机械制造技术课程设计-角法兰加工工艺规程及钻孔夹具设计

目录TOC\o"1-4"\h\z\t"a章节0,1"20719第1章零件分析 零件分析全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1角法兰零件作用法兰是一种用于机械连接的元件，是由轴承、管道和阀门等设备组成的流体输送系统不可或缺的配件之一。法兰具有连接紧密、拆装方便、密封性强、安全可靠等优点，在工业领域得到广泛应用。本文将对法兰的作用及优点进行详细说明。一、作用连接：法兰可以连接管道、阀门、泵和容器等设备。通过螺丝或螺母等固定法兰的方式，可以将不同的设备、管道或零部件紧密地连接在一起。密封：法兰采用面密封的原理，能够有效地保证连接处不会漏气、漏水或漏油等情况。密封效果好，可以确保生产过程中的安全稳定运行。支撑：法兰可以作为管道或设备的支撑部件，能够提高管道或设备的稳定性，减少因受力而导致的震动和变形等问题。方便拆卸：法兰拆卸简单方便，适用于需要经常清洗、检修或更换的设备和管道，也方便维修人员进行维护。二、优点可靠性：法兰采用面密封的原理，连接紧密性强，能够确保流体输送系统的安全可靠运行。并且在高温或高压工作条件下仍能稳定运行。经济性：法兰制造成本相对较低，通过螺丝或螺母等固定方式装配简单，能够提高生产效率和降低生产成本。安装方便：法兰在设计时考虑了拆卸、清洗、检修和更换等因素，具有良好的可操作性，能够降低人力、物力和时间成本。通用性：法兰采用标准化设计，符合多个国家和地区的标准和规范，可以与各种不同品牌的设备和管道进行配合使用。连接范围广：法兰应用领域广泛，能够连接各种材质、规格和类型的设备和管道，如钢铁、化工、石油、天然气、电力和水利等领域。多样化选择：法兰的种类和规格非常多，可以根据不同需求选择适合的法兰类型和规格，能够满足各种生产工艺流程和客户需求。1.2角法兰零件的工艺分析图1-1角法兰零件图角法兰所有加工表面现分述如下：1.Φ70端面粗糙度Ra12.52.Ф35端面粗糙度Ra12.53.Ф35孔粗糙度Ra12.54.B向面粗糙度Ra12.55.3Ф7孔粗糙度Ra12.56.3Ф12沉孔粗糙度Ra12.57.Ф10孔粗糙度Ra12.58.Ф12孔粗糙度Ra12.5

第2章工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式角法兰零件材料为HT200。由《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1知，毛坯铸造形式为铸造，铸件等级CT8～10，加工余量等级MA-G。2.2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。1.粗基准选择原则①如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。②如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。③如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。④选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。⑤粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及角法兰零件知，选用Ф70外圆作为定位粗基准。2精基准选择的原则①用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。②当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。③当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。④为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。⑤有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及角法兰零件知，选用Φ70端面、Φ35孔和Φ7孔作为定位精基准。2.3制订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。最终工艺路线方案：工序01：铸造工序02：时效处理工序03：车Φ70端面；车Φ35端面；车Φ35孔工序04：钻3Φ7孔；锪3Φ12深7沉孔工序05：铣B向面工序06：钻Φ10深20孔；扩Φ12深15孔工序07：去毛刺工序08：检验至图纸求工序09：包装、入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定铸造出来的毛坯精度等级IT9，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知。1.Φ70端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。粗糙度Ra12.5，一步铣削即可满足其精度要求。2.Φ35端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。粗糙度Ra12.5，一步车削即可满足其精度要求。3.Φ35孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。粗糙度Ra12.5，一步车削即可满足其精度要求。4.B向面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，重要特性，加工余量为MA-G级。一步铣削即可满足其精度要求。5.Φ7孔的加工余量Φ7孔尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra12.5，一步钻削即可满足其精度要求。6.Φ12沉孔的加工余量Φ12沉孔尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra12.5，一步钻削即可满足其精度要求。7.Φ10孔的加工余量Φ10孔尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra12.5，一步钻削即可满足其精度要求。8.Φ90右端面的加工余量Φ12沉孔尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra12.5，一步钻削即可满足其精度要求。其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。图2-1角法兰毛坯图2.5确定切削用量及基本工时工序03：车Φ70端面；车Φ35端面；车Φ35孔工步一：车Φ70端面1.确定切削深度Φ70端面，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，表面粗糙度Ra12.5，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步粗车即可满足其精度要求，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.81mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=500.80.650.811.15m/min≈24m/min≈109r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=100r/min4.确定车Φ70端面的基本时间为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，式中=5.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=100r/min，=24m/min，走刀次数=1则工步二：车Φ35端面1.确定切削深度Φ35端面，单边加工余量Z=3.0mm，由零件图知，表面粗糙度Ra12.5，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步粗车即可满足其精度要求，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.81mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=500.80.650.811.15m/min≈24m/min≈218r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=200r/min4.确定车Φ35端面的基本时间为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，式中=5.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=200r/min，=24m/min，走刀次数=1则工步三：车Φ35孔1.确定切削深度Φ35孔，单边加工余量Z=2.5mm，由零件图知，表面粗糙度Ra12.5，再由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步粗车即可满足其精度要求，故2.确定进给量根据表1.4，=0.028～6.33mm/r按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9），选择=0.81mm/r3.确定切削速度切削速度的修正系数为=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均见表1.28），故=500.80.650.811.15m/min≈24m/min≈218r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8），选择=200r/min4.确定车Φ35孔的基本时间为试切附加长度，依据《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-2知，走刀长度式中=5.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=200r/min，=24m/min，走刀次数=1则工序04：钻3Φ7孔；锪3Φ12深7沉孔工步一：钻3Φ7孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=3则机动工时为 工步二：锪3Φ12深7沉孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=3则机动工时为 工序05：铣B向面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra12.5，一步铣削即可满足其精度要求，故②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝190当＝190r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：走刀长度，，，走刀次数则机动工时为工序06：钻Φ10深20孔；扩Φ12深15孔工步一：钻Φ10深20孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：扩Φ12深15孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=1则机动工时为

第3章钻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。设计第4道工序06：钻Φ10深20孔；扩Φ12深15孔夹具。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为Φ10麻花钻、Φ12扩孔钻。3.1问题的提出本夹具主要用于钻Φ10深20孔；扩Φ12深15孔，粗糙度Ra12.5，精度要求不高，为此，主要考虑提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2定位元件及夹紧元件的选择采用已加工过的我们采用已经加工过的Φ70端面、Φ35孔和Φ7孔定位，定位分析：Ф70端面作为第一定位基准，与定位销相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动；Ф35孔作为第二定位基准，与定位销相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动；Ф7孔作为第三定位基准，与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即Z轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。3.3切削力和夹紧力的计算由钻Φ10孔的工时计算知，，=0.28mm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=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M6螺母锁紧，查表得夹紧力为1903N夹紧力远大于钻削力，故夹紧可靠3.4定位误差分析1、移动时基准位移误差（式3-1）式中：————定位销孔的最大偏差————定位销孔的最小偏差————定位销与定位销最小配合间隙代入（式3-1）得：=0.052mm+0+0.12mm=0.172mm2、转角误差（式3-2）式中：——定位销孔的最大偏差——定位销孔的最小偏差——定位销孔与定位销最小配合间隙——B型固定式定位销孔的最大偏差——B型固定式定位销孔的最小偏差——B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中：则代入（式3-2）得：则：≈0.063°3.5夹具设计的基本要求夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。1.能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。2.操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。3.具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书—夹具的结构设计—使用、制造部门会签——夹具制造——夹具验收——生产使用。夹具生产任务书是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门共同进行验证。当确认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、安全，就可交付生产车间使用。3.6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。本道工序为钻床夹具选择由螺母、圆垫圈、移动压板、调节支承、螺杆和弹簧组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

致谢这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到