制定法兰盘（图5-24）的加工工艺，设计铣R10圆弧槽的铣床夹具【毕业论文+CAD图纸全套】

机械制造技术课程设计说明书 设计题目： 制定法兰盘的加工工艺，设计 铣 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 机械工程系 2012 年 12月 20日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 哈尔滨理工大学 机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目 : 制定法兰盘（图 5加工工艺，设计铣 设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容： 1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工工艺过程卡一张和所有工序的工序卡； 3、制设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说明书、工 艺过程卡和工序卡，并交电子文稿。 设计时间： 2012 年 11月 26日至 2012 年 12月 14日 答辩时间： 2012 年 12月 14日 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 系 主 任： 2012 年 11 月 24 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 序言 一 1. 零件的作用 . 零件的材料 . 零件的结构 . 零件的工艺分析 面的选择 案的确定 械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 定切削尺寸及基本工时 夹具设计 总结 参考文献 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 序言 机械制造工艺及机床夹具课程设计是在学习完机械制造技术基础，以及相关课程后从理论转向实践。考察实际分析问题，解决问题的一个教学环节。这将是我们即将进行毕业设计之前所学的课程设计的一次深入理解与适用。 就我个人而言，希望通过这次课程设计，提高分析问题解决问题的能力为将来从事的工作打下扎实的 基础。 由于本人水平有限，设计的过程中难免会有许多不足之处，希望指导老师能在查阅的过程中指出我所存在的问题，谢谢！ 一 1. 零件的作用 法兰盘在数控机床里起支撑作用和导向作用，是回转体零件。它的主要作用是连接处的固定及密封。 2. 零件的材料 性：该零件的材料为 造成型，具有良好的塑性和适当的强度，工艺性能较好。大多在正火状态和调质状态下使用。 途：法兰盘连接使用方便，能够承受加到的压力。在工业管道中法兰的连接的使用十分广泛，在家庭内，管道直径小，而且 是低压看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或生场现场，到处都是法兰连接的管道和器材。通俗的讲，法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封。 3. 零件的结构 零件图可知，该零件的重要表面或端面的粗糙度最高要到达 么高的精度，可见，该零件时一个重要的连接结构零件。 了保证加工精度，在加工过程中要尽量减小加工装夹次数，尽可能使加工在同一轴线锪表面间完成，这样可使零件的加工工艺更迅捷，并能保证表面粗糙度。 4. 零件的工艺分析 准的分析。 粗基准的选择：对于本零件来讲， 可归为轴类零件，我们应尽可能选择不加工表面要求不高的为粗基准，根据基准选取原买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 则，现选取 87端面的中心线作为粗基准，加工 8787底端的前端面。 精基准的选择：以 62在端在为精基准的加工表面，以此为基准，并逐步加工 87右两端面， 40 左右两端面，62 左右两端面，以及 50 的内孔端面， 2 退刀槽， 47 15定位孔，随后再倒圆角 角 件的尺寸分析 定位尺寸：根据上面的基准分析，定位尺寸为 87面 所在的平面为定位基准进行定位。 限位尺寸：分别以 3140内孔及 62 二 定毛坯的制造形式 零件材料 虑零件在机床上运行过程中所受冲击不大，零件结构比较简单，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产效率保证加工精度可采用铸造成型。零件形状并不复杂而且零件加工的尺寸不大，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接通，内孔铸为直径 25 毫米。毛坯尺寸通过确定加工余量后在决定。在考虑提 高生产效率保证加工精度后采用铸造成型。 面的选择 工艺过程中重要的工作之一，正确与合理的定位选择。可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。 1 粗基准的选择，对于法兰盘而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准或加工表面要求不高的为粗基准，根据基准选择原则，现选取 87中心线作为粗基准，加工外圆表面及 87端前端面。 2 精基准的选择，以 62精基准加工表面。这一精加工表面包括 87圆端面，右端面， 31孔， 40孔 ， 62圆端面， 50孔，左端面， 11定位孔以及 2 退刀槽。 定工艺路线 : 制定工艺路线得出零件加工的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 纲领确定的情况下，可以考虑万能型机床配以专用夹具提高生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量降至最低。 工艺路线方案的比较： 工艺方案一： 工序 00：下料，取材料 直径 95 35铁进行铸造。 工序 01：车外圆直径 87右端 面到 30圆角 序 05：车直径 30径 40孔，单边留有 的加工余量。 工序 10：到内圆角 工序 15：粗车 精车直径 62圆，车退刀槽 2角 工序 20：钳工划线，用麻花钻 4 7孔，锪沉头孔直径 11孔。 工序 25：以直径 87前端面为基准，铣直径 87后端面 ,和直径 62上端面，保证两面的平行度达到要求。 工序 30：以直径 20球头铣刀铣 凹槽。 工序 35：铣以外圆直径 87中心线为基准，保证 工序 40：钳工去毛刺。 工序 45：清洗终检入库。 工艺方案二： 工序 00：下料，取材料 直径 95 35铁进行铸造。 工序 01：车 87外圆及 87 的底端前端面，保证长度30圆角 工序 05：车内孔 31 40圆角 序 10：以 87中心线为基准，粗车 半精车 精车62外圆端面，使达到要求，车底端面 14退刀槽 2 圆角 工序 15：车 50内孔，单边留有 加工余量。 工序 20：钳工划线，以 87底端前端面为基准画出7 11位置，再用磨花钻钻 4 7买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 小孔，用锪刀锪沉头孔 11内孔，使之到达要求。 工序 25：以 87底端前端面为基准，铣 87上端面及 62端面，保证长度 27两面达到平行度要求。 - 工序 30：以 20球头铣刀铣削加工 凹孔，使之达到要求。 工序 35：铣以外圆 87 为基准，控制 端面。 工序 40：钳工去毛刺。 工序 45：清洗已加工的零件，终检入库。 方案一：工艺清晰，但过于繁琐，对工人操作不方便，且费时，生产效率低。 方案二：该工艺是采用对工件进行一次尽量加工能加工的部位的工艺方案，该方案提高了工人的生产率，降低了生产成本，有利于增加效益。 经以上分析：选择方案二。 械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的确定 由于零件材料为 课程设计指导书，根据以上原始资料及加工路线，分别确定各表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 图 1 法兰盘的铸造件毛坯图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 87外圆表面的加工余量及公差，查机械制造工艺设计简明手册表 外圆长度余量均为 2Z=8 车削加工余量为：粗车 2 2刀两次 公差：径向的偏差为 车 31 40 87端前端面的加工余量：毛坯为实心，不冲孔，两内孔的精度要求介于 间，参照工艺手册表 定工序尺寸及余量为： 车孔： 31 40内孔，单边留有为 加工余量，则 31 内孔车削余量为 2Z=12 40 内孔车削余量为 2Z=15 87 外圆端面 2Z=5证长度 30 车削 62外圆端面，车退刀槽 2 圆角削 62加工余量为 2Z=6为双边加工） 粗车 2 精车 2 车 2 车退刀槽：加工余量 2Z=7 在车削加工完成 62用切断刀切削 2 退刀槽，且倒圆角 50 的内孔，单边留有加工余量 削余量 2Z=24为双边加工 孔（ 7 11 查工艺手册 钻 7小孔，工序尺寸加工余量，钻孔 7孔 10镗为 削加工余量，精铣各端面： 62端面 2 87端面 2 精铣 2 制两面的平行度。粗铣 87 的中心线35 以球头铣刀粗铣 6 87 的底端前端面距铣刀 中心线4. 械加工余量，工序尺寸的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 表一 . 各工序的加工余量 工序号 工序内容 工序尺寸/次走刀余量 /次走刀余量 /次走刀余量 /次走刀余量/1 车直径 8795 30 2 0 车直径 8787 30 2 1 0 0 倒圆角 1 0 05 钻直径 3131 2 1 车直径 408 0 倒圆角 1 0 10 车直径 6218 退刀槽 2 0 车直径 6287 27 0 倒圆角 0 0 15 车直径 5012 2 1 20 钻直径 7孔 12 2 0 锪直径 116 0 25 以 2010的槽 0 30 铣以外圆87轴线为基准保证尺寸 端面 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 工序 00：加工材料 造成型 工序 01：车外圆 87 端面，倒圆角 工件材料： 造成型 加工要求：粗车 87外圆，底端前端面，表面粗糙度值 圆角 床 式机床 刀具：刀具为 料，刀杆尺寸为 16250， 5 0=8 （ 1）粗车 87 底端前端面 1）确定端面最大加工尺寸，一直毛坯尺寸方向的加工余量为8毛坯长度尺寸方向的加工余量最大为 5有 3 个加工余量给另一端，且同时倒圆角 两次加工， ）确定进给量 f，根据切削用量简明手册表 刀杆尺寸为 1625件直径为 87，f=r 按 床说明书取 f=r（参考书 1 表 3）切削速度：按切削手册表 削速度的切削公式为（寿命选 T=60 则 vc=vv 42， m=削手册表 以 2 ）确定主轴转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 ns=000=95 r/25r/机床说明书，与 328r/接近的机床转速为 280r/330r/按加工要求，闲选取 560r/ 5）计算切削工时，按工艺手册 表 L=240952， 0， tm= i= 2）粗车 87外圆 1）背吃刀量：单边余量 Z=4用二次切除。 2）进 给量 ：根据切削手册表 用 f=r 3)计算切削速度：见切削手册表 得 ）确定主轴转速 ns=000 = 95 r/31r/机床选取 n=450r/以实际切削速度为 V=10001000 45095 r/）检验机床功率：主切削力 削手册表 示公式计算 F a v 795， 计算得： 以 795 2 915,06N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 故切削时所耗功率 106 床说明书可知， 主轴转速为 450r/，主轴传递的最大功率为 以机床功率足够，可以正常加工。 6）切削工时 t=1 ；式中， L=1740 t= 3）车 87圆倒角 取 f=r 见切削手册表 2.5 m ，刀尖圆弧半径 r =削速度 vc=vv v=242， m=2， T=60， 代入数据，可计算得： n=000=416r/机床说明书选取 n=450r/此时 v=123mm/削工时 t=1 式中 L=12120 则可得 ： t=序 05：钻内孔 31 40 内孔，倒内圆角 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 切削用量计算如下： 钻 31 孔。 f =r（见切削手册表 v =切削手册表 表 5 类加工性考虑） 1 r/25r/机床选取36r/工艺手册表 所以实际切削速度 v =1000000 13631m/切削工时 t =fn w 21 =1030 中，切入 1l =10出 2l =5l =30 车 40孔。 切削用量计算如下： f =r，5刀 2 次则 cv= m/ sn=0 r/ 际 切 削 速 度 为 ： v = 1000 1000 m/12m/削工时： t =fn s 21 =48 中，切入 1l =4出 2l =0l =8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 倒内圆角 取f =r， m。刀具圆弧半径r= 则切削速度： cv= 59m/n = 401591000 r/实际 n =1000r/以， v =削工时： t =nf 1 =12 中，切入 1l =1出 2l =0l =2 工序 10：车 62外圆，端面，退刀槽 2 角1C 。 车 62外圆。 1粗车加工余量 2 切削速度： cv=602 4 2 m/轴转速： sn=8 r/机床选取50r/实际切削速度为 ; 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 v = 10001000 45068 m/削工时： 1t = nf 1 = 415 半精车加工余量 2 f =r，切削速度 ; cv= 2 m/主轴转速 ： sn=3 r/机床选取 n =820r/以实际切削速度为 v =1000100082063m/削工时： 2t =nf 1 =215 精加工余量 2 f =r，确定切削速度： cv= 2 m/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 确定主轴转速： sn=2 r/机床选取 n =1000r/实际切削速度为 v =10001000100062 m/削工时为： 3t=nf 1 =215 以，总工时为： t = 321 =（ 车退刀槽 2 刀具选择：切断刀 2 f =r。 确定切削速度： cv= 42 m/定主轴转速： sn=v1000=62 r/机床选取 n =1000r/实际切削速度为 v =1000 62r/削工时： 1l =22l =0l =2 t =nf 1 =22 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 工序 15：车 50 的内孔，单边车削余量 削余量为 2Z=24边均进行加工。 1. 粗车 50孔 机床： 式车床 刀具：刀片材料为 料，刀杆尺寸为 16r=90，o=15， 00 8， r= (1) 确定进给量 f 根据切削手册表 15 f=r （ 2）切削速度： Vc=vv 式中， 42， m=削手册表 据以上数据，可计算得： 06m/ 3）确定机床主轴转速： ns=000 数据代入计算可得 75r/机床说明书，现可选取 700r/以与实际切削速度相近。 （ 4）计算切削工时 t=（ 1+y+ ） /0+1/700 车 50孔 （ 1） 确定进给量 f 查切削手册表 8 取 f= 2） 切削速度 根据以上公式代入数据可计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 50242 112m/ 3） 确定机床主轴转速 ns=000=501121000 =713r/机床说明书，现可选取 50r/ 4）计算切削工时 t=40+1/750 序 20：钻 7， 锪 11沉头孔。选用机床型号 ;钻 7。 f =r(见切削手册表 10 v =s，即 见切削手册表 10 确定主轴转速： r/机床选取60r/实际切削速度为 v = 100010005607m/削工时： 1l =2l=1l =12文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 1t =fn w 21 =212 锪 圆柱孔沉头孔 11 根据有关资料， 锪 沉头孔时进给量及切削速度约为钻空时的1/21/3，故， f =1/3 钻f =1/3 r=r v =1/3钻v=1/3 m/1000=1141000r/15r/机床选取20r/实际切削速度为： v = 1000100012011m/削工时： 1l =22l =0l =6t = fn = 62 工时 ; t =41t +4 2t =4( 21 )=4 (工步中，加工 11 沉头孔的测量长度是工艺基准与设计基准重合，故按图样要求合理。 工序 25：以 87底端前端面为基准，铣 87上端面及 62端面，保证长度 27两面达到平行度要求。 工件材料： 属模铸造 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 加工要求：粗精铣 87端面及 62端面 机 床： 式铣床 刀 具： 100硬质合金端面铣刀 精铣 87后端面 （ 1）确定进给量 根据切削手册表 13选取每转进给量 f=r （ 2）切削速度 查工艺手册表 确定 0m/ 3）机 床主轴转速 采用 100硬质合金端面铣刀， 00数为 12，则 n=000 = 01000 r/23r/据计算数据结果，以及采用机床型号为 式铣床，查工艺手册表 4选取 n=235r/实际切削速度 v=1000 23510014,3 =m/ n=235r/，工作台每分钟进给量 fm=n=12 235=1410mm/ 4）切削工时 根据所选机床型号，可选取 60， 两次铣削 切 入 长 度 ： L 1 = D 22 ）+ap/(1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 切出长度：取 2L=12切削工时 t=(2 21 = 铣削 62端面 （ 1）确定进给量 根据切削手册表 13转进给量 f=r （ 2）切削速度 查工艺手册表 定 5m/ 3）机床主轴转速 根据所选机床型号， d=100数为 12 n=1000d =1000 75/100=239r/工艺手册表 4选取 n=300r/实际切削速度 v=10001000 14,3100300 m/ n=300r/，工作台的每分钟进给量 fm=12 300=1800mm/ 4）切削工时 两次切削 切入长度： 22 +ap/r 1=7出长度： 2L=15切削工时 (2 43 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 工序 30：粗铣以直径为 20 的球头铣刀铣 缺， （参考切削手册表 3 切削速度：参考有关手册，确定 v =s,即 18m/ 采用高速钢立铣刀，0数 z =4。则 sn= 20181000 r/90r/选用 据机床使用说明书，取00r/实际切削速度为 v =1000000 30020 m/00r/作台的每分钟进给量mf=4 30mm/机床说明书，有选用该值。 切削工时：利用作图法，可得出铣刀的行程 l 1l =8此，机动工时为 mt= = 序 35：铣以外圆直径 87 的轴线为基准保证尺寸 端面。 以 31 内孔为定位基准。选用高速钢圆柱铣刀，0数 z =6，走刀两次。 第一次： （参考切削手册表 3 切削速度：参考有关手册，确定 v =30m/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 sn= 50301000 r/91r/选用 据机床使用说明书，取90r/实际切削速 度为 v =100000019050 m/90r/，工作台的每分钟进给量mf=6 190mm/14mm/机床说明书，有18mm/选用该值。 切削工时：利用作图法，可得出铣刀行程 1l =t = 二次： 采用相同进给量，相同的切削速度。利用作图法可得出铣刀行程 2l = 2t = 此机动工时为 t + 2t =序 40：钳工去毛刺。 工序 45： 清洗入库。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 三夹具 设计 定位基准的选择 从定位和夹紧的角度来 看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与定位衬套正确贴合就行了。 为了提高加工效率，现决定用铣刀铣 进行粗精铣加工。同时进行采用手动夹紧。 定位误差分析 本夹具选用的定位元件为外圆与肩胛面定位。其定位误差主要为： 由公式 e=(H/2+h+b) 30/32=见这种定位方案是可行的。 铣削力与夹紧力计算 本夹具是在铣床上使用的，用于定位衬套起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对螺栓施加一定的夹紧力。由计算公式 + 1)/2+r) 式（ 螺旋轴线作用的夹紧力 用在六角螺母 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 L作用力的力臂 ( 纹中径 ( 螺纹升角 ( ) 1螺纹副的当量摩擦 ( ) 2螺杆 (或螺母 )端部与工件 (或压块 )的摩擦角 ( ) r螺杆 (或螺母 )端部与工件 (或压块 )的当量摩擦半径 ( ) 根据 参考文献 6其回归方程为 中 栓夹紧力 (N)； 矩系数 (1) 用在螺母上的力矩 ( 5 2000=10000N 夹具体槽形与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向 槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 U 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据 参考文献 11定向键的结构如图 示。 定向键 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 根据 参考文