机械制造技术课程设计-法兰盘机械加工工艺规程及车φ42孔夹具设计

设计说明书题目：法兰盘工艺规程及车42孔夹具设计摘要全套图纸加V信153893706或扣3346389411本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。法兰盘加工工艺规程及车42内孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror目录ABSTRCT 3序言 1一零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的工艺分析 2二.工艺规程设计 32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择 32.3制定工艺路线 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 72.5确定切削用量及基本工时 7三车床夹具设计 123.1问题的提出 123.2定位分析 123.3定位误差分析 133.4切削力的计算与夹紧力分析 153.5夹具设计及操作简要说明 15总结 17致谢 19参考文献 20序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。法兰盘的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一零件的分析1.1零件的作用法兰盘的作用：定位，支撑的作用。1.2零件的工艺分析法兰盘有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以右端面和外圆为基准的加工面，这组加工面主要是车左端面，车Φ42的孔。2：以Φ42孔为基准的加工面，这组加工面主要是其他面及孔的加工。二.工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取右端面和外圆作为定位基准，。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的Φ42孔和一端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2处理时效处理3车粗精车右端面4车粗精车左端面5车粗精车外圆6车粗精车内孔7钻钻4-Φ7的孔，锪孔Φ128钻钻2-Φ5的孔9钻钻M6的螺纹孔，攻丝10铣铣两侧距中心50mm的端面11检验检验12入库入库方案二1铸造铸造2处理时效处理3车车右端面4车车左端面5车车外圆6车车内孔7钻钻4-Φ7的孔，锪孔Φ128钻钻2-Φ5的孔9钻钻M6的螺纹孔，攻丝10铣铣两侧距中心50mm的端面11检验检验12入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一对右端面和外圆采用粗车，半精车和精车加工，对左端面采用半精车和精车加工，工序安排紧凑合理，可以更好的保证加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗车一个工序，不能保证加工精度要求，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2处理时效处理3车粗精车右端面4车粗精车左端面5车粗精车外圆6车粗精车内孔7钻钻4-Φ7的孔，锪孔Φ128钻钻2-Φ5的孔9钻钻M6的螺纹孔，攻丝10铣铣两侧距中心50mm的端面11检验检验12入库入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。法兰盘的端面由于法兰盘端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比较合适。3、法兰盘的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5确定切削用量及基本工时工序：粗车右端面和外圆1)切削深度单边余量为Z=2mm2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)确定机床主轴转速ns==753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，t=i;其中l=25mm;=4mm;=0mm;t=i=x2=0.966(min)工序：半精车右端面和外圆1)切削深度单边余量为Z=0.5mm2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=92m/min4)确定机床主轴转速ns==545r/min与545r/min相近的机床转速为575r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=25mm;=4mm;=0mm;t=i==0.4833(min)工序：精车右端面和外圆1)切削深度单边余量为Z=0.3mm2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=96m/min4)确定机床主轴转速ns==585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=25mm;=4mm;=0mm;t=i==0.4833(min)工序：车Ф42内孔1)切削深度单边余量为Z=0.5mm2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r3)计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=92m/min4)确定机床主轴转速ns==545r/min与545r/min相近的机床转速为575r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=25mm;=4mm;=0mm;t=i==0.4833(min)工序：钻M6螺纹孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则：根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，，，则机动工时为攻丝M6攻螺纹M6mm。按机床选取，则机动时，，三车床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，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计Φ42孔的车床夹具。3.1问题的提出本夹具主要用粗车、精车Φ42孔，表面粗糙度Ra1.6，精度要求一般靠上，故设计夹具时既要考虑如何提高生产效率，也要考虑法兰盘Φ42孔质量。3.2定位分析六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。然而，用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。此工序的夹具我们采用法兰盘Φ130右端面和Φ55外圆定位，对应的定位元件为固定V型块。定位分析如下：①法兰盘Φ130右端面与V型块侧面配合定位，限制两个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。②法兰盘Φ55外圆与V型块配合定位，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。法兰盘所加工的位置为Φ42孔与Φ55外圆同轴，故此时欠定位是合理的。3.3定位误差分析定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图1所示图1用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。根据相关公式和公差确定具体变动量。如图2，两个极端情况：情况1：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"高"得加工尺寸；情况2：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"低"得加工尺寸。且该工序定位误差图2定位误差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.3923.4切削力的计算与夹紧力分析查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由粗车、精车Φ42孔的工时计算知，，=0.26mm，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为3550N夹紧力远大于车削力，故夹紧可靠。3.5夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为车床夹具选择用铰链压板、圆垫圈、六角螺母、螺柱和法兰面螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序车削余量小，车削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。。总结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等；也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很