机械制造工艺学课程设计法兰盘831004机械加工工艺及钻Ф20mm通孔专用夹具设计(全套图纸).doc
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1、第1章 工件的简要分析全套图纸,加1538937061.1工件的用途 CA6140卧式车床上的法兰盘,为盘类零件,用于卧式车床上。车床的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,外圆与变速箱体孔相配,以保证主轴三个轴承孔同心,使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度,实现纵向进给。1.2工件的工艺性分析法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以20mm的孔为中心 ,包括:mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为mm的圆柱面,90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个9mm的透孔, mm的外圆柱面及上面的6mm,4mm的孔, 90mm端面上距离中心线分别为34mm和24m
2、m的两个平面。并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工孔到尺寸要求,再以孔定位加工各个表面。图1.2.1 以20为内孔中心的加工表面第二章 确定毛坯2.1 毛坯材料由零件材料HT200,确定毛坯为铸件,由于该零件是中批生产,而且零件轮廓尺寸不大,故采用金属模铸造,法兰盘因毛坯比较简单,采用铸造毛坯时一般是成队铸造,再进行机械加工。这从提高生产率,保证加工精度上考虑也是应该的。由年产量为6000件,可知达到大批量生产标准,且零件的尺寸比较小,所以采用砂型机器铸造,同时铸件尺寸公差等级为CT10,选取铸件错箱值为1.0 mm
3、。2.2确定毛坯技术要求1)铸件不应有裂痕、砂眼和局部缩松、气孔和夹渣等缺陷。铸件表面应清除毛刺,结瘤和粘砂等。2)正火处理硬度170190HBS,以消除内应力,改善切削加工性能。3)未注圆角为R3R4mm。4)起模斜度为30。2.3 铸件机械加工余量确定与毛坯图据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:法兰盘零件材料为HT200,硬度200HBS,毛坯重量约为2.8KG,生产类型为中批生产,采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,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下: 1.mm外圆表面此外圆表面为IT6级,参照实用机械加工工艺手册
4、确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆0.6450.017半精车外圆1.445.60.1粗车外圆347+0.3毛坯5500.52.外圆表面mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆0.6100-0。46半精车外圆1.41006粗车外圆4102毛坯61060.83车45mm外圆柱面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精磨外圆0.245-0.6粗磨外圆0.845.2半精车外圆146粗车247毛坯6010611
5、4加工孔20mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差铰孔0.220+0.04520扩孔0.919.8+0.119.8钻孔918+0.618毛坯105. mm的端面1)按照加工工艺手册表6-28,铸件重量为2.8kg,mm端面的单边加工余量为2.03.0,取Z=2.0mm,铸件的公差按照表6-28,材质系数取,复杂系数取,则铸件的偏差为; 2)精车余量:单边为0.2mm(见实用机械加工工艺手册中表3.2-2),精车公差既为零件公差-0.08;3)半精车余量:单边为0.6mm(见实用机械加工工艺手册中表11-27),半精车公差的加
6、工精度为IT9,因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm;4)粗车余量:粗车的公差余量(单边)为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm; 粗车公差:现在规定本工步(粗车)的加工精度为IT11级,因此,可以知道本工序的加工公差为-0.32mm,由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量,实际上,加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分;mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图:由图可以知道:毛坯名义尺寸为:94+2=96(mm)毛坯的最大尺寸:96+0.7=96.7(mm)毛坯的最小尺寸:96-0.8=95.2(mm)粗车后最大尺寸:
7、94+1.2=95.2(mm)粗车后最小尺寸:95.2-0.32=94.88(mm)半精车后最大尺寸:94+0.6=94.6(mm)半精车后最小尺寸:94.6-0.12=94.48(mm)精车后尺寸为94mm加工余量计算表 工序 加工尺寸及公差铸造毛坯粗车半精车精车加工前尺寸最大96.795.294.6最小95.294.8894.48加工后尺寸最大96.795.294.694.04最小95.294.8894.4893.96加工余量21.20.60.2加工公差-0.32-0.12-0.08因此可以确定毛坯的尺寸(毛坯图如下图) 第三章 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的最重要的工作之一。基面
8、如果选择的正确、合理,可以很大程度上保证加工质量,使得生产率得到提高。否则,会使得加工工艺过程漏洞百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使得生产活动无法正常进行。3.1粗基准的选择对于加工零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工 对于加工零件而言,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45孔的外轮廓表面作为粗基准。在车床上用三角卡盘夹紧工件,限制它的六个自由度,达到完全定位。3.2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。
9、第四章 制定工艺路线制定工艺路线的发点,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,以便使生产成本尽量下降。4.1加工阶段的划分由于工件加工精度要求不高,所以可以不分加工阶段,一个加工阶段可以完成;且由于工件的精度要求不太高,所以可以把焊工艺放置到最后,影响不太大。4.2工序的集中与分散此处已删除 第五章 确定切削用量和基本工时 (时间有限:只计算了第一道工序和第二道工序(我所设计的夹具加工工序)工序一 :以外圆为粗基准,粗车外圆及其右端面。1.
10、 加工条件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求:粗车外圆,尺寸保证到。机床:CA6140车床。刀具:YT5确定加工时间:工序:确定加工时间 由于余量为8mm,因此分二次切削,吃刀深度为=4mm 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 车外圆时= (0.26min)车端面时工序II:通过钻孔加工20mm的工序时间计算(部分公式来自机械加工去除
11、材料分析查切削用量简明手册,进给量f=0.36mm/rd取16mm时v=14m/min 根据机械加工去除材料分析中的钻床系列,可考虑选择,故取 钻、扩孔时= =2.65min铰孔时, , 取 由上可知,钻孔所需时间大约为1.9min。(不包含绞孔等精加工操作)第六章 确定夹具结构设计6.1设计定位方案本设计是工序钻20mm内孔的专用夹具。这一套夹具使用立式钻床进行加工。 1.定位方案一如图2.1-1所示: 在夹具定位方案一图中,其定位方式采用三点一面定位,利用一个V形块一个挡板共同限制4个自由度,再利用底端端平面限制1个自由度,从而限制了5个自由度,从而达到了工件加工所需的定位要求,再利用夹紧
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