法兰盘零件的机械加工基本工艺作业规程及基本工艺装备设计钻轴向孔Φ.doc

一、设计题目法兰盘零件机械加工工艺规程及工艺装备设计（钻轴向孔4-9）二、原始资料(1) 被加工零件零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具相应那道工序工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹详细零件图 1张(6) 课程设计阐明书(50008000字) 1份四、进度安排(参照)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选取工艺方案,拟定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹详细图) 9天(4) 编写阐明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指引教师评语成 绩： 指引教师日期摘要本课程设计重要内容涉及法兰盘（CA6140车床）加工工艺过程设计和钻孔专用夹具设计，在课程设计过程中完毕了零件图、毛坯图、夹详细装配图和夹详细零件图绘制。机械制造技术基本课程设计是在咱们完毕了所有基本课、技术基本课、大某些专业课之后进行。这是咱们对所学各课程一次进一步综合性复习，也是一次理论联系实际训练。可以顺利完毕这次课程设计，一方面得助于冷岳峰教师悉心指引，同窗们耐心解答。在设计过程中，缺少实际生产经验，导致在设计中遇到了许多问题。但在同窗们协助下，通过请教教师，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中一种又一种问题。在此，十分感谢冷岳峰教师细心指引，感谢同窗们互相协助。此套设计有全套CAD图和卡片，故意者请联系我索取AbstractThe main content of the curriculum design，including flange (CA6140 lathe) the process of design and processing of drilling for fixture design，in the process of designing courses to complete parts of the map，rough map，specific folders and folders assembly specific parts of the map drawn .Machinery manufacturing and technological foundation of our curriculum is designed to complete all the basic courses，technical basic course，after the most specialized. This is what we have learned on the course of an in-depth review of the comprehensive，is also a theory with practical training.The successful completion of the curriculum design，first of all help in the Leng Yuefeng careful guidance of teachers，students have the patience to answer. In the design process，the lack of practical experience in the production and resulted in the design of many of the problems encountered. But with the help of students and teachers through advice，read information，search tool，the design process to solve the problems one after another. Here，Leng Yuefeng very grateful to the careful guidance of teachers，for students of helping each other.目录1零件工艺性分析11.1零件用途11.2零件技术规定11.3审查零件工艺性32零件毛坯拟定32.1零件生产类型32.2毛坯种类和制造办法42.3零件各表面加工办法42.4各工序间加工余量52.5 拟定毛坯尺寸83 机械加工工艺规程设计83.1 拟定工艺路线83.1.1 定位基准选取83.1.2 工序顺序安排93.2 4-切削用量计算103.2.1 钻孔工步切削用量计算103.2.2 绞孔工步工步切削用量计算113.3 4-基本工时计算113.3.1基本时间计算113.3.2 辅助时间计算123.3.3 其她时间计算123.3.4 单件时间计算123.4 制定4-工序卡片134 4-孔专用机床夹具设计134.1定位方案设计134.2定位误差分析与计算144.2.1 定位元件尺寸公差拟定144.3导向元件设计154.3.1钻套高度和排屑间隙154.4夹紧装置设计154.5夹具构造设计及操作简要阐明165 方案综合评价与结论166体会与展望17参照文献18此套设计有全套CAD图和卡片，故意者请联系我索取1零件工艺性分析1.1零件用途CA6140卧式车床上法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮对的啮合。重要作用是标明刻度，实现纵向进给。1.2零件技术规定法兰盘属于盘类零件，材料为HT200，毛坯制造完毕后需进行时效解决，硬度规定为HBS187。法兰盘共有三组加工表面，她们之间有一定位置规定。现分述如下：以45外圆为中心加工表面，这一组加工表面涉及：45 外圆，右端面及倒角；45外圆，过渡圆角；内孔及其左右端倒角。以和外圆为中心加工表面，这一组加工表面涉及：端面，外圆，左右端面，倒角；切槽32；外圆，左端面；外圆右端面，过渡圆角。以孔为中心加工表面，这一组加工表面涉及：外圆左右侧面；孔；4-孔。它们之间有一定位置规定，重要是：左端面与孔中心轴跳动度为0.03；外圆右端面与孔中心轴线跳动度为0.03；45外圆与孔圆跳动公差为0.03。通过对以上加工表面分析，咱们可先选定粗基准，加工出精基准所在加工表面，然后借助专用夹具对其她加工表面进行加工，保证它们位置精度。表1 法兰盘技术规定表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度级别表面粗糙度/m行位公差/mm右端面0.6,IT136.390右端面0.6,IT131.645外圆0.017,IT60.820内孔0.045,IT81.6左端面0.6,IT131.6100外圆0.46,IT120.8100右端面0.6,IT130.445面（即B面）0.6,IT80.490左端面0.2,IT120.490外圆0.6,IT130.490左侧面0.6,IT133.290右侧面0.4,IT130.44-X 9孔0.4,IT146.31.3审查零件工艺性依照教师发给零件图，审查了零件构造工艺性，其构造利于机械加工，故对零件构造不做修改。经仔细读图，发现所给零件图有错误，有尺寸不清晰，通过与教师沟通，解决以上问题，最后运用机械制图知识改正了零件图，用电子图版绘图，详见零件图。2零件毛坯拟定2.1零件生产类型零件生产类型是指公司（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化限度分类，它对工艺规程制定具备决定性影响。生产类型普通可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同生产类型有着完全不同工艺特性。零件生产类型是按零件年生产大纲和产品特性来拟定。生产大纲是指公司在筹划期内应当生产产品产量和进度筹划。年生产大纲是涉及备品和废品在内某产品年产量。零件年生产大纲N可按下式计算其中 是零件生产大纲（件/年）； 产品年产量（台、辆/年）； 每台（辆）产品中该零件数量（件/台、辆）； 备品率，普通取； 废品率，普通取；依照上式结合题目给定数据，即可算出法兰盘生产大纲，进而拟定出其生产类型。=8000台/年，=1件/台，取=，取=，由公式(1-1）有：(件/年).法兰盘零件重量为1.4，查表1-3可知，法兰盘为轻型零件，由此再查表1-4可知，该法兰盘生产类型为大批生产。2.2毛坯种类和制造办法法兰盘材料在产品设计时已经拟定，在制定零件机械加工工艺规程时，毛坯选取重要是选定毛坯制造办法。用于锻造材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、铸钢、有色金属合金等。由于法兰盘选用HT200作为材料，加之零件形态以外圆为主，为了减少加工余量，提高劳动生产率，决定CA6140车床法兰盘毛坯采用铸件。金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，使用于大批大量生产。该法兰盘生产类型为大批生产，因此在铸件造型上采用金属模机器造型。2.3零件各表面加工办法工件上加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才干逐渐达到质量规定，加工办法选取普通应依照每个表面精度规定，先选取可以保证该规定最后加工办法，然后再选取前面一系列预备工序加工办法和顺序。通过对法兰盘各加工表面分析，依照表1-6至1-11选取各表面加工办法，详见表2。表2各表面加工办法加工表面粗糙度规定加工办法右端面6.3粗车-半精车右端面1.6粗车-半精车-精车45外圆0.8粗车-半精车-磨削20内孔1.6钻-扩-绞左端面1.6粗车-半精车-精车100外圆0.8粗车-半精车-磨削100右端面0.4粗车-半精车-磨削45面（B面）0.4粗车-半精车-磨削90左端面0.4粗车-半精车-磨削90外面0.4粗车-半精车-磨削90左侧面3.2粗铣-精铣90右侧面0.4粗铣-精铣-磨削4-9孔6.3钻-绞4孔3.2钻-绞6孔6.3钻-绞2.4各工序间加工余量依照表1-6至1-11和2-15至2-40，将各加工表面工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度填入表3中。表3各工序间加工余量加工表面工步名称工步余量基本尺寸公差级别精度公差工步偏差粗糙度右端面半精车1.441IT100.1006.3粗车1.642.4IT120.25012.5毛坯344-2-90右端面精车0.841IT70.0351.6半精车1.041.8IT80.0543.2粗车1.242.8IT120.35012.5毛坯344-2.2-45外圆磨削（粗磨）0.345IT80.0170.8半精车0.545.3IT90.0623.2粗车5.245.8IT120.25012.5毛坯651-2-20内孔绞0.220IT80.0451.6扩1.819.8IT100.0846.3钻1818IT110.11012.5毛坯实心-左端面精车0.691IT80.0541.6半精车0.891.6IT100.1406.3粗车1.692.4IT120.35012.5毛坯394-2.2-100外圆磨削（粗磨）0.3100IT80.0540.8半精车1.2100.3IT90.0873.2粗车4.5101.5IT120.35012.5毛坯6106-2.2-100右端面磨削（精磨）0.441IT70.0350.4半精车1.141.40IT80.0543.2粗车1.542.50IT120.35012.5毛坯344-2.2-45面（即B面）磨削（精磨）0.345IT70.0350.4半精车1.245.3IT80.0393.2粗车4.546.5IT120.25012.5毛坯651-2-90左端面磨削（精磨）0.48IT70.0350.4半精车1.18.4IT80.0543.2粗车1.59.5IT120.35012.5毛坯311-2.2-90外圆磨削（精磨）0.390IT70.0350.4半精车1.290.3IT80.0543.2粗车4.591.5IT120.35012.5毛坯696-2.2-90左侧面精铣1.034IT70.0353.2粗铣2.035IT110.1606.3毛坯337-2.2-90右侧面磨削（精磨）0.224IT70.0210.4精铣1.024.2IT80.0331.6粗铣1.825.2IT110.1306.3毛坯327-1.8-4-9孔绞0.29IT100.0586.3钻8.88.8IT120.15012.5毛坯实心-4孔绞0.14.0IT90.0303.2钻3.93.9IT120.12012.5毛坯实心-6孔绞0.26IT90.0306.3钻5.85.8IT120.12012.5毛坯实心-2.5 拟定毛坯尺寸依照表3，得出毛坯尺寸。运用电子图板绘出毛坯图，毛坯尺寸详见毛坯图。3 机械加工工艺规程设计3.1 拟定工艺路线工艺路线拟定涉及：定位基准选取；各表面加工办法拟定；加工阶段划分；工序集中限度拟定；工序顺序安排。考虑到实际经验缺少，加之时间限制，重要进行了定位基准选取、各表面加工办法拟定和工序顺序安排工作。3.1.1 定位基准选取拟定工艺路线第一步是选取定位基准，为使所选定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，普通应先考虑如何选取精基准来加工各个表面，然后考虑如何选取粗基准把作为精基准表面先加工出来。法兰盘大多表面是外圆表面，依照表面粗糙度规定和精度规定，先以45表面（即B面）为粗基准，粗加工右端面和45外圆和90外圆右端面。然后以45外圆为精基准粗加工45（即B面）和左端面，钻18孔。粗加工完毕后，进一步进行半精加工和精加工等。3.1.2 工序顺序安排依照表2各加工表面加工办法和表3各工序间加工余量，考虑加工过程中定位基准选取原则，拟定工序顺序。在工序顺序安排中，不但要考虑机械加工工序，还应考虑热解决和辅助工序，遵循先基准后其她、先粗后精、先主后次、先面后孔原则，最后拟定工序顺序详见表4，以此为根据，填写机械加工工艺过程卡片。表4加工工序工序工序名工序内容1备料热解决2车粗车右端面至39.4、90右端面至40.6、90外圆至91.5、45外圆至45.83车粗车左端面至93.8、100外圆至101.5、100右端面至41.3、90左端面至11.3、45外圆（B面）至46.5，钻孔184车半精车右端面至39.2、90右端面至40.2、45外圆至45.3、90外圆至90.3，精车90右端面至41，切3X2退刀槽，切大倒角保长34，扩孔至19.8，到1.5X倒角5车半精车左端面至93、100外圆至100.3、100右端面至40.6、90左端面至8.4、45（B）外圆至45.3，精车左端面至91，到1.5X倒角（共三处），铰孔至尺寸6铣粗铣、半精铣、精铣90侧面7钻钻轴向孔4-9孔，铰孔8钻钻4通孔，钻6孔深7，绞孔9钳工去毛刺10磨粗磨100外圆至100.2，粗磨90外圆至90.2，粗磨45及两侧至45.2、40.8、8.2、R511磨磨45外圆及台阶面至尺寸、磨90右侧面至尺寸12磨精磨100外圆至尺寸，精磨45（B）外圆及两侧至尺寸13钳工刻字，B面抛光14检查检查各尺寸15镀铬100外圆镀铬3.2 4-切削用量计算3.2.1 钻孔工步切削用量计算背吃刀量拟定，取=8.8mm。进给量拟定，由表5-22，选用该工步每转进给量f=0.15mm/r。切削速度计算，由表5-22，按工件材料为铸铁、硬度为187HBS条件选取，切削速度可取为18m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速651.4，参照表4-9所列Z525型立式钻床主轴转速，取转速=680。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序实际钻削速度=680X3.14X8.8/1000=18.8。3.2.2 绞孔工步工步切削用量计算背吃刀量拟定，取=0.2mm。进给量拟定，由表5-31，选用该工步每转进给量f=0.4mm/r。切削速度计算，由表5-31，切削速度可取为2m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速71，参照表4-9所列Z525型立式钻床主轴转速，取转速=97。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序实际钻削速度=97X3.14X9/1000=2.7。3.3 4-基本工时计算3.3.1基本时间计算钻孔工步依照表5-41，钻孔基本时间可由公式求得。式中=8mm；=1mm；=；=0.15mm/r；=680r/min。将上述成果代入公式，则该工序基本时间=。铰孔工步，依照表5-41，绞圆柱孔基本时间由公式求得。式中、由表5-42按=、= 条件查得=；=；而；=；=。将上述成果代入公式中，通过计算即可得出该工序基本时间=。3.3.2 辅助时间计算依照第五章第二节所述，辅助时间与基本时间之间关系为，可取=0.15，则各工序辅助时间分别为：钻孔工步辅助时间： =铰孔工步辅助时间： =。3.3.3 其她时间计算除了作业时间以外，每道工序单件时间还涉及布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于法兰盘生产类型为大批生产，分摊到每个工件上准备与终结时间甚微，可忽视不计；布置工作时间是作业时间，休息与生理需要时间是作业时间，本工件均取3%，则各工序其她时间（）可按关系式（3%+3%）X（）计算，分别为：钻孔工步其她时间：=铰孔工步其她时间：=。3.3.4 单件时间计算钻孔工步=。铰孔工步=。因而，工序单件时间=+=。由于有四个孔，因此总时间为。3.4 制定4-工序卡片在本次课程设计中，我所被指定工序是加工4-孔。依照表4、4-切削用量计算和基本工时计算即可制定出该工序工序卡片，详细内容详见机械加工工序卡片。4 4-孔专用机床夹具设计机床夹具是一种在金属切削机床上实现装夹任务工艺装备，机床夹具功用重要是：稳定地保证工件加工精度；减少辅助工时，提高劳动生产率；扩大机床使用范畴，实现一机多能。孔属于轴向孔，且在圆周分布上是非均布，因此用常规夹具（即通用夹具）其生产效率是很低，同步加工精度也不容易保证。考虑到法兰盘零件属于大批量生产，因此应当对其设计专用夹具，以保证加工精度和提高劳动生产率。4.1定位方案设计本夹具定位方案如下图所示，采用短圆柱销和平面定位，同步运用支承板来迅速找正工件在夹详细中位置。短圆柱销限制自由度为：。平面限制自由度为：支承板限制自由度为：综上，该定位方案限制了工件6个自由度，较好满足零件加工规定，定位合理。4.2定位误差分析与计算所谓定位误差，是指由于工件定位导致加工面相对工序基准位置误差。由于对一批工件来说，刀具经调节后位置是不动，即被加工表面位置相对于定位基准是不变，因此定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上最大变动量。导致定位误差因素有：由于定位基准与工序基准不一致所引起定位误差，称基准不重叠误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上最大变动量，以表达；由于定位副制造误差及其配合间隙所引起定位误差，称基准位移误差，即定位基准相对位置在加工尺寸方向上最大变动量，以表达。分析和计算定位误差目，就是为了判断所采用定位方案能否保证加工规定，以便对不同方案进行分析比较，从而选出最佳定位方案，它是决定定位方案时一种重要根据。4.2.1 定位元件尺寸公差拟定夹具重要定位元件为短圆柱销。因此该短圆柱销尺寸公差现规定为与本零件在工作时相配尺寸公差相似，因此定位误差为0.045零件规定孔在轴线68mm圆周上，左边孔距离轴线20mm，右边孔距离轴线12mm，已知孔位置重要由夹详细定位误差、夹详细与钻模板配合误差、钻模板以及夹详细制造误差构成。夹详细制造误差为：对定位孔轴线平行度为：0.02，则夹详细与钻模板配合误差，有 0.02+0.0450.4，故误差不超过容许误差。4.3导向元件设计钻床夹具刀具导向元件为钻套，钻套作用是拟定刀具相对夹具定位元件位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。由于该孔加工办法是先钻孔，后铰孔。因此，采用快换式钻套，由于法兰盘零件特殊构造，为了便于装夹工件，因此自行设计快换钻套。其构造如上图所示：4.3.1钻套高度和排屑间隙钻套高度与所钻孔孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素关于。钻套高度H越大，刀具导向性能越好，但刀具与钻套摩擦越大，普通取H=(1-2.5)d，孔径小、精度规定高时，H取较大值。H=(1-2.5)d=(1-2.5)X9=(9-22.5),取H=20mm。钻套底部与工件间距离h称为排屑间隙，H值应恰当选用，h值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面被破坏；h值太大时，会减少钻套对钻头导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，h=（0.3-0.7）d；加工钢时，h=(0.7-1.5)d。由于法兰盘材料为HT200，因此其排屑间隙h=(0.3-0.7)d=(0.3-0.7)X9=(2.7-6.3),取h=5mm。4.4夹紧装置设计在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力作用，为了保证在这些力作用下，工件仍能在夹具中保持定位对的位置，而不致发生位移或产生振动，普通在夹具构造中都必要设立一定夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。在该夹详细设计中，由于所选用定位方案夹紧力与切削力方向一致，所需夹紧力较小，因此采用钩形压板（组合）式夹紧机构。夹紧力计算采用计算，其中-摩擦系数，普通取0.1-0.15，由于在进行钻孔工序时，夹紧力作用表面表面粗糙度较小，因此本设计中选取=0.1。4.5夹具构造设计及操作简要阐明在设计夹具进应当注意提高劳动生产率。因而，使用铰链式钻模，一次固定4个钻套，在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削重要生产轴向力指向定位面，和夹紧力方向相似，因此夹紧力不直接对消切削力。装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由短圆柱销定位，最后用支承板定好位置把钻模板合上，把菱形螺母锁上。这样就可以钻削了。本夹具装配图和零件图，见附图。5 方案综合评价与结论本方案采用一面一销定位方式，限制了工件5个自由度，采用支承板拟定工件在夹详细中对的位置和限制工件旋转自由度。该定位方案限制了工件6个自由度，较好拟定工件在夹详细中位置，但也也许导致过定位，因素在于，支承板与短圆柱销安装误差。在钻孔工序前工序尺寸保证状况下，不会产生过定位。综上所述，本次课程设计基本目已经达到，较好反映了零件加工过程中定位需要。同步，在专用夹具设计过程中，通过查阅大量资料，所设计夹具在使用上十分以便，定位精确。绘制夹详细装配图时，较好运用了机械制图知识，图幅表达合理，线条精确。6体会与展望为期三周机械制造技术基本课程设计就要结束了，回眸近20天设计过程，感触万千。感是较好完毕了设计任务，在设计过程中，通过各种途径解决了所遇到困难。慨是在细节问题把握上还很欠缺，过程技术人员追求是完美，我想，我课程设计离完美尚有很远路要走。三周时间里，查阅了数十本机械加工与夹具设计方面资料。在绘制夹详细装配图时，由于对机械制图中关于内容有些陌生，因此索性翻出机械制图书，也算温习了功课。最后，通过自己努力，较好完毕了装配图绘制，也对机械制图内容有了更深理解。同步，也练习了电子图板软件使用，能纯熟解决绘图过程中所遇到问题，最重要是绘图速度和质量有了很大提高。从刚拿到题目时无从下手，到初步理解机械零件加工工艺过程，这其中个中体会只有自己可以理解，也使我更加坚信在做任何事时，咱们都应当认真去对待。通过这次课程设计，虽然理解了机械加工工艺过程，但离实际还很远，路还很长，但庆幸是自己对机械加工工艺过程有了初步理解，课程设计过程中，一步一种脚印走出来了。在课余，打算多看某些机械加工工艺方面书，多练习软件绘图，更重要是学习其中设计理念。参照文献1黄健求主编.机械制造技术基本M.北京:机械工业出版社,.2肖继德、陈宁平主编.机床夹具设计（第二版）M.北京：机械工业出版社,.3秦国华、张卫红主编.机床夹具当代设计办法M.北京：航空工业出版社,.4秦宝荣主编.机床夹具设计M.北京:中华人民共和国建材工业出版社,1998.25陈国香主编.机械制造与模具制造工艺学M.北京:清华大学出版社,.5.6李彩霞主编.机械精度设计与检测技术M.上海:上海交通大学出版社,.1.7方子良主编.机械制造技术基本M. 上海:上海交通大学出版社,.1.8华楚生主编.机械制造技术基本M.重庆:重庆大学出版社，.4.9李益民主编. 机械制造工艺设计简要手册M. 北京:机械工业出版社，1999.10.10王光斗等主编.机床夹具设计手册M.上海:上海科学技术出版,.11.11艾兴等编. 切削用量简要手册M. 北京:机械工业出版社,.3.12王伯平主编.互换性与测量技术基本（第2版）M. 北京:机械工业出版社,.4.