机械制造工艺学课程设计后法兰盘零件”的机械加工工艺规程及钻6m14孔的钻床夹具设计（全套图纸）.doc

专业课程设计说明书设计题目 “后法兰盘零件”的机械加工工艺规程与夹具设计全套图纸，加153893706设 计 者 指导教师 台州学院机电与建筑工程学院(日期) 专业课程设计任务书题目: “后法兰盘零件”的机械加工工艺规程与夹具设计原始图纸（见附页）生产类型：中等批量设计内容：1、零件图 1张2、毛坯图 1张3、机械加工工艺过程卡 1份4、机械加工工序卡 1份5、夹具装配图 1套6、夹具零件图 若干7、课程设计说明书 1份班 级 姓 名 学 号 指导教师 前 言通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！在些次设计中我主要设计后法兰盘得钻模夹具设计，在此次设计课程过程中，我在指导老师的指导下，并且查阅了大量的书籍，解决了一些比较麻烦的问题，从而能顺利完成这次设计课程一、零件的分析1.零件的作用使管子与管子相互连接的零件。连接于管端。法兰上有孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰管件（flanged pipe fittings）指带有法兰（突缘或接盘）的管件。它可由浇铸而成，也可由螺纹连接或焊接构成。法兰联接（flange，joint）由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。法兰连接是管道施工的重要连接方式。2.工艺分析加工Ø62的孔，Ø65的内孔，Ø80.Ø160的外圆。加工4.5X4.5的槽二、工艺规程的设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料是Ø165的原材料 （二）基准的选择 1.粗基准的选择 本零件一Ø165的外圆基准来加工端面和Ø80的端面外圆2.精基准的选择 精基准的选择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。 （三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析 制定工艺路线 由于生产类型为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使用工序集中来提高生产率。在加工键孔时在铣床进行加工。除此之外，应降低生产成本。（1）工艺路线方案一：工序1：车右端面，粗车Ø163.3外圆粗车Ø83，精车Ø161.5外圆精车Ø81.5 工序2：粗车Ø55内孔，精车Ø65内孔 工序3：钻上孔Ø6，钻Ø8的孔 工序4：插键槽 工序5：锪孔 工序6：钻6XØ14均布通孔 工序7：钻螺纹孔 工序8：终检（2）工艺路线方案二：工序1：粗车Ø55内孔，精车Ø65内孔 工序2：车右端面，粗车Ø163.3外圆粗车Ø83，精车Ø161.5外圆精车Ø81.5 工序3：钻上孔Ø6，钻Ø8的孔 工序4：插键槽 工序5：锪孔 工序6：钻6XØ14均布通孔 工序7：钻螺纹孔 工序8：终检（3）工艺方案的比较与分析。 上述2个方案的特点在于：方案一是在先加工外缘后加工内孔；方案二是先加工内孔后加工外缘。经比较先加工外缘后对内孔的定外及精度都有影响，先对之下还是方案一比较好。因此，最后确定加工路线如下：工序1：车右端面，粗车Ø163.3外圆粗车Ø83，精车Ø161.5外圆精车Ø81.5选用C620-1卧室车床和专用夹具加工工序2：粗车Ø55内孔，精车Ø65内孔选用C620-1卧室车床和专用夹具加工工序3：钻上孔Ø6，钻Ø8的孔选用Z535立室钻床加工 工序4：插键槽工序5：锪孔工序6：钻6XØ14均布通孔工序7：钻螺纹孔工序8：终检以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（1） 端面的加工余量 端面有4.3的加工余量，足够把原材料的硬质表面层切除。 （2）内孔的加工余量 内孔精加工留1mm余量，粗加工留2mm余量，总计3mm加工余量。（五）各工序的定位夹紧方案及切削用量的选择（1）工序一：车端面及其内孔加工条件：铸铁HT 200 ，铸造。机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm，kr=90° o=15° o=12°，r=0.5mm60°螺纹车刀：刀片材料为W18CrV计算切削用量。已知长度方向的加工余量为4.3mm 。实际端面的最大加工余量为4.3mm 。故分1次加工（粗车）。长度加工公差IT 级 取-0.46 mm （入 体方向）进给量、根据切削简明手册（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm×25mm,mm时，以及工件直径为60mm时=0.6-0.8mm/按C车床说明书取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/按C车床说明书0.53计算切削速度。按切削简明手册表1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=242 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =242/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =108.6(m/min)确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书532 rmin故选用速度为600 rmin所以实际切削速度V=122m/min 切削深度：单边余量为3mm，可一次切除。进给量：根据切削手册表1.4，选用f=0.5mmr切削工时：t=（l+l1+l2+ls/nrf）xi=0. 96（min）工序二：车外圆V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=242 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =242/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=108.6(m/min)确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书532 rmin故选用速度为600 rmin所以实际切削速度V=125m/min切削工时：t=（l+l1+l2+ls/nrf）xi=0. 96（min）工序三：铣键槽加工要求：粗铣键槽，精铣键槽，Ra=6.3。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm机床 ：62W 粗铣选择刀具 铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°ao=12°an=6°Z=16 切削用量 留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac2.8±0.8，由于加工表面精度要求Ra=6.3 um.根据表3.5得每转进给量0.5mm/r就能满足要求，但考虑到62W功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和62W铣床说明书 所以每转进给量0.6mm/r选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm， 刀具寿命 T=120min（表3.8）决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表3.9确定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 选Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z机床功率：根据切削用量简明手册表3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数：故Pct0.8,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z基本工时根据切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm精铣选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀切削用量精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度 ae0.2mm，0.6决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表3.9确定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm工序四：钻6-m14孔f=0.2X0.5=0.1（mm/r）（切削手册表2.7）v=20m/min(切削手册表2.13及表2.14)所以ns=1000v/D=1000X20/X6.7=950（r/min）按机床取nw=960r/min，故v=20.2m/min。切削工时（6个孔）t=(l+l1+l2/nwf）X4=0.96(min)按机床选取nwm1=195r/min，v=4.9m/min。机动工时：l=19mm， l1=3mm， l2=3mm，攻M8孔，则t=4X2（l+l1+l2）/nf(19+3+3)X2X4/195/1=1.02（min）最后，将以上各工序切削量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片中。 三、 专用夹具的设计 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。 经过与指导老师的协商，决定设计第8道工序钻6-m14孔的钻床夹具。本夹具将用于Z535立式钻床。钻头为Ø8麻花钻头，依次加工6个孔。（一）设计思想与设计方案的比较； 本夹具主要用来钻6-m14孔，此孔对外圆Ø160有位置公差。但是本道工序为最后道工序，所以应尽量降低零件外形的磨损和提高劳动生产率以及降低劳动强度。（二）定位分析与定位误差的计算；（1） 定外基准的选择。由零件图可知，Ø8孔对Ø110外圆有外置度公差，所以其设计基准为Ø110外圆，所以设计底板应固定Ø110外圆。因此我选择以Ø110外圆为主的定位基准。固定了外圆然而零件还是可以旋转，所以应该在定位一个，我选择用销定位一半圆突出部分（2） 定位误差的分析。本夹具的主要定位元件为中心孔，该定位孔尺寸与公差规定与本零件在工作时与其配定位孔的尺寸与公差相同，即为Ø110mm，孔对Ø110外圆有位置度公差0.5.（三）对刀与导引装置设计；（四）夹紧机构设计与夹紧力计算；（五）夹具操作动作说明。夹具设计及操作的简要说明。如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹紧，本道工序的钻床夹具就选择机械夹紧。工序为钻孔，为了减少零件表面影响，可以降低夹紧力。 钻床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图3及附图4.参考文献书 名出 处作 者机床夹具图册机械工业出版社孙巳德机械制造工艺学课程设计指导书哈尔滨工业大学赵家齐切削用量简明手册机械工业出版社艾兴 肖诗纲机械制造工艺设计简明手册哈尔滨工业大学李益民机械制造工艺学清华大学王先逵小 结为期3周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我们在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！