法蘭盤零件的加工工藝規(guī)程及其4-5.5mm鉆床夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,法蘭盤,零件,加工,工藝,規(guī)程,及其,mm,妹妹,鉆床,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 機(jī)械制造工藝課程 設(shè)計(jì)說明書 —— 法蘭零件夾具設(shè)計(jì) 學(xué)院：機(jī)械與動力工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械制造及其自動化 班級： 姓名： 學(xué)號： 日期: 內(nèi)容摘要 本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括三個(gè)部分，分別為法蘭零件分析，零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和專用夾具的設(shè)計(jì)，因此需要從這三個(gè)部分依次進(jìn)行了由淺入深的分析，逐一對設(shè)計(jì)過程中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)進(jìn)行了說明及論證。 本設(shè)計(jì)內(nèi)容嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)的步驟并依據(jù)相關(guān)手冊和資料進(jìn)行書寫。這次課程設(shè)計(jì)安排在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)之后，進(jìn)一步深化了我們所學(xué)的知識，也為畢業(yè)設(shè)計(jì)做了準(zhǔn)備，更為我們以后我們畢業(yè)之后從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝方面的技術(shù)工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ). 目 錄 前言……………………………………………………………………1 一、零件的分析………………………………………………………2 (一) 零件的功用…………………………………………………2 (二) 零件的工藝分析……………………………………………2 二、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………3 (一) 確定零件的生產(chǎn)類型………………………………………3 (二) 確定零件毛坯制造形式……………………………………3 (三) 擬定零件的機(jī)械加工工藝路線……………………………4 (四) 確定加工余量………………………………………………8 三、專用夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………16 (一) 零件的加工工藝分析………………………………………16 (二) 定位夾緊方案的確定及論證………………………………16 (三) 定位誤差分析………………………………………………20 四、結(jié)束語…………………………………………………………22 五、參考文獻(xiàn)………………………………………………………23 附:工序卡片及工藝工藝過程卡片 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 粗車小端 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次 數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動 輔助 05 粗車小端外圓至 YG6外圓車刀，0-200/0.02mm游標(biāo)卡尺 400 154 0.6 2.9 1 10 車端面，保證尺寸23 YG6外圓車刀，0-200/0.02mm游標(biāo)卡尺 400 144 0.6 2 1 15 鏜孔至，保證尺寸8.5 內(nèi)孔車刀，游標(biāo)卡尺 400 128 0.1 5.5 2 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 金工 精車各檔外圓,倒角 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用心軸 工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次 數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動 輔助 05 精車小端外圓至 外圓車刀,游標(biāo)卡尺 500 215 0..35 0.6 1 10 精車小端端面 外圓車刀 500 195 0.35 1 1 15 小端外圓倒角 左偏刀 500 s 20 精車大端端面至3 外圓車刀,游標(biāo)卡尺 500 225 0.35 0.6 1 25 精車大端端面保證20尺寸 左偏刀 500 220 0.35 0.6 1 s 機(jī)械加工工藝卡片 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次 數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動 輔助 05 車螺紋 螺紋車刀,游標(biāo)卡尺 320 6.78 1.25 2 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 粗車大端 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次 數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動 輔助 05 粗車大端外圓至 外圓車刀,游標(biāo)卡尺 400 144 0.6 2.9 1 10 車端面 外圓車刀,游標(biāo)卡尺 470 118 0.3 1 1 15 粗鏜孔至 內(nèi)孔車刀,游標(biāo)卡尺 1120 121 0.1 1 20 精鏜孔至 內(nèi)孔車刀,游標(biāo)卡尺 1120 121 0.1 1 25 倒角 內(nèi)孔車刀 400 0.1 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 法蘭 零件名稱 共 5 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次 數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動 輔助 05 鉆通孔4- 麻花鉆 195 10 鉸通孔4- 鉸刀 15 锪沉孔 锪刀 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 法蘭 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 毛坯種類 模鍛 毛坯外 形尺寸 每毛坯可 制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 步 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 05 準(zhǔn) 下料 G7022-1 10 鍛 鍛造毛坯 C41-250B 鍛模 15 熱 正火 20 車 粗車小端外圓、端面、鏜孔及倒角 CA6140 三爪卡盤 25 車 粗車大端外圓、端面、鏜孔及倒角 CA6140 三爪卡盤 30 熱 調(diào)質(zhì) 35 檢 檢驗(yàn) 40 車 粗車各端外圓、端面 心軸 45 攻 車M90 1.5螺紋 CA6140 三爪卡盤 50 鉆 鉆、鉸4- 5.5mm及锪 9mm孔 Z525 專用夾具 55 輔 清洗 60 檢 檢驗(yàn) 65 輔 油封入庫 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 CA6140車床 零件名稱 法蘭盤 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 97X106X106 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 05 備料熱處理 10 車 粗車右端面至39.4、Φ90右端面至40.6、Φ90外圓至91.5、Φ45外圓至45.8 CA6140 反爪卡盤，外圓車刀，90度偏刀，游標(biāo)卡尺 15 車 粗車左端面至93.8、Φ100外圓至Φ101.5、Φ100右端面至41.3、Φ90左端面至11.3、Φ45外圓（B面）至Φ46.5，鉆孔Φ18 CA6140 三爪卡盤，外圓車刀，90度偏刀，Φ18鉆頭，游標(biāo)卡尺 20 車 半精車右端面至39.2、Φ90右端面至40.2、Φ45外圓至Φ45.3、Φ90外圓至Φ90.3，精車Φ90右端面至41，切3X2退刀槽，切大倒角保長34，擴(kuò)孔至Φ19.8，到1.5X倒角 CA6140 反爪卡盤，外圓車刀，90度偏刀，內(nèi)孔車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺 25 車 半精車左端面至93、Φ100外圓至Φ100.3、Φ100右端面至40.6、Φ90左端面至8.4、Φ45（B）外圓至Φ45.3，精車左端面至91，到1.5X倒角（共三處），鉸孔至尺寸 CA6140 三爪卡盤，外圓車刀，90度偏刀，內(nèi)孔車刀，游標(biāo)卡尺 30 銑 粗銑、半精銑、精銑Φ90側(cè)面 X62W 分度頭，銑刀，游標(biāo)卡尺 35 鉆 鉆軸向孔4-Φ9孔，鉸孔 Z525 專用夾具1，Φ9麻花鉆，游標(biāo)卡尺 40 鉆 鉆Φ4通孔，鉆Φ6孔深7，絞孔 Z525 專用夾具2， 4麻花鉆， 6擴(kuò)孔鉆，游標(biāo)卡尺，絞刀 45 鉗工 去毛刺 50 磨 粗磨Φ100外圓至Φ100.2，粗磨Φ90外圓至Φ90.2，粗磨Φ45及兩側(cè)至Φ45.2、40.8、8.2、R5 W131M 三爪卡盤，成型砂輪，游標(biāo)卡尺 55 磨 磨Φ45外圓及臺階面至尺寸、磨Φ90右側(cè)面至尺寸 W131M 心軸，成型砂輪，外徑千分尺 60 磨 精磨Φ100外圓至尺寸，精磨Φ45（B）外圓及兩側(cè)至尺寸 W131M 三爪卡盤，成型砂輪，游標(biāo)卡尺 65 鉗工 刻字，B面拋光 70 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各尺寸 75 鍍鉻 Φ100外圓鍍鉻 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 前 言 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝學(xué)等課程，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生不所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯?shí)踐知識在實(shí)踐的工藝，夾具設(shè)計(jì)中綜合地加以應(yīng)用，進(jìn)而得以加深和發(fā)展，提高學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我們在下述方面可以得以鍛煉： 1) 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí) 中所學(xué)到的實(shí)踐知識，正確的分析和解決一個(gè)零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 2) 通過夾具的工藝，進(jìn)一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計(jì)出高效省力，既經(jīng)濟(jì)合理有能保證質(zhì)量的夾具。 3) 進(jìn)一步提高我們的計(jì)算設(shè)計(jì)制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料。 4) 在設(shè)計(jì)制造中培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立的工作能力。 在設(shè)計(jì)中，由于理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中的不妥之處，敬請老師批評指正。 一、 零件的分析 （一）零件的功用： 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)我們組的零件是法蘭，法蘭的種類很多，用途也很廣。法蘭的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進(jìn)入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的法蘭，其內(nèi)部有的螺紋可以起到定位軸的零件作用，外圓和一端面均有Ra=1.6的配合要求，和4-起到固定法蘭的作用。 （二）零件的工藝分析： 由零件圖可以看出，該法蘭的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。 下面將主要表面分為四部分，見圖1-1。 1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面： 這組加工面包括：孔、M901.5螺紋孔及其倒角。 2、以外圓為中心的一組加工面： 這組加工面包括：外圓、及其倒角。 3、以定位的兩個(gè)孔 這組加工面包括：孔和4-孔。 4、左右端面： 這組加工面包括：的端面和4-表面的端面和的端面。 以上各表面的主要技術(shù)要求如下： 1、孔的表面粗糙度為Ra=3.2，M901.5螺紋的表面粗糙度為Ra=3.2。 2、外圓mm的Ra=1.6，同軸度要求為0.02，倒角為145°，mm表面粗糙度為Ra=3.2。 3、4-mm的端面與軸心線有位置0.02mm的要求。其Ra為1.6。 4、孔4-mm和mm。 零件要求調(diào)質(zhì)HRC30~45，其坯重為2.2kg。 由分析可知，四組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然后再以加工過的表面為精基準(zhǔn)加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。 二、 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定零件的生產(chǎn)類型： 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q·n（1+a%）（1+b%）(件/年) 其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺/年, 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計(jì)算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。 （二）確定零件毛坯的制造形式： 零件為45鋼，在工作時(shí)法蘭在某些場面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達(dá)到中批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。 (三)擬定零件的機(jī)械加工工藝路線： 1、定位基準(zhǔn)的選擇： 定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，需要同時(shí)考慮一下三個(gè)問題： （1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工時(shí)精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利地進(jìn)行。 （2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為精基面。 （3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ螅枰捎媒y(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。 另外，我們還應(yīng)從粗精基準(zhǔn)選擇的基本原則為出發(fā)點(diǎn)： a．“基準(zhǔn)重合”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。 b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個(gè)表面加工都能使用的表面作為基準(zhǔn)。 c.“互為基準(zhǔn)”原則。當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時(shí)，可互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。 d.“自為基準(zhǔn)”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。 2、粗基準(zhǔn)選擇： a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。 d.選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準(zhǔn)確可靠。. e.粗基準(zhǔn)一般只使用一次，不再重復(fù)使用。 精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該工件的特點(diǎn)和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。加工，，，，，等主要尺寸以螺紋孔和右端面作為精面。這樣才能實(shí)現(xiàn)同軸度和位置的要求。對于有相互位置要求，加工笫一個(gè)孔時(shí)應(yīng)以螺紋孔和右端面為精基準(zhǔn)。其余三個(gè)孔應(yīng)以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)周向定位。 粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以外圓和一個(gè)端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。 零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。 該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表2-9得知孔已鍛出。《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下： 孔，螺紋孔 粗鏜——精鏜； 各外圓表面 粗車——精車； ， 鉆——鉸； 螺紋孔 車螺紋。 3、零件各表面加工順序的確定： 1）加工階段的劃分：為達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個(gè)加工階段： a.粗加工階段：車外圓，端面，內(nèi)孔； b.半精加工階段：以精車后為主要精基準(zhǔn)，精車，外圓，端面； c.精加工階段：以端面和孔定位，加工另外三個(gè)孔。 對于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。耙陨?，）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。 2）加工工序的安排： a.機(jī)械加工順序的安排：根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn)，又由于車螺紋后作為定位基準(zhǔn)，會破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準(zhǔn)，精車外圓，端面，然后加工出一個(gè)孔，最后加工出四個(gè)孔。 b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體，提高零件的綜合力學(xué)性能。 c.輔助工序安排：檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。 3）工序的組合： 在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。 工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。 零件法蘭由于是中批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用通用機(jī)床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下： （1）下料； （2）鍛造毛坯； （3）正火； （4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角； （5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角； （6）調(diào)質(zhì)處理； （7）檢驗(yàn)； （8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋； （9）鉆孔，锪孔直到； （10）清洗； （11）檢驗(yàn)； （12）油封，入庫。 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡片。 （四）確定加工余量： 合理選擇加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種： 1）分析計(jì)算法； 2）查表修正法； 3）經(jīng)驗(yàn)估算法。 工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類： a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對于這類簡單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。 b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì) 毛坯圖1-2 基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。 機(jī)械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過大，增加機(jī)械加工勞動量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。 根據(jù)零件毛坯條件：材料為45鋼，硬度為HRC30-45，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。 1、本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 （1） 外圓表面加工余量 小端外圓長度7.5mm，加工表面公差等級為IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故鍛造時(shí)外徑加工余量按外圓查表得：精車，2Z=1.2；精車可以達(dá)到該公差等級，按照“入體原則”，粗車，2Z=5.8；毛坯，2Z=。 （2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺階面的加工。 余量查表得Z=，故毛坯總長為26±2mm，小端臺階長為13.5±2mm。 （3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔為螺紋孔和光孔。由于和相差較小，故鍛造時(shí)取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按內(nèi)孔查表得：車螺紋M90×1.5，2Z=0.2；精鏜內(nèi)孔88.376，2Z=0.8；精鏜內(nèi)孔86，2Z=8；毛坯81.2±2，2Z=9±2，毛坯圖見1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。 2、確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備： 零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類和型號。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。 由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下： （1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車床。夾具：三爪卡盤。 （2）精車134mm右端面。選用CA6140普通車床。夾具：專用心軸。 （3）精車左端面及mm。選用CA6140普通車床。夾具：心軸。 （4）鉆鉸5.5mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。 （5）锪9mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。 另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機(jī)床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗(yàn)的精度來選擇。其選擇的型號詳見工序卡片。 3、確定切削用量及工時(shí)定額： 切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。 選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度），其次要根據(jù)機(jī)床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v。 a. 估算工時(shí)定額：=++=+++ ——單件時(shí)間； ——作業(yè)時(shí)間； ——布置工作地時(shí)間； ——休息與生理需要時(shí)間； ——輔助時(shí)間； ——基本時(shí)間。 b. 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 。 c. 單件計(jì)算時(shí)間 =++++。 其具體計(jì)算過程如下： （1） 加工條件： 工件材料：45鋼正火，=0.35GPa,模鍛。 加工要求：車端面134mm,Ra3.2；粗車外圓134mm，mm。Ra分別為3.2，1.6。車螺紋M90 ×1.5 ，Ra3.2。 機(jī)床：CA6140普通車床 刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 ×25 ， =90°，=15°，=12°，=0.5mm，60°螺紋車刀；刀具材料： W18Cr4v。 （2） 計(jì)算切削用量： 1)粗車端面時(shí)，根據(jù)加工余量Z= ，取Z=3，即=3mm，走刀量f=0.4 （表3-13）； 計(jì)算切削速度（表3-18），耐用度t=45min， m/sm/s 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取=6.67 (400)(表4-3) 所以實(shí)際切削速度v=2.57 （154.4 ） 切削I時(shí)： , =2mm, =0, =5mm(試切長度) 2)粗車外圓: a.切削深度：單邊余量Z=2.8mm可一次切除。 b.進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13中選用f=0.6 。 c.計(jì)算切削速度（表3-18） d. 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取=6.67 (400) 所以實(shí)際切削速度 e. 切削I時(shí)： 切入長度=4mm，切出長度=0，試切長度=5mm 3）車螺紋： a.切削速度的計(jì)算（表3-55），刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取=0.15mm。 b.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取=1.67（100） 所以實(shí)際切削速度 c. 切削I時(shí)： 取粗行程次數(shù)3次，精行程2次，切入長度=3mm 4）鉆孔5.5mm： （表3-38） （表3-42） 按機(jī)床選取=15 (900 ) 所以實(shí)際切削速度 切削I時(shí)： 切入=10mm，切出=2mm, =13.5mm, 5）鏜孔94mm 取刀桿直徑D= 25mm，刀桿伸出量125mm， 加工余量，一次可切除完畢。 選用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀,f=0.21（表3-15） （表3-19及手冊P102“鏜孔切削用量”） 按機(jī)床選取=5.25 (315 ) 所以實(shí)際切削速度: 切削I時(shí)：（表7-1） =13.5 , =2mm 三、專用夾具設(shè)計(jì) 圖1-1所示為法蘭零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在Z525立式鉆床上加工5.5mm個(gè)孔，需要設(shè)計(jì)一專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項(xiàng)精度要求。 （一）零件的加工工藝分析： 零件對5.5mm孔的要求如下： a.四個(gè)孔需要均布排列； b.兩孔的中心距為1200.1； c.孔的表面粗糙度Ra為3.2； 加工面的凸臺面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準(zhǔn)選上下端面，側(cè)面或者中心孔。 （二）定位加緊方案的確定及論證： 根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時(shí)只需限制六個(gè)自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動自由度也必須予以限制?，F(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡圖如下： 方案1圖示： 圖3-1 方案2圖示： 圖3-2 方案3圖示： 圖3-3 A 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度，可知法蘭右端臺階較小，相當(dāng)于短圓柱銷。其中右端面作為基準(zhǔn)，限制的自由度為，和短圓柱銷限制和，共有 X， Y， 和四個(gè)自由度受到限制，V形塊限制和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。 根據(jù)主要夾緊力由V形塊和削邊銷提供，當(dāng)削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對V形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進(jìn)行自定位支承，在鉆削過程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖3-1為該定位夾緊方案的圖示。 B 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，分別限制了4個(gè)自由度，其小平面和長圓柱銷供限制里個(gè)自由度即，X， ，Y和。又由于短V形塊限制了Z，故6個(gè)自由度全部被限制。 根據(jù)主要夾緊力由短V形塊提供，且V形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。 C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該定位基準(zhǔn)仍采用右端面，該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了，X和Y三個(gè)方向上自由度。又V形塊限制了，Z和三個(gè)方向上自由度，這樣保證零件的定位可靠。 根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準(zhǔn)面的原則，主要夾緊力由V形塊和開口墊圈來提供，其中V形塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形，需設(shè)置輔助支承，圖3-3所示為定位夾緊方案。 比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。三種方案都可以滿足定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的V形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開口墊圈和V形塊分擔(dān)，且有輔助支承存在，沒出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來解除過定位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時(shí)加工出四個(gè)孔.。 (三) 定位誤差分析： 首先，在對夾具進(jìn)行定位誤差分析之前，對已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說明： 該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個(gè)孔。工件以端面，止口和凸臺圓弧在夾具體7和V形塊9上定位。轉(zhuǎn)動手柄10，在彈簧作用下使V形塊9向右運(yùn)動，起角向定位作用，擰緊螺母2，通過開口墊圈3將工件壓緊。當(dāng)一個(gè)孔鉆好后，拉動手柄10并旋轉(zhuǎn)，使V形塊9脫離工件再向上推動手柄5，對髽脫離分度盤8，轉(zhuǎn)動夾具體7至相應(yīng)位置時(shí)，對定爪6在彈簧銷4的作用下，插入分度盤8的槽中分度對定，鉆削另一個(gè)孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析: 1.四個(gè)孔均不排列： 該誤差主要存在于分度裝置的精度問題，在加工完畢一個(gè)孔后，需轉(zhuǎn)動夾具體的角度來加工下一個(gè)孔，定位夾緊后，通過鉆頭產(chǎn)生的軸向力會使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置輔助支承時(shí)應(yīng)注意到這一方面，對均布的5.5mm的四個(gè)孔有很重要的意義。 2.兩孔心距： 為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應(yīng)稍加注意，將會消除這方面的問題，將產(chǎn)生的誤差為，其夾角為，鉆孔平面的尺寸為22mm，具體參照圖3-3。定位誤差為： = = =0.016 由于=0.016<0.05，故可以滿足其加工精度。 3.孔表面粗糙度Ra3.2： 由于鉆孔的公差等級能達(dá)到IT12-IT11，其中Ra值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到Ra3.2，故需進(jìn)一步采用鉸孔，而該孔又是一個(gè)沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進(jìn)行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進(jìn)行鉸孔后便能滿足要求。 四、結(jié)束語 要掌握零件制造過程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問題的知識和能力，其復(fù)雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關(guān)知識學(xué)科的學(xué)習(xí)，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門學(xué)科的綜合組成全面地分析和運(yùn)用機(jī)械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 通過本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解到生產(chǎn)零件過程中需要解決很多問題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學(xué)的熱心幫助，讓我屢次樹立信心，決心完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中仍存在有問題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計(jì)。 對本次設(shè)計(jì)中，幫助過指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)最真誠的謝意！ 五、參考文獻(xiàn): 《機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)》 傅水根主編 清華大學(xué)出版社2000.9 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版設(shè) 2004.1 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 顧崇銜主編 西科學(xué)技術(shù)出版社 2006.8 《機(jī)械制造工藝手冊》 王紹俊主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1981.8 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 濮良貴主編 高等教育出版社 2006.12 《金屬切削機(jī)床夾具圖冊》 南京機(jī)械研究所主編加工 1984.12 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》編委會主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 24