機械制造工藝學課程設計說明書(法蘭盤).doc

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機械制造工藝學 課程設計說明書 設計題目： 設計“法蘭盤”零件加工工藝規(guī)程 及工藝裝備（年產(chǎn)量為20000件） 設計者： 佘愛云 指導老師： 岳陸游 學院： 汽車與交通工程學院 班級： 車輛工程1105 學號： 3110401162 2014 年 9月 20日 江蘇大學 機械制造工藝學課程設計任務書 題目： 設計“法蘭盤”零件加工工藝規(guī)程 及工藝裝備（年產(chǎn)量為20000件） 內(nèi)容 ： 1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4、結構設計裝配圖 1張 5、夾具體零件圖 1張 6、課程設計說明書 1份 班級：車輛1105班 學號：3110401162 姓名：佘愛云 目錄 一、 零件的分析 —————————————————————4 1.1零件的作用———————————————————————4 1.2零件的工藝分析—————————————————————4 二、 工藝規(guī)程設計 ———————————————————4 2.1確定毛配的制造形式———————————————————4 2.2基面的選擇 ——————————————————————-4 2.3制定工藝路線——————————————————————5 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定—————————7 2.5確定切削用量及基本工時—————————————————9 三、 夾具的設計 ———————————————————————15 3.1 問題的提出 ——————————————————————15 3.2 夾具設計 ————————————————————————16 3.3 定位誤差分析 ——————————————————————16 四、 總結———————————————————————————17 五、 參考文獻 ———————————————————————18 一、零件的分析 1.1零件的作用 CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。 1.2零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以mm的孔為中心 ,包括：mm的外圓柱面及左端面, 尺寸為mm的圓柱面,mm的外圓柱面、右端面及上面的4個mm的透孔，mm的外圓柱面及上面的mm，mm的孔,mm端面上距離中心線分別為34mm和24mm的兩個平面。 并且其余加工面都與它有位置關系,可以先加工它的一個端面和一端外圓,借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面和利用外圓定位加工各軸段外圓。 二、工藝規(guī)程設計 2.1確定毛配的制造形式 零件材料為HT200，由于該零件是大量生產(chǎn)，而且零件輪廓尺寸不大，故采用機器造型鑄造，再進行機械加工。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1）粗基準的選擇 選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取Φ45外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達到完全定位。 2）精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領一確定為大量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機床配以專用工夾具。 經(jīng)組內(nèi)討論，確定一下工藝路線方案如下： 工序 工步 工序10 粗車左端面 粗車外圓 粗車B面 鉆內(nèi)孔 擴內(nèi)孔 粗鉸Φ19.94的孔 精鉸Φ20的孔 倒角(內(nèi)孔右側) 工序20 粗車右端面 粗車外圓 粗車右端面 粗車外圓 倒角(內(nèi)孔左側) 工序30 半精車 左端面 車 、外圓倒角 倒圓角R5 工序40 半精車外圓 半精車右端面 半精車外圓 外圓倒角 車3x2退刀槽 工序50 粗銑距離24mm平面 粗銑距離34mm平面 工序60 精車左端面 工序70 精車外圓 精車右端面 工序80 鉆4x孔 工序90 鉆孔 擴孔 精鉸孔 工序100 精銑距離24mm平面 精銑距離34mm平面 工序110 磨B面 磨外圓 工序120 拋光B面 工序130 磨距離24mm平面 工序140 刻線刻字 工序150 外圓無光鍍鉻 工序160 檢驗入庫 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.4kg，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，采用機器造型鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定各加工表面的機械加工余量，毛坯尺寸如下： 加工表面 工步 余量 粗糙度 外圓 精車 0.3 0.8 半精車 1.7 3.2 粗車 8 6.3 毛坯 10 外圓 粗車 4 6.3 毛坯 4 B面外圓 拋光 0.1 0.4 磨 0.4 0.8 粗車 9.5 6.3 毛坯 10 B面中兩個端面 拋光 0.1 0.4 磨 0.4 0.8 粗車 1.5 6.3 毛坯 2 孔 精鉸 0.06 0.8 粗鉸 0.14 1.6 擴孔 1.8 6.3 鉆孔 18 12.5 毛坯 20 外圓 磨 0.4 0.8 半精車 1.1 3.2 粗車 2.5 6.3 毛坯 4 右端面 粗車 3 6.3 毛坯 3 左端面 精車 0.3 1.6 半精車 0.7 3.2 粗車 2 6.3 毛坯 3 右端面 精車 0.2 1.6 半精車 0.8 3.2 粗車 2 6.3 毛坯 3 距中心線34mm平面 精銑 0.7 3.2 粗銑 10.3 6.3 毛坯 11 距中心線24mm平面 磨 0.3 0.4 精銑 0.7 3.2 粗銑 20 6.3 毛坯 21 孔 鉆 9 12.5 毛坯 9 孔 鉆 4 12.5 毛坯 4 孔 精鉸 0.2 3.2 擴 1.8 6.3 鉆 4 12.5 毛坯 6 零件圖、毛坯圖見圖101、102 2.5確定切削用量及基本工時 需確定的有：背吃刀量、進給量、主軸轉速、切削速度以及基本工時 背吃刀量：選擇背吃刀量主要考慮工件的加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度。半精加工、精加工工序的背吃刀量由相應的加工方法所需的加工余量確定，粗加工工序的背吃刀量應盡量將粗加工余量一次性切除，如果加工余量太大，不能一次切除時，也應盡量減少工作行程次數(shù)，按先多后少的方案分幾次切除； 進給量：粗加工時，進給量的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)的剛度和強度，如機床進給系統(tǒng)的剛度和強度、刀杠尺寸、刀片厚度及工件尺寸等因素。在工藝系統(tǒng)的剛度和強度允許的情況下，應盡量選取大一點的進給量。精加工時的進給量主要根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度要求來選擇。 主軸轉速：由機床和合適的切削速度計算后，選擇最為接近的機床主軸轉速 切削速度：在背吃刀量和進給量確定之后，可在保證合理刀具壽命的前提下，確定切削速度。切削速度可根據(jù)切削原理的公式計算，或者從根據(jù)已知的加工條件得出的標準切削速度表格中選取 基本工時：它是直接用于改變工件的尺寸、形狀或表面質量等消耗的時間。 進給速度 工件轉速 進給量 加工余量 背吃刀量 工件行程長度 工件加工長度 、分別是車刀切入量、切除量 大部分數(shù)據(jù)均為查詢《工藝手冊》得出，計算方法公式上面已給出，各參數(shù)如下： 工序10： 機床：CA6140車床 刀具： YG6車刀 麻花鉆 擴孔鉆 鉸刀 工步 /mm /mm /r /m /min 粗車左端面 2 0.9 600 2.6 0.098 粗車外圓 2 0.9 480 2.5 0.1 粗車B面 4.75 0.9 400 2.2 0.83 鉆內(nèi)孔 9 0.32 400 0.307 0.75 擴內(nèi)孔 0.4 0.9 140 0.145 0.71 粗鉸Φ19.94的孔 0.07 1.6 140 0.145 0.49 精鉸Φ20的孔 0.03 1.6 140 0.146 0.49 工序20： 機床：CA1640車床 刀具：YG6車刀 工步 /mm /mm /r /m /min 粗車右端面 3 0.5 500 1.309 0.1 粗車外圓 4 0.56 350 0.837 0.25 粗車右端面 2 0.75 200 1.01 0.2 粗車外圓 2 0.79 160 0.804 0.11 工序30： 機床：CA1640車床 刀具：YG6車刀 工步 /mm /mm /r /m /min 半精車 左端面 0.35 0.24 320 1.709 0.42 工序40： 機床：CA1640車床 刀具：YG6車刀 工步 /mm /mm /r /m /min 半精車外圓 0.85 0.28 500 1.21 0.16 半精車右端面 0.8 0.24 320 1.52 0.36 半精車外圓 0.55 0.28 250 1.206 0.216 工序50： 機床：X63銑床 刀具：YG6銑刀 工步 /mm /mm /r /m /min 粗銑距離24mm平面 5.5 0.3 22.5 0.115 2.25 粗銑距離34mm平面 5 0.3 22.5 0.115 6 工序60： 機床：CA6140車床 刀具：YG6車刀 工步 /mm /mm /r /m /min 精車左端面 0.3 0.18 320 1.675 1.024 工序70： 機床：CA6140車床 刀具：YG6車刀 工步 /mm /mm /r /m /min 精車外圓 0.15 0.15 710 1.67 0.621 精車右端面 0.2 0.18 400 172 0.75 工序80： 機床：Z525立式搖臂鉆床 刀具：麻花鉆 工步 /mm /mm /r /m /min 鉆4x孔 4.5 0.1 680 0.36 0.19 工序90： 機床：Z525立式搖臂鉆床 刀具：成形刀具 工步 /mm /mm /r /m /min 鉆孔 2 0.13 1360 0.28 0.085 擴孔 0.9 0.13 1360 0.43 0.039 精鉸孔 0.1 0.13 1360 0.43 0.011 工序100： 機床：X63銑床 刀具：YG6銑刀 工步 /mm /mm /r /m /min 精銑距離24mm平面 0.7 0.2 37.5 0.197 1.125 精銑距離34mm平面 0.7 0.2 37.5 0.197 1.125 工序110： 機床：M114W萬能外圓磨床 刀具：成形砂輪 工步 /mm /mm /r /m /min 磨B面、外圓 0.4 軸向：0.064 2810 0.3 0.98 軸向：30 工序120： 機床：CA6140車床 刀具：砂帶 工序130： 機床：M7112平面磨床 刀具：砂輪 工步 /mm /mm /r /m /min 磨距離24mm平面 0.4 軸向10 2810 0.3 0.209 徑向0.01 工序140： 刻線刻字 工序150： 外圓無光鍍鉻 工序160： 檢驗入庫 五、 夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第80道工序—鉆4Φ9孔。本夾具將用于立式鉆床。 3.1 問題的提出 本夾具主要用來鉆4Φ9孔，無嚴格的技術要求 ，因此在本道工序，在保證提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具。 3.2夾具設計 3.2.1 定位基準的選擇 由零件圖可以知道，4-φ9mm孔與零件中心孔軸線有尺寸要求，孔分布在中心孔軸線同心圓φ68mm上，通過3個支撐釘限制3個自由度，鉆模板可以限制2個自由度，再通過調節(jié)支撐限制1個自由度，另外，對于φ90突臺銑削的兩側面與軸線有尺寸要求，分別為20mm和12mm,可以通過調節(jié)支撐限制該面轉動，保證尺寸。然后利用鉆模板和夾具夾緊零件。 3.2.2切削力及夾緊力計算 1、軸向力的計算 Z3025搖臂鉆床鉆削4-φ9孔時的軸向切削力由公式3-1計算 5-1 式中：，，，，mm/r，， =2170N 2、夾緊力的計算 先計算轉矩，根據(jù)公式： M=, 3-2式中：=0.206，=2.0，=0.8， =0.87， ==0.87；則： M=0.2060.87=8.34Nm； 245.3N。 3、夾具結構設計及操作簡要說明 在設計夾具進應該注意提高勞動生產(chǎn)率。因此，設計專用鉆模板以及固定鉆套，在一次裝夾中可以加工4個孔。本工序是粗加工，切削力較大，但是由于鉆削重要生產(chǎn)的軸向力指向定位面，和夾緊力方向相同，所以夾緊力不直接對消切削力。但是切削力產(chǎn)生顛覆力矩，應該使夾緊力主法平衡。利用支撐釘頂住90突臺。 使用方法：裝夾工件時，可直接將工件套在絲杠上，然后用支撐釘定位圓周方向，再裝上開口墊圈，然后用DQG氣缸下壓開口墊圈。卸除工件時，只須將DQG氣缸頂起，將開口墊圈拿下，就可直接取下鉆模板和零件了。 3.3定位誤差分析 1. 定位元件尺寸公差的確定 夾具的主要定位元件為短定位銷。所以該定位銷的尺寸公差現(xiàn)規(guī)定為本零件 在工作時相配的尺寸公差相同，所以定位誤差為：0.03 2.零件規(guī)定4-φ9mm孔在軸線68mm圓周上，左邊孔距離軸線20mm，右邊孔距離軸線12mm，已知孔位置主要由夾具體定位誤差、零件與鉆模板的配合誤差、鉆模板以及夾具體的制造誤差組成。 夾具裝配圖、夾具體零件圖見圖103、104 六、 總結 三周的機械制造工藝學課程設計不知不覺就過去了，我們先通過重繪零件圖，了解零件的作用與它的大體形狀，然后計算確定加工余量繪制毛坯圖，并且將毛坯余量分配到每道工序的切削余量，查找資料確定每道工序的加工方法，查表計算并且完成工藝過程綜合卡片的繪制；繪制完成后老師分配任務進行夾具設計。 在這次課程設計的整個過程中，我們小組積極討論，每個人都提出了自己的想法，雖然有些不是很成熟，但是在這過程中，我們回顧了上學期所學的知識，將它運用到實際當中，復習加鞏固，使學的知識更加扎實！ 這次課程設計當然也離不開老師的悉心指導，每一個問題老師都會很耐心的解答，直到我們能夠真正的理解，并完成自己的設計。 這次課程設計，我們受益匪淺！ 七、 參考文獻 1、 李益民主編《機械制造工藝設計簡明手冊》 機械工業(yè)出版社。 2、 吳拓編著《簡明機床夾具設計手冊》 化學工業(yè)出版社。 3、 徐鴻本主編《機床夾具設計手冊》 遼寧科學技術出版社。 4、 王連明，宋寶玉主編《機械設計課程設計》 哈爾濱工業(yè)大學出版社。 5、 陳家芳主編《實用金屬切削加工工藝手冊》 上?？茖W技術出版社。 6、 李旦，邵東向，王杰等著《機床專用夾具圖冊》 哈爾濱工業(yè)大學出版社。 7、 趙家齊主編《機械制造工藝學課程設計指導書》 機械工業(yè)出版社。 8、 葉偉昌主編《機械工程及自動化簡明設計手冊》 機械工業(yè)出版社。 9、曹巖，白瑀主編《機床夾具手冊與三維圖庫》 化學工業(yè)出版社