机械制造技术课程设计-法兰盘加工工艺规程及铣φ60端面夹具设计.docx

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1、目录绪论1第1章计算生产纲领、确定生产类型21.1 生产纲领21.2 生产类型2第2章零件分析42.1 零件的结构分析42.1.1 零件图分析42.1.2 结构工艺性分析42.2 零件的技术要求分析42.3 工艺规程设计63.1 定位基准的选择63.2 制定加工工艺路线73.2.1 各表面加工方法选择73.2.2 加工工艺路线方案73.2.3 确定加工工艺路线73.3 选择加工设备及工艺装备83.4 加工工序设计、工序尺寸计算83.5 选择切削用量、确定时间定额9第4章机床专用夹具设计134.1 专用夹具的提出134.2 夹具总体方案设计134.3 夹具体设计134.4 定位元件定位误差分析和

2、计算134.5 夹紧机构设计和夹紧力计算154.5.1 确定驱动机构154.5.2 夹紧力计算154.6 定向键与对刀装置设计16总结18致谢19参考文献20绪论制定法兰盘的加工工艺，设计铳60端面的铳床夹具，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。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。课程设计是我们对我

3、所学知识的深入综合性的总结，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望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，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。第1章计算生产纲领、确定生产类型1.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn（l+a+）式中：N一一零件的生产纲领（件/年）Q一一机器产品的年产量（台/年

4、）11每台产品中该零件的数量（件/台）a备品百分率一一废品百分率1.2生产类型根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1 .单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。2 .成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3 .大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体情况见表I-Io表1-1：生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（

5、零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000依设计题目知：Q=8000台/年，n-1件/台；结合生产实际，备品率。和废品率B分别取为10%和l%o带入公式得该零件的生产纲领N=8000l(1+10%)X(1+1%)=8880件/年零件是轻型零件，根据表1-1可知生产类型为大批生产。第2章零件分析2.1 零件的结构分析2.1.1 零件图

6、分析题目所给的零件是法兰盘，法兰盘简称法兰(Flange),只是一个统称，通常是指在一个类似盘状的金属体的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。这东西在机械上应用很广泛，所以样子也千奇百怪的，只要像就是叫法兰盘，其名字是来源于英文flango2.1.2 结构工艺性分析零件的结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性与经济性。零件结构工艺性审查如下所述：1、避免设置倾斜的加工面，以便减少装夹次数。2、改为通孔或扩大中间孔可减少装夹次数，保证孔的同轴度。3、被加工表面设置在同一平面，可一次走刀加工，缩短调整时间。4、避免内表面、内凹面的加工，利于提高效率，保证精度。5、加工

7、螺纹时应留有退刀槽，或具有螺纹尾扣，以方便退刀。6、将支承面改为台阶式，将加工面铸出凸台、保留精加工面的必要长度，以减少加工面，提高效率，保证精度。7、避免在斜面上钻孔，避免钻头单刃切削，防止刀具损坏和孔中心偏斜。8、避免深孔加工，改善排屑和冷却条件。9、刀具应易于加工切削部位，避免采用接长钻头等非标准刀具。2 .2零件的技术要求分析表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、

8、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。L法兰盘40H7mm孔,粗糙度RaL63 .法兰盘底面，粗糙度Ra6.34 .法兰盘2X13mm孔，粗糙度Ral2.54.法兰盘2X22mm深12mm沉孔，粗糙度Ral2.5图2-1法兰盘零件图第3章工艺规程设计4.1 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求

9、，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选法兰盘零件底面和R20外圆面为粗基准。2、精基准的选择1 .选择精基准时要

10、考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。2 .用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。3 .当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。4 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。5 .为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。6 .有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。

11、根据该法兰盘零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以法兰盘底面和40H7孔作为精基准，满足要求。4.2 制定加工工艺路线4.2.1 各表面加工方法选择1、法兰盘底面，采用铳削加工，表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。2、法兰盘40H7mm孔，表面粗糙度RaL6,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知，首先扩中35mm孔至中38mm,然后粗较中38mm孔至39.8mm。，最后精较中39.8mm孔至中4OH7mm03、法兰盘2X13mm孔，表面粗糙度Ral2

12、.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削方可满足其精度要求。4、法兰盘2X22mm沉孔，表面粗糙度Ral2.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削方可满足其精度要求。4.2.2 加工工艺路线方案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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。323确定加工工艺路线工序01：铸造工序02：时效处理以消除内应力工序03：铳法兰盘底面工序04：铳法兰盘60端面工序05：扩中35孔至3

13、8；粗较38孔至39.8;精较39.8孔至40H7工序06：钻2x13孔；专忽2x22深12沉孔工序07：去毛刺工序08：检验至图纸要求工序09：包装、入库4.3 选择加工设备及工艺装备工序03：铳法兰盘底面；刀具：端面铳刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铳床X52K工序04：铳法兰盘60端面；刀具：端面铳刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铳床X52K工序05：扩中35孔至38；粗钱丁38孔至39.8；精钱中39.8孔至中40H7；刀具：扩孔钻、钱刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525工序06：钻2x13孔；钩2x22深12沉孔；刀具：麻花钻、钱

14、孔钻；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z5254.4 加工工序设计、工序尺寸计算法兰盘的材料是HT200,考虑到此设计零件的材料性质能抗压，不能抗扭和抗弯。还有毛坯的形状为对称形状。由此改零件应选择铸造。采用砂型铸造方法。砂型铸造出来的毛坯精度等级IT9,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知。1、法兰盘底面的加工余量法兰盘底面，单边加工余量Z=3.Omm,由零件图知，法兰盘底面表面粗糙度Ra6.3,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。2、法兰盘60端面的加工余量法兰盘中60端面，单边加工余量Z=3.Omm,由零件图

15、知，法兰盘中60端面表面粗糙度Ra6.3,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4.8知，一步铳削即可满足其精度要求。3、法兰盘40H7孔的加工余量法兰盘40H7孔，单边加工余量Z=2.5mm,由零件图知，法兰盘40H7孔表面粗糙度RaL6,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，三步钻削即一一扩一一粗较一一精较方可满足其精度要求。查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知，首先扩中35孔至38,接着粗钱中38孔至39.8,最后精钱39.8孔至40H7孔。4、法兰盘2x13孔的加工余量因2x13孔的尺寸不大，为了方便工件的成型，简化模具的结构，故采用实心铸造，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削即可满足其精度要求。5、法兰盘2x22沉孔的加工余量因2x中22沉孔的尺寸不大，为了方便工件的成型，简化模具的结构，故采用实心铸造，查机械制造工艺设计简明手册表1.4