2635 法蘭盤加工工藝及夾具設計,法蘭盤,加工,工藝,夾具,設計 第 1 頁 共 40 頁xxxx 技 術 學 院畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）題 目 ＿＿法蘭盤加工工藝及夾具設計＿＿＿＿班 級＿＿＿機制 0702＿＿＿＿＿姓 名＿＿＿韓占陽＿＿＿＿＿指導教師＿＿＿劉立新＿＿＿＿＿＿＿第 2 頁 共 40 頁目 錄1、摘要……………………………………………………………………32、設計任務………………………………………………………………43、計算生產(chǎn)綱領、確定生產(chǎn)類型………………………………………44、零件的分析……………………………………………………………4 5、工藝規(guī)程設計…………………………………………………………45、1 確定毛坯的制造形式 ………………………………………………45、2 基面的選擇 …………………………………………………………65、3 制定工藝路線 ………………………………………………………65、4 確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸,設計、繪制毛坯圖………105、5 確定切削用量、基本工時(機動時間) ……………………………116、夾具設計………………………………………………………………366、1 設計要求 ……………………………………………………………366、2 夾具設計的有關計算 ………………………………………………376、3 夾具結構設計及操作簡要說明 ……………………………………387、參考文獻 ………………………………………………………………39第 3 頁 共 40 頁摘要機械制造工藝畢業(yè)設計是在我們基本完成了全部基礎課、技術基礎課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們三年的大學生活中占有重要的地位。通過本次畢業(yè)設計，應該得到下述各方面的鍛煉：1 能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。3 加強使用軟件及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。能夠順利的完成這次課程設計，首先得助于劉立新、吳長龍老師的悉心指導，還有就是我們同學的努力。在設計過程中，由于對零件加工所用到的設備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，導致在設計中碰到了許多的問題。但在我們的共同努力下，我們通過請教老師和咨詢同學，翻閱資料、查工具書，解決設計過程中的一個又一個的問題。在這個過程中，使我對所學的知識有了進一步的了解，也了解了一些設計工具書的用途，同時，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝兩位老師的細心指導，感謝同學們的互相幫助。在以后的學習生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不段提高自己。本說明書主要是 CA6140臥式車床上的法蘭盤的有關工藝規(guī)程的設計說明,由于本身能力水平有限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正。關鍵詞：機械 工藝路線 夾具 生產(chǎn)第 4 頁 共 40 頁2、零件作用及設計任務CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。分析法蘭盤的技術要求，并繪制零件圖。設計零件技術機械加工工藝規(guī)程，填寫工藝文件。設計零件機械加工工藝裝備。設計機床專用夾具總裝圖中某個主要零件的零件圖。3、計算生產(chǎn)綱領、確定生產(chǎn)類型設計題目給定的零件是 CA6140車床法蘭盤（0404）零件，零件年產(chǎn)量為 50萬是大批量,，設其備品率為 4%，機械加工廢品率為 1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為：N=Qn(1+備品率 + 機械加工廢品率)=50×1(1+4%+1%)=52.5 萬(件/年)。法蘭盤的年產(chǎn)量為 4200件，查表可知該產(chǎn)品為大批生產(chǎn)。零件的分析（一）零件的作用CA6140 臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。零件是 CA6140 臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。零件的 Φ100 外圓上標有刻度線，用來對齊調節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為 上部為 定位孔，實現(xiàn)精確定m4?6位。法蘭盤中部 的通孔則給傳遞力矩的 標明通過，本身沒有受到多少力的作用。9?（二）零件的工藝分析CA6140 車床法蘭盤共有兩組加工的表面。先分述如下：第 5 頁 共 40 頁1． 以 mm孔為精基準的加工表面。016.2??這一組加工表面包括：一個 的孔及其倒角；一個 外圓及其倒016.2??12.034??角； 外圓及其倒角； 外圓及其倒角； 外圓及其倒角； 兩06.45?9017.45?9?端面（分別距離 軸為 24mm和 34mm兩端） ； 左端面和 Φ90 右端面；045.? 2.30通孔。9??2.以 Φ90 右端面為加工表面。這一組加工表面包括： 右端面；Φ90 左端面； 右端面； 退刀12.034??017.45??23?槽；Φ4 和 孔。03.6?這兩組加工表面之間有著一定的位置要求：（1） 左端面與 軸形位公差 0.03mm。12.034??045.??（2） 右端面與 軸形位公差 0.03mm。9.0（3） 孔軸線與 右端面位置公差 0.6mm，同時與 軸線垂直相交，03.6?9045.2??并且與 端洗平面（距離 軸線為 24mm）垂直。?045.2??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。工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式1．零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，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。2.在鑄造當中為了避免鑄件澆不到和冷隔等缺陷，應要求鑄件壁厚不小于最小壁厚。對于砂型鑄造各類鑄造合金鑄件的最小壁厚，鑄件的內壁厚度應小于外壁厚。金屬型鑄件最小壁厚：鑄件輪廓尺寸 ≤200×200 灰鑄鐵 ≈6mm 。我們零件的最小輪廓尺寸是 8 mm，已經(jīng)符合要求。3.較小的孔和槽，或鑄件的壁很厚，則不宜鑄出，直接用機械加工成孔反而方便，對中心線位置要求高的孔不宜指出，這是因為鑄出后很難保證中心度精確，用鉆頭擴孔無法糾正第 6 頁 共 40 頁其中心位置。我的零件是最小的孔是 ，還有 和 。我這幾個孔都沒有鑄m4?694??造出來，這也是我們注意的一點！我選擇的鑄造的粗糙度是 ：初步選擇的加工余量7CT6.0mm。鑄件缺陷層 ，粗糙度 ，還根據(jù)鑄造機械加工余??T?30?缺 ??mRZ?20?量的估算公式： 計算出來的結果加工余量 A=3.8MM，經(jīng)過相關資料的總結15.2.BCAMN的加工余量 的外圓的加工余量 A=6MM,其他加工面都是 A=5MM。1.034??4.金屬型鑄造要求的條件:符合 100或 100以下的鑄件,結構簡單,經(jīng)濟合理性為成批\大量生產(chǎn).這也基本滿足條件!我就選擇金屬型鑄造?？傊?零件形狀并不復雜，而且零件加工的輪廓尺寸不大 ,因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。（二）基面的選擇工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正進行。（1）粗基準的選擇。對于法蘭盤零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取右邊外圓 及 的右端面的不加工外輪廓表45?90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一個自由度。對外圓 、 、 和 （共兩塊 V 形塊加緊，限制４個自由度，12.034??06.5?9?045.2?底面兩塊支撐板定位面限制 1 個自由度，使缺少定位，不過是可以靠兩個 V 形塊來加緊力來約束Ｚ軸的扭轉力，然后進行鉆削）的的加工，這樣對于回轉體的發(fā)蘭盤而言是可以保證相關面的標準，確保的圓周度。（2）精基準的選擇。以 為精基準加工表面。045.2??這一組加工表面包括： 右端面； 左端面； 右端面； 退刀槽；1.340?9?017.45?23?Φ4 和 孔。因為主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不03.6??第 7 頁 共 40 頁重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一一 工藝路線方案一工序Ⅰ 1.Φ100 粗車左端面。2、粗車 Φ90 左側面。3、粗車 Φ100 外圓。4、粗車左 Φ45 外圓。5、Φ100 粗車右端面。工序Ⅱ 1、粗車右 Φ45 右端面。2、粗車 Φ90 右側面。3、粗車右 Φ45 外圓。4、粗車 Φ90 外圓。工序Ⅲ 鉆、擴、粗鉸、精鉸 孔并車孔左端的倒角。045.??工序Ⅳ 1、半精車 左、右端面、 2、 左端面，精車 左端面、1.340?90?12.034??左端面。半精車外圓 、 、 、4、半精車 柱體的過度倒圓。90?6.5912.3?06.55、車 柱體上的倒角 C1.5。12.034?工序Ⅴ 1、半精車、精車 右端面。2、車槽 3×2。3、倒角 C7×45和 C1×45。0?工序Ⅵ 精車 左端面、 右端面1.34?9工序Ⅶ 粗銑、精銑 柱體的兩側面。工序Ⅷ 鉆 4 孔，鉸 6 孔。工序Ⅸ 鉆 孔。9??工序Ⅹ 磨削 B面，即 外圓面、 右端面、 左端面。12.034??90?工序Ⅺ 磨削外圓面 ， 。12.034?9工序Ⅻ 磨削 突臺距離軸線 24mm的側平面。9?工序ⅩⅢ 刻字刻線。工序 XIV 鍍鉻。第 8 頁 共 40 頁工序 XV 檢測入庫。2.工藝路線方案二工序ⅠⅠ 粗車 柱體左端面。12.034??工序Ⅱ 粗加工 Φ20 孔 1、鉆中心孔 Φ18。2、擴孔 Φ19.8。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。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。工序Ⅴ1、粗鉸 Φ19.94。2、精鉸 Φ20。工序Ⅵ 精車 左端面、 右端面。1.034??90?工序Ⅶ 銑 Φ90 上兩平面 1、粗銑兩端面。2、精銑兩端面。工序Ⅷ 鉆 Φ4 孔，鉸 Φ6 孔工序Ⅸ 鉆 4×Φ9 透孔工序Ⅹ 磨右 Φ45 外圓，外圓 Φ100，外圓 Φ90。磨 B面，即 左 Φ45 外圓面、 Φ100 右端面、Φ90 左端面工序Ⅺ 磨 Φ90 上距軸心 24平面工序Ⅻ B 面拋光工序 XIII 刻字刻線工序 XIV Φ100 外圓鍍鉻工序 XV 檢驗入庫3. 工藝方案的比較與分析上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原則來加工的，先粗加工 半精加工 精加工。給鉆 孔確定基準，確?？椎男形?045.2??公差，不過一次性加工好 ，同時零件 要求很高的，在后面的加工會對它045.2??.0的精度的影響，并且 左端面和 右端面要與 軸有一定位置公差，這樣1.340?9045.?很難保證它們的位置的準確性。而方案二是只給 鉆孔保證底座平面度，不過鉆.02?第 9 頁 共 40 頁頭的下鉆時不能準確定位，會影響 的位置公差，從而也影響后面加工的045.2??左端面和 右端面的端面跳動。不過在方案二中 粗鉆擴和鉸是分開加12.034??90? 045.2??工，粗鉸 Φ19.94。2、精鉸 Φ20，放在精車 左端面、 右端面前面，這樣確12.034?9保 左端面和 右端面要與 軸有一定位置公差。我們小組綜合的方案如1.034? 45.0??下：工序Ⅰ 粗車零件左端1、Φ100 粗車左端面。2、粗車 Φ90 左側面。3、粗車 Φ100 外圓。4、粗車左 Φ45 外圓。5、Φ100 粗車右端面。工序Ⅱ 粗車零件右端1、粗車右 Φ45 右端面。2、粗車 Φ90 右側面。3、粗車右 Φ45 外圓。4、粗車 Φ90 外圓。工序Ⅲ 粗加工 Φ20 孔1、鉆中心孔 Φ18。2、擴孔 Φ19.8工序Ⅳ 半精車零件左端1、半精車 Φ100 左端面。2、半精車 Φ90 左側面。3、半精車 Φ100 外圓。 4、半精車左Φ45 外圓。5、半精車 Φ90 外圓并倒角 C1.5。6、車過渡圓角 R5。7、半精車 Φ100 右側面。8、倒角 C1.5。工序Ⅴ 半精車零件右端1、半精車右 Φ45。2、半精車 Φ90 右側面。3、半精車右 Φ45 外圓。右端面 4、倒角C7。5、切槽 3×2。工序Ⅵ 精加工 Φ20 孔1、粗鉸 Φ19.94。2、精鉸 Φ20。工序Ⅶ精車1、精車 Φ100 左端面。2、倒角 1×1.5（Φ20）。3、精車 Φ90 右側面。4、倒角1×1.5（Φ20）。工序Ⅷ 銑 Φ90 上兩平面1、粗銑兩端面。2、精銑兩端面工序Ⅸ 鉆 Φ4 孔，鉸 Φ6 孔第 10 頁 共 40 頁工序Ⅹ 鉆 4×Φ9 透孔工序Ⅺ 磨外圓 Φ100，右 Φ45 外圓，外圓 Φ90。磨 B面，即 左 Φ45 外圓面、 Φ100 右端面、Φ90 左端面工序Ⅻ 磨 Φ90 上距軸心 24mm平面工序 XIII B面拋光工序 XIV 刻字刻線工序 XV Φ100 外圓鍍鉻工序 XVI 檢驗入庫?？偣に嚪桨傅姆治觯何覀兊目偡桨富究朔艘欢桨傅娜秉c，繼承它們的優(yōu)點。可以做到先粗加工 半精加工 精加工， 粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸 Φ19.94。2、?045.2??精鉸 Φ20，放在精車 左端面、 右端面前面，這樣確保 左端面和12.034??91.034??右端面要與 軸有一定位置公差?？梢源_保 加工面精度。90?5.0? 045.2?（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140 車床法蘭盤”；零件材料為 HT200，硬度 190～210HB ，毛皮重量1.6kg，生產(chǎn)類型大批量，金屬型鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 車 外圓表面加工余量及公差。10?查《機械制造工藝設計簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表 2.2～2.5，取外圓表面長度余量均為 2Z=6mm（均為雙邊加工）車削加工余量為：粗車: 2× 2.5mm半精車: 2×0.3mm精車 : 2×0.16mm公差：徑向的偏差為 mm12.034?2.車 、 、 端面和 、 外圓表面加工余量：10?95?945?第 11 頁 共 40 頁粗車 2× 2mm半精車 2×0.3mm精車 : 2×0.16mm3.鉆孔（ ）0?查《工藝手冊》表 2.2～2.5，先鉆出來直徑是 18mm, 工序尺寸加工余量：鉆孔 18mm擴孔 0.9mm粗鉸孔 0.07 mm精鉸 0.03mm公差：徑向的偏差為 mm045.?4.鉆孔（ ）9?一次性加工完成，加工余量為 2Z=9mm5.銑削加工余量：粗銑：9mm（離 中心軸為 34 mm）045.2??精銑：2 mm粗銑：18mm (離 中心軸為 24 mm)045.?精銑：3 mm其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（五）確定切屑用量及基本工時工序Ⅰ(一).粗車 Ф100 左端面（1）選擇刀具選用 93°偏頭端面車刀，參看《機械制造工藝設計簡明手冊》車床選用 C365L 轉塔式車床，中心高度 210mm。參看《切削用量簡明手冊》選擇車刀幾何形狀，前刀面形狀為平第 12 頁 共 40 頁面帶倒棱型，前角為 10°，后角為 6°，主偏角 93°,副偏角為 10°,刀尖角圓弧半徑 0.5，刃傾角為－10°。（2）確定切削用量（a）確定背吃刀量 ap (即切深 ap)粗車的余量為 2mm。由于刀桿截面取最大吃刀深度 6mm，所以一次走刀完成即 ap=2mm。（b）確定進給量 f查《切削用量簡明手冊》：加工材料 HT200、車刀刀桿尺寸為 16×25㎜^2、工件直徑100mm、切削深度 ap=2mm，則進給量為 0.8~1.2mm/r。再根據(jù) C365L 車床及《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2－3 查取橫向進給量取 f =0.92mm/r。(c)選擇磨鈍標準及耐用度根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.9，取車刀后刀面最大磨損量為 0.8~1.0mm。焊接車刀耐用度 T=60min。(d) 確定切削速度 V 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.11 當用 YG6 硬質合金車刀加工 HT200（180~199HBS ） ，ap =2mm，f =0.92mm/r，查出 V =1.05m/s。由于實際情況，在車削過程使用條件的改變，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.28，查得切削速度的修正系數(shù)為：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。則修正后的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 為刀具材料改變時切削速度的修正系數(shù)。KTv 為刀具耐用度改變時切削速度的修正系數(shù)。Kkv 為切削方式改變時切削速度的修正系數(shù)。Kkrv 為車刀主偏角改變時切削速度的修正系數(shù)。Kmv 為工件材料的強度和硬度改變時切削速度的修正系數(shù)。Ksv 為毛胚表面狀態(tài)改變時切削速度的修正系數(shù)。則：n = 1000V’/ （ЛD）=140r/min按 C365L 車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊 》表 4.2－2）選擇與 140r/min 相近似的機床轉速 n =136r/min,則實際切削速度 V = 42.7m/min。(e)校驗機床功率第 13 頁 共 40 頁車削時功率 P 可由《切削用量簡明手冊》表 1.25 查得：在上述各條件下切削功率 P =1.7~2.0KW，取 2.0KW。由于實際車削過程使用條件改變，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.29-2，切削功率修正系數(shù)為： Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87 。其中：Kkrfz 為主偏角變化時切削力的修整系數(shù)。Krofz 為車刀前角變化時切削力的修整系數(shù)。Kλsfz 為刃傾角變化時切削力的修整系數(shù)。Krζfz 為車刀刀尖圓弧半徑變化時切削力的修整系數(shù)。則：修整后的P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Kr ζfz = 1.55KW根據(jù) C365L 車床當 n =136r/min 時，車床主軸允許功率 PE=7.36KW。因 P’

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