀 面带倒棱形 主偏角 90 前角 10 后角 6 副偏角 8 刃倾角 10 刀尖圆弧直径 0 5mm 粗车左端 45 外圆 选择刀具 与粗车 100 外圆同一把 粗车 100 右端面 选择刀具 与粗车 100 左端面同一把 工序 2 粗车右边 45 右端面 选择刀具 与粗车 100 左端面的刀具相同 粗车 90 右端面 选择刀具 同上 粗车右端 45 外圆 选择刀具 与粗车 100 外圆同一把 粗车 90 外圆 选择刀具 与粗车 100 外圆同一把 工序 3 钻 18 孔 a 机床选择 查 机械制造工艺设计简明手册 选用 Z535 立式钻床 b 刀具选择 查 机械制造工艺设计简明手册 选用直径 18mm 高速钢标 准锥柄麻花钻 扩 19 8 孔 刀具选择 选用直径 19 8mm 高速钢标准锥柄扩孔钻 工序 4 半精车 100 左端面 选择刀具 与粗车 100 左端面同一把 半精车 90 左端面 选择刀具 与粗车 100 左端面同一把 半精车 100 外圆 选择刀具 90 焊接式直头外圆车刀 刀片厚度 5mm YG6 硬质合金 前刀 面带倒棱形 主偏角 90 前角 10 后角 6 副偏角 8 刃倾角 0 刀尖圆弧直径 0 5mm 半精车左边 45 外圆 选择刀具 用半精车 100 外圆车刀 半精车 90 外圆 选择刀具 与半精车 100 外圆同一把 倒角 90 选择刀具 90 焊接式直头外圆车刀 刀片厚度 5mm YG6 硬质合金 前刀 面带倒棱形 主偏角 90 前角 10 后角 6 副偏角 8 刃倾角 0 刀尖圆弧直径 0 5mm 车过渡圆 R5 刀具选择 YG6 硬质合金成形车刀 R 5mm 半精车 100 右端面 选择刀具 与半精车 100 左端面同一把 工序 5 半精车右边 45 右端面 选择刀具 与半精车 100 左端面的刀具相同 半精车 90 右端面 选择刀具 选用 93 偏头端面车刀 参看 切削用量简明手册 选择车刀几 何形状 前刀面形状为平面带倒棱型 前角为 10 后角为 6 主偏角 93 副偏角为 10 刀尖角圆弧半径 0 5 刃倾角为 10 半精车右边 45 外圆 选择刀具 用半精车 90 外圆车刀 车 3 2 退刀槽 选择刀具 选择 90 切槽刀 车床 C365L 转塔式车床高 210mm 故刀杆尺寸 16 25mm 刀片厚度取 3mm 选用 YG6 刀具材料 前刀面形状为平面带倒棱型 前角为 10 后角 8 主偏角 90 副偏角 3 刀尖圆弧半径 0 2 0 5 取 0 5mm 刃倾角 0 工序 6 粗铰 19 94 刀具选择 直径 19 94mm 高速钢锥柄几用铰刀 后刀面磨钝标准为 0 4 0 6mm 耐用度 T 60min 精铰 20 刀具选择 直径 20mm 高速钢锥柄机用铰刀 工序 7 精车 100 左端面 选择刀具 与半精车 100 左端面同一把 倒角 内孔左侧 刀具选择 用粗车 左端面的端面车刀 工序 8 粗铣 90 两侧面 刀具选择 根据 机械制造工艺设计简明手册 表 3 1 及铣刀样本手册 选锯片铣刀 外径 160mm 内径 32mm B 3mm Z 28mm 工序 9 钻 4 孔 选用 Z35 型摇臂钻床 刀具选择 由 机械制造工艺设计简明手册 选用直径 4mm 高速钢标准锥柄麻花钻 工序 10 钻 4 9 选用 Z35 型摇臂钻床 刀具选择 选用直径 9mm 高速钢标准锥柄麻花钻 B 面抛光 工序 11 刻线 刻字 工序 12 100 外圆镀铬 工序 13 检测入库 1 5 机械加工工艺过程卡片的填写 详见附表一 机械加工工艺过程卡片 第第 2 2 章章 机械加工工序设计机械加工工序设计 2 1 工序余量和工序尺寸的确定 法兰盘 零件材料为 HT200 硬度 200HBS 毛坯重量约为 2 8KG 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 0 017 0 45 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 0 017 0 45 半精车外圆 1 445 60 1 0 1 0 6 45 粗车外圆 347 0 3 1 0 2 0 47 毛坯 5500 5 5 0 5 0 50 外圆表面 mm 12 0 34 0 100 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 12 0 34 0 100 半精车外圆 1 4 100 6 粗车外圆 4102 毛坯 61060 8 8 0 8 0 106 B 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 12 0 34 0 45 粗磨外圆 0 845 2 半精车外圆 146 粗车 247 毛坯 601061 1 106 孔 20mm 045 0 0 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 0 045 20 045 0 0 扩孔 0 919 8 0 1 19 8 1 0 0 钻孔 918 0 6 18 6 0 0 毛坯 10 mm 的端面 0 017 0 45 按照 工艺手册 表 6 28 铸件重量为 2 8kg mm 端面的单边加工 0 017 0 45 余量为 2 0 3 0 取 Z 2 0mm 铸件的公差按照表 6 28 材质系数取 复 1 M 杂系数取 则铸件的偏差为 2 S 7 0 8 0 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 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 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 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 最大 96 795 294 6 加工前尺 寸 最小 95 294 8894 48 最大 96 795 294 694 04 加工后尺 寸 最小 95 294 8894 4893 96 加工余量 21 20 60 2 加工公差 7 0 8 0 0 32 0 12 0 08 法兰盘的铸件毛坯图见附图 2 2 切削用量的确定和时间定额的计算 工序工序 1 1 确定切削用量 a 确定背吃刀量 ap 即切深 ap 粗车的余量为 2mm 由于刀杆截面取最大吃刀深度 6mm 所以一次走刀完 成即 ap 2mm b 确定进给量 f 查 切削用量简明手册 加工材料 HT200 车刀刀杆尺寸为 16 25 2 工件直径 100mm 切削深度 ap 2mm 则进给量为 0 8 1 2mm r 再根据 C365L 车床及 机械制造工艺设计简明手册 表 4 2 3 查取横向进给量取 f 0 92mm r c 选择磨钝标准及耐用度 根据 切削用量简明手册 表 1 9 取车刀后刀面最大磨损量为 0 8 1 0mm 焊 接车刀耐用度 T 60min d 确定切削速度 V 根据 切削用量简明手册 表 1 11 当用 YG6 硬质合金车刀加工 HT200 180 199HBS ap 2mm f 0 92mm r 查出 V 1 05m s 由于实际情 况 在车削过程使用条件的改变 根据 切削用量简明手册 表 1 28 查得切 削速度的修正系数为 Ktv 1 0 KTv 1 0 Kkv 1 0 Kkrv 0 73 Kmv 190 HBS 1 25 1 0 Ksv 0 85 Kkv 1 0 则修正后的 V V Ktv Kkv Kkrv Kmv Ksv KTv 1 05 1 0 1 0 0 73 1 0 0 85 1 0 1 0 60 44m min 其中 Ktv 为刀具材料改变时切削速度的修正系数 KTv 为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数 Kkv 为切削方式改变时切削速度的修正系数 Kkrv 为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数 Kmv 为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数 Ksv 为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数 则 n 1000V D 140r min 按 C365L 车床转速 机械制造工艺设计简明手册 表 4 2 2 选择与 140r min 相近似的机床转速 n 136r min 则实际切削速度 V 42 7m min 综上 此工步的切削用量为 ap 2mm f 0 92mm r n 136r min V 42 7m min 计算基本工时 按 机械制造工艺设计简明手册 表 7 1 中公式计算 刀具行程长度 L d d1 2 L1 L2 L3 其中 L1 为刀具切入长度 L2 为刀具切出长度 L3 为试切附加长度 由于车削实际端面 d1 0mm L1 4mm L2 2mm L3 0mm 则 L 106 0 2 4 2 0 59mm T L i f n 59 1 0 92 136 0 47min 其中 i 为进给次数 工序工序 2 2 确定切削用量 a 确定背吃刀深度 ap 粗车加工余量为 2mm 由于刀杆截面取最大吃刀深度为 6mm 一次走刀完成 则取 ap 2mm b 确定进给量 f 根据 切削用量手册 加工材料 HT200 车刀刀杆尺寸 16 25 2 工件直径 45mm 切削深度 2mm 属 3mm 则进给量为 0 4 0 5mm r 再根据 C365L 车床及 机械制造工艺设计简明手册 查取横向进给量 f 机 0 41mm r c 确定切削速度 V 根据 切削用量手册 表 12 当用 YG6 硬质加工 HT200 180 199HBS 2mm f 机 0 41mm r 查出 Vc 1 33m s 由于实际车削过程使用条件改变 各修正系数 Ktv 1 0 KTv 1 0 Kkv 1 0 Kkrv 0 73 Kmv 190 HBS 1 25 1 0 Ksv 0 85 Kkv 1 0 则修正后的 V V Ktv KTv Kkv Kkrv Kmv Ksv 1 33 60 1 0 1 0 1 0 0 73 1 0 0 85 49 520m min 则 n 350 47r min 按 C365L 车床转速 机械制造工艺设计简明手册 表 4 2 2 选择与 350 47 r min 相近转速为 322r min 则实际切削速度 V 机 45 7m min 计算基本工时 刀具行程长度 L d d1 2 L1 L2 L3 其中 d1 0 L3 0 L2 2mm L1 4mm 则 L 50 2 4 2 31mm 所以 T L i f n 31 1 0 41 322 0 235min 工序工序 3 3 切削用量选择 查 切削用量简明手册 得 f 0 70 0 86mm r 再由 机械制造工艺设计简明 手册 Z535 立式钻床进给量取 f 0 72mm r 查 切削用量简明手册 取 V 0 35m s 21m min 则 n 371 36r min 按机床选取 n 400r min 故 V 3 14 18 400 1000 22 6m min 计算基本工时 由 机械制造工艺设计简明手册 表 7 5 中公式得 T L L1 L2 f n 91 11 0 0 72 400 0 3542min 其中 L 91mm L1 D d1 2 cotKr 2 11mm L2 0mm d1 0mm 工序工序 4 4 确定切削用量 a 确定背吃刀量 半精车余量为 z 0 3mm 可一次走刀完成 ap 0 3mm b 确定进给量 由 机械制造工艺设计简明手册 表 3 14 表面粗糙度 Ra3 2 铸铁 副偏角 10 刀尖半径 0 5mm 则进给量为 0 18 0 25mm r 再根据 机械制造工艺设 计简明手册 表 4 2 3 查取横向进量 f 0 24mm r c 确定切削速度 VC 根据 切削用量简明手册 表 1 11 查得 V 2 13m min 由 180 199HBS ap 0 3mm f 0 24mm r 车刀为 YG6 硬质合金 由于实际车削过 程使用条件的改变 查取切削速度修正系数 Ktv 1 0 KTv 1 0 Kkv 1 0 Kkrv 0 73 Kmv 190 HBS 1 25 1 0 Ksv 0 85 Kkv 1 0 则 修正后的 V V Ktv Kkv Kkrv Kmv Ksv KTv 2 13 1 0 1 0 0 73 1 0 0 85 1 0 1 0 60 79 3m min 则 n 252r min 按 C365L 车床转速 机械制造工艺设计简明手册 表 4 2 2 选择与 252r min 相近的机床转速 n 238r min 则实际切削速度 V 3 14 100 238 1000 74 7m min 计算基本工时 L d d1 2 L1 L2 L3 其中 d 101mm d1 19 8mm L1 4mm L2 2mm L3 0mm 101 19 8 2 4 2 0 46 6mm 则 T 46 6 0 24 238 0 816min 工序工序 5 5 确定切削用量 a 确定背吃刀深度 ap 半精车加工余量为 0 5mm 由于刀杆截面取最大吃刀深度为 6mm 一次走刀完成 则取 ap 0 5mm b 确定进给量 f 根据 切削用量手册 加工材料 HT200 车刀刀杆尺寸 16 25 2 工件直径 46mm 切削深度 0 5mm 属 3mm 则进给量为 0 4 0 5mm r 再根据 C365L 车床 及 机械制造工艺设计简明手册 查取横向进给量 f 机 0 41mm r c 确定切削速度 V 根据 切削用量手册 表 12 当用 YG6 硬质加工 HT200 180 199HBS 0 5mm f 机 0 41mm r 查出 Vc 1 33m s 由于实际车削过程使用条件改变 各 修正系数 Ktv 1 0 KTv 1 0 Kkv 1 0 Kkrv 0 73 Kmv 190 HBS 1 25 1 0 Ksv 0 85 Kkv 1 0 则修正后的 V V Ktv KTv Kkv Kkrv Kmv Ksv 1 33 60 1 0 1 0 1 0 0 73 1 0 0 85 49 520m min 则 n 350 47r min 按 C365L 车床转速 机械制造工艺设计简明手册 表 4 2 2 选择与 350 47 r min 相近转速为 322r min 则实际切削速度 V 机 45 7m min 计算基本工时 刀具行程长度 L d d1 2 L1 L2 L3 其中 d1 19 8mm L3 0 L2 2mm L1 4mm 则 L 46 19 8 2 4 2 19 1mm 所以 T L i f n 19 1 1 0 41 322 0 145min 工序工序 6 6 确定切削用量 背吃刀量 ap 0 07mm 查 切削用量简明手册 得 f 1 0 2 0mm r 取 f 1 60mm r 参看 机械制造工艺设计简明手册 表 3 48 计算切削速度 V Cv do Zv KV T m ap xv f yv 其中 CV 15 6 ZV 0 2 XV 0 1 YV 0 5 m 0 3 KV 190 HB 0 125 1 则 V 15 6 19 94 0 2 1 60 0 3 0 07 0 1 1 68 0 5 6 37m min 则 n 1000 6 37 3 14 19 94 101 7r min 按机床选取 n 140r min 则 V 3 14 140 19 94 1000 8 788m min 计算基本工时 T L L1 L2 f n 其中 L 91mm L1 14mm L2 2mm 91 14 2 1 60 140 0 4777min 工序工序 7 7 确定切削用量 a 确定背吃刀量 加工余量为 0 16mm 一次走刀完成 则 asp 0 16mm b 确定进给量 查 机械制造工艺手册 表 3 14 得 f 0 2 0 3mm r 再由表 4 12 f 0 23mm r c 确定切削速度 V 查 切削用量手册 表 1 11 取 VC 2 13m s 由 180 199HBS asp 0 16mm f 0 52mm r 车刀为 YG6 硬质合金 由于实际车削过程使用条件的改变 查取切 削速度修正系数 Ktv 1 0 KTv 1 0 Kkv 1 0 Kkrv 0 73 Kmv 190 HBS 1 25 1 0 Ksv 0 85 Kkv 1 0 则修正后的 V V Ktv Kkv Kkrv Kmv Ksv KTv 2 13 1 0 1 0 0 73 1 0 0 85 1 0 1 0 60 79 3m min 则 n 1000 79 3 3 14 100 252r min 按 C365L 车床转速 机械制造工艺设 计简明手册 表 4 2 2 选择与 252r min 相近的机床转速 n 322r min 则实 际切削速度 V 101 1m min 综上 此工步的切削用量为 ap 0 16mm f 0 23mm r n 322r min V 101 1m min 计算基本工时 L d d1 2 L1 L2 L3 其中 d 100 4mm d1 20mm L1 4mm L2 L3 0mm 则 L 100 4 20 2 4 2 0 46 2mm 则 T 46 2 1 0 23 322 0 624min 工序工序 8 8 确定切削用量 4 个孔共走四次刀 由 切削用量手册 f 0 47 0 57mm r 由钻床取 f 0 40mm r 由 切削用量手册 取 V 查 0 36m s 21 6m min 由钻床说明书 取 n 机 850r min 故 V 24 03 m min 计算基本工时 T 4 L L1 L2 f n 其中 L1 8mm L2 0mm L 8mm 则 T 0 188min 工序工序 9 9 确定切削用量 砂轮速度 Vs 2670r min 查 机械制造工艺设计手册 表 3 107 工件 速度 v 0 3m s 表 3 101 砂轮宽度 B 50mm 则轴向进给量 fa 0 5 0 8 B 0 6B 30mm 径向进给量 fr 2 58 10 3 d 0 3 K1 K2 fa v T 0 5 2 58 10 3 45 0 3 1 4 1 75 30 0 3 1800 0 5 0 052mm 计算基本工时 T Zb A ftm K t k 0 04 1 0 052 1 1 0 16 0 8 0 7565min 工序工序 1010 确定砂轮速度 Vs 2810r min 轴向进给速度 即磨削进给量 fa 查 工艺设计实训教程 表 1 2 25 fa 0 5 0 8 B 0 5 0 8 20 10 16 mm r 取 fa 10mm r 径向进给量 磨削深度 fr 查 工艺设计实训教程 表 1 2 25 得 fr 0 01 0 02mm 则取 径向进给量 fr 0 01mm r 走刀 4 次 确定基本工时 T 4 L b Zb K 1000v fb ft Z 4 l 20 b Zb K 1000v fb ft Z 4 76 13 20 8 0 04 1 7 1000 10 0 01 10 0 209mi 工序工序 1111 刻线 刻字 工序工序 1212 100 外圆镀铬 工序工序 1313 检测入库 2 3 机械加工工序卡片的填写 详见附表 2 机械加工工序卡片 第第 3 3 章章 夹具设计夹具设计 3 1 概述 1 专用夹具设计的基本要求 保证被加工要素的加工精度 提高劳动生产率 具有良好的使用性能 经济性 2 专用夹具设计的一般步骤和需要完成的任务 明确设计要求 收集和研究有关资料 在接到夹具设计任务书后 首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关 的部件装配图 了解零件的作用 结构特点和技术要求 其次 要认真研 究加工件的工艺规程 充分了解本工序的加工内容和加工要求 了解本工 序使用的机床和刀具 研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工 序尺寸 拟定夹具的结构方案 绘制夹具草图 拟定夹具的结构方案时 主要解决以下问题 a 确定工件的定位方式 设计定位装置 b 确定工件的夹紧方案 设计夹紧装置 c 确定对刀或导向方式 选择或设计对刀块或导向元件 d 确定其他元件或装置的结构形式 例如分度装置 定位键等 e 确定夹具的总体结构及夹具在机床的安装方式 在确定夹具结构方案 的过程中 应提出几种不同的方案进行比较分析 选取其中最为合理的结 构方案 方案审查 必要的加工精度分析计算 必要的夹紧力分析计算 必要的零部件强度 和刚度分析计算 请相关专业人员进行审查 方案优化 绘制夹具总图 应按国家规定标准绘制 尽量采用 1 1 的比例 工件用双点划线绘制 并把工件视为透明体 尽量清楚表明夹具的定位原理及各元件的位置关系 夹具总图绘制顺序为 工件 定位元件 导引元件 夹紧装置 其它装置 夹具体 标注必要尺寸公差及技术要求 编制夹具明细表及标题栏 对 于夹具非标准零件要按总图提出要求 画出零件图 并标注出全部尺寸 表面粗糙度 尺寸和形位公差 材料及热处理和技术要求 夹具总图上应标注的尺寸与公差 在夹具总图上标注尺寸和技术要求的目的是为了便于绘制零件图 装配 和检验 应有选择地标注以下内容 a 夹具的外形轮廓尺寸 b 与夹具定位元件 导向元件以及夹具安装甚而有配合尺寸 位置尺寸 及公差 c 夹具定位元件与工件的配合尺寸 d 夹具引导元件与刀具的配合尺寸 e 夹具与机床的联接尺寸及配合尺寸 f 其它主要配合尺寸 3 2 夹具总体方案设计 设计第六道工序钻 20 孔的专用夹具 本夹具将用于 Z5