制定法兰盘的加工工艺，设计铣钻4×φ56凸台的钻床夹具（全套图纸） .pdf

哈尔滨理工大学课程设计说明书 0 哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 目录目录 序言 . 2 第 1 章 零件的分析 . 3 1.1 零件的作用 . 3 1.2 零件的工艺分析 . 3 第 2 章 工艺规程设计 . 4 2.1 确定毛坯的制造形式 4 2.1.1 选用材料 . 4 2.1.2 生产类型 . 4 2.2 基面的选择 4 2.2.1 粗基准的选择 . 4 2.2.2 精基准的选择 . 4 2.3 工艺路线的制定 5 2.3.1 工艺方案 . 5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 2.5 确定切削用量及基本工时 6 第 3 章 专用夹具设计 . 12 3.1 设计主旨 . 12 3.2 夹具设计 12 3.2.1 定位基准的选择 . 12 3.2.2 定位误差分析 . 12 课程设计心得体会 . 14 参考文献 . 15 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 序序 言言 机械制造设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部 分专业课之后进行的。是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的 综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年 的大学生活中占有重要的地位。 希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应性 训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下 一个良好的基础。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 第第1章章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 该零件的主要工作表面为平面，配合卡紧与固定的表面主要为上 下面。由于加工底盖需要在高起的平面上工作，因此要有足够的空间和 承受力的强度。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1. 以45.5 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：164， 94，80 这三个外轮廓都没有高 的位置度要求 2. 以45.5 为中心的加工表面 3 为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较 大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和 粗加工。整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该 遵循“先面后孔”的加工原则 哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 第第2章章 工艺方案的分析及确定工艺方案的分析及确定 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 2.1.1 选用材料选用材料 零件的材料为 ht50零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺 寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状 并不复杂 因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。 毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 2.1.2 生产类型生产类型 考虑到汽车在运行中要经常加速及正，反向行驶，零件在工作中则 经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不 被切断，保证零件工作可靠。 2.2 基面的选择基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、 合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程 问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 2.2.1 粗基准的选择粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外圆作为基准是完全合理的。按照有 关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工的表 面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工要求相对 位置精度较高的不加工表面作为粗基准） ，现在应为都要加工就要结合 加工工艺来确定粗基准，现取164 的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘 装夹。利用不完全定位来加工工件。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 2.2.2 精基准的选择精基准的选择 精基准就是以加工过的表面进行定位的基准。选择精基准的时候 主要虑保证加工精度并且使工件装夹得方便、准确、可靠 。因此要遵 循以下几个原则： 1）基准重合的原则 2）基准不变的原则 3）互为基准，反复加工的原则 4）自为基准的原则 5）应能使工件装夹方便稳定可靠，夹具简单 考虑以上原则和零件的尺寸和加工要求现主要考虑基准重合的问 题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 2.3 工艺路线的制定工艺路线的制定 制定工艺路线的相互发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及 位置精度要求等技术能得到合理的保证.在生产纲领已确定为大批生产 的条件下,可以采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生 产率.除此以外,还应考虑经济效益,以便降低生产成本。 2.3.1 工艺方案工艺方案 工序1：车外圆166，半精车164，倒角r3 工序2：车端面，打中心孔 工序3：车外圆94 工序4：倒圆角r2,r3 工序5：钻孔20，扩孔45.5，倒角c1 工序6：钻、扩、粗铰、精铰孔80h7 哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 工序7：钻孔68.5 工序8：钻孔8m4，中心距98，角度60 工序9：钻孔8m4，中心距152，角度22.5 工序10：攻螺纹8m4 工序11：检验 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为 ht50，生产类型为中批生产，毛坯采用铸 造。 根据上述原始资料加工工艺 分别确定各加工表面的机械加工余 量 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.端面的加工余量为3mm，查机械制造工艺标准应用手册以下简称 工艺手册 ）表4.3-38 得。 2.内孔45.5 毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于it-it8 之间，参照 工艺手册表4.3-24 4.3-36 确定加工余量为： 钻孔： 42mm 钻孔： 43mm 2z=3mm 扩孔： 45.1mm 2z=1.7mm 精镗： 45.4mm 2z=0.2mm 细镗： 45.5 mm 2z=0.1mm 3. 164外端面的加工余量 1）.按工艺手册表4.3-38，粗加工孔外端面的单边加工余量 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 为 3mm，取z=3mm。 2）.磨削余量：单边0.2mm（ 工艺手册 ，磨削公差即零件公差 -0.07mm。 3）.铣削余量：磨削的公称余量（单边）为： z=2.0-0.2=1.8（mm） 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序一 车外圆166，半精车164，倒角 r3 粗车 166 外圆 1）选择刀具：用刀具 2 2）确定背吃刀量：粗车外圆 ap=1.1mm。 3)确定进给量：由切削用量简明手册ht200，刀杆尺寸 16 x25，,工件直径为90mm，则 f=0.60.9 mm/r。再根据 ca6140 车床说 明书，取横向进给量取 f =0.86mm/r。由切削用量简明手册表 1.9 查取后刀面磨损最大限度为 0.81.0，焊接耐用度 t=60mm。 4)确定切削速度 vc：根据切削用量简明手册表 1.27， . v v m cvp y x fvca t = =44 m/min 1000 s w v n d = =147.6 r/min，按 ca6140 车床转速 选择与 157.5r/min 相近似的机床转速 n =160r/min,则实际切削速度 v =47.728 m/min。 5)计算基本工时：t=（l+l1+l2+l3）i/(fn)=0.153min。 半精车164 外圆 用刀具 1 1)确定背吃刀量：半车的余量为 0.9mm，一次走刀完成，即 a =0.9mm。 2)确定进给量：查切削用量简明手册表 1.6：加工材料 ht200、工件直径 100mm、切削深度 a =0.9mm，表面粗糙度为 6.3，刀 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 尖圆弧半径 0.5mm，则进给量为 0.250.40 mm/r。再根据 ca6140 车床 说明书，取横向进给量取 f =0.30mm/r。车刀耐用度 t=60mm。 3) 确 定 切 削 速 度 vc ： 根 据 切 削 用 量 简 明 手 册 表 1.27 . v v m cvp y x f vcat = =103.071 m/min1000 s w v n d = =309.971 r/min。 按 ca6140 车床转速（ 机械制造工艺设计简明手册表 4.28）选择 与 309.871r/min 相近似 的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 v = 106.509m/min。 4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算： t=0.2.6min 工序二 车端面，打中心孔 加工条件：固定零件 用垂直打孔 定位中心孔。 工序三 车外圆94 （1）粗车94 外圆 1）选择刀具：选择刀具 1 1)确定背吃刀量 a 粗车的余量为 1.5mm，一次走刀完成，即 a =1.5mm。 2)确定进给量：查切削用量简明手册 ：加工材料 ht50、工件直径 164mm、切削深度 a =1.5mm，则进给量为 0.60.9 mm/r。取横向进给量 取 f =0.86mm/r。选择磨钝标准及耐用度：根据切削用量简明手册 表 1.9，取车刀后面最大磨损量为 0.81.0。焊接车刀耐用度 t=60mm。 3)确 定 切 削 速 度v ： 根 据 切 削 用 量 简 明 手 册 . v v m cvp y x f vcat = =57.46 m/min， 1000 s w v n d = =172 r/min。按 ca6140 车 床转速（ 机械制造工艺设计简明手册表 4.28）选择与 172r/min 哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 相近似的机床转速 n =200r/min,则实际切削速度 v = 66.6m/min。 工序四 倒圆角 r2,r3 1)确定背吃刀量 a； 半车的余量为 0.5mm，一次走刀完成，即 a =0.5mm。 2)确定进给量：查切削用量简明手册表 1.6：加工材料 ht200、工件直径 100mm、切削深度 a =0.5mm，表面粗糙度为 1.6，刀 尖圆弧半径 0.5mm，则进给量为 0.100.15 mm/r。再根据 ca6140 车床 说明书，取横向进给量取 f =0.12mm/r。车刀耐用度 t=60mm。 3)确定切削速度 v ：根据切削用量简明手册表 1.27， . v v m cvp y x f vcat = =142.020 m/min 1000 s w v n d = =452.292 r/min 按 ca6140 车床转速（ 机械制造工艺设计简明手册表 4.28）选择与 452.292r/min 相近似 的机床转速 n =450r/min,则实际切削速度 v = 141.3m/min。 4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算： t=0.315min。 工序五 钻孔20，扩孔45.5，倒角 c1 (1) 钻 20 孔 1）刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用 18 高速钢 锥柄标准花钻。 2）切削用量选择：查切削用量手册得：f=0.700.86mm/r,再 由机械制造工艺设计简明手册c365l 车床进给量取f =0.76mm/r 。 查 切 削 用 量 简 明 手 册 取v =13m/min ， 1000 s w v n d = =230r/min，按机床选取n =238r/m,故 1000 ww v d n = =18m/min。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 计算基本工时：t=（l+l1+l2）/(fn)=0.66min。 （2）扩45.5 孔 1）刀具选择：选用 19.8 高速钢锥柄扩孔钻。 2）确定切削用量：查切削用量简明手册得：f=0.901.1mm/r, 再由机械制造工艺设计简明手册c365l 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训 教程得公式： cv 扩=（1/21/3） cv 钻 查切削用量简明手册取 vc =0.29m/s=17.4m/min ， vc= （ 1/21/3 ） vc =5.88.7m/min ， 1000 s w v n d = =93140r/min ， 按 机 床 选 取n =136r/m, 故 1000 ww v d n = =8.5m/min 。 3)计算基本工时：t=（l+l1+l2）/(fn)=(91+14+2)/(0.92 136)=0.86min。其中 l=91，l1=14,l2=2。 工序 6 钻、扩、粗铰、精铰孔80h7 加工条件：工件材料：ht50,b =0.16gpa hb=190241,金属型铸造。 加工要求：以80h7 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰80 孔,孔 的精度达到 it7。 机床： 立式钻床 525 1）. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后 角o12，二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长 度mml5 . 1 1 = 1202= 10 0 = 30= 2）.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 rmmf/86 . 0 70 . 0 = 35 . 1 20 30 = d l 哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 所以，rmmf/70 . 0 = 按钻头强度选择rmmf/75 . 1 = 按机床强度选择rmmf/53 . 0 = 最终决定选择机床已有的进给量rmmf/48 . 0 = 经校验 max 6090fff= 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.50.8mm，寿命min60=t （3）切削速度 查切 rmmvc/18= 修正系数 0 . 1= tv k 0 . 1= mv k 0 . 1= tv k 0 . 1=kxv 0 . 1 1 = v k 10= apv k 故rmmvc/18=。 min/ 3 . 318 1000 0 r d v ns= 查切机床实际转速为min/272rnc= 故实际的切削速度rmm nd v s c / 4 . 15 1000 0 = （4）校验扭矩功率 nmmc60= nmmm 2 . 144= 所以 mc mm ec pkwp=0 . 27 . 1故满足条件，校验成立。 3）.计算工时 min10 . 0 45 . 1 272 1030 = + = nf l tm 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助 时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩 钻 ： min/272rn = rmmf/48 . 0 = min/ 4 . 15 mvc= mmd 8 . 19 0 = 哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 铰 孔 ： min/272rn = rmmf/48 . 0 = min/ 4 . 15 mvc= mmd94.19 0 = 精 铰 ： min/272rn = rmmf/48 . 0 = min/ 4 . 15 mvc= 720 0 itd = 工序七 钻孔 68.5 1)刀具选择：选用8.5 高速钢,锥柄标准麻花钻。选用 z525 型摇 臂钻床。 2）确定切削用量：6 个孔共走六次刀。由切削用量手册 f=0.470.57mm/r,由钻床取 f =0.40mm/r.由切削用量手册 ，取 v 查=0.36m/s=21.6m/min，则 n=764.331 r/min 由钻床说明书，取 n 机 =850r/min,故 。 工序八 钻孔 8m4，中心距 98，角度 60 工序九 钻孔 8m4，中心距 152，角度 22.5 工序十 攻螺纹 8m4 工序十一 检验 哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 第第3章章 专用夹具设计专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设 计专用夹具。 设计第七道工序钻 16m4 底孔的钻床夹具。本夹具将用于 z525 摇臂钻床，选用高速钢锥柄标准花钻对工件 16m4 的底孔进行加 工。 3.1 设计主旨设计主旨 本夹具主要用来钻 m4 的底孔，加工到工序时，后面的工序与本工 序并没有多大的技术要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何 提高生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要的问题。 3.2 夹具设计夹具设计 3.2.1 定位基准的选择定位基准的选择 分析零件图，16m4 底孔与零件中心孔轴线有尺寸要求，孔分布 在中心孔轴线同心圆 45.5mm 上，可以用工件底面和外圆周面在夹具上 定位，限制五个自由度，然后在对称位置上的两个8.5 孔设置两个定 位销，限制沿工件轴线旋转的自由度。 3.2.2 定位误差分析定位误差分析 （1）定位元件尺寸公差的确定 夹具的主要定位元件为短定位销。所以该定位销的尺寸公差现规定为本 零件在工作时相配的尺寸公差相同。 （2）零件规定孔在轴线 98mm 和 152mm 圆周上，左边孔距离轴 哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 线，右边孔距离轴线，已知孔位置主要由夹具体定位误差、夹具体与钻 模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。经计算误差不超 过允许误差。 3.2.3 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 先将夹具安装在机床上并确保其正确位置，再将工件安装在此专用 夹具上，以工件外圆周面、底面和两个8.5 孔内表面定位，再安装压 板，最后旋紧六角头压紧螺钉，确保夹紧稳定即可进行加工。 （1）钻床夹具的装配图见附图。 （2）夹具体零件图见附图。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 15 课程设计心得体会课程设计心得体会 这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去 把握一件事情，如何去做一件事情，又如