CA6140車床法蘭盤[831004] 加工工藝及銑φ100面夾具設計

湖南信息職業(yè)技術學 院 學生畢業(yè)設計 (論文 ) 題 目： 床 法蘭盤課程設計 姓 名 ： 譚輝 班級、學號 ： 數(shù)控 0604 班 34 號 系 (部 ) ： 二系 專 業(yè) ： 數(shù)控自動化 指導教師 ： 曾若昕 開題時間： 2008/4 月 完成時間： 2009 年 3 月 摘 要 2 需要 扣 414951605 工藝學是以研究機械加工工藝技術和夾具設計為主技術學科，具有很強的實踐性，要求 學習 過程中應緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，同時它又具有很強的綜合性， 本次畢業(yè)設計的課題是 床法蘭盤加工工藝規(guī)程及某一工序專用夾具設計，主要內容如下： 首先，對零件進行分析，主要是零件作用的分析和工藝分析，通過零件分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工 表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸的確定。 第二步，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準和精基準。根據(jù)選好的基準，制訂工藝路線，通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證的一種工序。 第三步，根據(jù)已經(jīng)選定的工序路線，確定每一步的切削用量及基本工時，并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率。 最后， 設計第 三道工序 鉆法蘭盤孔的夾具。先提出設計問題，再選擇定位基準，然后開始切削力、夾緊 力的計算和定位誤差的分析。然后把設計的過程整理為圖紙。 通過以上的概述，整個設計基本完成。 關鍵詞 機械；加工工藝；夾具設計 A is is on to in at it of is of a is as of it is of of to of of is it to to of of on in to of of be to as of of of a of of s. to of To of of of to to of in as of 錄 序 言 . 1 1 零 件 的 分 析 . 2 . 2 件的工藝分析 . 2 2 工 藝 規(guī) 程 設 計 . 3 . 3 . 3 . 3 序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 6 . 9 3 夾具設計 . 30 . 30 . 30 參考文獻 . 33 致 謝 . 34 1 序 言 畢業(yè)設計是我們在學完大學的全部課程后進行的，是我們對大學三年的學習的一次深入的綜 合性的總考核，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練， 這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（ 工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會。 因此，它在我們大學生活中占有重要地位。就我個人而言，我也希望通過這次設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性心理，從中鍛煉自己分析問題 ，解決問題的能力，對未來的工作發(fā)展打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 2 1 零 件 的 分 析 件的作用 題目所給定的零件是 床上的法蘭盤（見附圖 1）， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。 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 20 中心 ,包括 :兩個 尺寸為 兩個 90 個 9透孔 . 外圓柱面及上面的 6銷孔 , 90面上距離中心線分別為 34 24 這組加工表面是以 20 中心 ,其余加工面都與它有位置關系 ,可以先加工它的一個端面 ,再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面 ,然后再加工其它加工表面 . 3 2 工 藝 規(guī) 程 設 計 定毛坯的制造形式 零件材料為 于零件年產(chǎn)量為 1000 件，已達到中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造， 法蘭盤因毛坯比較簡單，采用鑄造毛坯時一般是成隊鑄造，再進行機械加工。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應該的。 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 45 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，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 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)綱領一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 一 工序 1 粗銑 20 孔兩端面 工序 2 鉆、粗鉸孔 20 工序 3 粗銑 90 外圓柱面上平行于軸線的兩個平面 4 工序 4 精銑 20 孔兩端的端面 工序 5 精絞 20 的孔 工序 6 粗車 45、 90、 100的外圓，粗車 90的右端面 工序 7 半精車 45、 90、 100的外圓，半精車 90的端面，對 100、 90、 45 的圓柱面倒角，倒 45 兩端的過度圓弧，車退刀槽，車 20內孔兩端的倒角 工序 8 精車 100 外圓面，精車 B 面，精車 90 的右端面，精車 45 的圓柱面 工序 9 精銑 90 外圓柱面上平行于軸線的兩個平面 工序 10 鉆 4 透孔 工序 11 鉆 4孔，鉆鉸 6的銷孔 工序 12 磨 45、 100的外圓 工序 13 磨 90 外圓柱面上距離軸線 24平面 工序 14 磨 B 面 工序 15 刻字劃線 工序 16 100外圓無光鍍鉻 工序 17 檢查入庫 二 工序 1 粗車 100車 100圓柱面，粗車 車 90的外圓柱面 工序 2 粗車 45 端面及外圓柱面 工序 3 鉆粗絞 20的內孔 工序 4 半精車 100的端面及外圓面，半精車 精車 90 的外圓柱面，對 100、 90的外圓柱面進行倒角，車 45 兩端的過渡圓弧，車 20孔的左端倒角 工序 5 半精車 45 的端面及外圓柱面，車 20 孔的右端倒角，車 45 的倒角，車 3*2 的退刀槽 工序 6 精車 100 的端面及外圓面，精車 工序 7 精車 45 端面及外圓柱面 工序 8 精絞 20 的孔 工序 9 鉆 4 9透孔 工序 10 鉆 4 孔，鉆絞 6孔 工序 11 銑 90 圓柱面上的兩個平面 工序 12 磨 B 面 5 工序 13 磨 90 外圓柱面上距離軸線 24平面 工序 14 劃線刻字 工序 15 100外圓無光鍍鉻 工序 16 檢查 三 上述兩個方案的特點在于：方案一 采用同時銑削加工兩個端面，可以提高效率，而方案二采用車削端面，可以保證精度，方案一的效率雖高但精度不能保證，應把保證精度放在首位，故選用方案二車削兩端面。由于各端面及外圓柱面都與 20 軸線有公差保證，所以加工各端面及外圓柱面時應盡量選用 20 孔為定 位基準。經(jīng)過比較修改后的 具體工藝過程如下 : 工序 1 粗車 100 端面及外圓柱面 ,粗車 車 90的外圓柱面 工序 2 粗車 45 端面及外圓柱面， 粗車 90的端面 工序 3 鉆、擴、粗鉸 20的孔 工序 4 鉆 4孔，再鉆 6孔 工序 5 半精車 100 的端面及外圓柱面，半精車 B 面，半精車 90 的外圓柱面，車 100、 90的倒角，車 45兩端過渡圓弧，車 20孔的左端倒角 工序 6 半精車 45的端面及外圓柱面，半精車 90的端面，車 3*2退刀槽，車 45 的倒角，車 20內孔的右端倒角 工序 7 精車 100 的端面及外圓，精車 工序 8 精車 45 的外圓，精車 90的端面 工序 9 精絞 20 的孔 工序 10 磨 100、 45的外圓柱面 工序 11 鉆 4 9透孔 工序 12 銑 90柱面上的兩個平面 工序 13 磨 B 面 工序 14 磨 90圓柱面上距離軸線 24工序 15 劃線刻字 工序 16 100圓無光鍍鉻 工序 17 檢查 以上加工方案大致看來還是合理的 就會發(fā)現(xiàn)仍有問題 ,主要表現(xiàn)在工序鉆 4鉆 6 由于在設計夾用夾具時要以 90定位 ,所以應把 銑 90一道工序放在鉆 4 孔，再鉆 6 工序前 . 并且工序 與工序 序可并為一個工序 ,否則就有點繁瑣 . 因此最后確定的加工工藝路線如下： 工序 1 粗車 100 端面及外圓柱面，粗車 B 面，粗車 90的外圓柱面 工序 2 粗車 45 端面及外圓柱面，粗車 90的端面 工序 3 鉆 、 擴 、 粗絞 20的 孔 工序 4 粗銑 90 圓柱面上的兩個平面 工序 5 半精車 100的端面及外圓柱面，半精車 精車 90的外圓柱面，車 100、 90 外圓柱面上的倒角，車 45 兩端過渡圓弧，車 20 孔的左端倒角 工序 6 半精車 45 的端面及外圓柱面，半精車 90 的端面，車 3*2 退刀槽，車 45圓柱面兩端的倒角，車 20 內孔的右端倒角 工序 7 精車 100 的端面及外圓，精車 工序 8 精車 45 的外圓，精車 90的端面 工序 9 精絞 20 的孔 工序 10 精銑 90圓柱面上的兩個平面 工序 11 鉆 、 絞 4的孔 工序 12 鉆 4孔，鉆、絞 6孔 工序 13 磨 100、 45的外圓柱面 工 序 14 磨 工序 15 磨 90 外圓柱面上距離軸線 24平面 工序 16 刻線刻字 工序 17 鍍 鉻 工序 18 檢測入庫 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 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 度 200坯重量約為 產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 7 此 外圓表面為 ，參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 5 精車外圓 粗車外圓 3 47 + 毛坯 5 50 照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精車外圓 00 46 半精車外圓 00 6 粗車外圓 4 102 毛坯 6 106 3 參照 實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精磨外圓 5 粗磨外圓 半精車外圓 1 46 粗車 2 47 毛坯 60 106 1 106 1 4孔 20 照實用機械加工工藝手冊確定各工 序尺寸及加工余量 8 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 鉸孔 0 + 20 孔 孔 9 18 + 18 坯 10 5. 1）按照工藝手冊表 6件重量為 面的單邊加工余量為 Z=件的公差按照表 6質系數(shù)取 1M ，復雜系數(shù)取 2S ，則鑄件的偏差為 ； 2）精車余量：單邊為 實用機械加工工藝手冊中表 精車公差既為零件公差 3）半精車余量：單邊為 實用機械加工工藝手冊中表 11半精車公差的加工精度為 此可以知道本工序的加工公差為 4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為 Z= 粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為 此，可以知道本工序的加工公差為 于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分； 由 圖可以知道： 毛坯名義尺寸為： 94+2=96（ 毛坯的最大尺寸： 96+ 加工方向91精車 半精車 精 車最小余量最大余量最大余量最小余量毛 坯 名 義 尺 寸 9 6最大余量最小余量9 毛坯的最小尺寸： 粗車后最大尺寸： 94+ 粗車后最小尺寸： 半精車后最大尺寸： 94+ 半精車后最小尺寸： 精車后尺寸為 94工余量計算表 工序 加工尺寸 及公差 鑄造毛坯 粗車 半精車 精車 加工前尺寸 最大 小 工后尺寸 最大 小 工余量 2 工公差 蘭盤的鑄件毛坯圖見附圖 定切削用量及基本工時 工序 1 粗車 100 端面及外圓柱面，粗車 B 面，粗車 90的外圓柱面 工件材料： b=220 模鑄 加工要求：車削 100面及外圓柱面，粗車 B 面 機床： 刀具：采用刀片的材料為 桿尺寸 16K=90 ,0=15 , 0=12 ,=計算切削用量 (1) 粗車 100面 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為 3+0.0。 7慮的模鑄拔模斜度，) 進給量 f 根據(jù)實用機械加工工藝手冊中表 刀桿尺寸為 16 25 5及工件直徑為 100 時， f =r 10 按 床說明書（見切削手冊）取 f =r 3) 計算切削速度，按切削手冊表 削速度的計算公式為 (壽命 T=60m/其中：42, m=正系數(shù)削手冊表 所以 4258.6(m/4)確定機的主軸轉速 04r/機床說明書 (見工藝手冊表 與 504r/80r/00r/選取80r/ 所以實際切削速度 v=110r/ 5) 切削工時，按工藝手冊表 =2 20100=40, 1l =22l =0, 3l=0 tm=40=(2) 粗車 100圓柱面，同時應檢驗機床功率及進給機構強度 1) 切削深度，單邊余量 Z=2二次切除。 2) 進給量， 根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=r 3)計算切削速度 132m/)確定機床主軸轉速 20r/機床說明書 (見工藝手冊表 420r/80r/選取 480r/1 所以實際切削速度 000 m 501000 480100 m5) 檢驗機床功率 主切削力削手冊表 示公式計算 cF其中 2985，1.0， 650(= 50600(=985 150 ) 切削時消耗功率106x W) 由實用機械加工工藝手冊表 7 床說明書可知， 電機功率為 80r/主軸傳遞的最大功率為 以正常加工。 6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主切削力削手冊表 示公式計算 pF其中 1940，0.9，0.6， 650(= 50220(=以 940 150 03(N) 而軸向切削力 fF其中 2880，1.0，0.5， 650( = 50220( =2 k=向切削力 880 150 42(N) 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) =切削羅在縱向進給方向對進給機構的作用力為 F= (cF+442+03)=442+機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為 3530N(見切削手冊表 機床進給系統(tǒng)可正常工作。 7)切削工時 t=其中 l=10 1l =4 1l =2以 t=410 3)粗車 1) 切削深度。單邊余量 Z=2 145106 =5次切除 2) 進給量 根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=r 3) 計算切削速度 中：42, m=正系數(shù)削手冊表 所以 42 26m/) 確定機的主軸轉速 106 1261000 378r/機床說明書 (見工藝手冊表 與 378r/00r/選取00r/ 所以實際切削速度000 m 331000 400106 m5) 切削工時，按工藝手冊表 13 tm=i ;其中 l=30mm tm=i= 15=工序 2 粗車 45 端面及外圓柱面，粗車 90的端面 機床： 式車床 刀具：采用刀片的材料為 桿尺寸 16 25K=90 ,0=15 , 0=12 ,=1) 粗車 1) 切削深度。單邊余量 Z=) 計算切削速度 中：42, m=正系數(shù)削手冊表 所以 60 342 87m/) 確定機床主軸轉速 50 1871000 553r/機床說明書 (見工 藝手冊表 與 553r/00r/選取00r/ 所以實際切削速度000 m 41 00 0 6 0050 m5) 切削工時，按工藝手冊表 tm=i ;其中 l=251l =4 2l =214 tm=i=(2) 粗車 1) 切削深度 單邊余量為 Z= 分兩次切除。 2) 進給量 根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=r 3) 計算切削速度 中：42, m=正系數(shù)削手冊表 所以 60 342 9m/) 確定機床主軸轉速 x 753r/機床說明書 (見工藝手冊表 與 753r/近的機床轉速為750r/選取50r/ 所以實際切削速度000 m 41 0 0 0 7 5 050 5) 切削 工時，按工藝手冊表 tm=i ;其中 l=411l =4 2l =0tm=i=(3) 粗車 901) 切削深度 單邊余量為 Z= 一次切除。 2) 進給量 根據(jù)機械加工工藝手冊取 f=r 3) 計算切削速度 15 中：42, m=正系數(shù)削手冊表 所以 60 342 22m/) 確定機床主軸轉速 90 1221000 431r/機床說明書 (見工藝手冊表 與 431r/80r/選取80r/ 所以實際切削速度000 m 351000 48090 m5) 切削工時，按工藝手冊表 tm=i ;其中 l=24590=1l =4 2l =0tm=i=工序 3 鉆 、 擴 20的 孔 (1) 鉆 18機床： 刀具： 根據(jù)機械加工工藝手冊表 10取高速鋼鉆頭 1)進給量 根據(jù)切削手冊表 10鑄鐵 ， D= 18 時， 取f=r 2)切削速度 根據(jù)機械加工工藝手冊表 10 10得 V=35m/3)確定機床主軸轉速 18 351000 機床說明書 (見工藝手冊表 與 近的機床轉速為16 555r/選取55r/ 所以實際切削速度 000 m 5518 m4)削工時，按工藝手冊表 tm=i ;其中 l=911l =10 2l =4tm=05=(2) 根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為 鉆鉆3121(式中的鉆f、鉆v 加工實心孔進的切削用量 . 現(xiàn)已知 鉆f=r (切削手冊 )表 v= (切削手冊 )表 ) 給量 取 f=r 按機床選取 r 2) 削速度 v= 3) 定機床主軸轉速 機床說明書 (見工藝手冊表 與 近的機床轉速為275r/選取75r/ 所以實際切削速度 000 m 0 0 2 7 m5) 削工時，按工藝手冊表 17 tm=i ;其中 l=911l =10 2l =4tm=工序 4 粗銑 90 圓柱面上的兩個平面 (1) 銑距中心線 34平面。 機床：組合機床 刀具： 根據(jù)機械加工工藝手冊表 10用硬質合金三面刃銑刀 銑刀壽命 T=180,B=40 1) 削深度 20所以有) 給量 查機械加工工藝師手冊表 10表 10 ,進給量f= 按機床行選取 f= 3) 切削速度 根據(jù)機械加工工藝手冊表 10 10得 V=115s. 即 V=) 定機床主軸轉速 100 機床說明書 (見工藝手冊表 6與 選取 所以實際切削速度 000 m m當，工作臺的每分鐘進給量mf=10 7.5(mm/查機床說明書有0(mm/5) 削工時，按工藝手冊表 =6090=1.5(045=18 銑兩次的總時間為 2) 粗銑距中心線 24平面。 機床：組合機床 刀具： 根據(jù)機械加工工藝手冊表 10用硬質合金三面刃銑刀 銑刀壽命 T=180,B=40/ 1) 切削深度 40所以有) 進給量 查機械加工工藝師手冊表 10表 10 ,進給量f= 按機床行選取 f= 3) 切削速度 根據(jù)機械加工工藝手冊表 10 10得 V=115s. 即 V=) 確定機床主軸轉 速 100 機床說明書 (見工藝手冊表 6與 選取 所以實際切削速度 000 m m當，工作臺的每分鐘進給量mf=10 7.5(mm/查機床說明書有0(mm/5) 切削工時，按工藝手冊表 tm=6090=1.5(銑 4 次的總時間為 46序 5 半精車 100的端面及外圓柱面，半精車 精車 90 的外圓柱面，車 100、 90 外圓柱面上的倒角，車 45 兩端過渡圓弧，車 20 孔的左端倒角 (1) 半精車 100面 19 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外 其它都相同，故在此省略。 進給量 f 根據(jù)實用機械加工工藝手冊表 f r 機床主軸轉速480r/以切削工時 tm=40 (2) 半精車 100圓柱面 粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略 進給量 f 根據(jù)機械加工工藝