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法兰盘84003零件机械加工工艺规程及钻3-φ11孔、扩3-φ16.5孔夹具设计【钻3-φ11孔、扩3-φ16.5孔】【版本2】
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钻3-φ11孔、扩3-φ16.5孔
版本2
法兰盘
84003
零件
机械
加工
工艺
规程
11
16.5
夹具
设计
版本
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法兰盘84003零件机械加工工艺规程及钻3-φ11孔、扩3-φ16.5孔夹具设计【钻3-φ11孔、扩3-φ16.5孔】【版本2】,钻3-φ11孔、扩3-φ16.5孔,版本2,法兰盘,84003,零件,机械,加工,工艺,规程,11,16.5,夹具,设计,版本
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目目 录录1.绪论.11.1 研究背景.11.2 机械加工工艺及夹具设计的发展.11.3 机械加工工艺及夹具设计课题的意义.32.零件工艺设计.52.1 零件图工艺性分析.52.1.1 零件结构功用分析.52.1.2 零件技术条件分析.52.1.3 零件结构工艺性分析.52.1.4 确定生产类型.52.2 毛坯的选择.52.2.1 毛坯类型.52.2.2 毛坯余量确定.62.2.3 毛坯图.62.3 工艺规程设计.62.3.1 定位基准的选择.62.3.2 加工顺序的安排.72.3.3 零件各表面加工方案.82.4 机械加工余量、工序尺寸的确定.82.5 确定切屑用量及基本工时.133.第 8 号工序夹具设计.263.1 工序尺寸精度分析.263.2 定位方案确定.263.3 定位元件确定.263.4 切削力和夹紧力的计算.273.5 定位误差分析计算.283.6 设计钻套、夹具体、钻模板.28总结.29致谢.29参考文献.301CA6140 法兰盘工艺规程及夹具设计摘摘 要要：本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。法兰盘加工工艺规程及其钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要对零件进行分析，设计出零件的工艺路线；在工序设计中对零件各个工步的工序进行尺寸计算；在专用夹具的设计中，选择设计出夹具的各个组成部件，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词关键词：工艺、切削用量、夹紧、定位。1.绪论1.1 研究背景 在 2l 世纪，世界机械工业的发展进入了前所未有的高速阶段，与其他行业相比，机械工业的发展具的地位化，规模化，全球化和高技术化的特点。21 世纪初机械制造业的重要特征表现在它全球化，网络化，虚拟化，智能化以及环保，协调的绿色制造等。而柔性化，灵捷化，智能化，信息化便成为 21 世纪初机械制造业发展的总趋势。机械工业是国民经济的装备部，是为经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备性能、质量和成本，对国民经济部门的技术进步和经济效益产生很大和直接的影响1。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。目前我国机械工业发展的指导思想是根据科技兴国的战略，紧紧围绕机械工业 振兴的目标，大力推进科技与经济基础结合，从满足人民经济发展和出口的需求出发，以重大工程项目，重大科技装备，基础件，基础机械和轿车为载体，以先进制造技术为重点，以高技术和新产品的推广应用，以产业为桥梁，以提高企业竞争为目的，全面提高全行业的科技水平，推进机械工业的振兴。机械加工工艺及夹具设计是毕业前对专业知识的综合运用训练。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素9。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。1.2 机械加工工艺及夹具设计的发展1.2.1 发展历史 从 1949 年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、2具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。1.2.2 发展现状现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。 机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算。 机床夹具最早出现在 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。 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右9。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；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）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。1.2.3 发展趋势长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。CAPP 将是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。（1）夹具的发展趋势 现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。（）标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率，这样也就必使其具有标准化和3通用化，而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（）精密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度，而随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。（）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向7。（2）机械加工制造技术的发展趋势（）特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。（）快速成形 利用离散、堆积成形概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。（）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。（）传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义14。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。1.3 机械加工工艺及夹具设计课题的意义首先要明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。在整个毕业设计过程中，我们将学习到更多的知识。4（1）我们必须仔细了解零件结构，从工艺上认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,能增强我们的绘图能力和运用AutoCAD 软件的能力。（2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。综上，机械加工艺及夹具随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统，形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工都为集成化的系统加工，这虽减轻了工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此，在以后的学习中需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点，需要全面发展。52.零件工艺设计2.1 零件图工艺性分析2.1.12.1.1 零件结构功用分析零件结构功用分析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，用于卧式车床，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。2.1.22.1.2 零件技术条件分析零件技术条件分析（1）法兰盘本身精度：外圆尺寸公差等级 IT11，表面粗糙度 Ra 为00.19801.6m，尺寸公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 为 1.6m，120尺寸公差0.010.029521等级 IT14，表面粗糙度 Ra 为 3.2m，内孔 62公差等级为 IT7，尺寸015. 00.02036公差等级 IT6，65 表面粗糙度 Ra 为 1.6m，距离为的平面公差等级0.020360.300.0834.5IT13。（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。015. 0（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。2.1.32.1.3 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，零件精度要求高，零件选用材料 HT15-33，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。2.1.42.1.4 确定生产类型确定生产类型依设计题目可知：Q=10000 件/年，m=1 件/台；备品率取 a%=3%，废品率 b%=0.5%.代入1公式 11 得 N=10000 件/年1 件/台(1+3%)(1+0.5%)=10351 件/年 由于该零件是车床上的法兰盘，质量为 1.34Kg，查1表 13 可知，该法兰盘属于轻型零件，由生产类型与生产纲领的关系从1表 14，可确定该零件的生产类型为大批生产。本次设计零件图（附图 1-1）2.2 毛坯的选择2.2.12.2.1 毛坯类型毛坯类型（1)根据零件材料 HT15-33，确定毛坯为铸件。由于要加工与 36的孔中心线02.006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，30.080.0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类型为大批大量，查1毛坯铸造方法选用金属型铸造，查12-1，毛坯铸件的公差等级为 8 级。2.2.22.2.2 毛坯余量确定毛坯余量确定查2表 2.2-1 和表 2.2-3，对于大批生产，金属型铸造，取尺寸公差等级为 8 级，加工余量等级为 F 级，再表 2.2-4 查的，每侧的加工余量数值为 2.5mm，故加工总余量为 Z总=5mm。2.2.32.2.3 毛坯图毛坯图图 1-2 法兰盘毛坯图2.3 工艺规程设计2.3.12.3.1 定位基准的选择定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准）7以为粗基准加工的外圆、长度方向为 15 的右端面和的外圆，再以00.19800.010.02952120 1的外圆、长度方向为 15 的右端面为粗基准加工左端部分。0.010.02952（2）精基准的选择主要应考虑基准重合的问题。以外圆为精基准定位加工内孔和螺纹，以的内孔、0.020366X6 的半圆槽和长度为 60 的右端面为精基准定位钻孔、扩孔。2.3.22.3.2 加工顺序的安排加工顺序的安排生产纲领已确定为大批生产的条件下，尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。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，具体的工艺方案为：1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、粗车的外圆、长度方向为 15 的右端面及倒角、长度为 60 的右端面、0.010.2952120 的外圆14、粗车的外圆、长度方向为 60 的左端面及倒角、长度方向为 15 的左端面00.19805、半精车的外圆及倒角和 120的外圆、粗镗的内孔、半精镗0.010.295210.0203636的内孔02.006、粗镗 62、65、及 4X0.5 的槽、58 的内孔及圆角、半精镗015. 065、62及 4X0.5 的槽、车出 M64X1.5 的螺纹015. 07、粗铣长度为 54 的左端面和长度为 34.5的两平面30.080.08、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、磨的外圆和长度为 60 和 15 的左端面、磨的外圆、长度方向00.19800.010.2952为 15 的右端面并切出 3X0.5 的槽然后倒角816、精镗 62的孔015. 017、精镗的内孔0.0203618、用浮动镗刀块精镗的内孔并加工出 6X6 的半圆槽0.0203619、去毛刺吹净20、检验2.3.32.3.3 零件各表面加工方案零件各表面加工方案根据1表 1-6、1-7、1-8 来确定各加工表面的加工方案表 3-1 各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案52IT61.6粗车-半精车-磨削80IT111.6粗车-磨削1203.2粗车-半精车62IT71.6粗镗-半精镗-精镗656.3粗镗-半精镗36IT91.6粗镗-半精镗-精镗-浮动镗刀块精镗153.2粗车-磨削603.2粗车-磨削1112.5钻16.512.5钻-扩1812.5钻412.5钻5412.5粗铣34.5IT1212.5粗铣2.4 机械加工余量、工序尺寸的确定2.4.1、对于用粗车-半精车-磨削方案加工形成的 52 的外圆表面(1)确定加工余量磨削余量 Z=0.4mm（查3表 13-6）半精车余量 Z=1.1mm（查3表 13-4）粗车余量 Z=（5-1.1-0.4）mm=3.5mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸磨削后的基本尺寸为 52mm；其他各工序基本尺寸依次为：半精车 （52+0.4）mm=52.4mm粗车 （52.4+1.1）mm=53.5mm毛坯 （53.5+3.5）mm=57mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差磨削： IT6（查1表 1-20） ，公差值为 0.019mm（查1表 2-40）9半精车： IT8（查1表 1-20）公差值为 0.046mm（查1表 2-40）粗车： IT11（查1表 1-20）公差值为 0.19mm（查1表 2-40）将计算结果填入下表表 4-1 52 的外圆表面的工序尺寸工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸571.8561.8粗车53.53.50.1953.50 -0.19半精车52.41.10.04652.40 -0.046磨削520.40.01952-0.01 -0.0292.4.2、对于用粗车方案加工形成的 80 外圆表面（1）确定加工余量粗车余量 Z=5mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸磨削后的的基本尺寸为 80mm；其他各工序基本尺寸依次为：粗车 （80+5）mm=85mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差粗车 IT11（查1表 1-20）公差值为 0.19mm（查1表 2-40）将计算结果填入下表表 4-2 80 外圆表面的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸铸85 粗车 4.580.5 磨削 0.5802.4.3、对于用粗车-半精车方案加工形成的 120 外圆表面（1）确定加工余量半精车余量 Z=1.5mm（查4表 5-14）粗车余量 Z=（5-1.5）mm=3.5mm10（2）计算各工序尺寸的基本尺寸半精车后工序的基本尺寸为 120mm；其他各工序基本尺寸依次为：粗车 （120+1.5）mm=121.5mm 毛坯 （121.5+3.5）mm=125mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差 半精车: IT10（查1表 1-20）偏差值为 2mm（查1表 2-40）粗车： IT13（查1表 1-20）偏差值为 1mm（查1表 2-40）将计算结果填入下表表 4-3 120 外圆表面的工序尺寸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121.53.51121.50 -1.0半精车1201.5212012.4.4、对于用粗镗-半精镗-精镗方案加工形成的 62 内孔（1）确定加工余量精镗余量 Z=0.5mm（查4表 5-32）半精镗余量 Z=1.5mm（查4表 5-32）粗镗余量 Z=3mm（查4表 5-32）（2）计算各工序尺寸的基本尺寸精镗后工序基本尺寸为 62mm；其他各工序基本尺寸依次为：半精镗 （62-0.5）mm=61.5mm粗镗 （61.5-1.5）mm=60mm毛坯 （60-3）mm=57mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差精镗： IT7（查1表 1-20）公差值为 0.03mm（查1表 2-40）半精镗： IT9（查1表 1-20）公差值为 0.074mm（查1表 1-20）粗镗： IT11（查1表 1-20） 公差值为 0.19mm（查1表 1-20）将计算结果填入下表 4-4 62 内孔的工序尺寸工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸11铸571.8571.8粗镗6030.1960+0.19 0半精镗61.51.50.07461.5+0.074 0精镗620.50.03620.0152.4.5、对于用粗镗-半精镗-精镗-浮动镗刀块精镗方案加工形成的 36 内孔（1）确定加工余量浮动镗刀块精镗余量 Z=0.4mm（查1表 2-29）精镗余量 Z=1mm（查1表 2-29）半精镗余量 Z=1.5mm（查1表 2-29）粗镗余量 Z=2.1mm（查1表 2-29）（2）计算各工序尺寸的基本尺寸浮动镗刀块精镗后工序基本尺寸为 36mm；其他各工序基本尺寸为：精镗 （36-0.4）mm=35.6mm半精镗 （35.6-1）mm=34.6mm粗镗 （34.6-1.5）mm=33.1mm毛坯 （33.1-2.1）mm=31mm（3）确定各工序尺寸的公差及其偏差浮动镗刀块精镗：IT6（查1表 1-20）公差值为 0.02mm（查1表 2-40）精镗： IT8（查1表 1-20）公差值为 0.039mm（查1表 2-40）半精镗： IT10（查1表 1-20）公差值为 0.1mm（查1表 2-40）粗镗： IT11（查1表 1-20）公差值为 0.16mm（查1表 2-40）将计算结果填入下表表 4-5 36 内孔的工序尺寸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33.12.10.1633.1+0.16 012半精镗34.61.50.134.6+0.1 0精镗35.610.03935.6+0.039 0浮动镗刀块精镗360.40.0236+0.02 02.4.6、用粗铣方案加工形成长度为 34.5 的平面表 4-6 长度为 34.5 的平面的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸铸37粗铣2.534.5-0.02 -0.042.4.7、粗铣长度为 54 的左端面表 4-7 长度为 54 的左端面的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸铸56.5粗铣2.5541.4.8、65 的内孔表 4-8 65 的内孔的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸铸60粗镗464半精镗1652.4.9、长度方向为 15 的端面表 4-9 15 的端面的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸铸20粗车4.515.5磨削0.515132.4.10、长度方向为 60 的端面表 4-10 60 的端面的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸铸65粗车4.660.4磨削0.4602.4.11、11 内孔表 4-11 11 内孔的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸钻11112.4.12、16.5 内孔表 4-12 16.5 内孔的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸钻1111扩5.516.52.4.13、18 内孔表 4-13 18 内孔的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸钻18182.4.14、4 内孔表 4-14 4 内孔的工序尺寸工艺路线工序余量工序尺寸钻442.5 确定切屑用量及基本工时2.5.1、粗车的外圆、长度方向为 15 的右端面、长度为 60 的右端面、0.010.2952120时。1机床：C620-1 卧式车床刀具：YG8 外圆车刀，YG8 端面车刀，刀杆尺寸为 1625mm2切削用量：14（1）粗车的外圆0.010.2952）进给量 f 切削用量：=3.5mm 查3表 14-6 的得paf=0.6-0.8mmr 取f=0.6mmr）计算切削速度 查1表 5-2 得切削速度v=100mmin）确定机床主轴转速 n= = =551rmin1000vd1000 1003.14 52查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=610rmin求切削速度v= = =100 m/min1000dn3.14 52 6101000）切削工时 查1表 5-39 得= jt12lllfn则= =0.049minjt13320.6 610 （2）粗车 15 右端面）进给量 f 切削用量：=2.25mm 查3表 14-6 的得f=0.8-1.2mmr 取paf=0.8mmr）计算切削速度 查3表 14-15 得切削速度v=95mmin）确定机床主轴转速 n=252rmin1000vd1000 953.14 52查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=305rmin求切削速度v=115mmin1000dn3.14 120 3051000）切削工时 查2表 6.2-1 得= jtLfnL=1122ddll3423222mm=jt220.09min0.8 305(3)粗车 60 的右端面）进给量 f 切削用量：=2.3mm 查3表 14-6 的得f=0.8-1.2mmr 取paf=0.8mmr15）计算切削速度 查3表 14-15 得切削速度v=95mmin）确定机床主轴转速 n=252rmin1000vd1000 953.14 120查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=305rmin求切削速度v=115mmin1000dn3.14 120 3051000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfnL=13mm1122ddll= jt130.053min0.8 305(4)粗车120）进给量 f 切削用量：=3.5mm 查3表 14-6 的得f=0.8-1.2mmr 取paf=0.8mmr）计算切削速度 查3表 14-15 得切削速度v=95mmin）确定机床主轴转速 n=252rmin1000vd1000 953.14 120查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=305rmin求切削速度v=115mmin1000dn3.14 120 3051000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfnL= l1+l2+l3=15+2+3=20mm= jt200.082min0.8 3052.5.2、粗车的外圆、长度方向为 60 的左端面和长度方向为 15 的左端面。00.1980（1）粗车的外圆00.1980）进给量 f 切削用量：=5mm 查3表 14-6 的得f=0.7-1.0mmr 取paf=0.8mmr）计算切削速度 查3表 14-15 得切削速度v=90mmin16）确定机床主轴转速 n=358rmin1000vd1000 903.14 80查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=380rmin求切削速度v=96mmin1000dn3.14 80 3801000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfnL= l1+l2+l3=32+2+3=37mm = jt370.12min0.8 380（2）粗车 60 的左端面）进给量 f 切削用量：=2.3mm 查3表 14-6 的得f=0.7-1.0mmr 取paf=0.8mmr）计算切削速度 查3表 14-15 得切削速度v=90mmin）确定机床主轴转速n=358rmin1000vd1000 903.14 80查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=380rmin求切削速度v=96mmin1000dn3.14 80 3801000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt130.042min0.8 380（3）粗车 15 的左端面）进给量 f 切削用量：=2.25mm 查3表 14-6 的得f=0.7-1.0mmr 取paf=0.8mmr）计算切削速度 查3表 14-15 得切削速度v=90mmin）确定机床主轴转速n=358rmin1000vd1000 903.14 80查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=380rmin求切削速度v=96mmin1000dn3.14 80 380100017）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt220.072min0.8 3802.5.3、半精车的外圆和 120的外圆、粗镗的内孔、半精镗0.010.295210.02036的内孔。0.02036（1）半精车的外圆0.010.2952）进给量f 切削用量：ap=1.1mm 查5表 6 得f=0.15mmr）计算切削速度 查1表 5-2 得切削速度v=90mmin）确定机床主轴转速n= =551rmin1000vd1000 903.14 52查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=600rmin求切削速度v= =98mmin1000dn3.14 52 6001000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt180.2min0.15 600（2）半精车的外圆120）进给量f 切削用量：=1.5mm 查5表 6 得f=0.15mmrpa）计算切削速度 查1表 5-2 得切削速度v=90mmin）确定机床主轴转速n= =238rmin1000vd1000 903.14 120查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=305rmin求切削速度v= =115mmin1000dn3.14 120 3051000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt200.437min0.15 305（3）粗镗的内孔 0.02036）进给量 f 切削用量：18=2.1mm 查3表 14-7 的得f=0.25-0.4mmr 取f=0.3mmrpa）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=80mmin）确定机床主轴转速n= =708rmin1000vd1000 803.14 36查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=760rmin求切削速度v= =86mmin1000dn3.14 36 7601000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt250.11min0.3 760（4）半精镗的内孔0.02036）进给量 f 切削用量：=1.5mm 查3表 14-51 的得f=0.15-0.3mmr 取paf=0.2mmr）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=100mmin）确定机床主轴转速n= =885rmin1000vd1000 1003.14 36查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=955rmin求切削速度v= =108mmin1000dn3.14 36 9551000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt250.175min0.3 9552.5.4、粗镗、及 4X0.5 的槽、的内孔、半精镗、及 40.56265586265的槽车出 M64X1.5 的螺纹（1）粗镗的内孔62）进给量 f 切削用量：=3mm 查1表 5-30 得f=0.3-1.0mmr 取paf=0.3mmr ）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=80mmin ）确定机床主轴转速n= =411rmin1000vd1000 803.14 6219查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=460rmin求切削速度v= =90mmin 1000dn3.14 62 4601000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt420.3min0.3 460（2）粗镗的内孔65）进给量 f 切削用量：=4mm 查1表 5-30 得f=0.3-1.0mmr 取paf=0.3mmr ）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=90mmin）确定机床主轴转速n= =440rmin1000vd1000 903.14 65查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=460rmin求切削速度v= =94mmin1000dn3.14 65 4601000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt4.50.033min0.3 460（3）粗镗 4X0.5 的槽切削速度，主轴转速同上切削工时 查3表 15-1 得=jtLfn= jt4.50.033min0.3 460（4）粗镗的内孔58切削速度，主轴转速同上切削工时 查3表 15-1 得=jtLfn= jt60.033min0.3 460(5)半精镗的内孔62）进给量 f 切削用量：=1.5mm 查1表 5-30 得f=0.2-0.8mmr 取paf=0.25mmr20）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=100mmin）确定机床主轴转速n= =514rmin1000vd1000 1003.14 62查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=600rmin求切削速度v= =116mmin1000dn3.14 62 6001000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt380.25min0.25 600(6)半精镗的内孔65）进给量 f 切削用量：=1mm 查1表 5-30 得f=0.25pa）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=100mmin）确定机床主轴转速n= =489rmin1000vd1000 1003.14 65查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=600rmin求切削速度v= =122mmin1000dn3.14 65 6001000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt4.50.03min0.25 600(7)车出 M64X1.5 的螺纹采用高速钢螺纹车刀，查3表 14-92 规定粗车螺纹时走刀次数为i=5;精车螺纹时走刀次数为i=3.螺距 t=1.5mm,所以进给量f=1.5mm/r）切削速度 查3表 14-92 得粗车螺纹时： v=29m/min精车螺纹时： v=51m/min）确定机床主轴转速粗车螺纹时： n= =144rmin1000vd1000 293.14 6421精车螺纹时： n= =254rmin1000vd1000 513.14 64查2表 4.2-8 得车床主轴转速粗加工时n=150 r/min 精加工时n=305 r/min）切削工时 根据3表 15-22 得 12jllltifn粗车螺纹时：1850.4min150 1.5jt 精车螺纹时：1830.12min305 1.5jt 2.5.5、粗铣长度为 54 的左端面和长度为的两平面0.300.8034.5机床：立式铣床 X51刀具：镶齿三面刃铣刀（高速钢）（1）粗铣长度为 54 的左端面）进给量 切削用量：=2.5mm 查3表 14-69 得 =0.15-0.3mmr 取 zfpazfzf=0.2mmr）计算切削速度 查3表 14-71 得切削速度v=40mmin取8010dz）确定机床主轴转速n= =159rmin1000vd1000 403.14 80查2表 4.2-36 得车床主轴转速为n=160rmin求切削速度v= =40mmin1000dn3.14 80 1601000）切削工时 查3表 15-15 得12jzllltf zn查3表 15-16 得 =14 =31l2l700.22min160 0.2 10jt （2）粗铣长度为的两平面0.300.8034.5）进给量 切削用量：=2.5mm 查3表 14-69 得 =0.15-0.3mmr 取 zfpazfzf=0.2mmr）计算切削速度 查3表 14-71 得切削速度v=40mmin22取8010dz）确定机床主轴转速n= =159rmin1000vd1000 403.14 80查2表 4.2-36 得车床主轴转速为n=160rmin求切削速度v= =40mmin1000dn3.14 80 1601000）切削工时 查3表 15-15 得12jzllltf zn750.23min160 0.2 10jt 2.5.6、钻 3-的孔、扩 3-的孔、的孔、的孔1116.5184机床：摇臂钻床刀具：高速钢钻头(1)钻3-的孔11）进给量 f 查1表 5-22 得f=0.12-0.32mmr 取f=0.2mmr）计算切削速度 查1表 5-22 得v=20mmin）确定机床主轴转速n= =579rmin1000vd1000 203.14 11查2表 4.2-12 得车床主轴转速为n=630rmin求切削速度v= =22mmi1000dn3.14 11 6301000）切削工时 查3表 15-7 得123jllltfn查3表 15-9 得 =3.41 =1.51l2l53.41 1.530.23min630 0.2jt (2)扩3-的孔16.5）进给量 f 查1表 5-22 得f=0.2-0.4mmr 取f=0.3mmr）计算切削速度 查1表 5-22 得v=20mmin）确定机床主轴转速n= =386rmin1000vd1000 203.14 16.5查2表 4.2-12 得车床主轴转速为n=400rmin23求切削速度v= =21mmin1000dn3.14 16.5 4001000）切削工时 查3表 15-7 得123jllltfn查3表 15-9 得 =5.12 =1.51l2l55.12 1.530.42min400 0.2jt (3)钻的孔18）进给量 f 查1表 5-22 得f=0.2-0.4mmr 取f=0.3mmr）计算切削速度 查1表 5-22 得v=20mmin）确定机床主轴转速n= =354rmin1000vd1000 203.14 18查2表 4.2-12 得车床主轴转速为n=400rmin求切削速度v= =22mmin1000dn3.14 18 4001000）切削工时 查3表 15-7 得1jlltfn25.60.063min400 0.3jt（4）钻的孔4）进给量 f 查1表 5-22 得f=0.07-0.12mmr 取f=0.1mmr）计算切削速度 查1表 5-22 得v=20mmin）确定机床主轴转速n= =1592rmin1000vd1000 203.14 4查2表 4.2-12 得车床主轴转速为n=1600rmin求切削速度v= =20mmin1000dn3.14 4 16001000 ）切削工时 查3表 15-7 得12jllltfn查3表 15-9 得 =1。2 =11l2l10 1.2 10.076min1600 0.1jt2.5.7、磨外圆，磨外圆00.19800.010.295224机床：万能外圆磨床 MGB1412刀具：查3表 14-122 选用 WA46KV6P20032125 型砂轮 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为 46#，硬度为中软 1 级，陶瓷结合剂，6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 20032125(1)磨外圆00.1980）切削速度 查1表 5-36 得v=20mmin）进给量 切削用量：=0.5mm 查3表 14-129 得 轴向=2.0mm/minpaBf 径向=0.015mm/双行程tsf）确定机床主轴转速n=32rmin1000vd1000 203.14 200）切削工时 查3表 15-34 得21000jBtsLhKtff 2 40 0.2 1.10.6min1000 2.0 0.015jt(2)磨外圆0.010.2952）切削速度 查1表 5-36 得v=20mmin）进给量 切削用量：=0.4mm 查3表 14-129 得 轴向=2.0mm/minpaBf 径向=0.015mm/双行程tsf）确定机床主轴转速n=32rmin1000vd1000 203.14 200）切削工时 查3表 15-34 得21000jBtsLhKtff 2 10 0.2 1.10.15min1000 2.0 0.015jt2.5.8、精镗的内孔、的内孔6236（1）精镗的内孔62）进给量 f 切削用量：=0.5mm 查1表 5-30 得f=0.15-0.5mmr 取pa f=0.4mmr）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=60mmin）确定机床主轴转速n= =308rmin1000vd1000 603.14 6225查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=370rmin求切削速度v= =72mmin1000dn3.14 62 3701000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt420.28min0.4 370(2)精镗的内孔36）进给量 f 切削用量：=1mm 查1表 5-30 得f=0.15-0.5mmr 取paf=0.4mmr）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=60mmin）确定机床主轴转速n= =530rmin1000vd1000 603.14 36查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=600rmin求切削速度v= =68mmin1000dn3.14 36 6001000）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt250.1min0.4 6002.5.9、用浮动镗刀块精镗的内孔36（1）进给量 f 切削用量：=0.4mm 查1表 5-30 得f=0.15-0.5mmr 取 pa f=0.15mmr（2）计算切削速度 查1表 5-30 得切削速度v=80mmin（3）确定机床主轴转速n= =707rmin1000vd1000 803.14 36查2表 4.2-8 得车床主轴转速为n=760rmin求切削速度v= =86mmin1000dn3.14 36 7601000(4）切削工时 查2表 6.2-1 得=jtLfn= jt250.22min0.15 760262.5.10、拉槽 66机床：卧式拉床 L6120 刀具：高速钢拉刀(1)进给量 f 查3表 14-118 得=0.06-0.2mmr 取=0.06mmrzfzf(2)计算切削速度 查3表 14-119,14-120 得v=10mmin(3)切削工时 查3表 15-32 得1000jzhl ktvf z3 20 1 1.20.075min1000 10 0.06 1.6jt 3.第 8 号工序夹具设计3.1 工序尺寸精度分析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 3-11 孔，深度为 15.5，并扩 3-16.5 孔，深度为 10.25，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属大批量生产。3.2 定位方案确定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。02.0027图 2-1 定位方案图3.3 定位元件确定3.3.1、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02.00面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面和一个心轴。3.3.2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差：由图可知此工序的加工精度要求不高，由于其定位孔的尺寸为 34.6，所以心轴1.00的尺寸为： 基本尺寸为 34.6，公差为0.05(如图)28图 2-2 定位元件心轴根据工件的实际情况，夹具体的长度选为 142mm，宽度为 142mm，高度为 70.4mm。3.4 切削力和夹紧力的计算刀具：高速钢钻头 11mm切削力计算公式：0.8419fpFDfKF轴向切削力D-钻头直径（mm）f每转进给量（mm）-修正系数 按6表 1-2-8 选取pK=1104N0.80.6150419 11 0.2()190fF 实际夹紧所需的夹紧力KWKFK安全系数 按6表 1-2-1 选取=3617N1.3 1.4 1.2 1 1.5 1104KW 夹紧装置选用螺旋压板夹紧机构根据6的夹紧力12tantan()ozQLWrrW夹紧力29Q施加原始作用力L作用力臂rz螺纹中径之径螺纹升角/2螺纹副当量摩擦角2螺杆端部与工件的当量摩擦角r/螺杆端部与工件的当量摩擦半径，螺杆端部为球面时 r/=0根据6表 1-2-25 的 Q=70N，L=140mm查6表 1221，得 rz=5.4315,升角 =2056/查6表 1222，得 /2=950/将以上数值代入公式的=8521N70 1405.4315 tan12oW8521N3617N 故夹具符合要求3.5 定位误差分析计算用内孔表面定位和平面定位，工件定位面是内孔表面和平面，定位元件的定位工作面是芯轴表面和平面，定位基准是内孔中心线，当工件内孔直径发生变化时其中心线和芯轴中心发生相对移动，但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。3.6 设计钻套、夹具体、钻模板由于此工件是大批量生产，孔需要经过钻-扩工序，查6表 1-7-3 选用 GB2264-80 快换钻套，选用固定式钻模板。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体，并在夹具体底部两端设计出供 T 型槽用螺栓紧固夹具用的 U 型槽耳座。夹具装配图（附图 2-3）夹具三维图（附图 2-4）30总结为期一个学期的毕业设计终于接近尾声了，我的心情也逐渐轻松起来，在这几个月中我切身体会到了什么是大学生的毕业设计了。毕业设计是一次我们将四年来各自所学知识所作的总结汇报，也是对我们能力的一次测试。记得刚从指导老师那里拿到设计的零件图时，我有点懵了。因为我当时完全不知道我设计的是什么零件，我没有见过真正的法兰盘实物，所以我的脑海里没有这个概念。在拿到设计题目时，我无从下手，不知道该做什么。在指导老师的精心指导下，按照指导老师为我所列的那些参照资料，我在图书馆中查找了大量的资料，查阅了与法兰盘及工艺相关的书籍，基本上整理清了设计思路，这时我的设计工作才有了一定的进展。在这段时间里，通过亲自动手，加上指导老师的指导，我明显感觉到自己有许多东西要学习，过去所学的书本知识也有了用武之地。通过三个月的努力，在查阅许多专业书籍、资料的基础上，合理的编制了法兰盘的加工工艺规程和钻孔的夹具设计，并且用 CAD 完成了零件图、夹具的二维造型，用 PROE完成零件图、夹具的三维造型。在整个设计过程中，我体会到毕业
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