783 法蘭零件夾具設(shè)計1,法蘭,零件,夾具,設(shè)計 機械制造工藝課程設(shè)計說明書——法蘭零件夾具設(shè)計學(xué)院：機械與動力工程學(xué)院專業(yè)：機械制造及其自動化班級：機制 04-1 班姓名： 尚 偉學(xué)號：0403010115日期: 2008 年 3 月內(nèi)容摘要本次課程設(shè)計的內(nèi)容主要包括三個部分，分別為法蘭零件分析，零件工藝規(guī)程的設(shè)計和專用夾具的設(shè)計，因此需要從這三個部分依次進行了由淺入深的分析，逐一對設(shè)計過程中的難點和疑點進行了說明及論證。本設(shè)計內(nèi)容嚴格按照課程設(shè)計的步驟并依據(jù)相關(guān)手冊和資料進行書寫。這次課程設(shè)計安排在畢業(yè)設(shè)計之前，機械制造工藝學(xué)習(xí)之后，進一步深化了我們所學(xué)的知識，也為畢業(yè)設(shè)計做了準備，更為我們以后我們畢業(yè)之后從事機械設(shè)計制造工藝方面的技術(shù)工作奠定了堅實基礎(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……………………………………………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) 擬定零件的機械加工工藝路線……………………………4(四) 確定加工余量………………………………………………8三、專用夾具設(shè)計……………………………………………………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………………………………………………………23附:工序卡片及工藝工藝過程卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車小端外圓至 0.6312??YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 154 0.6 2.9 110 車端面，保證尺寸 23 YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 144 0.6 2 115 鏜孔至 ，保證尺寸948.5 內(nèi)孔車刀，游標卡尺 400 128 0.1 5.5 2機械加工工藝卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用心軸工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 精車小端外圓至 0.3671??外圓車刀,游標卡尺 500 215 0..35 0.6 110 精車小端端面 外圓車刀 500 195 0.35 1 115 小端外圓倒角 左偏刀 500 s20 精車大端端面至 314m外圓車刀,游標卡尺 500 225 0.35 0.6 125 精車大端端面保證 20 尺寸 左偏刀 500 220 0.35 0.6 1 s產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 車 螺紋901.5M?螺紋車刀,游標卡尺 320 6.78 1.25 2產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車大端外圓至 0135.2??外圓車刀,游標卡尺 400 144 0.6 2.9 110 車端面 外圓車刀,游標卡尺 470 118 0.3 1 115粗鏜孔至 86內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 120精鏜孔至 .37內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 125倒角 0145?內(nèi)孔車刀 400 0.1產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式鉆床 Z525 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 鉆通孔 4- 5.?麻花鉆 19510 鉸通孔 4- 鉸刀15锪 沉孔9锪刀產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工藝卡片產(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 1426mf′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 下料 G7022-110 鍛 鍛造毛坯 C41-250B 鍛模15 熱 正火 410s′-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) 410s′-35 檢 檢驗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ff Z525 專用夾具55 輔 清洗60 檢 檢驗65 輔 油封入庫1前 言機械制造工藝課程設(shè)計使我們學(xué)完了機械制造技術(shù)，機械制造裝備設(shè)計，機械制造工藝學(xué)等課程，進行了生產(chǎn)實習(xí)之后，所進行的一個重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生不所學(xué)的工藝理論和實踐知識在實踐的工藝，夾具設(shè)計中綜合地加以應(yīng)用，進而得以加深和發(fā)展，提高學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過本次課程設(shè)計，我們在下述方面可以得以鍛煉：1) 能熟練的運用機械制造工藝學(xué)及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實習(xí) 中所學(xué)到的實踐知識，正確的分析和解決一個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)濟性。2) 通過夾具的工藝，進一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計出高效省力，既經(jīng)濟合理有能保證質(zhì)量的夾具。3) 進一步提高我們的計算設(shè)計制圖能力，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)計制造中培養(yǎng)我們嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨立的工作能力。在設(shè)計中，由于理論知識和實踐經(jīng)驗不足，設(shè)計中的不妥之處，敬請老師批評指正。2一、 零件的分析（一）零件的功用：機械制造工藝設(shè)計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901.5M?的零件作用，外圓 和一端面均有 Ra=1.6 的配合要求， 和0.3671??9?4- 起到固定法蘭的作用。5.?（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、M90 1.5 螺紋孔及其倒角。94??2、以外圓為中心的一組加工面：這組加工面包括： 0.3671?外圓、 及其倒角。343、以 定位的兩個孔10.?這組加工面包括： 孔和 4- 孔。9?5.4、左右端面：這組加工面包括： 的端面和 4- 表面的端面和 0.3671??的端.面。以上各表面的主要技術(shù)要求如下：31、 94?孔的表面粗糙度為 Ra=3.2，M90 1.5 螺紋的表面粗糙?度為 Ra=3.2。2、外圓 0.3671?mm 的 Ra=1.6，同軸度要求為 0.02，倒角為1?45°， 4mm 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 Ra5.?為 1.6。4、孔 4- mm 和 mm。.9零件要求調(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進行加工，然后再以加工過的表面為精基準加工其他各組表面，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（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，要求有較高的強度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸4不大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達到中批生產(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) 擬定零件的機械加工工藝路線：1、定位基準的選擇：定位基準的選擇是擬定零件的機械加工路線，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。在選擇定位基準時，需要同時考慮一下三個問題：（1）以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工時精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應(yīng)采用哪一個表面作為精基面。（3）是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。另外，我們還應(yīng)從粗精基準選擇的基本原則為出發(fā)點：a． “基準重合 ”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計基準為精基準。 b.“基準統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個表面加工都能使用的表面作為基準。c.“互為基準 ”原則。當兩個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，可互為基準，反復(fù)進行加工。d.“自為基準”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求5余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準。2、粗基準選擇：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。b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。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。d.選作粗基準的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準確可靠。.e.粗基準一般只使用一次，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，首先應(yīng)考慮基準重合問題，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。根據(jù)該工件的特點和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。加工 ， ， ， ， ，0.3671m??94?13m205m等主要尺寸以螺紋孔和右端面作為精面。這樣才能實現(xiàn)同120.m?軸度和位置的要求。對于 有相互位置要求，加工笫一個孔5.時應(yīng)以螺紋孔和右端面為精基準。其余三個孔應(yīng)以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準，實現(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)濟方面的要6求，在選擇時，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點和技術(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》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；94m?901.5M?各外圓表面 粗車——精車；， 鉆——鉸；.??螺紋孔 車螺紋。 901.5m?3、零件各表面加工順序的確定：1）加工階段的劃分：為達到規(guī)定的技術(shù)要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個加工階段：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，精車，外圓，端面；c.精加工階段：以端面和 孔定位，加工另外三個孔。9?對于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。?及 以6IT上， ）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，0.2Ram??一般不用糾正形狀精度和位置精度。2）加工工序的安排：a.機械加工順序的安排：根據(jù)機械加工順序安排時應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，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，又由于車螺紋后作為定位基準，會破7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，精車外圓，端面，然后加工出一個孔，最后加工出四個孔。b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前，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：檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結(jié)檢驗工序。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表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床配以專用夾具，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，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，選用通用機床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下：（1）下料；8（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；（8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋；（9）鉆 孔，锪 孔直到 ；5.m?5.m?9?（10）清洗；（11）檢驗；（12）油封，入庫。以上工藝過程詳見機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)量和整個工藝過程的經(jīng)濟性都有很大影響。余量過大，則浪費材料及工時，增加機床和刀具的消耗；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）分析計算法；2）查表修正法；3）經(jīng)驗估算法。9工藝路線確定后，就要計算各個工序加工時所應(yīng)能達到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標注方法，基準選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點而言，一般可以歸納為以下兩大類：a.在工藝基準不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計算。對于這類簡單的工序尺寸，當決定了各工序間余量和工序所能達到的加工精度后，就可計算各工序的尺寸和公差。計算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。b.基準不重合時工序尺寸的計算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗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10毛坯圖 1-2基準作定位基準，出現(xiàn)基準不重合的情況。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，這時工藝尺寸的計算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進行分析和計算，并對工序間余量進行必要的驗算，以確定工序尺寸及其公差。機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11型為中批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。1、本設(shè)計采用查表修正法和經(jīng)驗估計法相結(jié)合確定各加工表面的機械加工余量，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，故鍛造時外徑加工余量按 外圓查表得：精車 ，10f 0.3671??2Z=1.2；精車可以達到該公差等級，按照 “入體原則” ，粗車，2Z=5.8；毛坯 ，2Z= 。0.6312??172??72±（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31±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，故鍛造時取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按 內(nèi)孔查94?0 94?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床所決定的。在設(shè)計工藝規(guī)程時，主要是選擇機床的種類和型號。選擇時參考有關(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12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)特點和技術(shù)要求，選用通用機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：0.3671?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、所用機床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗的精度來選擇。其選擇的型號詳見工序卡片。3、確定切削用量及工時定額：切削用量應(yīng)在機床、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)機床動力和剛性限制條件或已加工p?表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進給量 f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計算確定最佳切削速度 v。13a. 估算工時定額： = + + = + + +PTBSrbTaSr——單件時間；PT——作業(yè)時間；B——布置工作地時間；S——休息與生理需要時間；rT——輔助時間；a——基本時間。bb. 準備與終結(jié)時間 。eTc. 單件計算時間 = + + + + 。cbaSreTn其具體計算過程如下：（1） 加工條件：工件材料：45 鋼正火， =0.35GPa,模鍛。bs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。0.3671??機床：CA6140 普通車床刀具：端面車刀，刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16 ×25 ，2m=90°， =15°， =12°， =0.5mm，60° 螺紋車刀；刀具材料： rK00?rxW18Cr4v。（2） 計算切削用量：1)粗車端面時，根據(jù)加工余量 Z= ，取 Z=3，即 =3mm，31±p?走刀量 f=0.4 （表 3-13） ；mr計算切削速度（表 3-18） ，耐用度 t=45min，14m/s m/s0.18.50.32981.5416344vympckvtxf???? 2.7確定機床主軸轉(zhuǎn)速 102.76.4/(387./min)31swvnrsrd????按機床選取 =6.67 (400 )(表 4-3)ni所以實際切削速度 v=2.57 （154.4 ）sin切削 I 時：, =2mm, =0, =5mm(試切長度)134902lm-=1l2l313.7(06min6.4mwlll snf????2)粗車外圓:a.切削深度：單邊余量 Z=2.8mm 可一次切除。b.進給量：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 。mrc.計算切削速度（表 3-18）0.180.150.3299146min(2.)46vxympck stf??????d. 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 102.57(342/in)3.41swvnrsd????按機床選取 =6.67 (400 )nmi所以實際切削速度 3.145.724(1/in)00wdv sr????e. 切削 I 時：15切入長度 =4mm，切出長度 =0，試切長度 =5mm1l 2l3l231.543.6(0min)67mwt snf?????1232..1(7i)lltf3）車螺紋：a.切削速度的計算（表 3-55） ，刀具耐用度 t=60min，螺距s=1.5mm，取 =0.15mm。p?0.1.30.74856min(0./)6v s???b.確定機床主軸轉(zhuǎn)速 .143(85/in)3.swvnrsd?按機床選取 =1.67 （100 ）nmi所以實際切削速度 3.14.670.3/0wdv rs????c. 切削 I 時：取粗行程次數(shù) 3 次，精行程 2 次，切入長度 =3mm1l1.549.(08min)67mwlt snf????4）鉆孔 5.5mm：?（表 3-38）0.2.409/.38/tffkrr??（表 3-42）.5(1min)vs=.25/14.8/(6./min)34swnrsrsd??按機床選取 =15 (900 )nin16所以實際切削速度3.145/0.26/00wdnvrsrs????切削 I 時：切入 =10mm，切出 =2mm, =13.5mm,1l2ll23.5104.7(0min)8mwt snf?????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。9402zm-=選用 90°硬質(zhì)合金 YT5 鏜刀,f=0.21 （表 3-15）mr（表 3-19 及手冊 P102“鏜孔切削用1.6(20%)1.8vmss????量” ） .4.3(260.in)3.19swvn rsrd??按機床選取 =5.25 (315 )nrsmin所以實際切削速度: 3.1495.21.(92.8i)00wdv rs????切削 I 時：（表 7-1）=13.5 , =2mml1l3.528.0mwti snf????三、專用夾具設(shè)計圖 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17鉆床上加工 5.5mm 個孔，需要設(shè)計一專用鉆床夾具以便滿足零件?圖上的各項精度要求。（一）零件的加工工藝分析：零件對 5.5mm 孔的要求如下：a.四個孔需要均布排列；b.兩孔的中心距為 120 0.1；??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，工件定位時只需限制六個自由度，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：18圖 3-1方案 2 圖示：圖 3-219方案 3 圖示：圖 3-3A 工件以右端面為第一定位基準，限制 3 個自由度，可知法蘭右端臺階較小，相當于短圓柱銷。其中右端面作為基準，限制的自由度為 ， 和 短圓柱銷限制 和 ，共有 X， Y， 和 四Z??XY??Y??Z??Z個自由度受到限制，V 形塊限制 和 Z，這樣便可以保證孔的正確X位置。根據(jù)主要夾緊力由 V 形塊和削邊銷提供，當削邊銷發(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。20B 工件以右端面為第一定位基準，分別限制了 4 個自由度，其小平面和長圓柱銷供限制里個自由度即 ， X， ，Y 和 。又由????Z??于短 V 形塊限制了 Z，故 6 個自由度全部被限制。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，該定位基準仍采用右端面，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Z??個方向上自由度。又 V 形塊限制了 ，Z 和 三個方向上自由度，X??Y?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。三種方案都可以滿足定位基準和設(shè)計基準相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點。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，21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，使一次安裝能同時加工出四個孔.。(三) 定位誤差分析：首先，在對夾具進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。當一個孔鉆好后，拉動手柄 10 并旋轉(zhuǎn) ，09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，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，在加工完畢一個孔后，需轉(zhuǎn)動夾具體 09的角度來加工下一個孔，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22輔助支承時應(yīng)注意到這一方面，對均布的 5.5mm 的四個孔有很重?要的意義。2.兩孔心距 ：120.??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：= 2tan??= (0.15.)7?=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到 IT12-IT11，其中 Ra 值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠遠不能達到 Ra3.2，故需進一步采用鉸孔，而該孔又是一個沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進行鉸孔后便能滿足要求。23四、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用機械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計的內(nèi)容。通過本次課程設(shè)計，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)計任務(wù)，在設(shè)計的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中仍存在有問題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計。對本次設(shè)計中，幫助過指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)最真誠的謝意！24五、參考文獻:《機械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)》 傅水根主編 清華大學(xué)出版社 2000.9《機械制造裝備設(shè)計》 馮辛安主編 機械工業(yè)出版設(shè) 2004.1《機械制造工藝學(xué)》 顧崇銜主編 西科學(xué)技術(shù)出版社 2006.8《機械制造工藝手冊》 王紹俊主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1981.8《機械設(shè)計》 濮良貴主編 高等教育出版社 2006.12《金屬切削機床夾具圖冊》 南京機械研究所主編加工 1984.12《機床夾具設(shè)計手冊》編委會主編 機械工業(yè)出版社 2002機械制造工藝課程設(shè)計說明書——法蘭零件夾具設(shè)計學(xué)院：機械與動力工程學(xué)院專業(yè)：機械制造及其自動化班級：機制 04-1 班姓名： 尚 偉學(xué)號：0403010115日期: 2008 年 3 月內(nèi)容摘要本次課程設(shè)計的內(nèi)容主要包括三個部分，分別為法蘭零件分析，零件工藝規(guī)程的設(shè)計和專用夾具的設(shè)計，因此需要從這三個部分依次進行了由淺入深的分析，逐一對設(shè)計過程中的難點和疑點進行了說明及論證。本設(shè)計內(nèi)容嚴格按照課程設(shè)計的步驟并依據(jù)相關(guān)手冊和資料進行書寫。這次課程設(shè)計安排在畢業(yè)設(shè)計之前，機械制造工藝學(xué)習(xí)之后，進一步深化了我們所學(xué)的知識，也為畢業(yè)設(shè)計做了準備，更為我們以后我們畢業(yè)之后從事機械設(shè)計制造工藝方面的技術(shù)工作奠定了堅實基礎(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……………………………………………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) 擬定零件的機械加工工藝路線……………………………4(四) 確定加工余量………………………………………………8三、專用夾具設(shè)計……………………………………………………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………………………………………………………23附:工序卡片及工藝工藝過程卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車小端外圓至 0.6312??YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 154 0.6 2.9 110 車端面，保證尺寸 23 YG6 外圓車刀，0-200/0.02mm 游標卡尺 400 144 0.6 2 115 鏜孔至 ，保證尺寸948.5 內(nèi)孔車刀，游標卡尺 400 128 0.1 5.5 2機械加工工藝卡片產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用心軸工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 精車小端外圓至 0.3671??外圓車刀,游標卡尺 500 215 0..35 0.6 110 精車小端端面 外圓車刀 500 195 0.35 1 115 小端外圓倒角 左偏刀 500 s20 精車大端端面至 314m外圓車刀,游標卡尺 500 225 0.35 0.6 125 精車大端端面保證 20 尺寸 左偏刀 500 220 0.35 0.6 1 s產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 車 螺紋901.5M?螺紋車刀,游標卡尺 320 6.78 1.25 2產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)普通車床 CA6140 1夾具編號 夾具名稱 切削液三爪卡盤工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 粗車大端外圓至 0135.2??外圓車刀,游標卡尺 400 144 0.6 2.9 110 車端面 外圓車刀,游標卡尺 470 118 0.3 1 115粗鏜孔至 86內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 120精鏜孔至 .37內(nèi)孔車刀,游標卡尺 1120 121 0.1 125倒角 0145?內(nèi)孔車刀 400 0.1產(chǎn)品型號 零件圖號機械與動力工程學(xué)院 機械加工工藝卡片產(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 1426m??1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式鉆床 Z525 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工 位 器 具 編 號 工 位 器 具 名 稱準終 單件工步工時工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r切削深度mm進給次 數(shù) 機動 輔助05 鉆通孔 4- 5.?麻花鉆 19510 鉸通孔 4- 鉸刀15锪 沉孔9锪刀產(chǎn)品型號 零件圖號機械加工工藝卡片產(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 1426mf′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 下料 G7022-110 鍛 鍛造毛坯 C41-250B 鍛模15 熱 正火 410s′-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) 410s′-35 檢 檢驗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ff Z525 專用夾具55 輔 清洗60 檢 檢驗65 輔 油封入庫