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）.doc

目录序言2第1章 零件的分析31.1零件的作用31.2零件的工艺分析3第2章 工艺规程设计42.1 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42.3 工艺路线的制定5 2.3.1 工艺方案52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5 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123.2 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 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行 序 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153893706第1章 零件的分析1.1 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 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”的加工原则第2章 工艺方案的分析及确定2.1 确定毛坯的制造形式2.1.1 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。2.2.2 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工序7：钻孔6×8.5工序8：钻孔8×M4，中心距98，角度60工序9：钻孔8×M4，中心距152，角度22.5工序10：攻螺纹8×M4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 “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=0.1mm3. 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 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22）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，=44 m/min=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/(f×n)=0.153min。半精车164外圆 用刀具11)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=103.071 m/min=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=57.46 m/min，=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,R31)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，=142.020 m/min=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，=230r/min，按机床选取n =238r/m,故=18m/min。计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)=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：扩=（1/21/3）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，=93140r/min，按机床选取n =136r/m,故=8.5m/min 。 3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)=(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5251）. 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 ° ° ° 2）.选择切削用量 （1）决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 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（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。3）.计算工时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： 铰孔： 精铰： 工序七 钻孔6×8.51)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8×M4，中心距98，角度60工序九 钻孔8×M4，中心距152，角度22.5工序十 攻螺纹8×M4工序十一 检验 第3章 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16×M4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16×M4的底孔进行加工。3.1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3.2.1定位基准的选择分析零件图，16×M4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 （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 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。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。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，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次设计，本人在多方面都有所提高。通过这次机械制造装备课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次设计工作的实际训练 ，从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了机械制造装备设计课程所学的内容，掌握夹具设计的方法和步骤，提高了绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 参考文献1、吴拓、方琼珊编.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京:机械工业出版社,2005.11(2007.9重印)2、李益明主编. 机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工艺出版社,19943、艾兴、肖诗刚主编. 切削用量简明手册.北京: 机械工艺出版社,19944、哈尔滨工业大学、上海工业大学主编.机床夹具设计.上海:上海科学技术出版社，19835、李洪主编.机械加工工艺手册.北京:北京出版社,19906、王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.北京:机械工业出版社,19877、刘红普、张晓妍主编。机械加工技术。北京：中国人民大学出版社，2009