ca6140法兰盘夹具设计

机械制造装备设计课程设计说明书题目 CA6140法兰盘夹具设计 系 机械与运载学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级姓名学号指导教师完成日期年月日沈阳理工大学应用技术学院沈阳理工大学应用技术学院课程设计任务书班级：姓名：学号：课程名称:机械制造装备设计题目：法兰盘夹具设计专业：机械设计制造及其自动化主要内容及要求：1、根据所给的零件草图，画出零件工作图。2、完成法兰盘工件的4个孔的钻床的专用夹具总装配工作图。3、完成专用夹具局部零件工作图。4、编写设计计算说明书。5、总工作量要求：总图量为：0#图纸1张；设计计算说明书15页。主要参考资料：夹具设计手册、夹具设计图册、机械零件设计手册。进度安排：1、1-2天完成工件工作图绘制及夹具设计方案。2、3-6天完成夹具总装配图设计。3、7-10天完成专用夹具局部零件图及设计计算说明书编写。课程设计指导教师：张福2023年6月8日教研室主任：赵艳红2023年6月8日《机械制造装备设计》课程设计方案书一、课程设计目的1、本课程设计是《机械制造装备设计》课程的延续，通过设计实践，进一步掌握机械制造装备设计的一般方法。2、培养学生综合运用机械制图、机械设计根底、金属材料及热处理、机械制造结构工艺等相关知识，培养工程设计的能力。3、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准标准的能力。4、提高学生技术总结及编制技术文件的能力。5、为毕业设计打下良好的根底。二、课程设计题目法兰盘夹具设计三、课程设计的内容与根本要求〔一〕内容1、完成法兰盘工件的4个孔钻床专用夹具总装配图。2、完成4个孔钻床专用夹具局部零件工作图。3、编写设计计算说明书。4、总工作量要求：总图量为：0#图纸1张；设计计算说明书15页。〔二〕根本要求1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成总工作量要求。2、根据设计题目，完成规定的设计内容和工作量要求。3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。4、设计计算说明书力求用工程术语，简明扼要，计算合理、准确，表达清晰，文字通顺简练，字迹工整。四、进度安排1、1-2天完成零件工作图绘制及夹具设计方案。2、3-6天完成夹具总装配图设计。3、7-10天完成专用夹具局部零件图及设计计算说明书。课程设计指导教师：张福2012年6月8日教研室主任：赵艳红2023年6月8日目录前言-6-1.零件的分析-7-1.1零件的作用-7-1.11零件的工艺分析-7-2.夹具设计-11-2.1设计要求-11-2.2定位误差分析：-11-2.3钻削力的计算：-11-2.4夹紧力计算：-12-2.5夹具结构设计及操作简要说明-12-2.5.1底座-12-2.5.2固定导向件-12-2.5.3钻套、衬套的选择-13-2.5.4夹紧机构-13-结束语-15-致谢-15-参考文献-16-摘要本次设计了一套法兰盘的专用夹具设计。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析，对工序进行比照，通过选定某一工序设计专用夹具，选择定位基准、定位方法和定位元件，进行定位误差分析。在文档中第一局部，主要表达了专用夹具设计根本要求和特点，对零件的工艺分析，完成了工艺方案确实定。第二局部，对夹具设计，对夹具设计计算。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本次设计阐述了专用夹具结构设计及工作过程。本夹具性能可靠，运行平稳，提高生产效率，降低劳动强度和生产本钱。关键字：夹具设计；根本要求；工艺分析；前言夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具的设计质量的上下，应一能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，本钱底，排屑方便，操作平安、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。一个优良是机床必须满足以下根本要求：〔1〕保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确的选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中的其它零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求〔2〕提高生产率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。〔3〕工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。〔4〕使用性能好专用夹具的操作应简单、省力、平安可靠。在客观条件允许且又经济适用是前提下，应尽可能采用气动液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量而引起工艺系统变形。〔5〕经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造本钱。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。1.零件的分析1.1零件的作用题目是所给的零件是CA6140车床的法兰盘。为盘类零件，用于卧式车床CA6140上。车床变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，以保证主轴三个轴孔同心，使齿轮正确啮合，主要作用是说明刻度，实现纵向进给。1.11零件的工艺分析CA6140车床共有八处加工外表，其间有一定位置要求。分述如下：〔1〕以φ100为基准面加工外表，这一组加工外表包括：，的右端面。〔2〕以端面为基准，先用的钻头钻孔，然后再用铰刀铰孔由于孔与有跳动的要求，所以要以.

以端面为基准。〔3〕以端面为基准，车、、外圆，并导，。〔4〕以孔为基准，精车所有外圆面，使其到达要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组外表，再以这组加工后外表为基准加工另外一组。设计题目给定的零件是CA6140车床法兰盘零件，该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，那么该零件的年生产纲领为：N=4000×(1+4%+1%)=4200(件/年)法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。零件材料为HT200。年产量为中批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑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决定。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否那么，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。因为法兰盘可归类为轴类零件，按照“保证不加工外表与加工外表相互精度原那么〞的粗基〔即当零件有不加工外表时，应以这些不加工外表作为粗基准；假设零件有假设干个不加工外表时那么应与这些加工外表要求相对精度较高的不加工外表作为粗基准〕，所以对于本零件可以先以法兰盘右端45的外圆及90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时限制4个自由度，再以90的右端面定位可限制1个自由度，到达完全定位。主要应该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，这在以后还要专门计算，此处不再计算。本零件的加工面有个圆、内孔端面车槽等，材料为HT200。参考《机械制造工艺设计简明手册》，其加工方法选择如下：〔1〕外圆面:公差等级为IT6～IT8，外表粗糙度为0.8，采用粗车半精车磨削的加工的方法。〔2〕φ20内孔：公差等级为IT7 ～IT8,外表粗糙度为1.6，采用钻扩绞精绞的加工方法，倒角用45°车刀加工。〔3〕φ外圆面：公差等级为IT13～IT14,外表粗糙度为0.4，采用粗车半精车磨削的加工的方法。〔4〕φ90外圆面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为0.4，采用粗车半精车磨削的加工的方法。〔5〕槽3×2：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13,外表粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗车。〔6〕φ100突台右端面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为0.4，采用粗车半精车磨削的加工方法。〔7〕φ90突台距离轴线34mm的平面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为3.2，采用粗铣精铣的加工方法。〔8〕φ90突台距离轴线24mm的平面：未表注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为0.4，采用粗铣精铣磨削的加工方法。〔9〕4×φ9孔：未标注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻绞。〔10〕φ4的孔：未标注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为12.5，采用的加工方法为钻削。〔11〕φ6的孔：未标注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，外表粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻绞。制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量下降。工序一铸造毛坯。工序二时效处理，刷油漆。工序三车端面及外圆，以为粗基准，选用CA6140机床。工序四以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，再铰孔到达的尺寸。工序五以外圆面为基准，粗车、外圆，并导，和。工序六以外圆面为基准，并倒，和工序七以内孔为基准精车左端面和右端面和保证跳动在0.03内,并车槽。工序八右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序九以刚铣的平面定位,,利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24工序十以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻的通孔,再扩到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其到达所要求的精度。工序十一以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个孔。工序十二再用磨床磨外圆使其到达所要求的粗糙度。工序十三刻字刻线。工序十四镀锘。工序十五检测入库。工序一铸造毛坯。工序二时效处理，刷油漆。工序三车端面及外圆，以为粗基准，选用CA6140机床。工序四以外圆面为基准，粗车、外圆，并导，和。工序五以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，再铰孔到达的尺寸。以外圆面为基准，粗车、外圆，并导，和。工序六以外圆面为基准，并导，和。工序七内孔为基准精车左端面和右端面和保证跳动在0.03内,并车槽。工序八右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序九以刚铣的平面定位,,利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24。工序十以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻的通孔,再扩到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其到达所要求的精度。工序十一以孔为基准面,利用专用夹具,钻4×孔。工序十二用磨床磨外圆使其到达所要求的粗糙度。工序十三刻字刻线。工序十四镀锘。工序十五检测入库。虽然工序都是十三步，但第一个方案更为合理，外圆和Φ90的端面有跳动要就高，而且精度要求高，所以屡次加工外表是精度、粗糙度的要求和有跳动的要求是必须的，因此第一个方案更合理。选择第一个方案。CA6140车床法兰盘，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg2.夹具设计2.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计在第10工序—钻4×φ9的孔的钻床夹具。本夹具将用于Z5125立钻床，刀具为φ8.4麻花钻和φ9绞刀。此道工序主要考虑的是如何提高劳动生产率，降低劳动强度。2.2定位误差分析：〔1〕定位元件尺寸及公差确实定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即。〔2〕由于存在两平面配合，由于零件的外表粗糙度为，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为定位尺寸公差确实定。〔3〕工件的孔尺寸要求不高，同轴度的误差主要有钻套和衬套的不同同轴度引起的,衬套的同轴度小于0.005，钻套的同轴度小于0.005而零件要求的最大同轴度为0.01定位尺寸公差确实定。夹具的主要定位元件是一根定位短轴一个定位块，公差现定与本零件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差配合,即，定位轴与零件的最大间隙为max=0.05-0=0.05mm而零件要求的最小偏差为min=0.045-0=0.045因此最大间隙满足精度要求.2.3钻削力的计算：刀具选用高速钢材料查《机床夹具设计手册》表1-2-8、、在计算切削力时，要考虑平安系数，平安系数Ｋ＝式中——根本平安系数，=1.5——加工性质系数，=1.1——刀具钝化系数，=1.1——断续切削系数,=1.1于是F1=KP=1.5×1.1×1.1×1.1×1195.8N=2387N2.4夹紧力计算：气缸选用φ100mm,当压缩空气单位压力为p＝0.4MPa时，气缸推力为3900N。因此N已大于所需的2387N的夹紧力，故本夹具可平安工作。2.5夹具结构设计及操作简要说明底座底座使用HT200的铸造成型，进行时效处理，消除内应力，具有较好的抗压强度，刚度和抗振性。在四角有U型槽，与T型螺钉配合使用，将夹具固定在工作台上。固定导向件固定导向件由45钢的钢板和型材焊接而成，退后处理，保证尺寸的稳定性，且在装配后修正尺寸，保证夹具的精度。焊接件制造方便，生产周期短，本钱低。钻套、衬套的选择因为为中批量生产，为了便于更换磨损的钻套，所以选择使用标准可换钻套，材料为T10A。查机械手册，钻套与衬套之间采用配合，衬套与钻模之间采用配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。夹紧机构夹紧使用气动推动移动轴，使工件上移，工件的φ90圆的上外表与导向件相接触，并夹紧。由于工件所需的夹紧力并不大，所以直接夹紧未采用其他的机构。如前所述，在设计夹具时，为了提高劳动生产效率，应首先着眼于机动夹紧方式。而且考虑到环保，所以选用气动源夹紧。气动反响速度快，环保，但工作压力小，所以气缸体积大。