机械毕业设计（论文）-法兰盘（缺口）机械加工工艺及夹具设计【镗φ60和φ30内孔】

1、xx学院本科毕业论文（设计）题目法兰盘1加工工艺设计作 者学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学 号指导教师二o五年四月二十三u本次设计的主耍内容是法兰盘1加工工艺设计，法兰盘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070*6外圆和03oh7内孔。由零件要求分析可知，保证歼肪 外圆和03oh7内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 來说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以070坯大外圆粗定位夹紧加工后，对03oh7 内孔进行锂削加工同时成型。因其粗糙度为ra3.2,可通过粗锂、半精锂满足。对于钻 3-011孔时，主要以法兰盘的070肪定位，控制其

2、自由度，以达到加工岀來的产品满足要 求并且一致性好的目的。木文的研究重点在于通过对法兰盘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，通过实践验证，最终 加工出合格的法兰盘零件。关键词：法兰盘；加工余量；工艺；夹具abstractenable producing the target in process of production raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always take place direct course

3、of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. in the course of making the craft, is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , a

4、nd the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of thi

5、s process , auxiliary time and service time of place of working finally.at present, part of the processing of domestic have begun to close to the machine tool, but also need to clamp the workpiece, that is to say, although the technology has been greatly improved but his nature has not changed much,

6、 on the flip side, because of his skill and precision is high, so a high quality tool holder of machine tools is an absolute necessity. as everyone knows, because our technology in the unceasing development, technical requirements for processing of the knife is also more and more high, before an ord

7、inary lathe is clamped four tool, and now there is a large number of will not meet the work requirements, therefore, tool holder part can clamp the tool also needs our staff to develop.keywords:fixture multi-function; die forging links; group technology;clipping tight caxa工程图文档(4)al 去具体.al会配冒.a3零件圏.

8、a3毛坯圏.dwgdwgdwg microsoft word 97 - 2003 如 工卡.doc工艺过程卡doc说明书.doc全套设计，请加12401814目录摘要abstract第一章绪论第二章零件的分析12.1零件的作用错误!未定义书签。2. 2零件的工艺分析1第三章确定毛坯，绘制毛坯图、零件图33. 1确定毛坯的制造形式及材料33. 2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3第四章工艺规程设计4. 1定位基准的选择44. 2制定工艺路线543选择加工设备及刀、夹、量具74.4确定切削用量及基本工时74. 4. 1粗车§ 70左端外圆及端面74. 4.2调头装夹，粗车、精车右端

9、k0k6外圆及端面74. 4.3粗车沟槽2x0.574.4.4铳r30圜弧至尺寸74. 4.5粗镇、半精镇4 60h11内孔至尺寸74. 4.6粗镣0 62内孔74. 4. 7粗铿、半精铿少30h7内孔74. 4.8 钻 37 11 直孔74. 4.9铳3-少18深10盲孔7第五章铿孔夹具的设计135. 1定位基准的选择135. 2定位误差的分析错误！未定义书签。53切削力及夹紧力的计算错误！未定义书签。5.4锂套与衬套的设计145. 5夹紧元件及动力装置确定错误！未定义书签。56夹具设计及操作的简要说明16小结18致谢1920参考文献第一章绪论本文首先对法兰盘的零件进行分析，通过对法兰盘进行

10、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 行了法兰盘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。第二章零件的分析2.1夹具的发展史题口所给的零件是法兰盘，而法兰一般是盘状物，上面钻或铳有直孔或者是螺纹 孔，其作用是用来与其它部件

11、进行连接的。电机上的法兰主要有两类，一个是“法兰盘”, 一般指电机的端盖，是用來支撑电机的转子、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，而木课题的 任务就是”法兰盘加工工艺设计“。2. 2零件的工艺分析(1) 以主视图为主耍加工表面的加工面。这一组加工表面包括：法兰盘的外圆面的车削加工，4 70外圆以及nok6外圆的锂削加工以及3 60h11 内孔的镇削加工，s30h7内孔的镇削加工。其中4 30h7内孔的表面粗糙度要求为 ra32ym，0 6oh11内孔表面粗糙度要求为皿6.3“加，其余加工表面的粗糙度均为 ram.s/nmo(

12、2) 以左视图为主耍加工表面的加工面。这一组加工表面包括：3_011孔的钻削加工，3-018肓孔的铳削加工，以卜是该法兰盘的零件图。1000肌 bozl0二 0fn 8l08二工090ol0450.02a0.02b图1-1法兰盘零件图主视图图1-2法兰盘图左视图第三章确定毛坯，绘制毛坯图.零件图3.1确定毛坯的制造形式及材料“法兰盘”零件材料采用铸造。法兰材料为ht200,需表面电镀处理，生产类型为 大批量生产，采用铸造毛坯。曲于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用铸造的形式，从而提高劳动生产 率，降低成本。3.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.2. 1 nok6外圆的加工余量根

13、据工序要求，法兰盘的k0r6外圆的加工分粗、半精锤加工。各工步余量如下: 粗镇:参照实用机械制造工艺设计手册表7-23o其余量值规定为2. t6. 5mm, 现取5mmo表7-27粗锤时厚度偏差取-0. 28mm。半精镇：参照实用机械制造工艺设计手册表7-24o其余量值规定为0.旷1. 0mm, 现取lmni。毛坏的基本尺寸为70+2. 5+2. 5=75mm0根据实用机械制造工艺设计手册表2-5,铸件尺寸公差等级选用ct7,可得毛 坯尺寸公差为1. 6mmo毛坯的名义尺寸为：f 70+2. 5+2. 5= f 75mm毛坯最小尺寸为：少75-0. 8=74. 2mm毛坯最大尺寸为:f 75+

14、0. 8= f 75. 8mm粗镇后最大尺寸为：k5. 8-1-1= k3. 8mm粗锂后最小尺寸为：k4. 2-1-1= k2. 2mm板精镇后尺寸与零件图尺寸相同，即f 70mmo3.2.2、f 30h7内孔的加工余量，根据工序要求，该孔的加工分为粗镣、半精镇两个工序完成，各工序余量如下： 粗铿：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为2. 0mm; 精铿：参照实用机械制造工艺设计手册表7-13,其余量值为0. 3mmo 毛坯的基本尺寸分别为：毛坯基本尺寸为（1）30-2-1-0. 3=（1）26.7；根据实用机械制造工艺设计手册表2-5, ht200尺寸公差等级选用ct7,可得

15、毛坯尺寸公差为1. 1価。毛坯名义尺寸为 <1）30-2-1-0. 3=（i）26.7；毛坯最大尺寸为（1）26.7+0. 55二（1）27.25；毛坯最小尺寸为（1）26.7-0. 55=（1）25.15；粗镇工序尺寸为1）28；精镇后尺寸与零件图尺寸相同，即4 30h7；3.2.3.两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7-13,其余量值为2. 5mm； 毛坯的基本尺寸分别为：毛坯基本尺寸为45-2-1. 3=41.7mm；根据实用机械制造工艺设计手册表2-5, ht200尺寸公差等级选用ct7,可得毛

16、坯尺寸公差为1. lmnio毛坯名义尺寸为 41.7-2-1. 3-0. 3二38.1mm；毛坯最大尺寸为41.7mm+0. 55=42.25mm；毛坯最小尺寸为42.25mm-0. 55=41. 75mm；粗车后工序尺寸为45mm；第四章工艺规程设计4.1定位基准的选择4.1.1、粗基准的选择：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、保证法兰盘的内壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择法兰盘的主要面作为定位基准。即以法兰盘的两个端面 作为粗基准來限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准來限制第五个自由 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

17、工序的目的。4.1.2, 精基准的选择：从保证法兰盘孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保 证法兰盘零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从法兰盘零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔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。至丁前后端而，虽然它是法兰盘箱体的装配基准，但因为它与法兰盘箱体的主要支 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而都有一 定的困难，所以不予采用。4.2、制定工艺路线对于大批

18、量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。法兰盘体加工的第一个 工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铢削好的顶面为基准来加 工底而。第二个工序是铳削加工法兰盘零件的四侧端而及倒角c3o由于顶平而加工完 成后一直到法兰盘体加工完成为止，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。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔 和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用口j胀心轴定位來 加工端面，这

19、样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由 于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90%的含0.4%1.1%苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液屮进行的。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200加g。根据以上分析过程，现初步拟定法兰盘加工工艺路线如下；方案一：铸造毛坯120x50时效、涂漆工序10粗车# 70左端外圆及端面工序20调头装夹，粗车、精车右端#70k6外圆及端面工序30粗车沟槽2x0.5工序40铳r30圆弧至尺寸。工序50粗锂、半精镇0 6oh11内孔至尺寸

20、。工序60粗锐§ 62内孔工序70粗镇、半精锂f 30h7内孔。工序80钻3-f 11直孔工序90铳3少18深10盲孔工序100去毛刺倒棱角。工序110检验工序120入库方案二：铸造毛坯120x50时效、涂漆工序10粗车0 70左端外圆及端而工序20调头装夹，粗车、精车右端#70k6外i员i及端面工序30粗车沟槽2x0.5工序40铳r30圆弧至尺寸。工序50粗镇、半精镇4 60h11内孔至尺寸。工序60粗镇4 62内孔工序70粗镇、半精镇4 30h7内孔。工序80铳3$ 18深10肓孔工序90钻3 11直孔工序100去毛刺倒棱角。工序110检验工序120入库方案三：铸造毛坯120x5

21、0时效、涂漆工序10粗车4 70左端外圆及端面工序20调头装夹，粗车、精车右端#70k6外圆及端面工序30粗车沟槽2x0.5工序40铳r30圆弧至尺寸。工序50粗锂、半精锂6oh11内孔至尺寸。工序60粗镇、半精镇少30h7内孔。工序70粗锂# 62内孔工序80铳31 18深10盲孔工序90钻3-h1直孔工序100去毛刺倒棱角。工序110检验工序120入库其中，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，生产率卜降；所以，综合选定，方案一可用。4.3、选择加工设

22、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。而铿削 加工时我们可以选择内孔镇刀，量具可选用0-150mm为75-100mm的测量游标卡尺，外 径千分尺，游标深度卡尺等。4.4确定切削用量及基本工时4. 4. 1粗车4 70左端外圆及端面1）确定背吃刀量伟。由于粗加工单边余量为1.3mm可在一次走刀内完成，故ap=q.75mm2）确定进给量/。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为bxw = 16mmx25mm, ap < 3mm以及工件直径为20mm40mm吋f = 0.2 0.5mm i r按ck6140车床说明书选择f = 0.3mm / r确定的

23、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ck6140车床说明书，其进给机构允许的进给力fmax =35302。当钢的强度0, = 680 81 ompa , ap < 4mm , f < 0.15mm/r , kr= =45° , vc = 65/72/min （预计）时,进给力为f/=1820n。切削时竹的修正系数为kvoff =1.0,如=1o, kkrff=.故实际进给力为fz. =1820x1.11/v = 2020/v曲于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选/ = 0.55mm/r的进给 量可用。3）确定切削速度冬当用yt15駛质合金

24、车刀加工6 = 630700mpa钢料，ap < 3mm, f < 0.54mm/rf 切削速度匕=109m/min4）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l4mm,因为车刀的 材料为帔质合金，所以车刀的寿命t=60mino5）确定车削速度冬和每分钟进给量少根据切削用量简明手册表1.27与1.28中公式计算：vc=8.88m/min；c 1000根据一卜公式，可得：=4x75x3001000f机动二莎= 2°/°35*109 = 0.23nw;4. 4.2调头装夹，粗车、精车右端n0k6外及端面本工序为车k0k6外圆及端

25、而的工序，我们选择机床：普通车床 ca6140,功率 p=13kw；刀具：选用高速钢外圆车刀，查机械制造工艺设计简明手册3.139,刀貝数据如门 d二 16z = 20< =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3. 1-27可知q, =12 这里取1.52）选择进给量经过杳表可知：幻=0. 23 勺=0.53）选择车削的速度经查表可知v = 0.6m/ s = 36/77/ min所以:1000v1000x36 zn =】90 厂 / min7id 3.14x604）计算切削吋间查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.4-15可知:t = 九.fm

26、= a.z.n = 0.25x20x192 = 960l = / + «+£ =1590l =/。（"如+卩-习=7厶=25厶l = 1580所以'r=7t=o=l65min5）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冇fz = 9.81ce6z/836z/656/0_<）-836z/,z式中:cfz = 30色 1.5 af = 0.25d（）= 60z = 20ap = 0.5所以,fz = 9cf2aa5dapz= 9.81x30xl.5083 x o.25065 x 6o-083 x0.5x20= 93.9n6）校核机床功率查

27、切削用量简明手册表3.28有100093.9x361000所以，机床的功率足够;4. 4. 3粗车沟槽2x0. 5已知加工材料为ht200,铸件，有外皮，机床为ca6140型普通车床，工件装卡在 专用车床夹具中。1）确定背吃刀量你。由于粗加工单边余量为1.75m m可在一次走刀内完成，故ap - 1,15mm2）确定进给量/。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为bxh = 16mmx25mm, ap < 3mm以及工件直径为20mm 40nun吋f = 0.4 0.7/7?m/r按ca6140车床说明书选择f = 0.55mm / r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

28、验。根据ck6140车床说明书，其进给机构允许的进给力fmax = 3530/v。当钢的强度（jb = 680 81 ompa , ap < 4mm , f < 0.15mm/r , kr= = 45° , vc = 65m/min（预计）吋，进给力为1820/v o切削时仔的修止系数为kvoff =1.0,仪曲=1.0, kkrff=l.ll故实际进给力为巧 =1820x1.11n = 2o2on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f = 0.55mm/r的进给 量可用。3）确定切削速度冬当用t15硬质合金车刀加工= 630700mpg钢料，ap <

29、; 3mm , / <0.54zwm/r, 切削速度 = 109/71/min4）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l4mm,因为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命t=60mino5）确定车削速度冬和每分钟进给量与根据切削用量简明手册表1.27与1.28中公式计算：v =鱼c 1000龙 x75x3001000=8.88m/min；根据一下公式，可得：7k动=20 / 0.55 *109 = 0.333 min;4. 4.4 铳 r30弧至尺寸（1）、铳削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127有 半精铳色=1 2 这里取色=1.5（

30、2）、铳削每齿给量的选择查机械制造工艺设计手册表328有 a f =0.3(3) 、铳削深度的选择查机械制造工艺设计手册表329有 伟=0.5(4) 、铳削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330有v = 0.6m/5 = 36m/ min所以：“輕=型坯=9"/斷7id 3.14x60（5）计算切削吋间查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.4-15可知:t = f,n.fm =af .z.n = 0.3 x 16 x 192 = 921.6£ = / + /i+/2 =1595a =d“）+（l3） = 12=25乙1 = 1580所以r=zt=92l6=1，73mm

31、（6）计算铳削力查机械制造工艺设计手册表3-25有:fz = 9.8 lce0-8/-65-0,8式中：ce =30ae = 1.5af - 0.3d 60z = 16ap = 0.5所以，f： =9,81cfzaifq-65dapz= 9.81x30xl.5(,83 x 0.3°" x 6o-083 x0.5xl6= 52n4. 4. 5粗锂、半精锂4 60h11内孔至尺寸机床：t6113卧式铎床刀具：硬质合金钢刀具yg3x切削深度ap : cip = 2mm进给量根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-66,刀杆伸 出长度取200mm,切削深度为2mm.因此

32、确定进给量f = 0.6mm/r切削速度v ：由v = 0.25m/5 = 15m/min实用机械工艺简明手册中，可以知道4-66,取机床主轴转速n： n -=总=3.14x79取“=60皿255.5呦实际切削速度"宀需二踪泸皿5皿hll 36mm/ min /= 0.6mm / r60r / min工作台每分钟进给量fm : fm = fn = 0.6x60 = 36mm/min 被切削层长度/: i = 19mmci9刀具切入长度人：厶=+ （23） = + 2 = 5.4加加 tgk农30°刀具切ll1长度/2: 12 = 3 - 5mm 取厶=4mm行程次数/： i

33、 = 机动时间/? + 厶 +厶=19 + 54 + 4x = 079min77 九364. 4.6粗锂4 62内孔切削深度知毛坏孔径060。进给量厂根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-66,刀杆伸出长度取200mm, 切削深度为2mm。因此确定进给量f = 035mm/r。切削速度v：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66取v = 0.35/?/5 = 21/?7/min机床主轴转速n,由式（1.1）有：取m = 300r/ min 1000v= 1000x21 ,31106r/min, 加 03.14x21.5此处删减nnnnnnnn字 需全套设计请联系12401814第五章铉孔夹

34、具的设计本夹具主耍用來從0h11和03oh7内孔。这些孔表面粗糙度耍求分别为ra'2则。 并作为左右端而垂直度的基准，其质量直接影响左右端而的精度。因此在本道工序加工 时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率， 降低劳动强度。5.1定位基准的选择由零件图可知從0h11和03oh7内孔分别在同一轴线上，由于在锤孔之前外圆己经 进行了车削加工，所以选择外圆表面作为定位基准面，并且以已经车削出的07oh11外圆 面同样作为定位基准来对工件进行定位，限制工件的自由度，这样工件就别限制了自由 度，从而达到了定位的目的。5. 2定位误差分析工件的工序基准为两外圆表

35、面定位，本夹具是用來在卧式铿床上加工，所以工件上 孔与夹具上的移动压板保持固定接触。此时口j求出孔心在接触点与压板中心连线方向上 的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点 和销中心连线方向相同，则其定位误差为:td=dmax-dmin ；本工序采用两个移动压板，一个v型块定位，工件始终靠近定位轴的一面，而定 位轴的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定 位轴正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能 满足定位要求。取加（中等级）即:尺寸偏差为8010.3由16机床夹具设计手册可得:、定位误差（两个

36、垂直平面定位）：当© = 90°吋；侧面定位支承钉离底平面距删减nnnnnnnn字需全套设计请联系124018145.4锂套与衬套的设计根据工艺要求此镇孔夹具为60/711和03oh7内孔，所以本次采用的镇套为60x90,镇套用衬套选用60x80o选用镇套如图所示：o l.u图42镇套其结构参数如下表：表41镇套基木结构参数dhdd2hgm加1r公称尺寸允差604575-0.0129085182. 540403-0.027衬套选用镇套用衬套其结构如图所示:其机构参数如下表:表42铿套用衬套结构参数dhdcg公称尺寸允差公称尺寸允差75+0.02204585+0.039+0.

37、020315. 5夹紧元件及动力装置的确定根据设计要求保证夹貝一定的先进性且夹紧力并不是很大，所以采取螺旋夹紧装 置。工件在夹具体上安装后，通过v型块固定，活动压板在上面将工件夹紧。整个压紧 装置大致图如下：图4-4法兰盘镇孔夹具夹紧装置5. 6夹具设计及操作的简要说明镇孔的夹具，装卸工件吋，通过松开压板的螺母，将压板旋转一定的角度打开，从 而将工件取出来，当耍装进工件吋，将工件放在v型块上面，然后将压板压紧工件，再 把螺母锁定，这样就限制住了工件的自由度，能够进行镇孔加工了。图45锐孔夹具装配图小结这段时间以来，通过查阅各种需耍用到的资料，和以往老师们传授的知识，通过h 以继夜的计算和绘图，到如今论文总算完成了，心里充满了各种感想。觉得做一门学问， 真的不容易，需要花费很多的时间和精力在上而，只有这样，才能做得更好，才能使论 文得到大家都认可。做到这里，论文总算完成了，我觉得做一个零件的夹具设计，首先 需要了解这个零件的作用以及使用场合，然后就是它的加工工艺，根据