i轴法兰盘设计说明书

2022-10-01

第一篇:i轴法兰盘设计说明书

法兰盘夹具设计说明书

法兰盘夹具设计

说明书

班级:

姓名:

题目:

设计法兰盘4*Φ9mm孔的夹具 任务:

(1) 绘制零件图1张 A4纸

(2) 绘制夹具零件图1张 A2纸

(3) 课程设计说明书1份

原始资料:

该零件图样一张;材料为铸铁,产量为中批量生产。

分组要求:

全班同学共39人,分为10个小组,每组4名同学,每组同学在提供 备选题中选择一种零件。 设计要求:

工艺规程可行,参数选择正确,设计计算准确,文字语句通顺,视图绘制规整。 设计时间:

一周

零件图

目录

一 设计目的

二 加工工艺分析

三 定位方案和定位元件的设计

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

五 整体结构设计

六 确定夹具总图的技术要求

一 设计目的

1.通过完成支架通槽加工夹具的设计,将具有查找文献和标准的能力;且对机械生产实际中夹具的设计有进一步的了解和自身能力提高。

2.

通过CAD画图,学生能够将以前的机械制图和专业知识有机结合,是一项综合能力的提升。

3.

课程设计是在学完了机械制造装备设计和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造装备设计中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决工艺问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件(气门摇杆轴支座)的夹具设计的基本原理和方法,拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,也是熟悉和运用有关手册,图表等技术资料及编写技术文件技能的一次实践机会,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加指导。

二 加工工艺分析

基面的选择

工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得宜提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正进行。

在本工序中除保证孔本身的尺寸精度和表面粗糙度要求外,还需要保证以下的位置精度:

左右Φ9孔圆心到圆柱的轴线的水平距离分别为12mm、20mm;

该工件刚度较好,4*Φ9孔的加工精度要求不高,且本工序前,工件上的各端面和各孔均已经过加工,故为定位基准的选择提供了有利条件。

三 定位方案和定位元件的设计

工件的定位必须解决两个问题:即根据加工技术要求限制工件的自由度;使定位误差控制在允许的范围内。 1. 工件的定位原理

在制定工件的工艺规程时,已经初步考虑了加工工艺基准问题,有时还绘制了工序简图。设计来具时原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准,均应符合六点定位原理。

六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点,限制工件的六个自由度,使工件实现完全定位。这里要清楚每个点都必须起到限制一个运动自由度的作用,而绝不能用一个以上的点来限制三个自由度。因此,这六个点绝不能随意布置。 2. 完全定位和不完全定位

根据工件加工表面的位置要求,有时需要将工件的六个自由度全部限制,称为完全定位。有时需要限制的自由度少于六个,称为不完全定位。

3. 欠定位与过定位

根据加工表面的位置尺寸要求,需要限制的自由度均已被限制,这就称为定位的正常情况,它可以是完全定位,也可以是不完全定位。 根据加工表面的位置尺寸要求,需要限制的自由度没有完全被限制,或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制,称之为非正常情况,前者又称为欠定位,它不能保证位置精度,是绝对不允许的。后者称为过定位,加工中一般是不允许的,它不能保证正确的位置精度,但在特殊场合下,如果应用得当,过定位不仅是允许的,而且会成为对加工有利的因素。

4 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:

2)零件规定孔4×Φ9mm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、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。

夹具体的制造误差为:对定位孔轴线平行度为:0.02,则夹具体与钻模板配合误差,则经过具体计算,故误差不超过允许误差。

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,使用铰链式钻模,一次固定4个钻套,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。利用钻模板夹紧Φ90突台。

装夹工件时,先翻开钻模板把工件放在夹具上,由短销定位,最后用定

位销定好位置把钻模板合上,把菱形螺母锁上。这样就可以钻削了。 5. 根据以上原则,工件的定位有下列两个方案。

第一方案:以Φ20孔和一端侧面为定位基准,以限制工件的自由度,在本工序前,该工件已经经过精加工,其平行度已经得到保证,优点是工件安装稳定,但结构复杂。

第二方案:以Φ20孔和销孔Φ4孔为定位基准,优点是工件安装稳定,结构简单。

从保证加工要求和夹具结构的复杂性两方面来分析比较,应以第一方案来设计定位装置。

为实现第一种定位方案,所使用的定位元件又有下列两种可能性: 1) 2) 用心轴,支承板,此方案误差较大,不好操作。

用心轴,菱形销,此方案定位误差小,操作简单,故选此方案设计夹具。

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

1. 夹紧的目的

工件在夹具中定位后一般应夹紧,使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用,会产生变形或位移,从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个重要的问题。

2. 夹紧机构设计时,一般应满足以下主要原则

1)夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。

2)夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。

3)使工件不产生过大的变形和表面损伤。

4)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度,手动夹紧机构必须保证自锁,机动夹紧机构应有联锁保护装置,夹紧行程必须足够。 5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便,符合工人操作习惯。

6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。

3. 夹紧点选择的原则

1)尽可能使夹紧点和支承点对应,使夹紧力作用在支承上,这样会减少夹紧变形,凡有定位支承的地方,对应处都应选择为夹紧点并施以适当的夹紧力,以免在加工过程中工作离开定位元件。

2)夹紧点选择应尽量靠近加工表面,且选择在不致引起过大夹紧变形的位置。

4.对夹紧机构的设计要求

1)可浮动 2)可联动 3)可增力 4)可自锁

根据以上原则和要求,应该使夹紧力落在刚性较好的部位,因该工件的刚性较好,且使用螺母拧紧。因此不需要另外施加夹紧力。

五 整体结构设计

一. 1)钻床夹具结构的选择

在设计钻床夹具时,首先需要考虑的问题是根据工件的形状、尺寸、质量和加工要求、工件的生产批量、工厂的工艺装备技术状况等具体条件,来选定夹具的结构类型。然后再进一步解决保证和提高被加工孔的位置精度问题。

2)钻床夹具的特点和主要类型

各类钻床和组合机床邓设备上进行钻、扩、铰孔的夹具,统称为钻床夹具。由于在钻孔时不便于用试钻发法把刀具调整到规定的位置、采用划线加工则精度低,生产效率低,故当生产批量较大时,常使用专用钻床夹具(钻床夹具习惯是上称钻模)在钻床夹具上,一般都装有距定位元件一定距离的钻套,通过它引导刀具就可以保证被加工孔的坐标位置,并防止钻头在切入后的偏斜。

3)钻套和钻模板的设计

钻套的作用是确定被加工工件的位置,引导钻头、扩孔或绞刀并防止在加工过程中发生偏斜。钻模板与夹具体接连,它是保证钻床夹具精度的重要零件。按钻模板在夹具体上链接方式可以分为一下几种。

1.固定式钻模板 固定式钻模板靠螺钉和销钉固定在夹具体上,在装配后镗钻套底孔,保证钻套底孔的位置精度要求。因此,固定式钻模板精度高,但装卸工件不方便。

2.铰链式钻模板 钻模板采用铰链与夹具体链接,可以方便的打开,便于装卸工件、清理切削,对于钻孔后需要攻螺纹尤为合适。但钻套位置精度较低,结构也较复杂。

3.可卸式钻模板 可卸受的钻模板以俩孔在家具提上的组圆销和菱形销定位,并用铰链螺栓将模板和工件一起夹紧,加工完毕需将钻模板卸下工件。其工件原理与盖板式钻床夹具相似。使用这类钻米版时,装卸模板费时费力,钻套的位置精度较低,故一般多在其他形式的钻模板不便于装卸工件时采用,当工件有几个加工面时,为便于装卸工件,可将其中的一个或俩个工作面的钻模板做成可卸式的。

4.活动式钻模板

在一些情况下,钻模板往往不能像上述钻床夹具一样设置在夹具上,而是将它连接在主轴箱上,并随主轴箱而运动,这种钻模板称为活动钻模板。

5.

二、由零件结构图(如下图)尺寸设计夹具各部件的结构尺寸

1)底座

底座使用HT200的铸造成型,进行时效处理,消除内应力,具有较好的抗压强度,刚度和抗振性。在四角有U型槽,与T型螺钉配合使用,将夹具固定在工作台上。

2) 固定导向件

固定导向件由45钢的钢板和型材焊接而成,退后处理,保证尺寸的稳定性,且在装配后修正尺寸,保证夹具的精度。焊接件制造方便,生产周期短,成本低。

3)钻套、衬套的选择

因为为中批量生产,为了便于更换磨损的钻套,所以选择使用标准可换钻套,材料

为T10A。查机械手册,钻套与衬套之间采用用H7n6F7m6配合,衬套与钻模之间采配合。当钻套磨损一定后,可卸下螺钉,更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。

4) 钻模板

5) 开口垫圈的结构如图所示:

六 确定夹具总图的技术要求

1. 夹具总图上应标注的技术要求

1) 2) 3) 夹具外形的最大轮廓尺寸

定位副的配合公差及定位支承间的位置精度

引导副的配合公差带、引导元件间的位置精度及其一个引导元件对定位元件的位置精度 4) 夹具(指定位元件)对机床装夹面间(即夹具安装面)的相互位置公差 5) 其他结合副的公差带及相互位置精度

2. 机床夹具技术要求允差值的确定

在确定时可分两种情况考虑: 1) 2) 直接与工序位置精度有关的夹具公差 这种情况一般可按下列原则估算夹具公差:

夹具上的线性尺寸公差及角度公差Tj=(1/5——1/2)Tc。

夹具工作表面相互间的距离尺寸公差及相互位置公差Tj=(1/3——1/2)Tc;

当加工尺寸为未注公差尺寸时,夹具的线性尺寸公差取0.10mm。

3) 与加工要求无直接关系的夹具公差

设计感想

通过这次夹具设计,我在多方面都有所提高。通过这次夹具设计,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法兰盘夹具设计,巩固与扩

充了法兰盘孔夹具设计等课程所学的内容,掌握气法兰盘孔夹具设计的方法和步骤,掌握法兰盘孔的夹具设计的基本模具,了解了夹具的基本结构,提高了绘图能力,熟悉了规范和标准,同时独立思考的能力也有了提高。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会,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.

一周的课程设计结束了,在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,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。学会了合作,学会了宽容,学会了理解。

在这次设计过程中,体现出自己单独设计夹具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。

在此感谢我们的老师.,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样.这次模具设计离不开老师的细心指导。

同时感谢对我帮助过的同学们,谢谢你们对我的帮助和支持,让我感受到同学的友谊。

由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正,本人将万分感谢。

参考文献

【1】 李余庆,孟广耀. 机械制造装备设计. 机械工业出版社,第二版. ——北京: 2008. 【2】 王 栋,李大磊. 机械制造工艺学课程设计指导书. 机械工业出版社,——北京:2010. 【3】 吴 拓,现代机床夹具设计. 化学工业出版社. -——北京: 2009.

第二篇:法兰盘夹具设计说明书

目录

一 序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 二 零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.1 零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.2 零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 三 工艺设计规程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.1 确定毛坯的制造形式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.2 基面的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.3 制定工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 四 夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 4.1 问题的提出„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 4.2 夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 五 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

夹具设计课程设计说明书

一、序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大学的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个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练习,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,对未来的工作发展打下一个良好的基础。

由于能力有限,设计尚有不足之处,恳请各位老师给予指教。

二、 零件的分析

(一) 零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘(见附图1), 法兰盘是车床上起联 接作用的重要零件。

(二) 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Ø20 0-0.12

0

+0.045

为中心,包括

两个Ø100 0.34mm的端面,尺寸为Ø45-0.017mm的圆柱面,两个Ø90mm的端面及上面的4个Ø9mm的透孔,Ø45-0.6mm的外圆柱面及上面的Ø6mm的销孔,Ø90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。

这组加工表面是以Ø20 0

+0.045 0

为中心,其余加工面都与它有位置关系,所以应该先加工Ø20mm的孔,再加工Ø100 0.34mm的端面,然后再加工其他的端面和孔。

-0.12

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郝志军:法兰盘夹具设计

三、工艺设计规程

(一) 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200,年产量为1000件,为中批量生产,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。

(二) 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Ø45mm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,这在以后还要专门计算,此处不在重复。

(三) 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中批生产的条件下,可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。 一.工艺路线方案一

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夹具设计课程设计说明书

工序 1 粗车、半精车、精车Ø100 0.34mm的端面;粗车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面;钻、扩、粗铰Ø20mm的孔;车Ø20mm内孔的倒角

工序 2 粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的端面;粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的外圆柱面;粗车、半精车、精车Ø90mm的端面;粗车Ø90mm的外圆柱面;车Ø20mm内孔的倒角;对Ø45mm的圆柱面倒角;车3×2的退刀槽

工序 3 半精车、精车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面,倒Ø45mm两端的过度圆弧;车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角

工序 4 粗铣、半精铣、精铣Ø90mm外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 5 钻Ø4mm孔,钻铰Ø6mm的销孔 工序 6 钻4-Ø9mm透孔

工序 7 磨Ø100mm、Ø45mm的外圆柱面

工序 8 磨Ø90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 9 抛光B面

工序 10 划线刻字

工序 11 Ø100mm外圆无光镀铬 工序 12 检查入库 二 .工艺方案二

工序 1 粗车Ø100mm端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Ø 90mm的外圆柱面 工序 2 粗车Ø 45mm端面及外圆柱面,粗车Ø 90mm的端面 工序 3 钻、扩、粗绞Ø 20mm的孔

工序 4 粗铣Ø 90mm圆柱面上的两个平面

工序 5 半精车Ø 100mm的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车Ø 90mm的外圆柱面,车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角,车Ø45两端过渡圆弧,车Ø 20mm孔的左端倒角

工序 6 半精车Ø 45mm的端面及外圆柱面,半精车Ø 90mm的端面,车3×2退刀槽,车Ø 45mm圆柱面两端的倒角,车Ø 20mm 内孔的右端倒角

工序 7 精车Ø 100mm的端面及外圆,精车B面

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0

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郝志军:法兰盘夹具设计

工序 8 精车Ø 45mm的外圆,精车Ø 90mm的端面 工序 9 精绞Ø 20mm的孔

工序 10 精铣Ø 90mm圆柱面上的两个平面 工序 11 钻Ø 4mm孔,钻、绞Ø 6mm孔 工序 12 钻、绞 4- Ø 9mm的孔

工序 13 磨Ø 100mm、Ø 45mm的外圆柱面 工序 14 磨B面

工序 15 磨Ø 90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 16 刻线刻字 工序 17 镀铬 工序 18 检测入库 三.工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于:方案一 采用先车削端面并且钻孔,保证了孔和端面的精度,并且可以提高效率,而方案二采用两次车削端面,粗基准外圆柱面重复使用,不能保证精度,而且过程繁琐。因此选用方案一作为加工工艺方案。由于各端面及外圆柱面都与Ø20mm轴线有公差保证,所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Ø20mm孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下: 工序 1 粗车、半精车、精车Ø100 0.34mm的端面;粗车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面;钻、扩、粗铰Ø20mm的孔;车Ø20mm内孔的倒角

工序 2 粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的端面和外圆柱面;粗车、半精车、精车Ø90mm的端面;粗车Ø90mm的外圆柱面;车Ø20mm内孔的倒角;对Ø45mm的圆柱面倒角;车3×2的退刀槽

工序 3 半精车、精车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面,倒Ø45mm两端的过度圆弧;车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角

工序 4 粗铣、半精铣、精铣Ø90mm外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 5 钻Ø4mm孔,钻铰Ø6mm的销孔 工序 6 钻4-Ø9mm透孔

工序 7 磨Ø100mm、Ø45mm的外圆柱面

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0 -0.12

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夹具设计课程设计说明书

工序 8 磨Ø90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 9 抛光B面

工序 10 划线刻字

工序 11 Ø100mm外圆无光镀铬 工序 12 检查入库

以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

四、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,需要设计专用夹具。 经过与老师协商,决定设计第4道工序——铣削Ø90mm上的两个平面的卧式铣床夹 具。本夹具将用于X63卧式铣床。

(一)问题的提出

本夹具主要是来铣削Ø90mm法兰上的两个平面。在铣这两个平面时,只需考虑其与Ø20孔和Ø100端面的垂直。因为在加工完这两个平面后还要对其抛光。所以在本道工序中不仅要考虑提高劳动生产率,而且要考虑加工精度。

(二)夹具设计

1.定位基准的选择

工件以Ø100端面和Ø20 0

2.工件的夹紧

由于设计的是手动夹紧,一方面要考虑工件的安装与拆卸,另一方面还要实现夹紧力基本相同,所以考虑使用双压板夹紧。

铣床夹具装配图见附图附图2。

+0.045

孔为定位基准,在支承板和定位销上实现五点定位。

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郝志军:法兰盘夹具设计

参考文献

[1] 黄健求.机械制造技术基础.北京:机械工业出版社,2005. [2] 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册.北京:高等教育出版社,2006. [3] 周静卿,张淑娟,赵凤芹.机械制图与计算机绘图.北京:中国农业大学出版社,2005. [4] 侯书林,朱海.机械制造基础.北京:北京大学出版社,2006. [5] 李旦,邵向东,王杰.机床专用夹具图册.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005.

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第三篇:!!!!!!!车床法兰盘夹具设计说明书

序 言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。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。

通过本次课程设计,应该得到下述各方面的锻炼:

1 能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。

2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。

3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

就我个人而言,我希望通过本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,为今后参加生产实践打下一个良好的基础。

由于能力所限,设计尚存在许多不足之处,恳请各位老师予以指教。

一、零件的分析

(一)零件的作用

题目所给的零件是法兰盘(见附图1),其为盘类零件,用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上,靠该法兰盘定心。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。

(二)零件的工艺分析

法兰盘共有两组加工表面,它们之间有一定的位置要求。现分述如下: 1.以Φ80孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括:Φ62±0.015孔及其倒角以及与其垂直的端面,Φ80h11外表面,两个M64×1.5的槽,Φ36 0成

120°的Φ16.5阶梯孔的两端面。

2.以A面为基准的加工表面

这一组加工表面包括:三个互成120°的ф16.5阶梯孔,一个侧面C,一个平面D。 这两组表面之间有着一定的位置要求,主要是: Φ62±0.015孔对B端面的径向圆跳动公差为0.04mm。

由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专

+0.6

2孔以及与其垂直的端面,Φ52g6外表面B及退刀槽,三个互用夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。

二、工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式

材料为HT15-33。考虑到法兰主要承受静压力,因此选用铸件。

(二)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,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。

(1)粗基准的选择。

按照有关粗基准的选择原则(如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求,则应以不加工表面为粗基准),孔Φ62±0.015与B端面有0.04mm的圆跳动公差要求,现选择Φ52g6外表面B为粗基准,利用三爪自定心卡盘加持外圆A,并且使卡盘端面紧靠A端面,这样可以消除所有六个自由度,达到完全定位。

(2)精基准的选择。主要应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。

(三)制订工艺路线

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保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,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。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。

1.工艺路线方案一

工序1 粗车Φ16.5端面,粗、精车外圆Φ80h11及车倒角,车两个槽Φ64,车外圆Φ52g

6、退刀槽及倒角,车端面A。

工序2 扩孔Φ62±0.015,扩孔Φ36 0+0.62 ,绞孔Φ62±0.015,绞孔Φ36 0+0.62 工序3 车两个槽M64×1.5,车孔Φ62±0.015倒角。 工序4 镗刀镗R3圆角 工序5 铣Φ80h11端面. 工序6 钻三个孔Φ16.5,钻三个孔Φ11。 工序7 拉槽6×6。

工序8 磨外圆Φ80h11,磨外圆Φ52g6。 工序9 铣侧面保证尺寸34.5mm 工序10 铣平面保证尺寸54mm 工序11 表面处理,检验入库。 2.工艺路线方案二

工序1 粗车Φ80h11外圆柱面,车Φ120外圆柱面,车Φ80h11端面及倒角,车Φ16.5端面及倒角,精车外圆Φ80h11,粗车Φ62±0.015孔,精车Φ62±0.015孔及倒角,车螺纹M64×1.5,车两个密封槽Φ64。

工序2 车Φ52g6端面,车端面A,车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽,钻孔Φ36 0+0.62,精车孔Φ36 0+0.62。

工序3 钻三个孔Φ16.5,钻三个孔Φ11。 工序4 拉槽6×6。 工序5 镗刀镗R3圆角 工序6 铣侧面保证尺寸34.5mm 工序7 铣平面保证尺寸54mm 工序8 磨外圆Φ80h11,磨外圆Φ52g6。

工序9 表面处理,检验入库。

3.工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于:方案一选择对孔Φ36 0+0.62进行铸造然后在机加工(扩、绞),对Φ62±0.015孔采取先扩后绞。在加工过程中,要进行七次装夹,用五套夹具,共八道工序。方案二选择对孔Φ36 0+0.62进行先钻后车,对Φ62±0.015孔采取先粗车后精车。在加工过程中,要进行六次装夹,用五套夹具,共七道工序。相比之下,方案工序更为简单。在工序安排中,装夹次数越多,定位次数越多,造成的定位误差也就越大,而且所用工时会越多。而且方案一没能完成车螺纹M64×1.5工序。除此以外,方案二的

1、2工序可合并为一个工序,两个方案都没有考虑到零件毛坯为铸件,因而在所有机加工之前,应先安排除砂工序。综合考虑以上各方面,对方案进行改进,改进后的具体工艺方案确定如下:

工序1 除砂。

工序2 粗车Φ80h11外圆柱面,车Φ120外圆柱面,车Φ80h11端面及倒角,车Φ16.5端面及倒角,精车外圆Φ80h11,粗车Φ62±0.015孔,精车Φ62±0.015孔及倒角,车螺纹M64×1.5,车两个密封槽Φ64。(以Φ52g6外圆柱面为粗基准,采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面)

车Φ52g6端面,车端面A,车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽,钻孔Φ36 0+0.62,精车孔Φ36 0+0.62。(以Φ80h11外圆柱面为精基准,采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面)

工序3 钻三个通孔Φ11,钻三个孔Φ16.5,惚沉头孔Φ16.5(以端面A为精基准,) 工序4 拉槽6×6。 工序5 镗刀镗R3圆角。 工序6 铣侧面保证尺寸34.5mm 工序7 铣平面保证尺寸54mm 工序8 磨外圆Φ80h11,磨外圆Φ52g6。 工序9 表面处理,检验入库。

将以上内容一并填入工艺过程卡片,见附表1。

(四)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HT15-33,硬度为170-240HBS,毛坯的重量为2.5kg,生产类型为大批生产,采用铸件。

根据上述原始资料及加工工艺,分别确定个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(Φ80h11,Φ52g6,Φ120)

外圆Φ80h11,表面粗糙度要求1.6µm,公差等级为 6级,查《机械加工技术手册》(以下简称《手册》)表3-9(P87)采用先车(只能达7级精度),然后再磨(可达6级精度)。根据其尺寸,选用粗车的双边余量为2Z=2mm,精车双边余量为2Z=1mm,查《手册》15-13(P567),选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。

外圆Φ52g6,表面粗糙度要求为1.6µm,公差等级为 6级,查《手册》表3-9(P87)采用先车,然后再磨。根据其尺寸,选用粗车的双边余量为2Z=2mm,精车双边余量为2Z=1mm,查《手册》15-13(P567),选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。

外圆ф120,选用粗车的双边余量为2Z=2mm。 2.内孔表面(Φ62±0.015,Φ36 0

+0.62

)

内孔Φ62±0.015,查《手册》表3-9(P87),采取先粗车再精车。根据其尺寸,选用粗车的双边余量为2Z=2mm,查《手册》9-11(P401),选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。

内孔Φ36 0+0.62,查《手册》表3-5(P74),为9级公差要求,查《手册》表3-9(P87),采取先钻孔后精车。根据其尺寸,选用钻孔的双边余量为2Z=35.6mm,查《手册》9-11(P401),选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。

3.外圆端面加工余量及公差(Φ80h11及Φ52m6端面)

外圆Φ80h11端面粗糙度要求为3.2µm,轴向无公差要求。查《手册》表3-13(P91),粗铣的表面粗糙度为3.2-6.3µm,可达要求,因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm. 外圆Φ52g6端面粗糙度要求为6.3µm,轴向无公差要求。查《手册》表3-13(P91),粗车的表面粗糙度为3.2-6.3µm,可达要求,因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm. 4. Φ16.5端面

Φ16.5端面的粗糙度要求为3.2µm,轴向无公差要求。查《手册》表3-13(P91),粗车的表面粗糙度可达3.2µm,因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm. 5.端面A 端面A粗糙度要求为1.6µm,轴向无公差要求。公差等级为 6级,查《手册》表3-9(P87)采用先车,然后再磨。根据其尺寸,选用粗车的余量为Z=1mm,精车余量为Z=0.5mm,查《手册》15-13(P567),选用磨削的余量为Z=0.2mm。

6. 侧面C,平面D 平面D距内孔Φ36中心的距离为54mm,无公差要求,表面粗糙度要求为6.3µm,计算得其需切削量为6±0.5mm,根据《手册》P480叙述,选用一次铣削成型。侧面C距内孔Φ36中心的距离为34.5-0.40-0.20,表面粗糙度要求为6.3µm,公差为200µm,查《机械制图》表8.5(P232),为12级公差要求,计算得其需切削量为26.5±0.5mm。根据《手册》P480叙述,选分四次铣削成型。

(五)确定切削用量及基本工时 工序Ⅰ:除砂

工序Ⅱ:粗、精车Φ80h11外圆柱面,车ф120外圆柱面,车Φ80h11端面及倒角,车Φ16.5端面及倒角,,粗车Φ62±0.015孔,精车Φ62±0.015孔及倒角,车螺纹M64×1.5,车两个密封槽Φ64。(以Φ52g6外圆柱面为粗基准,采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面)

车Φ52g6端面,车端面A,粗、精车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽,钻孔Φ36 0+0.62,精车孔Φ36 0+0.62。(以Φ80h11外圆柱面为精基准,采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面)

工件材料:HT150,HB=150,金属模铸造。

加工要求:车外圆Φ80h11及车倒角,表面粗糙度要求为1.6µm,6级公差要求;车两个槽M64×1.5;车外圆Φ52g

6、退刀槽及倒角,表面粗糙度要求为3.2µm,6级公差要求;车端面A,表面粗糙度要求为6.3µm。

机床:C620-1卧式车床。

刀具:YT15外圆车刀、 YT15端面车刀、 YT15内圆车刀、高速钢螺纹车刀,刀杆尺寸为16×25mm。 切削用量:

1. 粗车Φ80h11外圆柱面

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380),当刀杆尺寸为16mm×25mm,ap=1mm,工件直径为80mm时

f=0.8-1.2mm/r 取f=0.8mm/r 2)计算切削速度 根据《手册》表8-60(P381),切削速度的计算公式为(寿命选60T)

Vc=CV×KV/(Tapf)m/min 其中:CV=158, x=0.15, y=0.40, m=0.20。修正系数见《手册》表8-61至表8-69,即 KMv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97。

m

x

y2所以 vc=158×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/(60×1 =71.85(m/min) 3) 确定机床主轴转速

0.20.1

5×0.8

0.40

) ns=1000vc/(πd)=1000×71.85/(3.14×80)=286(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(41+1)/286×0.8=0.18(min) 2. 精车外圆Φ80h11 1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.6mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=102m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×102/(3.14×80)=406(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/406×0.6=0.17(min) 3. 车Φ120外圆柱面

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=1.0mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=85m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×85/(3.14×120)=225(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225×1.0=0.07(min) 4. 车Φ80h11端面及倒角

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.8mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=105m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×80)=418(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/418×0.8=0.12(min) 5. 车Φ16.5端面及倒角 1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.4mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=35m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×16.5)=675(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(8.3+1)/675×0.4=0.04(min) 6. 粗车Φ62±0.015孔

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.6mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=106m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×106/(3.14×60)=560(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/560×0.6=0.13(min) 7. 精车Φ62±0.015孔及倒角

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.4(mm/r) 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=112(m/min) 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×112/(3.14×60)=590(r/min) 4) 切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/590×0.4=0.18(min) 8.车螺纹M64×1.5 采用高速钢螺纹车刀,规定粗车螺纹时走刀次数为i=4;精车螺纹时,走刀次数为i=2.螺距 t=1.5mm,所以进给量f=1.5mm/r. 1) 切削速度 根据《手册》表8-60(P381) 粗车螺纹时: vc=21m/min 精车螺纹时: vc=35m/min 2) 确定机床主轴转速

粗车螺纹时:n1=1000vc/(πd)=1000×21/(3.14×64)=105(r/min) 精车罗纹时:n2=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×64)=174(r/min) 3)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

粗车螺纹时:t1=(l+y+△)×i/nf=(15+1)×4/(105×1.5)=0.41(min) 精车螺纹时:t2=(l+y+△)×i/nf=(15+1)×2/(174×1.5)=0.12(min) 9. 车两个密封槽Φ64 1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.5mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=84m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×84/(3.14×64)=418(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=2×(l+y+△)/nf=2×(2+1)/418×0.5=0.03 (min) 10. 车Φ52g6端面

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.5mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=90m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×90/(3.14×52)=551(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/551×0.5=0.04(min) 11.车端面A 1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=1.0mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=82m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×82/(3.14×120)=218(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(35+1)/218×1.0=0.17(min) 12. 粗车Φ52g6外圆柱面

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.5mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=105m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×52)=643(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/643×0.5=0.04(min) 13. 精车Φ52g6外圆柱面倒角及退刀槽 1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.4mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=125m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×125/(3.14×52)=765(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765×0.4=0.04(min) 14. 钻孔Φ36 0+0.62

1)进给量 f=0.2mm/r (见《手册》表10-15(P437)) 2)切削速度 Vc=40(m/min) (见《手册》表10-15(P437) 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×36)=350(r/min) 4) 切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=22/(350×0.2)= 0.32(min) 15. 精车孔Φ36 0+0.62

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.3mm/r 2)切削速度 根据《手册》表8-60(P381)

vc=108m/min 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×108/(3.14×36)=950(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/950×0.3=0.15(min) 工序Ⅲ:钻三个通孔Φ11,钻三个孔Φ16.5,惚沉头孔Φ16.5 机床:摇臂钻床 刀具:高速钢钻头 切削用量:

1. 钻三个通孔Φ11 刀具材料:高速钢。

1)进给量 f=0.2mm/r (见《手册》表10-15(P437)) 2)切削速度 Vc=40(m/min) (见《手册》表10-15(P437) 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×11)=1150(r/min) 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150×0.2)= 0.21(min) 2. 钻三个阶梯孔Φ16.5 刀具材料:高速钢。

1)进给量 f=0.2mm/r (见《手册》表10-15(P437)) 2)切削速度 Vc=40(m/min) (见《手册》表10-15(P437) 3) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×16.5)=770(r/min) 4) 切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=3×(l+y+△)/nf=5/(770×0.2)= 0.1(min) 2. 惚沉头孔Φ16.5 工序Ⅳ:拉槽6×6 机床:卧式拉床L6120 刀具:高速钢拉刀 切削用量:

1)进给量 f 根据《手册》表8-58(P380)

取f=0.02mm 2)切削速度 根据《手册》表12-8(P462)

vc=30m/min 3) 确定机床行程数

ns=z/f=6.0/0.3=20 4)切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=2×(l+△)× ns/(1000vc)=2×30×20/30=(min)

工序Ⅴ:用镗刀镗R3圆角,选刀具半径为3mm,机床为T740金刚镗床f=0.2mm/r,切削速度则V=100m/min则nω=1000V/πd=(1000×100)/π58=584r/min Tm=(l+l1)/(nωf)=(2π×16+2)/(584×0.2)=0.19min 工序Ⅵ:铣平面保证尺寸54 机床:立式铣床X51 刀具:镶齿三面刃铣刀(高速钢) 切削用量:

1)进给量 f=2.0mm/r (见《手册》表13-8(P481)) 2)切削速度 Vc=20(m/min) (见《手册》表13-12(P484) 3)切削深度 ap=6mm (见《手册》P480叙述) 4) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min) 5) 切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=(l+y+△)/nf=48/(65×2.0)=0.37 (min) 工序Ⅶ:铣侧面保证尺寸34。5

1)进给量 f=2.0mm/r (见《手册》表13-8(P481)) 2)切削速度 Vc=20(m/min) (见《手册》表13-12(P484)

3)切削深度 由于该工序余量较大(26.5±0.5mm),所以分四次铣削成型。 根据《手册》P480叙述,通常铸铁件铣削深度为5-7mm,所以,前三次选用ap=7mm,第四次选用ap=5.5mm。

4) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min) 5) 切削工时 根据《手册》表8-56(P379)

tm=4×(l+y+△)/nf=100×4/(65×2.0)= 3.08(min) 工序Ⅷ:磨外圆Φ80h11,磨外圆Φ52g6。 机床:外圆磨床M1412 刀具:根据表15-2至15-7,选用WA46KV6P200×32×125型砂轮。

其含义为:砂轮磨料为白刚玉,粒度为46#,硬度为中软1级,陶瓷结合剂,6号组织, 平型砂轮,其尺寸为200×32×125(D×B×D)。

切削用量: 1. 磨外圆Φ80h11 1)工件速度 VW=25m/min 见《手册》表15-12(P566) 2) 进给量 轴向fa=2.0mm/min 径向fr= 0.015mm/双行程 (见《手册》表13-8(P480)) 3)切削深度 ap=0.03mm 4) 砂轮速度 v=35m/min 5) 确定机床主轴转速 ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×200)=57(r/min) 6)加工工时

tm=2LZbK/1000fafr

式中,L—加工长度,40mm; Zb—单面加工余量,0.2mm; K—系数,1.10;

fa—工作台轴向移动速度;

fr—工作台往返一次砂轮径向进给量。

tm=2×40×0.2×1.1/(1000×2.0×0.015)=0.60(min)

2. 磨外圆Φ52g6 1)工件速度 VW=25m/min 见《手册》表15-12(P566) 2) 进给量 轴向fa=2.0mm/min 径向fr= 0.015mm/双行程 (见《手册》表13-8(P480)) 3)切削深度 ap=0.03mm 4) 砂轮速度 v=35m/min 5) 确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×200)=57(r/min) 6)加工工时

tm=2LZbK/1000fafr

=2×10×0.2×1.1/(1000×2.0×0.015)=0.15(min) 工序Ⅸ:表面处理,检验入库。

最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一并填入机械加工工序卡片,见附表2-6。 三. 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,需要设计通用夹具。经过与老师协商,决定设计第七道工序——铣侧面保证尺寸34.5mm夹具,本夹具将用于X51立式铣床。刀具为高速钢镶齿三面刃铣刀。 3.1 问题的提出

在给定的零件中,对本步加工的定位并未提出具体的要求,是自由公差,定位要求较低。因此,本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。

3.2 卡具设计

1. 定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑,选择端面,侧面为基准(自由度限制数为3个),配合以两个菱形销(自由度限制数为3个)。

2. 切削力和卡紧力计算

本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 修正系数查《机械加工工艺手册》 KF=kM= (轴向力

FiCFdMf0210190)0.6=1.062 fyMkF588.60.0071.00.220.81.0625.259N

扭矩

McCMd0zMfyMkM225.630.0072.00.220.81.0625.694106N.m由矩很小,计算时可忽略。

验算螺栓强度: ns1.3F179.94MPa

d2c45钢的强度为450MPa 强度满足

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。 3.3 定位误差分析

本工序采用侧面夹紧,使用端面,两菱形销定位,而工件自重会始终靠近凸台,当然工件有一定的误差。但是,由于加工是自由公差,故应当能满足定位要求。

钻套选用快换钻套 Φ13mm。偏差为130.016mm 菱形销选用13。偏差为130.012。 销钉孔选用Φ10H7。偏差为100

0.0180.0240.040mm 3.4 夹具设计及操作的简要说明

如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳 动生产率和降低生产成本。尽管采用机动夹紧能提高夹紧速度,这样还可以使得制造夹具的制造工艺简单省事。由于选择的定位基准为零件的底面和轴孔,所以可以使用凸台和菱形销配合定位。

此外,由于本零件是中批生产,随着加工零件个数的增加,夹具磨损也将增大,这将导致零件加工误差的增大,废品率升高,间接地增加了生产成本。为了解决这个问题,在设计时,采用双压板机构可以防止这个问题,延长了夹具的使用寿命。

四. 总 结

为期二周的机械制造工艺学课程设计即将结束了,二周是时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这二周的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们的毕业设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了好多,也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

最后,衷心的感谢王彤老师的精心指导和悉心帮助,使我顺利的完成此次设计。谢谢!!!! 五. 参 考 文 献

【1】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,1997 【2】王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社,1985 【3】《金属机械加工工艺人员手册》修订组编.金属机械加工工艺人员手册.上海科学技术出版社,1983 【4】上海柴油机厂工艺设备研究所编.金属切削机床夹具设计手册.机械工业出版社.1984 【5】南京市机械研究所主.金属切削机床夹具图册.机械工业出版社 【6】吕周堂、陈晓光主编.互换性与技术基础.中国科学技术出版社

第四篇:CA6140车床法兰盘课程设计说明书

机械制造技术基础

课 程 设 计 说 明 书

设计题目:设计CA6140法兰盘零件的机械加工

工艺规程及工艺装备(批量生产)

学 院 专 业 班 级 设 计 指导教师

2013年 7 月 16 日

目 录

机械制造工艺课程设计任务书..............................................Ⅱ 序言....................................................................Ⅲ

一、零件分析............................................................1

(一)零件的作用........................................................1

(二)零件的工艺分析....................................................1

二、工艺规程设计........................................................2

(一)确定毛坯的制造形式................................................2

(二)基面的选择........................................................2

(三)制定工艺路线......................................................3

(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定............................6

(五)确定切削用量及基本工时............................................7

三、夹具设计...........................................................28

(一)机床夹具在机械加工中的作用.......................................28

(二)定位误差分析.....................................................29

(三)切削力及夹紧力的计算.............................................29

(四)夹具设计及操作的简要说明.........................................30

(五)、夹具装配图设计..................................................31 总结...................................................................32 参考文献...............................................................33 附图(六幅)

I

机械制造工艺课程设计任务书

题目: 设计CA6140车床法兰盘零件的机械加工工艺规程(大批生产)

要求:

材料 HT200

1000.120..34外圆无光镀铬 刻字字形高5mm,刻线宽0.3mm,深0.5mm B面抛光

1. 零件图

1张 2. 毛坯图

1张

3. 机械加工工艺过程卡片

1张 4. 夹具装配图 1张

5. 夹具零件图 1~3张 6. 课程设计说明书 1份

专 业 班 级 学 生 指导教师

2013 年 7 月 8 日

II

内容

序言

机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。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。通过本次课程设计,应该得到下述各方面的锻炼:

1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。

2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。

3 加强使用软件及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

就我个人而言,通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计,机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中,学到了很多课堂上没有学到的东西。

本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师给予指正,谢谢。

III

一、零件的分析

(一) 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。

零件是CA6140卧式车床上的法兰盘,它位于车床丝杆的末端,主要作用是标明刻度,实现纵向进给。零件的 Φ100外圆上标有刻度线,用来对齐调节刻度盘上的刻度值,从而能够直接读出所调整的数值;外圆上钻有底部为4mm上部为6mm定位孔,实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的49标明通过,本身没有受到多少力的作用。

(二) 零件的工艺分析:

CA6140车床法兰盘共有两组加工的表面。先分述如下:

0.0161.以200mm孔为精基准的加工表面。

0.0160.12这一组加工表面包括:一个200 的孔及其倒角;一个1000..34外圆及其倒角;04500.6外圆及其倒角;90外圆及其倒角;450.017外圆及其倒角;90两端面(分别距0.0450.12离200轴为24mm和34mm两端);1000..34左端面和Φ90右端面;49通孔。

2.以Φ90右端面为加工表面。

0.120这一组加工表面包括:1000..34右端面;Φ90左端面;450.017右端面;32退刀槽;0.03Φ4和60孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求:

0.120.045(1) 100轴形位公差0.03mm。 0..34左端面与2000.045(2) 90右端面与200轴形位公差0.03mm。

0.0450.03(3) 60孔轴线与90右端面位置公差0.6mm,同时与200轴线垂直相交,并

0.045且与90端洗平面(距离200轴线为24mm)垂直。

经过对以上加工表面的分析,我们可先选定粗基准,加工出精基准所在的加工表面,然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工,保证它们的位置精度。

零件图如下(附图1):

1

图1

二、工艺规程设计

(一)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,是大批量,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,而且零件加工的轮廓尺寸不大,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。,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。

毛坯图如下(附图2):

图2

(二)基面的选择:

工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得宜提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正进行。

(1)粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件,尽可能选择不加工表面为

2

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互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面,并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则,现选取右边外圆45及90的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时削除 五个自由度,再以90的右端面定位可削除一个自由度。

0.120.0450对外圆 100(共两块V形块加紧,限制4个自由度,0..

34、450.6、90和200底面两块支撑板定位面限制1个自由度,使缺少定位,不过是可以靠两个V形块加紧力来约束Z轴的扭转力,然后进行钻削)的加工,这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准,确保的圆周度。

0.0450.12(2)精基准的选择。以200为精基准加工表面。这一组加工表面包括:1000..340.03右端面;90左端面;450孔。因为主要应该考虑0.017右端面;32退刀槽;Φ4和60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。

(三)制定工艺路线: 制定工艺路线得出发点,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。 1.工艺路线方案一

工序Ⅰ Φ100粗车左端面。粗车Φ90左侧面。粗车Φ100外圆。粗车左Φ45外圆。Φ100粗车右端面。

工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。粗车Φ90右侧面。粗车右Φ45外圆。粗车Φ90外圆。

0.045工序Ⅲ 钻、扩、粗铰、精铰200孔并车孔左端的倒角。

工序Ⅳ

0.120.1290左半精车 100右端面、 90左端面,精车 1000..34左、0..34左端面、

0.120.12090端面。半精车外圆450、 、、半精车柱体的过度倒圆。车100100450.60.60..340..34柱体上的倒角C1.5。

工序Ⅴ

半精车、精车90右端面。车槽3×2。倒角C7×45和C1×45。

0.12工序Ⅵ 精车1000..34左端面、90右端面

工序Ⅶ

粗铣、精铣90柱体的两侧面。

3

工序Ⅷ 钻Φ4孔,铰Φ6孔。 工序Ⅸ 钻 49孔。

0.12工序Ⅹ

磨削B面,即 外圆面、 1000..34右端面、 90左端面。 0.12工序Ⅺ

磨削外圆面 1000..34,90。

工序Ⅻ

磨削90突台距离轴线24mm的侧平面。 工序ⅩⅢ 刻字刻线。 工序XIV 镀铬。 工序XV 检测入库。 2.工艺路线方案二

0.12工序Ⅰ

粗车 1000..34柱体左端面。

工序Ⅱ 粗加工Φ20孔:钻中心孔Φ18,扩孔Φ19.8。

工序Ⅲ 粗车 100柱体右端面,粗车 90柱体左端面,半精车 100左、右端面、 90左端面,精车 100左端面、 90左端面,粗车外圆 45 、 100、 90,半精车外圆 45 、 90、 100、,车 100柱体的倒角,车 45 柱体的过度倒圆。

工序Ⅳ 粗车、半精车、精车 90右端面,车槽3×2,粗车、半精车外圆 外圆及倒角。

工序Ⅴ 粗铰Φ19.94。精铰Φ20。

0.12工序Ⅵ 精车1000..34左端面、90右端面。

工序Ⅶ 铣Φ90上两平面

1、粗铣两端面。

2、精铣两端面。 工序Ⅷ 钻 Φ4孔,铰Φ6孔 工序Ⅸ 钻 4×Φ9透孔

工序Ⅹ 磨右Φ45外圆,外圆Φ100,外圆Φ90。磨B面,即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面

工序Ⅺ 磨Φ90上距轴心24平面 工序Ⅻ B面抛光 工序XIII 刻字刻线 工序XIV Φ100外圆镀铬 工序XV 检验入库 3. 工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于:方案一是先粗加工表面的毛坯,基本按照加工原则来

0.045加工的,先粗加工半精加工精加工。给钻200孔确定基准,确保孔的行位公差,

4

0.0450.045不过一次性加工好200,同时零件200要求很高的,在后面的加工会对它的精度的0.120.045影响,并且100轴有一定位置公差,这样很难保证它0..34左端面和90右端面要与2000.045们的位置的准确性。而方案二是只给200钻孔保证底座平面度,不过钻头的下钻时不0.0450.12能准确定位,会影响200的位置公差,从而也影响后面加工的1000..34左端面和90右0.045端面的端面跳动。不过在方案二中200粗钻扩和铰是分开加工,粗铰Φ19.94。

2、精0.120.12铰Φ20,放在精车100这样确保1000..34左端面、90右端面前面,0..34左端面和90右端0.045面要与200轴有一定位置公差。综合的方案如下:

工序Ⅰ Φ100粗车左端面。粗车Φ90左侧面。粗车Φ100外圆。粗车左Φ45外圆。Φ100粗车右端面。

工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。粗车Φ90右侧面。粗车右Φ45外圆。粗车Φ90外圆。 工序Ⅲ 钻中心孔Φ18。扩孔Φ19.8 工序Ⅳ 半精车Φ100左端面。半精车Φ90左侧面。半精车Φ100外圆。半精车左Φ45外圆。半精车Φ90外圆并倒角C1.5。车过渡圆角R5。半精车Φ100右侧面。倒角C1.5。

工序Ⅴ 半精车右Φ45。半精车Φ90右侧面。半精车右Φ45外圆、右端面。倒角C7。切槽3×2。

工序Ⅵ 粗铰Φ19.94。精铰Φ20。

工序Ⅶ 精车Φ100左端面。倒角1×1.5(Φ20)。精车Φ90右侧面。倒角1×1.5 工序Ⅷ 粗铣Φ90两端面。精铣两端面 工序Ⅸ 钻 Φ4孔,铰Φ6孔 工序Ⅹ 钻 4×Φ9透孔

工序Ⅺ 磨外圆Φ100,右Φ45外圆,外圆Φ90。磨B面,即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面

工序Ⅻ 磨Φ90上距轴心24mm平面 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻字刻线 工序XV 镀铬 工序XVI 检验入库。

总工艺方案的分析:本方案基本克服了一二方案的缺点,继承它们的优点。可以做到

0.045先粗加工半精加工精加工,200粗钻扩和铰是分开加工,粗铰Φ19.94。

2、精0.120.1290铰Φ20,放在精车100左端面、右端面前面,这样确保1000..340..34左端面和90右

5

0.0450.045端面要与200轴有一定位置公差。可以确保200加工面精度。

(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坏尺寸的确定: “CA6140车床法兰盘”;零件材料为HT200,硬度190~210HB,毛坯重量1.6kg,生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: 1. 车100外圆表面加工余量及公差。

查《机械制造工艺设计简明手册》(以下称《工艺手册》)表2.2~2.5,取外圆表面长度余量均为2Z=6mm(均为双边加工)

车削加工余量为: 粗车: 2× 2.5mm 半精车: 2×0.3mm 精车 : 2×0.2mm

0.12公差:径向的偏差为0..34mm 产类型大批量,金属型铸造毛坯。

2.车 100、90、45端面和90、45外圆表面加工余量: 粗车 2× 2mm 半精车 2×0.3mm 精车 : 2×0.2mm 3.钻孔(20)

查《工艺手册》表2.2~2.5,先钻出来直径是18mm, 工序尺寸加工余量: 钻孔 18mm 扩孔 0.9mm 粗铰孔 0.07 mm 精铰 0.03mm

0.045公差:径向的偏差为0mm 4.钻孔(9)

一次性加工完成,加工余量为2Z=9mm 5.铣削加工余量:

0.045粗铣:9mm(离200中心轴为34 mm)

精铣:2 mm

6

0.045粗铣:18mm (离200中心轴为24 mm) 精铣:3 mm 其他尺寸直接铸造得到

由于本设计规定的零件为大批量生产,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。

(五)确定切屑用量及基本工时: 工序Ⅰ

1.粗车Ф100左端面 (1)选择刀具 选用93°偏头端面车刀,参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床,中心高度210mm。参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10°,后角为6°,主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5,刃倾角为-10°。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量ap 粗车的余量为2mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度6mm,所以一次走刀完成即ap=2mm。 (b)确定进给量f 查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度ap=2mm,则进给量为0.8~1.2mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-3查取横向进给量取f =0.92mm/r。

(c)选择磨钝标准及耐用度

根据《切削用量简明手册》表1.9,取车刀后刀面最大磨损量为0.8~1.0mm。焊接车刀耐用度T=60min。

(d) 确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(180~199HBS),ap =2mm,f =0.92mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据《切削用量简明手册》表1.28,查得切削速度的修正系数为:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ = V×Ktv×Kkv×Kkrv×Kmv×Ksv×KTv =1.05×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =44m/min 其中:Ktv为刀具材料改变时切削速度的修正系数。

KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。

Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。

7

Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。

Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。 Ksv为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。

则: n = 1000V’/(ЛD)=140r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与140r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = 42.7m/min。

(e)校验机床功率

车削时功率P 可由《切削用量简明手册》表1.25查得:在上述各条件下切削功率P =1.7~2.0KW,取2.0KW。由于实际车削过程使用条件改变,根据《切削用量简明手册》表1.29-2,切削功率修正系数为:Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。

其中:Kkrfz为主偏角变化时切削力的修整系数。 Krofz为车刀前角变化时切削力的修整系数。 Kλsfz为刃倾角变化时切削力的修整系数。

Krζfz为车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。

则:修整后的

P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz = 1.55KW 根据C365L车床当n =136r/min时,车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P’

车削时的进给力Ff可由《切削用量手册》查表得Ff=1140N。由于实际车削过程使用条件的改变,根据《切削用量简明手册》查得车削过程的修正系数:Kkrf=1.17, Krof=1.0,Kλsf =0.75,则: Ff =1140 ×1.17 ×1.0 ×0.75=1000N 根据C365L车床说明书(《切削用量简明手册》),进给机构的进给力Fmax=4100N(横向进给)因Ff

综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.92mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 (3)计算基本工时:

按《机械制造工艺设计简明手册》表7-1中公式计算:刀具行程长度L= (d-d1)/2+L1+L2+L3。

其中:L1为刀具切入长度。 L2为刀具切出长度。 L3为试切附加长度。

由于车削实际端面d1=0mm,L1=4mm,L2=2mm,L3=0mm,则:

L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 =(106-0)/2+4+2+0=59mm。

T= L×i /(f×n)

8

=59×1÷(0.92×136)=0.47min (其中i为进给次数。) 2.粗车Ф90左端面

(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量ap 粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即ap=2mm。 (b) 确定进给量f 查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25㎜^2 、工件直径90mm、切削深度ap =2mm,则进给量为0.6~0.8 mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-3查取横向进给量取f =0.73mm/r。 (c) 确定切削速度V:

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(180~199HBS),ap=2mm,f =0.73mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据《切削用量手册》表1.25,查得切削速度的修正系数为:Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则:n =1000V’/ЛD=155r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与155r/min相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =38.4m/min。

综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.73 mm/r, n =136r/min, V =38.4m/min。 (3)计算基本工时:

L=(95-50)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1÷(0.73×136)=0.267min。

3.粗车Ф100外圆 (1)选择刀具:

90°焊接式直头外圆车刀,刀片厚度5mm,YG6硬质合金,前刀面带倒棱形,主偏角90°,前角10°,后角6°,副偏角8°,刃倾角-10°,刀尖圆弧直径0.5mm。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆,加工余量为2.5mm(半径值),一次走刀,则ap=2.5mm。 (b)确定进给量

由《切削用量简明手册》HT200,ap=2.5mm,工件直径为100mm,则f=0.8~1.2 mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.92 mm/r。 (c) 选择刀具磨钝标准及耐用度

由《切削用量手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0 mm,焊接耐用度

9

T=60min。

(d) 确定切削速度V:

根据《切削用量简明手册》表1.11查取:V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.5mm、f =0.92mm/r、车刀为YG6硬质合金查得),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’=1.33×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=49.5 m/min 则:n = 157.6r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近 的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 57.5m/min。

综上,此工步的切削用量为:a =2.5mm,f =0.92 mm/r, n =183r/min, V =57.5m/min。 (3)计算基本工时:

T= (12+3+3+0)×1/(0.92×183)=0.107min。

4.粗车左端Ф45外圆

(1)选择刀具:与粗车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆加工余量2mm(半径值),一次走刀,ap=2mm.。 (b)确定进给量:

由《切削用量简明手册》材料HT200刀杆16×25㎜^2,工件直径50㎜,切深2mm,则 f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r. (c)确定切削速度V: 查《切削用量简明手册》,YG6硬质合金加工HT200(180-199HBS),ap=2mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数:

Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的:

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min 则:n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V机=45.5m/min. 综上:ap =2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。 (3)计算工时

T= (30+5+5+0) /(0.41×322)=0.303min. 5.粗车Ф 100右端面

(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量ap:

粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =2mm。 (b)确定进给量:

查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度ap =2mm,则进给量为0.8~1.2 mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-3查取横向进给量取f =0.92mm/r。 (c)确定切削速度V:

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(180~199HBS),ap =2mm,f =0.92mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据《切削用量简明手册》表1.25,查得切削速度的修正系数为:

Ktv=KTv =1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则:n =140r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与140r/min相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =42.7m/min。

综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.92 mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 (3)计算基本工时:

L=(101-46)/2+4+0+0=31.5mm T=31.5×1÷(0.92×136)=0.252min。

工序Ⅱ

1.粗车右边Φ45右端面

(1)选择刀具

与粗车Ф100左端面的刀具相同。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀深度ap. 粗车加工余量为2mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成,则取ap=2mm。

(b)确定进给量f: 根据《切削用量手册》加工材料HT200车刀刀杆尺寸16×25㎜^2工件直径45mm,切削深度2mm,属<3mm,则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。 (c)确定切削速度V:

根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200,180—199HBS =2mm,f机=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变,各修正系数:

Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

11

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47r/min,按C365L车床转速(〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2)选择与350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min (3)计算基本工时

L =50/2+4+2=31mm,

T= 31×1/(0.41×322)=0.235min. 2.粗车Φ90右端面

(1)选择刀具:同上 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀深度ap. 粗车加工余量为2.0mm,可以一次走刀完成,则:ap=2.0mm。 (b)确定进给量f 根据《切削手册》切深ap=2.0mm,属于<3mm,则进给量f为0.6—0.8mm/r,再根据C365L及其〈机械工艺〉f=0.73mm/r. (c)确定切削速度V 直径¢90mm,ap=2mm,f=0.73mm/r查V=1.18m/s.修正系数: KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0, 则Vc =1.18×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=43.93m/min, 则n =155.45r/min. 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与155.45r/min相近n=136r/min,则实际切削速度V=38.4m/min (3)计算基本工时:

L=(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn =[(95-50)/2+0+4+0=26.5mm

T=[(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn =[(95-46)/2+0+4+0]/(0.73×136)=0.267min. 3.粗车右端Ф45外圆

(1)选择刀具:与粗车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆加工余量2.0mm(半径值),一次走刀,ap=2.0mm.。 (b)确定进给量:

由《切削用量简明手册》材料HT200,工件直径50㎜,切深2.0mm,则 f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r. (c)确定切削速度V:查《切削用量简明手册》表12,YG6硬质合金加工HT200(180-199HBS),ap=2.5mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数:

Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则

修正后的

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min 则:n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V=45.5m/min. 综上:ap =2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。 (3)计算工时

T= (41+3+3+0) /0.41×322=0.356min 4.粗车Ф90外圆

(1)选择刀具:与粗车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆,加工余量为2.0mm,一次走刀,则ap=2.0mm。 (b) 确定进给量

由《切削用量简明手册》HT200, ap=2.0mm,工件直径为90mm,则f=0.6~0.8mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.76mm/r。 (c) 确定切削速度V 根据《切削用量手册》表12查取:V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.0mm、f =0.76mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=49.5m/min 则:n =1000×49.5/3.14×90=175.2r/min,按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 51.7m/min。

综上,此工步的切削用量为:a =2.0mm,f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。 (3)计算基本工时:

T= (9+3+3+0)×1/(0.76×183)=0.108min。

工序Ⅲ 1.钻Ф18孔

(1)机床选择:查《机械制造工艺设计简明手册》选用Z535立式钻床。

(2)刀具选择:查《机械制造工艺设计简明手册》选用直径18mm高速钢标准锥柄麻花钻。

(3)切削用量选择:

查《切削用量简明手册》得:f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f =0.72mm/r。查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min则n =371.36r/min 按机床选取n =400r/min,故V =3.14×18×400/1000=22.6m/min

(4)计算基本工时:

由《机械制造工艺设计简明手册》表7-5中公式得

T=(L+L1+L2)/(f×n)=(91+11+0)/(0.72×400)=0.3542min。

2.扩Ф19.8孔

(1)刀具选择:选用直径19.8mm高速钢标准锥柄扩孔钻。 (2)确定切削用量:

查《切削用量简明手册》得:f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f =0.96mm/r。扩孔时的切削速度,由公式:V扩=(1/2~1/3)V钻

查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min V扩=(1/2~1/3)V钻=7~10.5m/min则:n=112.5~168.8r/min (3)计算基本工时:

T= (91+14+2)/(0.96×140)=0.871min。

工序Ⅳ

1.半精车Ф100左端面

(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量:

半精车余量为z=0.3mm,可一次走刀完成,ap=0.3mm。 (b)确定进给量:

由《机械制造工艺设计简明手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10°,刀尖半径0.5mm,则进给量为0.18~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度VC:

根据《切削用量简明手册》表1.11查得:V=2.13m/min(由180~199HBS、ap=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则:n = 252r/min,按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V = 3.14×100×238/1000=74.7m/min。

(3)计算基本工时:

L=(101-19.8)÷2+4+2+0=46.6mm

14 按机床选取n =140r/m,故V = 3.14×19.8×140/1000=8.7m/min

T= 46.6÷(0.24×238)=0.816min。

2.半精车Ф90左端面

(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量:

加工余量为z=0.3mm, 一次走刀完成,ap=0.3mm。 (b)确定进给量:

由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10°,刀尖半径0.5mm,则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度V:

根据《切削用量手册》表1.11查取:VC=2.02(由180~199HBS、asp=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ = 2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则:n = 266r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与266r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 3.14×90×322/1000=91.0m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =0.3mm,f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。

(3)计算基本工时:

L =(91-46)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。

3.半精车Ф100右端面

(1)选择刀具:与半精车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量:

加工余量为z=0.3mm,可一次走刀完成,ap=0.3mm。 (b)确定进给量:

由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10°,刀尖半径0.5mm,则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11查取:V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.45mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修

正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则:n = 239r/min,按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与239r/min相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V =3.14×100×238/1000=74.7m/min。

(3)计算基本工时:

L=(100.4-45.1)/2+4+0+0=31.65mm T=L×i/(f×n)=31.65×1/(0.24×238)=0.554min。

4.半精车Ф100外圆

(1)选择刀具:

90°焊接式直头外圆车刀,刀片厚度5mm,YG6硬质合金,前刀面带倒棱形,主偏角90°,前角10°,后角6°,副偏角8°,刃倾角0°,刀尖圆弧直径0.5mm。

(2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

半精车外圆,加工余量为0.3mm(半径值),一次走刀,则asp=0.3mm。 (b)确定进给量

由《切削用量简明手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.1—2查取f =0.28mm/r。

(c)选择刀具磨钝标准及耐用度:后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。 (d)确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则:n =1000×79.3/(3.14×100)=252.5r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252.5r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 101.1m/min。

综上,此工步的切削用量为:ap =0.3mm,f =0. 28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。

(3)计算基本工时:

T= (9.7+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.174min。 5.半精车左边Φ45 外圆

(1)选择刀具:用半精车¢100外圆车刀。

(2)确定切削用量 (a)确定背吃刀

半精车外圆双边加工余量为0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/2=0.3mm. (b) 确定进给量f 查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2,f=0.28mm/r. (c) 确定切削速度V 查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上:

Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min 则:n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min. 综上:ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min. (3)计算工时

T= (30.3+5+5+0) ×1/(0.28×550)=0.262min. 6.半精车Ф90外圆

(1)选择刀具:与半精车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

半精车外圆,加工余量为0.6mm,一次走刀,则asp=0.6/2=0.3mm。 (b) 确定进给量

由《切削用量手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《简明手册》表4.1—2查取f =0.28mm/r。

(c) 确定切削速度V:

根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。 则修正后的

V’=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则: n =1000×79.3/(3.14×90)=280.6r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与280r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 91m/min。

综上,此工步的切削用量为:ap=0.3mm,f =0.28mm/r, n =322r/min, V =91m/min。 (3)计算基本工时:

T= (9+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.166min。

其中L=9mm,L1=3mm,L2=3mm,L3=0mm,i=1 7.倒角(Ф90)

(1)选择刀具:90°焊接式直头外圆车刀,刀片厚度5mm,YG6硬质合金,前刀面带

倒棱形,主偏角90°,前角10°,后角6°,副偏角8°,刃倾角0°,刀尖圆弧直径0.5mm。

(2)切削用量: 背吃刀量ap=1.5mm,手动进给,一次走刀。

V =80m/min, n =1000×80/3.14×90=283r/min 按C365L说明书:n =238r/min, V =3.14×238×90/1000=67m/min (3) 基本工时:由工人操控,大约为0.03min。 8.倒角(Ф100)

(1)选择刀具:90°焊接式直头外圆车刀,刀片厚度5mm,YG6硬质合金,前刀面带倒棱形,主偏角90°,前角10°,后角6°,副偏角8°,刃倾角0°,刀尖圆弧直径0.5mm。

(2)切削用量: 背吃刀量ap=1.5mm,手动进给,一次走刀。

V =80m/min, n =1000×80/3.14×100=254.7r/min 按C365L说明书:n =238r/min, V = 3.14×238×100/1000=74.7 m/min。 (3) 基本工时:由工人操控,大约为0.03min。 9.车过渡圆R5 (1)刀具选择

YG6硬质合金成形车刀R=5mm。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量:ap=z=5mm,一次走完成。 (b)确定进给量:手动进给。

(c)确定切削速度n=430r/mm V=60.76m/min (3)计算基本工时

T≦0.05min,即工人最慢加工速度。 工序Ⅴ

1.半精车右边Φ45右端面

(1)选择刀具

与半精车Ф100左端面的刀具相同。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀深度ap. 半精车加工余量为0.3mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成,则取ap=0.3mm。

(b)确定进给量f: 根据《切削用量手册》加工材料HT200车,工件直径46mm,切削深度0.5mm,属<3mm,则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。

(c)确定切削速度V:

根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200,180—199HBS =0.5mm,f=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变,各修正系数:

Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47r/min,按C365L车床转速(〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2)选择与350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min (3)计算基本工时

L=(46-19.8)/2+4+2=19.1mm, T= 19.1×1/(0.41×322)=0.145min. 2.半精车Ф90右端面

(1)选择刀具:选用93°偏头端面车刀,参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10°,后角为6°,主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5,刃倾角为-10°。

(2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量

加工余量为z=0.3mm,可一次走刀完成,asp=0.3mm。 (b)确定进给量

由《机械制造工艺手册》表3.14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10°,刀尖半径0.5mm,则进给量为0.1~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度V 根据《切削用量手册》表12查取:V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。 则修正后的

V’=2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=75.2m/min 则:n =266r/min,按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与266r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =91.0m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =0.3mm,f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。

(3)计算基本工时:

L=(90.4-45.4)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。

3.半精车右边Ф45外圆

选择刀具:用半精车¢90外圆车刀

(1)确定切削深度

半精车外圆,一次走刀,则ap=0.3mm。 (2)确定进给量

查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2,f=0.28mm/r. (3)确定切削速度V 查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上:

Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min, 则:n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min. 综上:ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min. (4)计算基本工时:

T=(40.8+3+3+0)×1/(0.28×550) =0.304min。

4.倒角(Φ45 右侧)

(1)用端面车刀加工余量7mm,背吃刀量 ap=3.5mm,手动进给,两次走刀。 V给=60m/min,则:n给=424.6r/min,按取n =430r/min,则V=60.79m/min (2)计算基本工时:由工人操控,大约为0.10min 5.车3×2退刀槽

(1)选择刀具:选择90°切槽刀,车床C365L转塔式车床高210mm,故刀杆尺寸16×25mm,刀片厚度取3mm,选用YG6刀具材料,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10°,后角8°,主偏角90°,副偏角3°,刀尖圆弧半径0.2--0.5取0.5mm,刃倾角0°。

(2)确定切削用量: (a)确定背吃刀深度 : ap=z=2.16mm,一次走刀完成。 (b) 确定进给量f: 根据《切削用量手册》切深为3mm,属于〈=3mm,f=0.4—0.5mm/r.按《机械制造工艺设计简明手册》中C365L车床取f=0.41mm/r. (c) 选择车刀磨钝标准及耐用度:根据《切削用量手册》表10,取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0mm,焊接刀耐用度T=60min。 (d) 确定切削速度V: 根据《切削用量手册》,YG6,180—199HBS, ap<=4mm,f=0.41mm/r,V=1.50m/s, 修正系数:

KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,Kkv=1.0 则Vc=1.50×60×1.0×0.89×0.85×0.73×1.0×1.0=49.7m/min, 则:n =351.6r/min,按C365L车床转速(见《机械制造工艺设计简明手册》表)选择与351.6相近的转速n=322r/min,则实际切削速度为V=45.52m/min,最后决定切削用量为 ap=3.6mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.52m/min.

(3)计算基本工时:

T= [(45-41)/2+4+0+0]/(0.41×322)=0.0454min 工序Ⅵ

1.粗铰Ф19.94 (1)刀具选择:

直径19.94mm高速钢锥柄几用铰刀。后刀面磨钝标准为0.4~0.6mm,耐用度T=60min (2)确定切削用量: 背吃刀量ap=0.07mm 查《切削用量简明手册》得:f=1.0~2.0mm/r,取f=1.60mm/r。

参看《机械制造工艺设计简明手册》表3-48V=6.37m/min则:n=1000×6.37/(3.14×19.94)=101.7r/min按机床选取n =140r/min则:V = 3.14×140×19.94/1000=8.788m/min (3)计算基本工时:

T= (91+14+2)/(1.60×140)=0.4777min。

2.精铰Ф20 (1)刀具选择: 直径20mm高速钢锥柄机用铰刀 (2)确定切削用量:

背吃刀量ap=0.03mm。切削速度与粗铰相同,故n =140r/mmin。 由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.22 mm/r

V= 3.14×140×20/1000=8.796r/min (3)计算基本工时:

T= (91+14+2)/(1.22×140)=0.626min 工序Ⅶ

1.精车Ф100左端面

(1)选择刀具:与半精车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量

加工余量为0.16mm,一次走刀完成,则ap=0.16mm。 (b)确定进给量

查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r (c) 确定切削速度V 查《切削用量手册》表1.11,取VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.16mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。

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则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则:n = 1000×79.3÷(3.14×100)=252r/min,

按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =101.1m/min。

综上,此工步的切削用量为:ap =0.16mm,f =0.23mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。

(3)计算基本工时:

L=(100.4-20)/2+4+2+0=46.2mm. T= 46.2×1÷(0.23×322)=0.624min 2.精车Ф90右端面

(1)刀具选择:与半精车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量

加工余量为0.16mm,一次走刀完成,则asp=0.16mm。 (b)确定进给量

查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r (c)确定切削速度V 查《切削用量手册》表12,取V=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.16mm、f =0.23mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min

n =280r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =91m/min。

综上,此工步的切削用量为:a =0.16mm,f =0.23mm/r, n =322r/min, V =91m/min。 (3)计算基本工时:

L=(90.4-45.4)÷2+4+0+0=26.5mm. T=26.5×1÷(0.23×322)=0.3578min 3.倒角(内孔左侧)

(1)刀具选择:用倒Ф100左端面的车刀。 (2)确定切削用量:

背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。 V=30m/min,a n =1000×30/(3.14×20)=477.7r/min由机床说明书,n =430r/min 则:V =3.14×430×20/1000=27.02m/min

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(3)计算基本工时:由工人操控,大约为0.03min. 4.倒角(内孔右侧)

(1)刀具选择:同上。 (2)确定切削用量

背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。 V=30m/min, 则:n =477.7r/min 由机床说明书,n=430r/min V’= 3.14×430×20/1000=27.02m/min (3)计算基本工时:由工人操控,大约为0.03min. 工序Ⅷ

1.粗铣Ф90两侧面

(1)刀具选择

根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1及铣刀样本手册,选锯片铣刀,外径160mm,内径32mm,B=3mm,Z=28mm (2)切削用量

ap=B=3mm,右边走刀6次,左边走刀3次。

(3)选X61W卧式铣床,使用专用夹具。由《切削手册》表3.5当机床功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁f=0.14-0.24mm/r,取f=0.14mm/r。

(4)选择铣刀磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》表3.7,铣刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm,由《切削用量手册》表3.8,铣刀直径d0=160mm,则硬质合金盘铣刀T=150min. (5)确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,13,当取Vc=130m/min时n =258.6r/min。根据X61W机床说明书(见《切削用量手册》表3.23)取主轴转速n机=255r/min.则实际切削速度为V =128m/min 当n=255r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度V=fm=f×z×n=0.14×28×255=999.6mm/min.由X61W机床说明书(见《切削用量手册》表3.23)取V=980mm/min (6)计算基本工时

L(距离24mm面)=72mm, L(距离34mm面)=54mm,

L1=[ap×(D-ap)]^0.5+(1~2) =[3×(160-3)]^0.5+2=23.7mm,

L2=2~5=5 T(距离24mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(72+23.7+5) ×6/980=0.6165 min T(距离34mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(54+23.7+5) ×3/980=0.2532min

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2.精铣两侧面

(1)工序要求

左边端面表面粗糙度Ra=3.2,选X63卧式铣床,使用专用夹具. 选择刀具:由《机械制造工艺设计简明手册》表5.45及铣刀杆手册,选两把高钢镶齿三面刃铣刀,铣刀外径d0=160mm,d=40mm,L=20mm,Z=22mm(由《切削用量手册》表4.1, 4.2) (2)确定铣削深度

由于左边余量为2mm,右边余量为3mm,所以左边二次走刀完成,右边三次走刀完成,则ap=1mm. (3)确定每齿进给量fz 由《切削用量手册》表3.3在X63铣床功率为10kw(《切削用量手册》表3.25),工艺系统刚性为低,用高速钢成形盘铣刀加工时,选每齿进给量fz=0.08mm/z (4)选铣刀磨钝标准及刀具耐用度

根据《切削手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,由《切削用量手册》表3.8铣刀直径d0=160mm,则T=150min (5)确定切削速度Vc 由《切削用量手册》表3.11,取Vc=30 m/min,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8, Vc =30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min 则:nc =43r/min 查X63机床说明书(见《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39)选取主轴转速n=47.5r/min.则实际切削速度为Vc’=23.87m/min,当n机=47.5r/min时,工作台每分进给量fm=Vf=fz×z×n=0.08×22×47.5=83.6mm/min 由X63机床说明书(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-40)选取铣床工作台进给量Vf =fm=75mm/min (6)计算基本工时:

L(距离24mm面)=76.13mm, L(距离34mm面)=58.96mm, L1=[1×(160-1)]^0.5+2=14.6mm,

L2=2~5=5 则:T(距离24mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(76.13+14.6+5) ×3/980=0.293 min T(距离34mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(58.96+14.6+5) ×2/980=0.16min 工序Ⅸ 1.钻Ф4孔

选用Z35型摇臂钻床。 (1)刀具选择:

由《机械制造工艺设计简明手册》选用直径4mm高速钢标准锥柄麻花钻。 (2)确定切削用量:

查《切削用量手册》f=0.18~0.22mm/r,由钻床取f=0.20mm/r.由《切削用量手册》取V =21m/min,则n=1671.1r/min ,由Z35钻床取n =1700r/min,故VC = 21.36m/min.

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(3)基本工时:

L1=(D-d1)/2×cotKr+(1~2)=3mm,

L2=2mm, L=12.5mm

则:T= (L+L1+L2)/(f×n)0.05147min 2. 铰Ф6孔 (1)刀具选择:

直径6mm高速钢锥柄机用铰刀,刀具磨钝标准为0.4—0.6mm,耐用度T=60min。 (2)确定切削用量:

(a)加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r,由《工艺手册》f=0.26mm/r。

(b)确定切削速度:

KV=1,CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3 则:V = 8.9576m/min 得n =474.56r/min 取n =420 r/min 则:V =7.92 m/min (3)基本工时:

L1=13~15=14mm,L2=2~4=3 mm,L=7mm T=(L+L1+L2)/(f×n)=0.21978min 工序Ⅹ 1.钻4×Ф9 选用Z35型摇臂钻床 (1)刀具选择

选用直径9mm高速钢标准锥柄麻花钻。 (2)确定切削用量

4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/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 由钻床说明书,取n机=850r/min,故V=24.03 m/min (3)计算基本工时:

L1=8mm,L2=0mm,L=8mm T=4×(L+L1+L2)/(f×n)=0.188min 工序Ⅺ

选用M131W万能磨床,使用专用磨床夹具。 1.磨削Ф45外圆

(1)选择砂轮

查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1,表3.2-2,表4.2-30得砂轮选择结果为:P平行砂轮,砂轮尺寸300×50×203,TH黑碳化硅磨料,X橡胶结合剂,60#磨料粒度。查

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《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。

(2)确定切削用量

砂轮速度n=2670r/min (查《机械制造工艺设计手册》表3-107),工件速度v=0.3m/s(表3-101),砂轮宽度B=50mm,则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm. 径向进给量

fr=2.58×10^(-3) ×d^0.3×K1×K2/(fa×v×T^0.5) = 2.58×10^(-3) ×45^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.052mm (3)计算基本工时

T=(Zb×A/ftm+K×t)×k =(0.04×1/0.052+1.1×0.16) ×0.8=0.7565min d-工件直径

K1-砂轮直径的修正系数 K2-工件材料的修正系数 v-工件速度

T-砂轮常用合理耐用度 2.磨削外圆Ф100 (1)选择砂轮

选用磨削Ф45外圆同一砂轮。 (2)确定切削用量

砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107),工件速度v=0.3m/s(表3-101),砂轮宽度B=50mm,则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm. 径向进给量

fr=2.58×10^(-3) ×100^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.066mm (3)计算基本工时

T= (0.04×1/0.066+1.1×0.05) ×0.8=0.5288min Zb-单面加工余量 A-切入次数

ftm-切入法磨削进给量

K-考虑加工终了时的无火花光磨以及为消除加工面宏观几何形状误差二进行的局部修磨的系数。

t-光整时间

k-光整时间的修正系数 3. 磨削Ф 90外圆

(1)选择砂轮

选用磨削Ф45外圆同一砂轮。 (2)确定切削用量

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砂轮速度n=2670r/min (查《机械制造工艺设计手册》表3-107),工件速度v=0.3m/s(表3-101),砂轮宽度B=50mm,则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm. 径向进给量

fr= 2.58×10^(-3) ×90^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.064mm/r (3)计算基本工时

T= (0.04×1/0.064+1.1×0.04) ×0.8=0.5352min 4.磨削B面即:磨削Ф45同时靠磨两端面

选用M120W万能外圆磨床,使用专用夹具,选用切入磨法。 (1)砂轮选择

查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1,表3.2-2,表4.2-30得砂轮选择结果为:PZA单面凹带锥砂轮,砂轮尺寸300×40×127,TH黑碳化硅磨料,X橡胶结合剂,60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。 (2)确定切削用量

砂轮速度n=2200r/min (查《机械制造工艺设计手册》表3-107),工件速度v=0.3m/s(表3-101),砂轮宽度B=40mm,则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.75B=30mm./r 径向进给量

fr=2.58×10^(-3) ×45^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.052mm/r (3)计算基本工时

T= (0.05×1/0.052+1.65×0.16) ×0.8=0.98min 工序XII 1.磨削Ф90突台距离轴线24mm的侧平面

选用机床:卧轴矩台平面磨床MM7112并使用专用夹具。MM7112功率为1.5kw,工作台纵向移动速度2.5~18m/min (1) 选择砂轮

查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1,表3.2-2,表4.2-30得砂轮选择结果为:P平行砂轮,砂轮尺寸200×20×75,TH黑碳化硅磨料,X橡胶结合剂,60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s (2) 确定砂轮速度 n=2810r/min (3) 轴向进给速度(即磨削进给量fa) 查《工艺设计实训教程》表1.2-25:

fa=(0.5~0.8)B

=(0.5~0.8)×20=10~16 mm/r取:fa =10mm/r (4) 径向进给量 (磨削深度fr)

查《工艺设计实训教程》表1.2-25得:fr=0.01~0.02mm 则取:径向进给量 fr=0.01mm/r,走刀4次.

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(5) 确定基本工时

T=4×(76.13+20) ×8×0.04×1.7/(1000×10×0.01×10)=0.209min 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻线、刻字 工序XV Ф100外圆镀铬 工序XVI 检测入库

机械加工工艺过程卡如下(附表1):

表1

三、夹具设计

(一)机床夹具在机械加工中的作用:

为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。在加工CA6140机床法兰盘时,需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容,需要设计加工49夹具一套。为了提高劳动生产,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。

28

(二)定位误差分析:

定位元件尺寸及公差的确定:夹具的主要定位元件为一平面一短销,该定位短销的尺

0200.045 寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合,即由于存在两平面配合,由于零件的表面粗糙度为0.4m,因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为1.6m

(三)切削力及夹紧力的计算:

1.切削力的计算: px419DS0.8kp

刀具选用高速钢材料

查《机床夹具设计手册》表1-2-8 HBkp190D8.4 S0.125

0.62001900.61.03

px419DS0.8kp41990.1250.81.03735.9N

2.夹紧力计算:

查《机床夹具设计手册》由表1-2-23 可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0 查表1-2-21:d10mm p1.25 rz4.59

42°29′

,2选用梯形螺纹有利于自锁8°50′

w025L,tg12tg225401120N4.594tg11

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由于工件为垂直安装在夹具之间,所以夹紧力w0

(四)夹具设计及操作的简要说明:

如前所述,应该注意提高生产率,满足大批量生产需求,减小劳动强度及劳动时间,故该夹具设计采用了齿轮齿条快速夹紧机构,用梯形螺纹锁紧,在夹紧和松开工件时省时省力。

其夹具图设计如下(附图

3、4):

图3

图4

30

(五)、夹具装配图设计如下(附图5):

图5

31

总结

通过设计,培养了我独立思考问题和解决问题的能力。树立了正确的设计思想,掌握了零件产品设计的基本方法和步骤。通过设计,我还学会了许多Word的操作知识,CAD的操作能力也得到了很大的提高,使我了解倒在明年的毕业设计时应注意的许多问题,面对一个知识点不懂应该查查资料,争取弄明白。

在这次设计也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法,让我们更好地理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。同时,也要感谢马老师对我的关心和帮助。本设计是在马老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成。他严谨的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。在学业上马老师给予我巨大前进动力。在此再向帮助过我的老师和同学致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

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参考文献

1 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京:机械工业出版社,2002 2 邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京:机械工业出版社,2007 3 东北重型机械学院,洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海:上海科学技术出版社,1990 4 艾兴,肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社,1994 5 孙堃,王文才.机械制造工艺学课程设计指南.长春:吉林工业大学,1997 6 马贤智主编.实用机械加工手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,2002 7 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,2002 8 (美)Hiram E.Grant.夹具—非标准夹紧装置.北京:机械工业出版社,1985

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第五篇:法兰课程设计说明书

班级:___________学号:____________姓名:______________ 指导教师:_________ 锻造课程设计法兰设计说明书

目录

序言

1 零件的分析............................................................................................. 3 1.1零件的作用 ....................................................................................

31.2零件的材料……………………………………………………….3

1.3零件的结构分析……………………………………………........4 1.4对毛坯的说明 ................................................................................ 4 1.5零件的工艺分析 ............................................................................ 5 2 工艺规程设计 ........................................................................................ 5 2.1 制定工艺路线 ............................................................................... 6 3 收获与体会............................................................................................. 9 4 参考文献............................................................................................... 9

序言

锻造课程设计是在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。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接,也是一次理论联系实际训练。因此,它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。

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,从而锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后走向工作岗位适应工作条件打下一个良好的基础。

相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来,系统而全面的做好设计。通过本次课程设计,希望能得到下述方面的锻炼:①培养制定零件锻造等机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力,设计机床夹具的能力。②熟悉有关标准和设计资料,学会使用有关手册和数据库。

由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请杨老师给予指教。 摘要

自由锻的基本工序:自由锻造时,锻件的形状是通过一些基本变形工序将坯料逐步锻成的。自由锻造的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲和切断等。

1.镦粗 镦粗是对原坯料沿轴向锻打,使其高度减低、横截面增大的操作过程。这种工序常用于锻造齿轮坯和其他圆盘形类锻件。镦粗分为全部镦粗和局部锻粗两种。

2.拔长 拔长是使坯料的长度增加,截面减小的锻造工序,通常用来生产轴类件毛坯,如车床主轴、连杆等。 3.冲孔 用冲子在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。 4.弯曲 使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序。

5.扭转 使坯料的一部分相对另一部分旋转一定角度的锻造工序。 6.切割 分割坯料或切除料头的锻造工序。

1.零件的分析 1.1零件的作用

该零件称作法兰是管子与管子之间相互连接的零件,用于管端之间的连接;也有用在设备进出口上的法兰,用于两个设备之间的连接,如减速机法兰。法兰连接或法兰接头,是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰,用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼,螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封.根据零件图来看该零件是用来连接两个直管道,对管道进行固定和导向,改变流体的方向,对连接处进行固定和密封。 1.2零件的材料

1.2.1材料的特性:

材质为Q345A,是一种低合金钢,化学成分如下:C 0.20%,Si≤0.55%,Mn≤1.70%,P≤0.045%,S≤0.045%,V 0.02%~0.15%,Nb 0.015%~0.060%,Ti 0.02%~0.20%.与Q345B,C,D,E钢相比而言,低温冲冲击的试验温度高,性能差.屈服强度在345MP左右. 1.2.2材料的用途: 广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等. 1.3零件的结构分析

从零件图来看,该法兰结构较为简单表面的要求精度不高. 此法兰整体呈长方体,在四角对称有4个螺栓通孔,有直径不同的两个盲孔垂直相交连通,另外,一面有4个大小相同的凹槽. 对法兰的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性,因而安排法兰加工过程应考虑到这些特点 1.4对毛坯的说明 1.4.1毛坯类型

由于材质Q345A的强度较高,该零件采用自由锻的锻造工艺,自由锻生产率低,加工余量大,但工具简单,通用性大,故被广泛用于锻造形状较简单的单件、小批生产的锻件。所以不必要机加工获得,直接采用金属型铸造的方式获得外形与零件相同的毛坯.更为省力.注意留有较大的加工余量,废料相应增多不可避免. 1.4.2毛坯余量的确定

因为零件形状并不复杂而且零件加工的尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件形状接近。由于要求设计零件的长宽高分别为A=110mm,B=107mm,H=140mm。满足表中规定的A/B≤2.5。由锻造实用速查手册,满足A﹤H﹤2.5A,所以由表格得加工余量a=8±3,b=8±3(锻件精度等级为F级的),我选择a=10mm,b=10mm。所以锻件高H1=H+b=140+b=150mm,B1=B+b=116mm ,A1=A+a=120mm 1.4.3毛坯定位基准的选择 1.4.3.1粗基准

选择不加工面或加工表面精度不高的面为基准,根据基准选择原则,以底面为基准面,以它的中心线为粗基准。 1.4.3.2精基准

因为后面表面的粗糙度为3.2,是该法兰零件精度最高的面,所以选它为精基准加工面。 1.5零件的工艺分析

生产工艺主要分为锻造、铸造这两种。 铸造法兰和锻造法兰

铸造出来的法兰,毛坯形状尺寸准确,加工量小,成本低,但有铸造缺陷(气孔.裂纹.夹杂);铸件内部组织流线型较差(如果是切削件,流线型更差);

锻造法兰一般比铸造法兰含碳低不易生锈,锻件流线型好,组织比较致密,机械性能优于铸造法兰;

锻造工艺不当也会出现晶粒大或不均,硬化裂纹现象,锻造成本高于铸造法兰。

锻件比铸件能承受更高的剪切力和拉伸力。

铸件的优点在于可以搞出比较复杂的外形,成本比较低;

锻件优点在于内部组织均匀,不存在铸件中的气孔,夹杂等有害缺陷; 1.5.1坯料和零件的相关计算

坯料尺寸:长A1=120mm,宽B1=116mm,H1=150mm.密度ρ=7.85g/cm³ 坯料体积V=150×120×116=2088cm³ 坯料质量m=7.85×2088=16390.8g 零件尺寸:H=140mm, A=110mm, B=106mm. 除去通孔和凹槽体积V=140×110×106=1632.4cm³

4螺栓通孔体积V=(π×1.7²÷4×(10.6-4.2)+π×2.6²÷4×4.2)×4=147.3cm³

凹槽体积V=(9.46×8-8.46×7)×0.175=2.88cm³ 冲孔废料体积V=(π×4.5²÷4×(8.55-6.5)=32.6cm³ 零件体积V=14×11×10.6-(147.3+2.88+32.6)=1449.62cm³ 零件质量m=7.85×1449.62=11379.5g 废料质量m=16390.8-11379.5=5011.3g 1.6零件定位基准的选择

1.6.1粗基准的选择

选择不加工面或加工表面精度不高的面为基准,根据基准选择原则,以底面为基准面,以它的中心线为粗基准。

1.6.2精基准的选择

因为后面表面的粗糙度为3.2,是该法兰零件精度最高的面,所以选它为精基准加工面。精加工这个表面和其上面的四个凹槽。

1.6.3加工顺序的选择

先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序,逐步提高加工精度 2.工艺规程的设计 2.1制定工艺路线

工艺方案㈠

(1)下料:取铸造好的柱状坯料Q345A,粗加工成长宽高分别为120mm,116mm,150mm的柱状坯件。

(2)加热:炉型:半连续炉,加热时间:2至3小时,锻造温度:始锻温度1200℃终锻温度750℃.

(3)镦粗: 镦粗用钢筋头镦粗机 锻锤吨位:0.75吨.

(4)冲孔:先在右面冲φ65的盲孔,深度为75mm,孔的中心距地面高度为70mm,距后面为85.5-(65÷2)=53mm。然后在背面冲φ45的盲孔,深度为20.5mm,孔的中心距地面高度为70mm,距零件的右面为22.5+30=52.5mm。

(5)扩孔:扩右表面的盲孔,使直径φ74mm,深度10mm。

扩右表面的盲孔,使直径φ77mm,深度7mm。

(6)钻孔:在车床上钻四个φ17的通孔,从前面到后面。该通孔中心距左面20.5mm,距上面17mm。在四个φ17的通孔的基础上,从前面扩深度为42mm,φ26mm的孔,其余三个通孔同理。

(7)中间热处理:退火,退火温度为850℃.

(8)精加工:在刨床上精加工成长宽高分别为110mm,106mm,140mm的柱状零件。

(9)铣沟槽:在背面铣一个深度为1.75mm,宽度为5mm的矩形沟槽。其中内边长84.6,宽70,外边长94.6,宽84.6.矩形的中心线与零件中心线重合.须精加工保证粗糙度.

(10)最终热处理:正火,正火温度900℃. 工艺方案㈡

(1)下料:取铸造好的柱状坯料Q345A,粗加工成长宽高分别为120mm,116mm,150mm的柱状坯件。

(2)加热:炉型:半连续炉,加热时间:2至3小时,锻造温度:始锻温度1200℃终锻温度750℃.

(3)钻孔:在车床上钻四个φ17的通孔,从前面到后面。该通孔中心距左面20.5mm,距上面17mm。在四个φ17的通孔的基础上,从前面扩深度为42mm,φ26mm的孔,其余三个通孔同理。 (4)镦粗: 镦粗用钢筋头镦粗机 锻锤吨位:0.75吨.

(5)冲孔:先在背面冲φ45的盲孔,深度为20.5mm,孔的中心距地面高度为70mm,距零件的右面为22.5+30=52.5mm。然后在右面冲φ65的盲孔,深度为75mm,孔的中心距地面高度为70mm,距后面为85.5-(65÷2)=53mm。

(6)扩孔:扩右表面的盲孔,使直径φ74mm,深度10mm。

扩右表面的盲孔,使直径φ77mm,深度7mm。

(7)中间热处理:退火,退火温度为850℃.

(8)精加工:在刨床上精加工成长宽高分别为110mm,106mm,140mm的柱状零件。

(9)铣沟槽:在背面铣一个深度为1.75mm,宽度为5mm的矩形沟槽。其中内边长84.6,宽70,外边长94.6,宽84.6.矩形的中心线与零件中心线重合.须精加工保证粗糙度.

(10)最终热处理:正火,正火温度900℃. 方案一和方案二比较,方案二的工艺对保正零件的基本形状更加困难,而且方案二的工艺相比方案一更加浪费材料,所以选择方案一更为合理.

3.收获和体会

通过一周的课程设计,我对本专业的知识有了更深的了解,如锻造的基本工序,加工基准如何选择,加工工步的顺序,各种材料的特性和加工性能等。同时也把一部分以前所学的知识(包括机械制图,互换性与技术测量,工程材料及成型技术基础等)复习了一遍,对绘图软件CAD和CAXA的操作也更加熟练,提高了自己的绘图能力。课程设计是一门实践课,通过课程设计把自己的理论水平和实践相结合,又提高了自己分析问题解决问题的能力。

另外,在课程设计过程中,通过和其他同学的互相合作以及老师的指导和帮助,我学到了很多东西,我的团队合作能力也得到了一定的提高,为以后走上社会和工作岗位做好准备。

4.参考文献

《锻造实用数据速查手册》机械工业出版社 《实用机械加工工艺手册》机械工业出版社 《金属学与热处理》机械工业出版社 《金属材料成型工艺及控制》北京大学出版社