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遼寧工程技術(shù)大學課程設計 17
遼寧工程技術(shù)大學
課 程 設 計
題 目：設計“法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)程及Φ6和Φ4孔的工藝裝備設計
班 級：機械05-6班
姓 名： 李明泰
指導教師： 張 興 元
完成日期： 2008.6.29
一、設計題目
設計“法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)程及Φ6和Φ4孔的工藝裝備設計
二、設計要求
設計的要求包括如下幾個部分：
1．繪制零件圖。 1張
2. 繪制零件毛坯圖。 1張
3. 編制機械加工工藝過程綜合卡片 1張
4．編制零件的機械加工工藝卡片。 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6. 繪制夾具體零件圖 1張
7．編寫課程設計說明書（約5000——8000字）。 1份
說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）
（1）．目錄
（2）．摘要（中外文對照的，各占一頁）
（3）．零件工藝性分析
（4）．機械加工工藝規(guī)程設計
（5）．指定工序的專用機床夾具設計
（6）．方案綜合評價與結(jié)論
（7）．體會與展望
（8）．參考文獻
列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，15條以上)
三、上交材料
1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機械加工工藝過程卡片 1張
4.零件的機械加工工藝卡片 1張
5.夾具裝配圖
6 夾具零件圖
6.設計說明書 1份
四、進度安排
1.第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2.第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設計并編制出零件的機械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導教師評語
成 績：
指導教師
日 期
摘 要
設計內(nèi)容：設計“法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出法蘭盤零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設計說明書。
設計意義：通過該課程設計，將所學理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設計能力，為今后的畢業(yè)設計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練，從而打下了良好的基礎。
Abstract
Design: Design "Speed leverage" of mechanical parts and order processing technology and equipment, and spare parts to map out plans speed lever, rough maps, fixture assembly plans to fill in the card technology, the preparation of curriculum design specification.
Design significance: the adoption of the curriculum design, the theory and practice of production, tempered their own analysis of issues, problem-solving skills, I am in the process of analyzing and solving independent parts Machinery Manufacturing Technology, a machine tool design Fixture for the typical process equipment, and improve the structure of design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of a adaptability training, thus laying a good foundation.
目 錄
序言……………………………………………………………
1、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定……………………
1.1.零件的工藝分析…………………………………………
1.2.零件的生產(chǎn)類型 ……………………………………
2、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 ………
2.1.選擇毛坯 ……………………………………………
2.2.確定機械加工余量 ………………………………
2.3.確定毛坯尺寸 ………………………………………
2.4.設計毛坯 ……………………………………………
3、選擇加工方法，制定工藝路線……………………
3.1.定位基準的選擇………………………………………
3.2.零件表面加工方法的選擇……………………………
3.3.制定工藝路線…………………………………………
4、工序設計………………………………………………
4.1.選擇加工設備與工藝裝備…………………………
4.2.確定工序尺寸（工序Ⅸ）…………………………
5、確定切削用量及基本時間（工序Ⅸ）……………
5.1.切削用量的計算……………………………………
5.2.基本時間tm的計算………………………………
6、夾具設計…………………………………………
6.1.定位方案……………………………………………
6.2.夾緊機構(gòu)……………………………………………
6.3.導向裝置……………………………………………
6.4.夾具與機床連接元件……………………………
6.5.夾具體……………………………………………
7、設計體會 ……………………………………………
序言
機械制造技術(shù)基礎課程設計是在學完了機械制造技術(shù)機車和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基礎中的基本理并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。
由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。
1、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1零件的工藝分析
法蘭盤共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
一 以 45 外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括： 外圓，端面及倒角； 外圓，過度倒圓； 內(nèi)孔及其左端倒角。
二 以 外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括： 端面， 外圓，端面，倒角；切槽3×2； 內(nèi)孔的右端倒角。
三 以 的孔為中心加工表面
這一組加工表面包括：
外圓，端面； 外圓，端面，側(cè)面； 外圓； 外圓，過度圓角；4— 孔和同軸的 孔。
它們之間有一定的位置要求，主要是：
（一） 左端面與 孔中心軸的跳動度為 ；
（二） 右端面與 孔中心軸線的跳動度為 ；
（三） 的外圓與 孔的圓跳動公差為 。
經(jīng)過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。
1.2.零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)綱領：4200件/年，屬中批量生產(chǎn)。
2、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
2.1. 零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量是中批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。
2.2.確定機械加工余量
根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查表得，單邊余量在厚度方向為1.5-2.0mm，水平方向亦為1.5-2.0mm。鍛件孔的單面余量查表得2.0mm.
2.3.確定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。
2.4 .設計毛坯
（1）確定圓角半徑
查表得：
外圓角半徑 r=2.5mm
內(nèi)圓角半徑 R=8mm
（2）確定模鍛斜度
查表得：
模鍛斜度為：5°～10°。
（3）確定分模位置
選擇在主視圖中細桿兒部分的中心平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。
（4）確定毛坯的熱處理方式
鋼質(zhì)毛坯經(jīng)鍛造后應安排正火，以消除殘余的鍛造應力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化、均勻的組織，從而改善加工性。
3、選擇加工方法，制定工藝路線
3.1.定位基準的選擇
粗基準的選擇：因為法蘭盤可歸為軸類零件，執(zhí)照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；若零件有若干個不 加工表面時則應與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準），所以對于本零件可以先以法蘭盤右端 45的外圓及 90的右端面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊 45外圓可同時削除 五個自由度，再以 90的右端面定位可削除 自由考度。
精基準的選擇：慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體為精基準.
3.2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有個圓、內(nèi)孔、端面、車槽等，材料為HT200。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8等，其加工方法選擇如下。
一． 外圓面：公差等級為IT6~IT8，表面粗糙度為 , 采用粗車→半精車→磨削的加工方法。
二． 20內(nèi)孔：公差等級為IT7~IT8，表面粗糙度為 ，采用鉆→擴→鉸→精鉸的加工方法，倒角用車刀加工。
三． 外圓面：公差等級為IT13~IT14，表面粗糙度為 ，采用粗車→半精車→磨削的加工方法。
四． 90外圓：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車—半精車—磨削。
五． 100外圓面：公差等級為IT11，表面粗糙度為 ，采用粗車→半精車→磨削的加工方法。
六． 右端面：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車。
七． 90突臺右端面：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車→半精車→精車。
八． 90突臺左端面：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車→半精車→磨削。
九． 100突臺左端面：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車→半精車→精車。
十．槽3×2：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車。
十一. 100突臺右端面：未注公差等級，根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗車→半精車→磨削。
十二. 90突臺距離軸線34mm的被銑平面:未注公差等級,根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗銑→精銑.
十三. 90突臺距離軸線24mm的被銑平面:未注公差等級,根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為粗銑→精銑→磨削.
十四.4— 9孔：未注公差等級,根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為鉆削。
十五. 4的孔：未注公差等級,根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為鉆削。
十六. 6的孔：未注公差等級,根據(jù)GB1800—79規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為 ，采用的加工方法為鉆→鉸。
3.3.制定工藝路線
一)工序Ⅰ 粗車 100柱體左端面。
(二)工序Ⅱ 鉆、擴、粗鉸、精鉸 20mm孔至圖樣尺寸并車孔左端的倒角。
(三)工序Ⅲ 粗車 100柱體右端面，粗車 90柱體左端面，半精車 100左、右端面、 90左端面，精車 100左端面、 90左端面，粗車外圓 45 、 100、 90，半精車外圓 45 、 90、 100、，車 100柱體的倒角，車 45 柱體的過度倒圓。
(四)工序Ⅳ 粗車、半精車、精車 90右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓 外圓及倒角。
(五)工序Ⅴ 精車Φ100左端面、Φ90右端面
(六)工序Ⅵ 粗銑、精銑 90柱體的兩側(cè)面。
(七)工序Ⅶ 鉆 4孔，鉸 6孔。
(八)工序Ⅷ 鉆 4—9孔。
(九)工序Ⅸ 磨削B面，即 外圓面、 100右端面、 90左端面。
(十)工序Ⅹ 磨削外圓面 100， 90、 。
(十一)工序Ⅺ 磨削 90突臺距離軸線24mm的側(cè)平面。
(十二)工序Ⅻ 刻字刻線。
(十三)工序ⅩⅢ 鍍鉻。
(十四)工序XIV 檢測入庫。
4、工序設計
4.1.選擇加工設備與工藝裝備
由《工藝手冊》選用 高速鋼錐柄標準花鉆。
4.2.確定工序尺寸（工序Ⅸ）
由表可查得，Φ6mm的孔精鉸余量Z精鉸=0.2mm；鉆孔余量Z鉆=5.8mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9；鉆：IT12；根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.030mm；鉆：0.120mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：Φ6+0.0300mm；鉆孔：Φ5.8+0.1200mm.
5、確定切削用量及基本時間（工序Ⅸ）
5.1.切削用量的計算
（1）鉆孔工步
一)鉆 孔
選用Z525型搖臂鉆床。
（1）刀具選擇：
由《工藝手冊》選用 高速鋼錐柄標準花鉆。
（2）確定切削用量：
查《切削用量手冊》f=0.18～0.22mm/r,由鉆床取f=0.20mm/r.由《切削用量手冊》取V =0.46m/s=27.6m/min
=197r/m
由Z35鉆床取n =1700r/min.
故VC = = =21m/min.
(3)基本工時：
其中L1=10，L2=0，L=12.5
T =0.07min
(二) 鉸 6孔
（1）刀具選擇：
6高速鋼錐柄機用鉸刀，刀具磨鈍標準為0.4—0.6,耐用度T=60min。
（2）確定切削用量：
（a）加工余量為2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手冊》f=0.27—0.33mm/r，由《工藝手冊》f=0.26mm/r。
(b)確定切削速度：
計算切削速度V = ，其中KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3
V = 0.21m/s=12.8m/min
n = = =679r/min
取n =670
V = 3.67
（3）基本工時：
其中L1=10，L2=2，L=7
T=0.345
6、夾具設計
6.1.定位方案
工件以一端面和Φ20孔為定位基準，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個自由度、短銷銷限制2個自由度，圓柱銷限制一個旋轉(zhuǎn)自由度，平面限制所有六個自由度都被限制了。
6.2.夾緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。螺栓夾緊機構(gòu)，通過擰螺母實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。
6.3.導向裝置
采用鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=15mm，排削間隙h=4mm.
6.4.夾具與機床連接元件
在夾具體上設計座孔，用T形螺栓固定。
6.5.夾具體
由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時垂直度在Φ20范圍內(nèi)允差0.1mm.
7、設計體會
在這次設計中，我明確設計目的.綜合應用了所學專業(yè)知識,培養(yǎng)了自主動手能力.將理論與實際結(jié)合起來.在設計過程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過很多的錯誤,但是這并不影響我學習知識的積極性,我懂的設計人員的艱辛,也對他們的付出表示敬意.經(jīng)過這次課程設計,我有了更充分的自信.我相信一切困難都會有解決的辦法.同時通過這次設計為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。
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