机械制造工艺学课程设计说明书(法兰盘).doc

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目： 设计“法兰盘”零件加工工艺规程及工艺装备（年产量为20000件）设计者： 佘爱云 指导老师： 岳陆游 学院： 汽车与交通工程学院 班级： 车辆工程1105 学号： 3110401162 2014 年 9月 20日江苏大学机械制造工艺学课程设计任务书题目： 设计“法兰盘”零件加工工艺规程及工艺装备（年产量为20000件）内容 ： 1、零件图 1张 2、毛坯图 1张3、机械加工工艺过程综合卡片 1张4、结构设计装配图 1张5、夹具体零件图 1张6、课程设计说明书 1份 班级：车辆1105班 学号：3110401162 姓名：佘爱云目录一、 零件的分析 4 1.1零件的作用4 1.2零件的工艺分析4二、 工艺规程设计 42.1确定毛配的制造形式42.2基面的选择 -42.3制定工艺路线52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5确定切削用量及基本工时9三、 夹具的设计 153.1 问题的提出 153.2 夹具设计 163.3 定位误差分析 16四、 总结17五、 参考文献 18一、零件的分析1.1零件的作用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。1.2零件的工艺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mm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,mm的外圆柱面、右端面及上面的4个mm的透孔，mm的外圆柱面及上面的mm，mm的孔,mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm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和一端外圆,借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面和利用外圆定位加工各轴段外圆。二、工艺规程设计2.1确定毛配的制造形式零件材料为HT200，由于该零件是大量生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采用机器造型铸造，再进行机械加工。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。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1）粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取45外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。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。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领一确定为大量生产的条件下，可以考虑采用专用机床配以专用工夹具。经组内讨论，确定一下工艺路线方案如下：工序工步工序10粗车左端面粗车外圆粗车B面钻内孔扩内孔粗铰19.94的孔精铰20的孔倒角(内孔右侧)工序20粗车右端面粗车外圆粗车右端面粗车外圆倒角(内孔左侧)工序30半精车 左端面车 、外圆倒角倒圆角R5工序40半精车外圆半精车右端面半精车外圆外圆倒角车3x2退刀槽工序50粗铣距离24mm平面粗铣距离34mm平面工序60精车左端面工序70精车外圆精车右端面工序80钻4x孔工序90钻孔扩孔精铰孔工序100精铣距离24mm平面精铣距离34mm平面工序110磨B面磨外圆工序120抛光B面工序130磨距离24mm平面工序140刻线刻字工序150外圆无光镀铬工序160检验入库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HT200，毛坯重量约为1.4kg，生产类型为大量生产，采用机器造型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，确定各加工表面的机械加工余量，毛坯尺寸如下：加工表面工步余量粗糙度外圆精车0.30.8半精车1.73.2粗车86.3毛坯10外圆粗车46.3毛坯4B面外圆抛光0.10.4磨0.40.8粗车9.56.3毛坯10B面中两个端面抛光0.10.4磨0.40.8粗车1.56.3毛坯2孔精铰0.060.8粗铰0.141.6扩孔1.86.3钻孔1812.5毛坯20外圆磨0.40.8半精车1.13.2粗车2.56.3毛坯4右端面粗车36.3毛坯3左端面精车0.31.6半精车0.73.2粗车26.3毛坯3右端面精车0.21.6半精车0.83.2粗车26.3毛坯3距中心线34mm平面精铣0.73.2粗铣10.36.3毛坯11距中心线24mm平面磨0.30.4精铣0.73.2粗铣206.3毛坯21孔钻912.5毛坯9孔钻412.5毛坯4孔精铰0.23.2扩1.86.3钻412.5毛坯6零件图、毛坯图见图101、1022.5确定切削用量及基本工时 需确定的有：背吃刀量、进给量、主轴转速、切削速度以及基本工时背吃刀量：选择背吃刀量主要考虑工件的加工余量和工艺系统的刚度。半精加工、精加工工序的背吃刀量由相应的加工方法所需的加工余量确定，粗加工工序的背吃刀量应尽量将粗加工余量一次性切除，如果加工余量太大，不能一次切除时，也应尽量减少工作行程次数，按先多后少的方案分几次切除；进给量：粗加工时，进给量的选择主要考虑工艺系统的刚度和强度，如机床进给系统的刚度和强度、刀杠尺寸、刀片厚度及工件尺寸等因素。在工艺系统的刚度和强度允许的情况下，应尽量选取大一点的进给量。精加工时的进给量主要根据工件的加工精度和表面粗糙度要求来选择。主轴转速：由机床和合适的切削速度计算后，选择最为接近的机床主轴转速切削速度：在背吃刀量和进给量确定之后，可在保证合理刀具寿命的前提下，确定切削速度。切削速度可根据切削原理的公式计算，或者从根据已知的加工条件得出的标准切削速度表格中选取 基本工时：它是直接用于改变工件的尺寸、形状或表面质量等消耗的时间。 进给速度 工件转速 进给量 加工余量 背吃刀量 工件行程长度 工件加工长度 、分别是车刀切入量、切除量大部分数据均为查询工艺手册得出，计算方法公式上面已给出，各参数如下：工序10：机床：CA6140车床 刀具： YG6车刀 麻花钻 扩孔钻 铰刀工步/mm/mm/r/m/min粗车左端面20.96002.60.098粗车外圆20.94802.50.1粗车B面4.750.94002.20.83钻内孔90.324000.3070.75扩内孔0.40.91400.1450.71粗铰19.94的孔0.071.61400.1450.49精铰20的孔0.031.61400.1460.49工序20：机床：CA1640车床刀具：YG6车刀工步/mm/mm/r/m/min粗车右端面30.55001.3090.1粗车外圆40.563500.8370.25粗车右端面20.752001.010.2粗车外圆20.791600.8040.11工序30：机床：CA1640车床刀具：YG6车刀工步/mm/mm/r/m/min半精车 左端面0.350.243201.7090.42工序40：机床：CA1640车床刀具：YG6车刀工步/mm/mm/r/m/min半精车外圆0.850.285001.210.16半精车右端面0.80.243201.520.36半精车外圆0.550.282501.2060.216工序50：机床：X63铣床刀具：YG6铣刀工步/mm/mm/r/m/min粗铣距离24mm平面5.50.322.50.1152.25粗铣距离34mm平面50.322.50.1156工序60：机床：CA6140车床刀具：YG6车刀工步/mm/mm/r/m/min精车左端面0.30.183201.6751.024工序70：机床：CA6140车床刀具：YG6车刀工步/mm/mm/r/m/min精车外圆0.150.157101.670.621精车右端面0.20.184001720.75工序80：机床：Z525立式摇臂钻床刀具：麻花钻工步/mm/mm/r/m/min钻4x孔4.50.16800.360.19工序90：机床：Z525立式摇臂钻床刀具：成形刀具工步/mm/mm/r/m/min钻孔20.1313600.280.085扩孔0.90.1313600.430.039精铰孔0.10.1313600.430.011工序100：机床：X63铣床刀具：YG6铣刀工步/mm/mm/r/m/min精铣距离24mm平面0.70.237.50.1971.125精铣距离34mm平面0.70.237.50.1971.125工序110：机床：M114W万能外圆磨床刀具：成形砂轮工步/mm/mm/r/m/min磨B面、外圆0.4轴向：0.06428100.30.98轴向：30工序120：机床：CA6140车床刀具：砂带工序130：机床：M7112平面磨床刀具：砂轮工步/mm/mm/r/m/min磨距离24mm平面0.4轴向1028100.30.209径向0.01工序140： 刻线刻字工序150： 外圆无光镀铬工序160： 检验入库五、 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。经过与指导老师协商，决定设计第80道工序钻49孔。本夹具将用于立式钻床。3.1 问题的提出本夹具主要用来钻49孔，无严格的技术要求 ，因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。3.2夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可以知道，4-9mm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68mm上，通过3个支撑钉限制3个自由度，钻模板可以限制2个自由度，再通过调节支撑限制1个自由度，另外，对于90突台铣削的两侧面与轴线有尺寸要求，分别为20mm和12mm,可以通过调节支撑限制该面转动，保证尺寸。然后利用钻模板和夹具夹紧零件。3.2.2切削力及夹紧力计算1、轴向力的计算 Z3025摇臂钻床钻削4-9孔时的轴向切削力由公式3-1计算 5-1式中：，mm/r，=2170N 2、夹紧力的计算先计算转矩，根据公式：M=, 3-2式中：=0.206，=2.0，=0.8， =0.87， =0.87；则：M=0.2060.87=8.34Nm；245.3N。 3、夹具结构设计及操作简要说明在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此，设计专用钻模板以及固定钻套，在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削重要生产的轴向力指向定位面，和夹紧力方向相同，所以夹紧力不直接对消切削力。但是切削力产生颠覆力矩，应该使夹紧力主法平衡。利用支撑钉顶住90突台。使用方法：装夹工件时，可直接将工件套在丝杠上，然后用支撑钉定位圆周方向，再装上开口垫圈，然后用DQG气缸下压开口垫圈。卸除工件时，只须将DQG气缸顶起，将开口垫圈拿下，就可直接取下钻模板和零件了。3.3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，所以定位误差为：0.032.零件规定4-9mm孔在轴线68mm圆周上，左边孔距离轴线20mm，右边孔距离轴线12mm，已知孔位置主要由夹具体定位误差、零件与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。夹具装配图、夹具体零件图见图103、104六、 总结三周的机械制造工艺学课程设计不知不觉就过去了，我们先通过重绘零件图，了解零件的作用与它的大体形状，然后计算确定加工余量绘制毛坯图，并且将毛坯余量分配到每道工序的切削余量，查找资料确定每道工序的加工方法，查表计算并且完成工艺过程综合卡片的绘制；绘制完成后老师分配任务进行夹具设计。在这次课程设计的整个过程中，我们小组积极讨论，每个人都提出了自己的想法，虽然有些不是很成熟，但是在这过程中，我们回顾了上学期所学的知识，将它运用到实际当中，复习加巩固，使学的知识更加扎实！这次课程设计当然也离不开老师的悉心指导，每一个问题老师都会很耐心的解答，直到我们能够真正的理解，并完成自己的设计。这次课程设计，我们受益匪浅！七、 参考文献1、 李益民主编机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社。2、 吴拓编著简明机床夹具设计手册 化学工业出版社。3、 徐鸿本主编机床夹具设计手册 辽宁科学技术出版社。4、 王连明，宋宝玉主编机械设计课程设计 哈尔滨工业大学出版社。5、 陈家芳主编实用金属切削加工工艺手册 上海科学技术出版社。6、 李旦，邵东向，王杰等著机床专用夹具图册 哈尔滨工业大学出版社。7、 赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社。8、 叶伟昌主编机械工程及自动化简明设计手册 机械工业出版社。9、曹岩，白瑀主编机床夹具手册与三维图库 化学工业出版社