法兰机械加工工艺及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 院毕业设计（论文） 法兰机械加工工艺及夹具设计 班 级 专 业 教 学 系 指导老师 完成时间 年 月 日至 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本次设计的主要内容是法兰机械加工工艺及夹具设计，法兰主要是与其它零件配对使用，其主要加工表面及控制位置为 孔。由零件要求分析可知，保证 0 孔尺寸的同时应该尽量保证其同轴度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以 大外圆粗定位夹紧加工后，对 外圆进行车削加工同时成型。因其粗糙度为 通过粗车、半精车满足。孔时，主要以法兰的 96 凸台定位，控制其自由度，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。 本文的研究重点在于通过对法兰的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具以及设计出简单、实用的数控加工程序，通过实践验证，最终加工出合格的法 兰零件。 关键词： 法兰，加工余量，工艺，夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of At of of to to to is to on of is so a is an As in of is an is is a of to ie 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . 绪论 . 1 2 零件的分析 . 1 件的作用 . 错误 !未定义书签。 件的工艺分析 . 1 3 确定毛坯 ，绘制毛坯 图 、零件图 . 3 . 3 序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 3 4 法兰 工艺规程设计 . 4 . 4 . 5 、量具 . 7 定切削用量及基本工时 . 7 195 外圆，粗车 96台阶外圆及左端面 . 7 车 55外圆及右端面 . 7 0 外圆及倒角至尺寸 . 7 . 7 深 5凹槽至尺寸 . 7 车、半精车 锥孔至尺寸 . 7 - . 7 8- . 7 4. 7 5 手动编制程序 . 18 6 车外圆 夹具 的设计 . 18 . 20 . 错误 !未定义书签。 . 28 . 29 . 30 结 论 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 考文献 . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 本文首先对法兰的零件进行分析，通过对法兰进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握 了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了法兰的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 2 零件的分析 具的发展史 题目所给的零件是法兰，而法兰一般是盘状物，上面钻或铣有直孔或者是外圆孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。电机上的法兰主要有两类，一个是“ 法兰 ”，一般指电机的端盖，是用来支撑电机的转子、安放轴承、有时也起对电机密封保护的作用。另一个是“小法兰”，一般是指轴承盖，用来固定和防护轴承的，而本课题的任务就是“法兰机械加工工艺及夹具设计”。 件的工艺分析 （ 1）以主视图为主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 8- 孔的钻、绞削加工， 4 外圆孔的加工， 4- - 孔的铣削加工， 其中 8- 孔 的表面粗糙度要求为 4-面粗糙度要求为 其余加工表面的粗糙度均为 （ 2）以剖视图为主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 外圆，、 0 凹槽以及宽 孔的车削加工。 以下是该法兰的零件图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 图 1法兰零件主视图 图 1法兰剖视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 3 确定毛坯，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料 “法兰”零件材料采用锻造。法兰材料为 316，需表面电镀处理，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用锻造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 外圆的加工余量 根 据工序要求，法兰的 0 外圆 的加工分粗、半精车加工。各工步余量如下： 粗车：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 表 7 半精车：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 1 毛坯的基本尺寸为 5 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 ，可得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 55坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 55+ 车后最大尺寸为： 车后最小尺寸为： 精车后尺寸与零件图尺寸相同，即 孔的加工余量 根据工序要求，该孔的加工分为粗车、半精车两个工序完成，各工序余量如下： 粗车：参照实用机械制造工艺设计手册 表 7余量值为 精车：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗车工序尺寸为 37； 精车后尺寸与零件图尺寸相同，即 端面的加工余量 根据工序要求，两端面的加工只要粗车一个工序完成，各工序余量如下： 粗车：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 5 根据实用机械制造工艺设计手册表 2316尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 65 毛坯最大尺寸为 65 毛坯最小尺寸为 粗车后工序尺寸为 4 工艺规程设计 位基准的选择 基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证法兰的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择法兰的主要面作为定位基准。即以法兰的外圆作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到 了加工各个工序的目的。 基准的选择： 从保证法兰孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证法兰零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从法兰零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承面平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于法兰两端面，虽然它是法兰箱体的装配基准，但因为它与法兰箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在 定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 的困难，所以不予采用。 定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。法兰体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以 0 外圆作为定位基准来加工法兰的外圆及端面，然后已经车削好的外圆面为基准来加工主视图上面的各个孔位。由于外圆面加工完成后一直到法兰体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该 在粗加工阶段完成。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定法兰加工工艺路线如下； 方案一： 10 锻造毛坯 65195X 。 20 热处理 调质处理 30 粗车 圆，粗车 96 台阶外圆及左端面。 40 调头装夹，粗车 55 外圆及右端面。 50 半精车 0 外圆及倒角至尺寸。 60 车底部宽 槽。 70 车 深 5 凹槽至尺寸。 80 调头装夹，粗车、半精车 锥孔至尺寸。 90 铣 4- 尺寸。 100 钻、绞 8- 孔至尺寸。 110 钻、攻 4- 21圆孔至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 仓库。 方案二： 10 锻造毛坯 65195X 。 20 热处理 调质处理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 30 粗车 195 外圆，粗车 96 台阶外圆及左端面。 40 铣 4- 尺寸。 50 钻、攻 4- 21圆孔至尺寸。 60 钻、绞 8- 孔至尺寸。 70 调头装夹，粗车 55 外圆及右端面。 80 半精车 0 外圆及倒角至尺寸。 90 车底部宽 槽。 100 车 深 5 凹槽至尺寸。 110 调头装夹，粗车、半精车 锥孔至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 仓库。 方案三： 10 锻造毛坯 65195X 。 20 热处理 调质处理 30 粗车 195 外圆，粗车 96 台阶外圆及左端面。 40 调头装夹，粗车 55 外圆及右端面。 50 钻、攻 4- 21圆孔至尺寸。 60 钻、绞 8- 孔至尺寸。 70 铣 4- 尺寸。 80 半精车 0 外圆及倒角至尺寸。 90 车底部宽 槽。 100 车 深 5 凹槽至尺寸。 110 调头装夹，粗车、半精车 锥孔至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 检验。 140 仓库。 其中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 择 加工设备及刀、夹、量具 由图样分析，该图样需要车削外圆，在这里我们在车轮廓时选用外圆车刀。而车削加工时我们可以选择内孔车刀，量具可选用 0 75径千分尺，游标深度卡尺等。 确定切削用量及基本工时 车 195 外圆，粗车 96 台阶外圆及左端面 1） 确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的 进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度质合金车刀加工 00630钢料， ， ，切削速度 060 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算：10000= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 根据一下公式，可得：1000 30075机动T= m 9*0* 头装夹，粗车 55 外圆及右端面 本工序为 车 55外圆及右端面 的工序 ，我们选择机床：普通车床 率P=13 刀具：选用高速钢外圆车刀， 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)车削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )选 择进给量 经过查表可知： 3)选择车削的速度 经查表 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 5)计算车削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 精车 0 外圆及倒角至尺寸 已知加工材料为 316，锻件，有外皮，机床为 普通车床，工件装卡在专用车床夹具中。 1）确定背吃刀量于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 ）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820。 切削时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度质合金车刀加工 00630钢料， ， ，切削速度 060 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 100030075 根据一下公式，可得： 机动T= m 0* 底部宽 槽 （ 1）、车削宽度的选择 查机械制造工艺设计简明手册表 27有 半精铣 1 2 这里取 （ 2）、车削每齿给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 有 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 （ 3）、车削深度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 29有 （ 4）、车削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 30 有 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 2 / m i 1 4 6 0 （ 5） 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 3 1 6 1 9 2 9 2 1 . 615951 3 1 2251580a z nL l l ll a D 所以， 1595 1 . 7 3 m i 1 . 6 （ 6）计算车削力 查机械制造工艺设计手册表 3 25有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 3 6 0 0 . 5 1 652 N 深 5 凹槽至尺寸 机床： 通车床 刀具：沟槽车刀 切削深度进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟 进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 头装夹，粗车、半精车 锥孔至尺寸 切削深度坯孔径 。 进给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 。 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 1/35.0 机床主轴转 速 n ，由式（ ： m 11 0 0 01 0 0 00n ，取 00 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 实际切削速度 V ，由式（ ： 0 0 3 0 0 00 工作台每分钟进给量m 0 53 0 035.0 式（ 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ： 2(1 式（ 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m i mj 4- 尺寸 切削深度,进给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 ：m 3.0 机床主轴转速 n ，由式（ m 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量式（ ： m 035.0 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m mj 切削深度给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 8/3.0 机床主轴转速 n ，由式（ ： m 81 0 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量式（ ： m 02 5 028.0 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m i mj 、绞 8- 孔至尺寸 工件材料为 316 不锈钢 ,孔的直径为 面粗糙度 工机床为 工工序为钻，加工刀具为：钻孔 20 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故 ( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表。查式钻床说明书，取 0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参 考文献 7表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由参考文献 7表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r ， 195 / m ， 7 / m 相应地 4732， 5 1 T N m， 、攻 4- 21圆孔至尺寸 本工序为钻、攻法兰主视图面 2/14 外圆孔，根据实际工况，我们选择机床：摇臂钻床，刀具我们选择麻花钻。 （ 1）钻底孔 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度 ； 进给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 ； 切削速度 V ：参照实用机械工艺简明手册中表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 机床主轴转速 n ： m i n/7 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 7 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： 机动时间 1 m fn （ 2）攻 外圆孔 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度 p 进给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 通孔 取 切削速度