【工装夹具类】法兰盘831004钻Ф6和Ф4孔夹具设计【版本7】
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【工装夹具类】法兰盘831004钻Ф6和Ф4孔夹具设计【版本7】,工装,夹具,法兰盘,以及,设计,版本
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机械加工工序卡片 产品型号 件图号 831004 共 1 页 产品名称 车床 零件名称 法兰盘 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 十 钻 4 和 6 孔 坯种类 毛坯外型尺寸 每坯件数 每台件数 金属铸造件 108 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 床专用夹具 工序工时 准终 单件 工步号 工步内 容 工艺装备 主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 背吃刀量 (进给次数 工时定额 机动 辅助 1 钻 4 孔 式钻床 1360 17 1 钻 6 孔 式钻床 960 铰 4 孔 式钻床 140 东海洋大学工程学院机械系 班级 ： 姓名 ： 编制日期 ： 广东海洋大学机械设计制造及自动化专业 机械加工工艺过程卡片 零 件 号 零件名称 831004 法兰盘 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工时 名 称 型号 名称 规格 名称 规格 名称 规格 1 粗车 100 、左边 45 、 90 的 外圆，粗车各端面，粗车 90 的倒角， 100 的倒角 卧式车床 用夹具 车刀 16 25 游标卡尺 2 粗车右 45外圆、 3 2的槽、 圆角 卧式车床 用夹具 车刀 16 25 游 标卡尺 3 半精车左端 100 ，左右端 45 的 外圆以及各端面 ， 3 2的槽， 1车床 1 专用夹具 左偏刀、 切断刀 16 25 游标卡尺 4 以 20 孔上端面为精基准，钻 、 扩 、 铰 、精铰 20孔 ,孔的精度达到 式钻床 用夹具 麻花钻 20 卡尺、塞规 5 检验 60分表、塞规等 6 粗铣 C、 立式铣床 用夹具 端铣刀 60标卡尺 7 半精铣 立式铣床 用夹具 端铣刀 60标卡尺 8 精铣 立式钻床 用夹具 端铣刀 60标卡尺 9 钻 4个 9孔 立式钻床 用夹具 麻花钻 9 游标卡尺 10 钻 4和 6孔 立式钻床 用夹具 麻花钻 4和 6 游标卡尺 60S 11 钳工去毛刺 钳工台 手锤 游标卡尺 12 粗磨 外圆至 100 90 45 磨外圆至 100 、 90 、 45 万能外圆磨 床 用夹具 砂轮 300 50230 游标卡尺 13 对 行 抛光 抛光机 抛光轮 游标卡尺 14 100 的左端面刻字 卡尺 15 100 的外圆无光渡铬 镀铬机 镀铬刮刀 镀铬圆柱角尺 16 荧光 检验 等 17 入库 班级 : 姓名 : 编制日期： 本科生 课程 设计 零件的机械加工工艺规程及夹具设计 学生 姓名 所在专业 机械设计制造及其自动化 所在班级 机械 1061 学 号 指导教师 职称 教授 副指导教师 职称 答辩时间 2009 年 7 月 10 日 目 录 目 录 设计总说明 . I 1 零件的工艺分析与生产类型的确定 . 1 兰盘的用途 . 1 兰盘的技术要求 . 1 查法兰盘的工艺性 . 2 定法兰盘的生产类型 . 2 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 2 定毛坯 . 2 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 2 制法兰盘铸造毛坯简图 . 4 3 拟定零件工艺路线 . 4 位基准的选择 . 4 面加工方法的确定 . 5 工阶段的划分 . 6 序的集中与分散 . 6 序顺序的安排 . 6 定工艺路线 . 7 4 机床设备及工艺装备的选用 . 9 床设备的选用 . 9 艺装备的选用 . 9 5 加工余量 、 工序尺寸 和公差的确定 . 9 序 十 中 4 和 的尺寸计算 . 9 工余量的确定 . 9 6 切削用量、时间定额的计算 . 9 削用量的计算 . 9 7 夹具设计 . 11 具设计 . 11 位基准的选择 . 11 削力及夹紧力计算 . 11 位误差分析 . 13 具设计及操作的简要说明 . 13 设计总结 . 14 目 录 参考文献 . 15 设计总说明 I 设计总说明 机械制造技术基础课程 设计是教学过程中的重要组成部分。是在理论课程学习结束后，所进行的实践性环节 。并为毕业设计打下良好的基础。 通过这次课程设计，我们 不仅可以提高对知识的综合运用，而且还学会了如何设计夹紧机构。 法兰盘的加工质量将直接影响其 性能和使用寿命。本次设计旨在提高 床法兰盘的 加工质量和 加工效率，我们首先对法兰盘的结构特征和工艺规程进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。 此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择 了 钻 4 和 6孔 的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。 关键词 ： 法兰盘 ；工艺规程；夹具设计广东海洋大学 本科生 课程 设计 1 课程设计题目 机械设计制造及其自动化专业， 200611411116， 指导教师： 1 零件的工艺分析与生产类型的确定 兰盘的用途 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 图 1示 。 图 1兰盘 兰盘的技术要求 法兰盘的技术要求如 表 1示。 表 1兰盘的技术要求 加工表面 尺寸及偏差 差及精度等级 表面粗糙度 m 形位公差 /法兰端左面 大法兰端右面 82 小法兰端左面 49 小法兰端右面 41 广东海洋大学 本科生 课程 设计 2 100外圆 90外圆 右端 45外圆 左端 45外圆 20孔 6孔 查法兰盘的工艺性 根据法兰盘的零件图 可知，其材料为 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。 该零件主要加工 90、 100、 45 和 20 等几个面以及 4 个 9 孔和侧面的一个阶梯孔。 90 和 45 对面较高的平行及垂直精度，因此最好以面为精加工基准， 这在车床加工中就可以得到保证。为了保证精度的要求， 4孔最好能在一次加工中全部加工出来。 90 两端的尺寸大小为 34 和 24 的平面没有精度要求，这在铣床上通过半精加工是完全可以实现的。槽 3 2 未注公差等级，采用粗车的方法可以实现。我们在工艺路线安排上、制造方法及装夹、探伤和检验都提出了较高的要求，因而盘的使用寿命得到了提高，且采用专用夹具，因而生产效率较高。采用设计基准与工序基准重合，得到较高的精度。 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。 定法兰盘的生产类型 设计题目给定的零件是 床法兰盘（ 零件号 831004）零件，该零件年产量为 4000 件，设其备品率 a%为 4%，机械加工废品率 b%为 则该零件的年生产纲领为： N=Q m(1+ a% )(1+ b%) = 4000 1(1+ 4%)(1+ =4189 件 /年 。 法兰盘的年产量为 4189 件，法兰盘重量为 查表可知该产品为中批生产。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 定毛坯 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 料。从 附图可以知该法兰盘的质量仅为 ，且生产类型属于中批生产，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。 定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 2 1广东海洋大学 本科生 课程 设计 3 和 表 2 5，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 批量生产的 砂 型铸造的公差等级为 1114。 再根据 机械加工后法兰盘的重量为 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 1114， 在这里取 12。 查表 2 3 可得到如下的铸件尺寸 基本尺寸 100 为 6 基本尺寸 90 为 6 基本尺寸 45 为 基本尺寸 91 为 6 基本尺寸 9 为 基本尺寸 8 为 由于 20、 4、 6 和 9 是由后来的钻削加工直接得到，槽 3是后来的车削加工直接得到的， 90 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 外圆 100 7 107 法兰盘左端面 91 7 98 法兰盘右端面 91 7 98 法兰盘 90 外圆 90 7 97 100 右端面 9 90 左端面 8 90 右端面 8 端 45 外圆 45 间 45 外圆 45 东海洋大学 本科生 课程 设计 4 制法兰盘铸造毛坯简图 3 拟定零件工艺路线 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。 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 们的 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。 粗基准的选择 广东海洋大学 本科生 课程 设计 5 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。 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 m 加工方案 法兰盘 100 外圆 车半精车磨削 100 右端面 车半精车磨削 法兰盘左端面 车半精车精车 法兰盘右端面 粗车 法兰盘 90 外圆 车半精车 90 左端面 车半精车磨削 90 右端面 粗车半精车 精车 90 左侧面 铣半精铣 90 右侧面 铣 半 精铣磨削 右端 45 外圆 车半精车磨削 中间 45 外圆 车半精车磨削 20 内孔 扩粗铰精铰 6 孔 铰 4 孔 4x 9 透孔 广东海洋大学 本科生 课程 设计 6 槽 3粗车 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 3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、法兰盘左端面 、 90左 端面 、 90 右侧面 、 45 外圆 ，完成整个工序的加工 。 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。 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 3 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；广东海洋大学 本科生 课程 设计 7 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 定工艺路线 工序一 在普通外圆车床上粗车各端面及各个外圆 工序二 在铣床上铣上下两个平面 C、 D，精铣上平面 D 工序三 精车 各个表面 工序四 在钻床上 钻 出四个 孔 9，台阶孔 工序五 进行 精铰 四个小孔，台阶孔 工序六 100 的左端面刻字 工序七 钳工去毛刺 ，进行最终处理 工序八 入库 工序 一 粗车 100 、左边 45 、 90 外圆，粗车各端面，粗车 90 的倒角， 100的倒角 工序 二 粗车右 45 的外圆，粗车 3 2的槽， 粗车 工序三 半精车左端 100 ，左右端 45 的 外圆以及各端面 ， 3 2的槽， 工序 四 钻、 扩 、粗 铰 、精绞 20的孔 . 工序 五 检验 （利用超声波进行探伤） 工序 六 粗铣 工序 七 半精 铣 工序八 精铣 D 面 工序 九 钻四个 9 的小孔 工序 十 钻 、 铰左面 工序 十一 钳工去毛刺 工序 十二 粗磨 外圆至 100 90 45 磨外圆至 100 、 90 、 45 工序十 三 对 行 抛光 工序十 四 100 的左端面刻字 工序十 五 100 的外圆无光渡铬 工序十 六 荧光 检验 等 工序十 七 入库 比较两种工艺路线方案，可知，两种加工方案均能够加工出法兰盘，但第二种工艺广东海洋大学 本科生 课程 设计 8 路线方案中 效率较高，而且位置精度较易保证。工序安排使时间较为合理，设计基准和工艺基准重合 ，能够较好的保证零件加工的表面质量和粗糙度。 最终的工艺路线 在综合以上各种工序的情况下，得到的最终工艺路线如表 4所示： 表 4 法兰盘工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗车 100 、左边 45 、 90的 外圆，粗车各端面，粗车90 的倒角， 100 的倒 角 床 车刀 游标卡尺 2 粗车右 45外圆、 3 2的槽、床 车刀 游标卡尺 3 半精车左端 100 ，左右端45 的 外圆以及各端面 ， 3 2的槽， 圆角 床 车刀 游标卡尺 4 以 20孔上端面为精基准，钻 、 扩 、 铰 、 精铰 20孔 ,孔的精度达到 式钻床 525 麻花钻 游标卡尺 5 检验 塞规、百分表等 6 粗铣 C、 卧 式铣床 刀 游标卡尺 7 半精铣 卧 式铣床 刀 8 精铣 卧 式铣床 刀 9 钻四个 9 的小孔 立式钻床 花钻 10 钻、铰左面 立式钻床 花钻、铰刀 11 钳工去毛刺 钳工台 平锉 12 粗磨 外圆至 100 90 45 磨外圆至 100 、90 、 45 外圆磨床 13 对 行 抛光 14 100 的左端面刻字 15 100 的外圆无光渡铬 16 荧光 检验 等 17 入库 广东海洋大学 本科生 课程 设计 9 4 机床设备及工艺装备的选用 床设备的选用 在中批生产条件下，选用通用机床比较合理些。所选用的通 用设备应提出机床型号，如： 卧式铣床 艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。 本次法兰盘的生产类型为中批生产，为了提高生产效率，所选用的夹具均为专用夹具。 5 加工 余量 、 工序尺寸和公差的确定 由于这次课程设计采用分组的 形式，我们这组主要是对法兰盘进行加工，分配给我的任务是：对工序十 中先钻 4孔再铰 6孔。 序十 中 4和 的尺寸计算 钻孔 4 的深度为 7铰孔 ，其深度同样为 7表得公差等级 为 粗糙度 机械制造技术基础课程设计指导教程中查表 1 铰。 工余量的确定 由表 2使用麻花钻加工 4孔 时加工余量为 孔 时加工余量为 6 切削用量、时间定额的计算 削用量的计算 件材料 b=00 金属铸造 孔 4、孔 60+0。 03台阶孔 机床： 立式钻床 刀具：直柄麻花钻 H 4 柄短麻花钻 H 6刀 61132床功率 4 f= f= v=1624m/ v=18m/广东海洋大学 本科生 课程 设计 10 000v/ .m 3 34 181 00 0 ，取 n=1360r/实际切削速度 v= m 71000 验机床功率，切削力 419 419 30 3 切削时消耗功率 f 0 060 0 060 ，符合条件 41l 12 l l m 6 0 nf j 孔 f=v=18m/= 810001000 d v 参照表 4-9 n=960r/际切削速度 m 00 00 校验与 2）相同，得出 p 符合所选功率 41l 02 l l =7 m 0 704212 nf j 孔 . 查表 5v=2-6(m/取 v=2m/f=r,取 f=n= m 10001000 rd v ,取 n=140r/m 00 00 校验后得，实际消耗功率 P f P。符合要求 切削工时 查表 55东海洋大学 本科生 课程 设计 11 2)21(l 02 l 7l m 27213 fn j 故切削总工时 321 总 =余工序分析所得数据均已填入相应的工序卡中 7 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 我负责的是设计该第十道工序的专用夹具设计 钻 4扩 6夹具将用于 具为直柄麻花钻 H 4 柄短麻花钻 H61132别对工件的台阶孔进行加工。 具设计 位基准的选择 由零件图可知， 4工件以 外圆表面及 90 右端面和平面为定位基准，在 V 形块 1 和挡销 2、 3 上实现完全定位。 削力及夹紧力计算 刀具：直柄麻花钻 D= 4机械制造工艺设计手册 可查得 切削扭矩 M= )(10 30 m 轴向力 F= )(0 切削功率 M n 103 (式中： 东海洋大学 本科生 课程 设计 12 1 4或 6 90(0.9 f=n=2012或 1426 所以当钻 4时有 M= = m) F= ) = 同理扩 6孔 有 M= = m) F= ) =由于 此只需算出横向的夹紧力能否满足要求。 根据夹紧状态下 a/2)/(a/2)+式中 工件与压板间的摩擦系数，取 工件与 安全系数 ； a =100 (+ 此 故本夹具可安全工作。 广东海洋大学 本科生 课程 设计 13 位误差分析 夹具的主要定位元件为 V 形块和挡销。 V 形块的尺寸与公差都是选取的标准件，其公差由标准件决定，并且在夹具装配后的技术要求统一磨， V 形块定为表面与夹具体底面平行度误差不超过 位销选取标准件，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的 垂直度误差不超过
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