机械制造工艺学课程设计法兰盘84006机械加工工艺规程及工装设计（全套图纸）.doc

学生课程设计（论文）全套图纸，加153893706题 目： 设计“法兰盘”零件的机械 加工工艺规程及其夹具 学生姓名： 学 号：所在院(系)： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 2004级3班 指 导 教 师： 职称： 教 授 2008年1月15日攀枝花学院教务处制课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称法兰盘机械加工工艺规程及工装设计评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年月日攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目法兰盘机械加工工艺规程及工装设计1、课程设计的目的专业课程综合训练目的是使学生通过对所学主要专业课的综合应用，基本掌握一般机械结构及机制工艺设计的能力。综合运用所学的基础知识和技能，进一步提高学生的分析及解决问题能力，培养学生创新意识和创新能力，提高机械制造分析设计的总体意识和工程实践能力。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）设计内容要求：（1）对零件进行工艺分析及画零件图（零件生产批量为中批）；（2）制定加工工艺路线（填写加工工艺过程综合卡片及编写说明）；（3）夹具设计（包括夹具装配图、夹具体零件图及设计说明）；（4）将上述内容整理成设计说明书及图纸。设计结束后提交4000字左右的课程设计论文;包含上述全部内容。3、主要参考文献1、赵家齐等 ，机械制造工艺学课程设计指导书，北京：机械工业出版社，1987年2、王小华，机床夹具图册，北京：机械工业出版社，2004年3、吴圣庄，金属切削机床概论，北京：机械工业出版社，19934、王先逵，机械制造工艺学，北京：机械工业出版社，20024、课程设计工作进度计划 内容学时总体方案设计8工艺分析及画零件图8加工工艺规程设计30夹具装配图设计30夹具零件图设计8绘制所需的各类图及编制技术文件20合计3周指导教师（签字）日期2007年12 月 22 日教研室意见：年 月 日学生（签字）： 接受任务时间： 年 月 日注：任务书由指导教师填写序言机械制造工艺学课程设计使我们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.这是我们在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。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。目录序言1 零件的分析11.1 零件的作用11.2零件的工艺分析12 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基面的选择22.2.1粗基准的选择22.2.2精基准的选择22.3 制定工艺路线22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5 确立切削用量及基本工时43 夹具设计83.1 定位基准的选择83.2 切削力及夹紧力计算83.3 定位误差分析93.4 夹具设计及操作说明9参考资料10致谢111 零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的法兰盘。主要是用来安装在机床上，起到导向的作用使机床实现进给运动。1.2 零件的工艺分析CA6140车床的法兰盘共有八处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以100为基准面，加工，的右端面。2. 以端面为基准，车、外圆，并导 。由于孔与有跳动的要求，所以要以端面为基准。3要以孔为基准，精车所有外圆面，使其达到要求。4以端面为基准，先用的钻头钻孔，然后再用镗刀镗孔。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。2.2 基面的选择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。2.2.1粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取孔外轮廓表面作为粗基准。2.2.2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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、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夹具,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，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一工序一 以为粗基准，选用CA6140机床，粗车右端面及外圆，倒角，车槽，粗车外圆及其左右端面，粗车及右端面。工序二 以外圆面为基准，粗车左端面及粗车外圆，并倒。工序三 以外圆面为精基准，精车及其左右端面，精车，精车及其左右端面和的外圆。保证左端面，右端面和的外圆的跳动在0.03内。工序四以外圆面为基准，钻镗通孔，先用钻的钻头钻孔，粗镗孔及倒角，再精镗孔。工序五 钻通孔。工序六 以左端面和内孔定位,利用两个端面夹紧,铣两端面。工序七 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个孔工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧, 扩工序五钻的孔到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。1. 工艺路线方案二工序一 以为粗基准，选用CA6140机床，粗车右端面及外圆，倒角，车槽，粗车外圆及其左右端面，粗车及右端面。工序二 以外圆面为基准，粗车左端面及粗车外圆，并倒。工序三 以外圆面为基准，钻镗通孔，先用钻的钻头钻孔，粗镗孔及倒角，再精镗孔。工序四以外圆面为精基准，精车及其左右端面，精车，精车及其左右端面和的外圆。保证左端面，右端面和的外圆的跳动在0.03内。工序五以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个孔工序六 以左端面和内孔定位,利用两个端面夹紧,铣两端面。工序七 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻的通孔,再扩孔到孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。综合考虑零件的常规工艺、表面粗糙度要求和加工质量，所以选择第一个方案。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床法兰盘”，零件材料为HT200，硬度190210HB，生产类型中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，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. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（，端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.22.5，取45，100端面长度余量均为4（均为双边加工）。车削加工余量为：粗车 3mm精车 0.5mm2. 内孔工序尺寸加工余量：钻孔2mm粗镗 0.2 mm精镗 0mm3. 其他尺寸铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。取余量为：4mm2.5 确立切削用量及基本工时工序：以外圆为粗基准，粗车外圆及其右端面，由于余量为8mm，因此次切削，吃刀深度分别为=4mm和3mm。查切削用量简明手册，进给量f=0.4mm/r （表1.4）计算切削速度，耐用度t=45min=161m/min (2.70m/s)确定机床主轴转速：=15.72r/s (935r/min)按机床取=900r/min=15r/s实际切削速度为v=15r/s =127.17m/min 粗车右端面时：吃刀深度=4mm，=0.08min车外圆时：=0.125min倒角时：吃刀深度为=4mm，=0.03min车槽时：吃刀深度为=2mm，=0.01min粗车外圆及其左右端面时：吃刀深度为=3mm，=0.03min粗车及右端面时：吃刀深度为=3mm，=0.09min（在本工序未注明的进给量f和机床主轴转速分别为0.4mm/r和900r/min）工序II：车削条件和参数跟工序I一致粗车左端面时：吃刀深度为=4mm，=0.15min粗车外圆时：吃刀深度为=4mm，=0.03min并倒时：吃刀深度为=2.5mm，=0.02min工序III：以外圆面为精基准，选用刀号YG6，余量为1mm，查手册 =0.5mm，取f=0.15mm/r，=1200r/min 。精车外圆时：v=377m/min ，=0.12min精车及其左右端面时：v=377m/min ，=0.64min精车外圆时：v=170m/min ，=0.40min精车及其左右端面时：v=340m/min，=0.28min精车的外圆时：v=170m/min ，=0.48min并保证左端面，右端面和的外圆的跳动在0.03内。工序IV：查切削用量简明手册，选取进给量f=0.36mm/r，d取16mm时，v=14m/min，根据z525钻床说明书，钻可考虑选择，故取粗镗孔时：吃刀深度为=0.45mm，=1.16min倒角时：吃刀深度为=0.45mm，=0.02min再精镗孔时：吃刀深度为=0.1mm，=2.32min工序V：用钻头钻通孔，钻孔时：选用，查手册取标准值工序VI：由图可知零件左边余量为11mm，故可分二次粗铣，一次精铣，分别取，选用， ， ，由于零件的右边铣削余量为21mm ，故采用三次粗铣，一次精铣，分别取， 选用， ， ， 工序VII：扩通孔到，再铰孔到达所要求的精度查手册，钻时：选用 查手册取标准值铰孔时：，工序VIII ：由于钻4个孔，先用的钻头钻，然后再铰孔钻孔时：、铰孔时：、由于速度是一样的所以 查表可知道取 =0.04 mm ， =0.05 mm3 夹具设计3.1 定位基准的选择由零件图知，由于左端面和右侧端面有一定的位置度要求，为了减少定位误差，以左端面为主要定位基准面，以内孔穿芯轴为辅助定位面，在右侧端面用夹紧螺母夹紧，再以螺钉锁定法兰盘沿芯轴方向的旋转自由度，这一定位方案夹具设计简单，装夹方便可靠且容易拆卸工件，固可行。3.2 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀， 其中，所以，其中，水平分力： 垂直分力：在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。 安全系数 ，式中 K基本安全系数1.2；K加工性质系数1.1；K刀具钝化系数1.1，K断续切削系数1.0；所以，查文献4表3-26，知d=12mm的螺栓许用加紧力。由于12mm钩型螺栓长度小于所需夹紧长度，所以为方便夹紧，选用16mm的钩型夹紧螺栓夹紧，因此选用该螺栓加紧足以满足夹紧要求。3.3 定位误差分析 夹具的主要定位元件为芯轴，该芯轴的尺寸公差规定为本零件在工作时与其相配的尺寸与公差相同。由于该芯轴是根据零件定位方案设计的专用件，各定位面加工后对20H7mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。因此铣边时的位置加工偏差主要由芯轴中心位置尺寸偏差决定。查文献4表3-17，普通精度位置尺寸的极限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此铣边的位置偏差可以保证。3.4 夹具设计及操作说明在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不是手动夹紧，因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的斜楔夹紧机构，尽量增加该夹紧机构的扩力比；三是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由增至），以增加气缸推力。结果，本夹具总的结构还比较紧凑。夹具有装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）。铣床夹具的装配图及夹具体零件图见附图。参考文献1、赵家齐等 ，机械制造工艺学课程设计指导书，北京：机械工业出版社，19872、王小华，机床夹具图册，北京：机械工业出版社，20043、吴圣庄，金属切削机床概论，北京：机械工业出版社，19934、王先逵，机械制造工艺学，北京：机械工业出版社，2002 5、席伟光，切削用量简明手册，北京：高等教育出版社，20026、李波，机械加工工艺手册，重庆教育出版社，1998致谢经过将近一个月的忙碌和学习，本次课程设计已经接近尾声，作为一个本科生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师您的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 感谢我的指导老师周教授。您平日里工作繁忙，但在我做课程设计的每个阶段，从讲解到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计整个过程中都给予了我悉心的指导。在本次的课程设计中我也学到了不少关于零件加工工艺规程的编制和夹具设计的思路和技巧。其次要感谢和我一起作课程设计的同学们，他们在本次设计中勤奋工作，克服了许多困难来完成此次课程设计，并承担了大部分的工作量。如果没有他们共同的努力工作，我也不会有这么大的信心搞好此次设计。