K099-I轴法兰盘机械加工工艺规程及铣2个斜面夹具设计带图纸文档
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K099
法兰盘
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K099-I轴法兰盘机械加工工艺规程及铣2个斜面夹具设计带图纸文档,K099,法兰盘,机械,加工,工艺,规程,斜面,夹具,设计,图纸,文档
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机械制造技术课程设计说明书 设计题目: I轴法兰盘的加工工艺 专 业: 机械设计制造及自动化 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 目 录序 言1一、零件的分析21.1 零件的作用.21.2 零件的工艺分析2二、工艺规程设计.32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制订工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5 确定切削用量及基本工时.6三 夹具设计.123.1 问题的提出123.2 定位基准的选择.123.3 切削力及夹紧力计算123.4 定位误差分析.133.5 夹具设计及操作的简要说明.14总 结.17参考文献.19序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。法兰盘的加工工艺规程及其钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。 一、零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是法兰盘,其为盘类零件,用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上,靠该法兰盘定心。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。1.2 零件的工艺分析法兰盘共有两组加工表面,它们之间有一定的位置要求。现分述如下:1以72为中心的加工表面这一组加工表面包括:36及其倒角以及与其垂直的端面,62表面,两个2x0.5槽,7.5宽槽。2以A面为基准的加工表面这一组加工表面包括:三个互成120的9阶梯孔,两个侧面。由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式材料为35钢。考虑到法兰主要承受静压力,因此选用锻件。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。先选取40外圆为定位基准。精基准的选择应满足以下原则:(1)“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误差。(2)“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。(3)“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,应选择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。(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以内孔为定位精基准,加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。2.3 制订工艺路线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技术要求能得到保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,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。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣左端面4铣铣右端面5车车120和116外圆6车车100,62和55外圆7车车36,60和72内孔8车车宽7.5槽9车车2x0.5退刀槽10钻钻3-9孔,锪15孔11钻钻2-M8螺纹孔12铣铣距离140mm侧面(斜面)13铣铣距离137mm侧面(斜面)14检验检验,入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为35钢,硬度为170-240HBS,毛坯的重量为2.5kg,生产类型为大批生产,采用锻件。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1外圆表面(120,62,55)外圆120和62,表面粗糙度要求1.6m,公差等级为 6级,查机械加工技术手册(以下简称手册)表3-9(P87)采用车床加工。2内孔表面(72,60和36 )内孔72,查手册表3-9(P87),采取车内孔。2.5确定切削用量及基本工时工序1:锻造工序2:退火处理工序3:铣左端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为工序4:铣右端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量4) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成5) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取375当375r/min时按机床标准选取6) 计算工时切削工时:,则机动工时为工序5:车120和116外圆1)进给量 f 根据手册表8-58(P380)取f=1.0mm/r2)切削速度 根据手册表8-60(P381)vc=85m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100085/(3.14120)=225(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=(l+y+)/nf=(15+1)/2251.0=0.07(min) 工序6:车100,62和55外圆1)进给量 f 根据手册表8-58(P380)取f=0.8mm/r2)切削速度 根据手册表8-60(P381)vc=105m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000105/(3.1480)=418(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=(l+y+)/nf=(40+1)/4180.8=0.12(min)工序7:车36,60和72内孔1)进给量 f 根据手册表8-58(P380)取f=0.6mm/r2)切削速度 根据手册表8-60(P381)vc=106m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000106/(3.1460)=560(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=(l+y+)/nf=(40+1)/5600.6=0.13(min)工序8:车7.5槽1)进给量 f 根据手册表8-58(P380)取f=0.4mm/r2)切削速度 根据手册表8-60(P381)vc=125m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000125/(3.1452)=765(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=(l+y+)/nf=(10+1)/7650.4=0.04(min)工序9:车2x0.5退刀槽1)进给量 f 根据手册表8-58(P380)取f=0.4mm/r2)切削速度 根据手册表8-60(P381)vc=125m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000125/(3.1452)=765(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=(l+y+)/nf=(10+1)/7650.4=0.04(min)工序10:钻3-9孔,锪15孔机床:摇臂钻床刀具:麻花钻切削用量:1. 钻三个通孔9 刀具材料:麻花钻1)进给量 f=0.2mm/r (见手册表10-15(P437))2)切削速度 Vc=40(m/min) (见手册表10-15(P437)3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100040/(3.149)=1150(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=3*(l+y+)/nf=15/(11500.2)= 0.21(min)2. 钻三个阶梯孔15 刀具材料:高速钢。1)进给量 f=0.2mm/r (见手册表10-15(P437))2)切削速度 Vc=40(m/min) (见手册表10-15(P437)3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100040/(3.1415)=770(r/min)4) 切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=3(l+y+)/nf=5/(7700.2)= 0.1(min)工序11:钻2-M8螺纹孔机床:立式钻床刀具:麻花钻切削用量:1.钻8 刀具材料:麻花钻1)进给量 f=0.2mm/r (见手册表10-15(P437))2)切削速度 Vc=40(m/min) (见手册表10-15(P437)3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100040/(3.149)=1150(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=3*(l+y+)/nf=15/(11500.2)= 0.21(min)工序12:铣距离140mm侧面机床:立式铣床X51刀具:镶齿三面刃铣刀(高速钢)切削用量: 1)进给量 f=2.0mm/r (见手册表13-8(P481))2)切削速度 Vc=20(m/min) (见手册表13-12(P484)3)切削深度 ap=6mm (见手册P480叙述)4) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100020/(3.14100)=65(r/min)5) 切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=(l+y+)/nf=48/(652.0)=0.37 (min)工序13:铣距离137mm侧面1)进给量 f=2.0mm/r (见手册表13-8(P481))2)切削速度 Vc=20(m/min) (见手册表13-12(P484)3)切削深度 由于该工序余量较大(26.50.5mm),所以分四次铣削成型。根据手册P480叙述,通常铸铁件铣削深度为5-7mm,所以,前三次选用ap=7mm,第四次选用ap=5.5mm。4) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100020/(3.14100)=65(r/min)5) 切削工时 根据手册表8-56(P379)tm=4(l+y+)/nf=1004/(652.0)= 3.08(min)三. 夹具设计三. 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。3.1 定位基准的选择由零件图知,由于左端面和右侧端面有一定的位置度要求,为了减少定位误差,以左端面为主要定位基准面,以内孔36穿芯轴为辅助定位面,在右侧端面用夹紧螺母夹紧,再以螺钉锁定法兰盘沿芯轴方向的旋转自由度,这一定位方案夹具设计简单,装夹方便可靠且容易拆卸工件,固可行。3.2 切削力及夹紧力计算刀具:高速钢镶齿三面刃铣刀, 其中,所以,其中,水平分力: 垂直分力:在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。 安全系数 ,式中 K基本安全系数1.2;K加工性质系数1.1;K刀具钝化系数1.1,K断续切削系数1.0;所以,查文献4表3-26,知d=12mm的螺栓许用加紧力。由于12mm钩型螺栓长度小于所需夹紧长度,所以为方便夹紧,选用16mm的钩型夹紧螺栓夹紧,因此选用该螺栓加紧足以满足夹紧要求。3.3 定位误差分析 夹具的主要定位元件为芯轴,该芯轴的尺寸公差规定为本零件在工作时与其相配的尺寸与公差相同。由于该芯轴是根据零件定位方案设计的专用件,各定位面加工后对36mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。因此铣边时的位置加工偏差主要由芯轴中心位置尺寸偏差决定。查文献4表3-17,普通精度位置尺寸的极限偏差取0.05mm0.3mm,因此铣边的位置偏差可以保证。3.4 夹具设计及操作说明在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率。为此,应首先着眼于机动夹紧而不是手动夹紧,因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了夹紧方式。夹具有装有对刀块,可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀(与塞尺配合使用)。铣床夹具的装配图及夹具体零件图见附图。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目,它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来,进行理论联系实际的总体考虑,需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论,又注意了生产实践的需要,将各种理论与生产实践相结合,来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次课程设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等; 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识; 以及自己独立思考
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