機械畢業(yè)設計（論文）CA6140臥式車床上法蘭盤的工藝規(guī)程及鉆夾具的設計（全套圖紙）

1、 內容摘要制造業(yè)是實現工業(yè)化的水之源、木之本，是現代化的原動力，是國家實力的支柱。一個國家沒有強大的制造能力，永遠成不了經濟強國。我國工業(yè)化的進程目前正處在由低級向高級發(fā)展的中間階段，要完全實現工業(yè)化，根據發(fā)達國家的經驗，至少還需要十幾年的努力。制造業(yè)分為加工制造業(yè)和裝備制造業(yè)。我國已完成工業(yè)化的初級階段，此階段以勞動密集型產業(yè)飛速發(fā)展為特點，產業(yè)結構輕型化，我國已將加工制造業(yè)在這一階段發(fā)展到極致，“世界制造工廠”這頂帽子并非浪得虛名，但僅僅局限于消費品領域。隨著產業(yè)升級，我們已不可避免發(fā)展到以裝備制造業(yè)為主要特征的“重化工業(yè)階段”，也有人稱之為“后工業(yè)化時代”。裝備制造，泛指生產資料的生產，

2、以資金密集、技術密集為特征，包括能源、機械制造、電子、化學、冶金及建筑材料等工業(yè)。本次畢業(yè)設計選擇了“ca6140臥式車床上法蘭盤的工藝規(guī)程及鉆夾具的設計” 作為設計題目，旨在通過此次設計進一步熟悉與掌握機械零件加工工藝的編制方法和簡單夾具的設計與選用方法。關鍵詞：ca6140車床，法蘭盤零件，機械加工工藝設計，夾具設計 全套cad圖紙等，加153893706abstract manufacturing is the source of the water of industrialization, the wood of the country, is the driving force o

3、f modernization, is the pillar of national strength. a country without a strong manufacturing capacity, can never become an economic power. the process of industrialization in china is now at the low level to high intermediate stage of development, to fully achieve industrialization, according to th

4、e experience of developed countries, it needs at least ten years of hard work. manufacturing is divided into processing and manufacturing and equipment manufacturing. china has completed the initial stage of industrialization, this stage is characterized by rapid development of labor-intensive indus

5、tries, and light industrial structure, processing and manufacturing in china has developed to the extreme at this stagekey words: ca6140 lathe, the flange parts, machining process planning, fixture design緒論1.選擇本題目的意義機械加工工藝是基礎中的基礎，機械制造業(yè)起著舉足輕重的作用，機械制造技術是以制造一定質量的產品為目標，研究以最少消耗、最低的成本和最高的效率進行機械產品制造的綜合性技術。

6、2.機械加工工藝的發(fā)展概況進入21世紀，發(fā)達國家把機械制造工藝置于優(yōu)先發(fā)展的地位，機械制造工藝的基礎地位卻豪不動搖，這足以說明機械制造工藝是工業(yè)的核心，擔負著為國民經濟發(fā)展和國防建設提供技術裝備的重任，是工業(yè)化國家的主導產業(yè)。隨著發(fā)達國家對機械制造工藝的研發(fā)和投入，產品的極端制造技術將成為制造技術發(fā)展的重要領域。由于機電一體化技術對現代工業(yè)技術的發(fā)展有巨大的推動力，因此，世界各國均將其作為工業(yè)技術發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。從20世紀70年代起，在發(fā)達國家興起了機電一體化技術熱，而在20世紀90年代中國也把機電一體化技術列為重點發(fā)展的十大高新技術產業(yè)之一，隨著我國裝備制造業(yè)的發(fā)展，特別是結合國家重大裝

7、備研究與技術引進，技術改造，制造業(yè)總體工藝水平和綜合制造能力得到了新的提高。機械制造工藝正在快速的發(fā)展著。 經過建國以來60多年的發(fā)展，我國機械制造業(yè)已具有了相當的實力。“八五”期間，我國機械工業(yè)努力開發(fā)新產品，積極研究推廣現代制造技術。隨著我國裝備制造業(yè)的發(fā)展，特別是結合國家重大裝備研制與技術引進、技術改造，制造業(yè)總體工藝水平和綜合制造能力得到了新的提高。我國已掌握了一批重大裝備的成套制造工藝技術，對規(guī)模制造產品，能較快的形成規(guī)?；?、集成化的工藝結構與制造能力，裝備制造業(yè)的機床數控化率有了較大的提高，產品裝配工藝有了新的突破，在鑄造、鍛壓、熱處理、電鍍等行業(yè)普遍推行專業(yè)化生產，涌現出許多較高

8、水平的工藝創(chuàng)新成果。 我國機械制造工藝雖然取得了長足進步，但與發(fā)達國家先進工藝相比，在技術方面還存在著相當大的差距，其主要表現在“兩低”、“兩高”?！皟傻汀保阂皇钱a品零件精度低，二是生產效率低；“兩高”：一是工藝消耗高，二是環(huán)境污染大。不斷提升系統(tǒng)設計、成套制造的能力，是機械制造工藝的重要發(fā)展方向。不斷強化系統(tǒng)設計、成套制造的能力，是國際機械制造工藝的一個重要發(fā)展方向。3.機械制造工藝的發(fā)展趨勢 機械制造在機械加工工藝方面，各種特種加工和特種處理工藝方法日益繁多。傳統(tǒng)的機械制造工藝過程正在發(fā)生變化，如鑄造、壓力加工、焊接、熱處理、膠接、切削加工、表面處理等環(huán)節(jié)采用高效專用設備和先進工藝，普遍實

9、行工藝專業(yè)化和機械生產自動化；為適應產品更新換代周期短、品種規(guī)格多樣化的需要，高效柔性加工系統(tǒng)獲得迅速發(fā)展；計算機集成制造系統(tǒng)把計算機輔助設計系統(tǒng)（cad）、計算機輔助制造（cam）系統(tǒng)與生產管理信息系統(tǒng)（mis）綜合成一個有機整體，實現機械制造過程高度自動化，極大的提高了勞動生產率和社會經濟效益，是21世紀制造業(yè)的發(fā)展方向。在著機械制造業(yè)的發(fā)展總趨勢現分為“四化”：柔性化、靈捷化、智能化和信息化。.柔性化。使工藝裝備與工藝路線能適應于生產各種產品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產品的需要。.靈捷化。使生產推向市場準備時間縮為最短，使機械制造廠機制能靈活轉向。.智能化。柔性自動化的重要組成部

10、分，它是柔性自動化的新發(fā)展和延伸。人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。.信息化。機械制造業(yè)將不再是由物質和能量借助于信息的力量生產出價值，而是由信息借助于物質和能量的力量生產出價值。因此，信息產業(yè)和智力產業(yè)將成為社會的主導產業(yè)。機械制造也將是由信息主導的，并采用先進生產模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術和先進組織管理方式的全新的機械制造業(yè)。21世紀初機械制造業(yè)的重要特征表現在它的全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等。.畢業(yè)設計是在學完了機械設

11、計制造工藝學、進行了生產實習之后的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力，另外，也為以后參加生產進行一次綜合訓練和準備。通過本次畢業(yè)設計，應該得到下述各方面的鍛煉：1）.能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2）提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。3）學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、

12、出處、能夠做到熟練運用。就我個人而言，我希望通過本次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加生產實踐打下一個良好的基礎。本說明書主要是ca6140臥式車床上的法蘭盤的有關工藝規(guī)程的設計說明, 由于能力所限，設計尚存在許多不足之處，懇請各位老師予以指教，謝謝！一、零件的分析（一）零件的作用題目所給的零件是法蘭盤（見附圖），其為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠該法蘭盤定心。法蘭盤內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，實現縱向進給。（二）設計任

13、務分析法蘭盤的技術要求，并繪制零件圖。設計零件技術機械加工工藝規(guī)程，填寫工藝文件。設計零件機械加工工藝裝備。設計機床專用夾具總裝圖中某個主要零件的零件圖。（三）零件的工藝分析ca6140車床共有八處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以100d11為基準面加工表面這一組加工表面包括：45h645h6的右端面并導角2以45h6端面為基準，車、100d11、外圓，并導，和。3.以45h6端面為基準，先用的鉆頭鉆孔，然后再用鉸刀鉸孔由于孔與45h6有跳動的要求，所以要以45h6端面為基準。4要以孔20h9為基準，精車所有外圓面，使其達到要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加

14、工后表面為基準加工另外一組。同時保證它們之間的跳動要求和尺寸要求等。二、工藝規(guī)程設計零件材料是ht200。零件年產量是中批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。（一）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，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。1.粗基準的選擇 因為法蘭盤可歸為軸類零件，執(zhí)照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基

15、準選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時則應與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準），所以對于本零件可以先以法蘭盤右端 45的外圓及 90的右端面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊 45外圓可同時削除 五個自由度，再以 90的右端面定位可削除自由度。2.精基準的選擇。精基準的選擇主要考慮基準重合與統(tǒng)一基準原則。以20mm孔為精基準（二）制訂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保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除

16、此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 以100d11為粗基準，粗車端面及外圓45h6，并導，選用ca6140機床。工序二 以45h6外圓面為基準，粗車100d11、外圓，并導和。工序三 以45h6外圓面為基準，鉆20h9通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔達到20h9的尺寸。工序四 導45h6右端面角工序五 以20h9內孔為基準精車100d11左端面和右端面并保證45h6跳動在0.03內,并切槽。工序六 以右端面和外圓面定位,利用兩個端面夾緊,銑粗糙度為3.2的外圓左平面。工序七 以剛銑的平面定位,利用兩端面夾緊,銑外圓右平面，保證尺寸為24。工序八 以一個銑

17、好的平面定位,再利用另外一個平面夾緊,鉆的通孔,再擴孔到孔,保證尺寸為l=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。工序九 以20h9孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個孔。工序十 再用磨床磨外圓使其達到所要求的粗糙度。工序十一 檢查。2.工藝路線方案二工序一 車端面及外圓45h6，以100d11為粗基準，選用ca6140機床。工序二 以45h6外圓面為基準，粗車100d11、外圓，并導，和。工序三 以45h6外圓面為基準，鉆20h9通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔達到20h9的尺寸。以45h6外圓面為基準，粗車100d11、外圓，并導，和。工序四 以100d11外圓面為基準，并導，和。工序五 以20h9內孔

18、為基準精車100d11左端面和右端面和45h6保證跳動在0.03內,并車槽。工序六 以右端面和一圓面定位,利用兩個端面夾緊,先銑粗糙度為3.2的一面。工序七 以剛銑的平面定位,利用兩端面夾緊,銑另外一面保證尺寸為24。工序八 以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊,鉆的通孔,再壙孔到孔,保證尺寸為l=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。工序九 以20h9孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個孔。工序十 再用磨床磨外圓使其達到所要求的粗糙度。工序十一 檢查。雖然工藝路線二的工序仍然是十一步，但多次加工45h6表面，是精度要求和粗糙度的要求和有跳動的要求，另外45h6表面是多次加工的基準，方案一中在加工其

19、外圓表面的同時進行了導角，工序較為集中，也方便裝夾，在一定程度上提高了生產效率。所以選擇第一個方案。3最終工藝路線工序一 以100d11為粗基準，粗車端面及外圓45h6，并導，選用ca6140機床。工序二 以45h6外圓面為基準，粗車100d11、外圓，并導，和。工序三 以45h6外圓面為基準，鉆20h9通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔達到20h9的尺寸。工序四 導45h6右端面角工序五 以20h9內孔為基準精車100d11左端面和右端面和保證45h6跳動在0.03內,并切槽。工序六 以右端面和外圓面定位,利用兩個端面夾緊,銑粗糙度為3.2的外圓左平面。工序七 以剛銑的平面定位,利用兩端面夾緊,

20、銑外圓右平面，保證尺寸為24。工序八 以一個銑好的平面定位,再利用另外一個平面夾緊,鉆的通孔,再擴孔到孔,保證尺寸為l=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。工序九 以20h9孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個孔。工序十 再用磨床磨外圓使其達到所要求的粗糙度。工序十一 終檢(三)機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“ca6140車床法蘭盤”；零件材料為ht200，硬度190210hb，毛皮重量1.4kg，生產類型大批量，鑄造毛坯。據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（45h6，100d11端面）。查機械制造

21、工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取45，100端面長度余量均為4（均為雙邊加工）車削加工余量為：粗車 2mm精車 0.7mm2. 內孔 工序尺寸加工余量：鉆孔 2mm 擴孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3.其他尺寸鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。取余量為：7mm因此可以確定毛坯的尺寸（毛坯圖）（四）確切削用量及基本工時以100d11外圓為粗基準，粗車45h6外圓及其右端面。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。加工要求：粗車外

22、圓，尺寸保證到。機床：ca40車床。刀具：yt5確定加工時間：工序：確定加工時間 由于余量為8mm，因此分二次切削，吃刀深度為=4mm 查切削用量簡明手冊，進給量f=0.4mm/r （表1.4）計算切削速度，耐用度t=45min=161m/min (2.70m/s)確定機床主軸轉速：=15.72r/s (935r/min)按機床取=900r/min=15r/s實際切削速度為v=15r/s 車外圓時=15.3s (0.26min)車端面時工序ii查切削用量簡明手冊，進給量f=0.36mm/rd取16mm時v=14m/min 根據z525鉆床說明書，可考慮選擇，故取 鉆、擴孔時= =2.65min

23、鉸孔時 取工序iii 車削條件和參數跟工序i一致 =工序iv =工序v 刀號yg6 查手冊 余量為0.6mm 取f=0.56mm/r n=根據ca6140 選實際切削速度工序vi 由于銑的量為21mm 故要三次粗銑，一次精銑 分別為 工序vii 由圖可知余量為11mm，故可分二次粗銑，一次精銑 工序：先用鉆頭鉆通孔，再壙孔到，再叫空鉸孔到達所要求的精度查手冊，知鉆孔時，鉆的鉆頭孔： 查手冊去標準值 鉸孔時、 取工序：由于鉆4個孔，先用的鉆頭鉆，然后再鉸孔 鉆孔時：、 鉸孔時：、 由于速度是一樣的所以 查表可知道取 工序：45h6、兩外圓面，和、100d11兩端面，使其達到所要求的粗糙度。1選擇

24、砂輪： gb46zr1a6p2切許用量的選擇： n砂=1500、 v砂=27.5 軸向進給量 工件速度 徑向進給量 雙行程三、夾具設計（一）定位基準的選擇由零件圖知，6h9mm孔對90mm段右側端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以90mm段右側端面為主要定位基準面，以45h6mm外圓表面和90mm段一側小平面為輔助定位面，共限制個自由度，其中與6h9mm孔軸線同方向的自由度被重復限制，但起到增強定位穩(wěn)定性的作用，因此這一定位方案可行。為了提高加工效率，縮短輔助時間，將鉆套設計成快換鉆套。（二）切削力及夾緊力計算鉆mm孔時切削量最大，切削力和加緊力也最大，這里只考慮鉆mm孔時的切削力和夾

25、緊力。刀具：高速鋼麻花鉆，mm。鉆孔時的軸向力查表1-2-7文獻1，由于工件所受夾緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿90mm段較小平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開基面所需的夾緊力為： ， 摩擦系數查4表3-19，=0.25。 安全系數 ，式中 k基本安全系數1.5；k加工狀態(tài)系數1.2；k刀具鈍化系數1.5，由文獻4表3-20查得；k切削特點系數1.0；k考慮夾緊動力穩(wěn)定性系數1.3。l=20mm, h=42mm, l=34mm查表3-26文獻4，知d=10mm的螺栓許用加緊力，因10mm鉤型螺栓長度小于所需夾緊長度，為方便加緊，選用16mm的鉤型夾緊螺栓夾緊，夾緊螺母上鉆一16mm

26、斜孔使之成為可快速拆裝的螺母且定位套在45h6mm外圓段的定位套對工件有輔助支撐作用，使支撐更加穩(wěn)定，因此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。 （三）定位誤差分析夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據零件定位方案設計的專用件，各定位面加工后對6h9mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。鉆孔位置主要由鉆套鉆模板引導，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻4表3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取0.05mm0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證。 （四）夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。夾具體上鉆套采用快換形式提高了

27、加工生產效率。同時，在定位和夾緊方面采用的是帶有螺栓連接的定位心軸和快速螺旋夾緊機構，該夾緊機構是螺母螺孔內又斜鉆了孔，其孔徑略大雨螺紋外徑。螺母斜向沿著光孔套入螺桿，然后將螺母擺正，使螺母的螺紋與螺桿（即：定位心軸）嚙合，再略為擰動螺母，便可夾緊工件。快速旋轉夾緊機構同樣的提高了加工生產效率。在用定位心軸定位時，采用的是間隙配合心軸，心軸工作部分按基孔制h6、g6或f7制造。此設計在裝卸工件時較方便，縮短了加工時的輔助時間。根據該法蘭盤結構特點設計的定位套一次限制5個自由度，外加一定位支承板限制2個自由度，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用鉤形夾緊螺栓，操作方便。該夾具上設有擋塊

28、，可防止零件在加工時發(fā)生翻轉或者滾動。夾具體也是由定位夾緊需要設計而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產要求。夾具的零件圖、零件毛坯圖和零件圖見附錄。結 論此次設計是對我們本科學習以來所學習機械方面知識的一個綜合考察，也是培養(yǎng)我們對所學知識的一個綜合運用。通過這次對法蘭盤零件的機械加工工藝規(guī)程設計，使我們能夠靈活、有條理地應用機械制造方面的知識,熟練掌握機械加工工藝規(guī)程的制定,充分表達自己對工藝的理解和發(fā)現。讓我們學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。讓我們更加貼近于生產實際，讓我們更加清晰的看到了理論與實際在設計中的差別。這次設計，使我們懂得了理論與實際相結合的重要性只有

29、理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從中得出結論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在這次設計的過程中也發(fā)現了自己的不足之處：對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說對公差的確定、工時定額的計算、夾緊機構的具體設計等方面不能很好的作出方案。但通過這次畢業(yè)設計，把以前所學知識的重新溫故，使我們的知識結構得到了很好的鞏固。這次畢業(yè)設計,讓我們受益非淺,不僅培養(yǎng)了我們對所學知識的運用，也培養(yǎng)了我們發(fā)現問題、分析問題、解決問題的邏輯思維能力,更重要的是熟悉并掌握了法蘭盤零件的機械加工工藝與常用裝備,了解了法蘭盤零件的加工方法與加工方案,同時也培養(yǎng)了我們的計算應用能力,讓我們從機械基礎到公差配合、從機械制圖、計算機繪圖到機床設備應用，把機械制造過程中的各種知識綜合整理，又有了更高層次的理解和發(fā)現。在做設計過程中,老師的細心指導使我們加深了應用于機械制造中理論研究的了解,同時培養(yǎng)了我們一絲不茍、嚴謹認真的工作作風和很強的團隊協(xié)作精神!總之,畢業(yè)設計是我們對本