I軸法蘭盤的機(jī)械加工工藝及鉆絞3-φ9孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)

I軸法蘭盤的機(jī)械加工工藝及鉆絞3-9孔的鉆床夾具設(shè)計(jì),I軸法蘭盤的機(jī)械加工工藝及鉆絞3-9孔的鉆床夾具設(shè)計(jì),法蘭盤,機(jī)械,加工,工藝,鉆床,夾具,設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)設(shè)計(jì)說明書機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目： 軸法蘭盤(5-4)的加工工藝及鉆 絞3-9孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程系2012年12月14日 目 錄序 言1一、零件的分析21.1 零件的作用.21.2 零件的工藝分析2二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì).32.1 確定毛坯的制造形式32.2 基面的選擇32.3 制訂工藝路線42.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.5 確定切削用量及基本工時(shí).6三 夾具設(shè)計(jì).123.1 問題的提出123.2 定位基準(zhǔn)的選擇.123.3 切削力及夾緊力計(jì)算123.4 定位誤差分析.133.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明.14總 結(jié).17參考文獻(xiàn).19哈爾濱理工大學(xué)設(shè)計(jì)說明書序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。法蘭盤的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)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，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 一、零件的分析1.1零件的作用題目所給的零件是法蘭盤，其為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠該法蘭盤定心。法蘭盤內(nèi)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(gè)軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。1.2 零件的工藝分析法蘭盤共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：1以72為中心的加工表面這一組加工表面包括：36及其倒角以及與其垂直的端面，62表面，兩個(gè)2x0.5槽，7.5寬槽。2以A面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：三個(gè)互成120的9階梯孔，兩個(gè)側(cè)面。由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式材料為35鋼?？紤]到法蘭主要承受靜壓力，因此選用鍛件。2.2 基面的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取40外圓為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。以內(nèi)孔為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。2.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1鍛造鍛造2退火處理退火處理3銑銑左端面4銑銑右端面5車車120和116外圓6車車100，62和55外圓7車車36，60和72內(nèi)孔8車車寬7.5槽9車車2x0.5退刀槽10鉆鉆3-9孔，锪15孔11鉆鉆2-M8螺紋孔12銑銑距離140mm側(cè)面13銑銑距離137mm側(cè)面14檢驗(yàn)檢驗(yàn)，入庫(kù)2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“法蘭盤”零件材料為35鋼，硬度為170-240HBS，毛坯的重量為2.5kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用鍛件。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1外圓表面（120，62，55）外圓120和62，表面粗糙度要求1.6m,公差等級(jí)為 6級(jí)，查機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱手冊(cè)）表3-9（P87）采用車床加工。2內(nèi)孔表面（72，60和36 ）內(nèi)孔72，查手冊(cè)表3-9（P87），采取車內(nèi)孔。2.5確定切削用量及基本工時(shí)工序1：鍛造工序2：退火處理工序3：銑左端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取750當(dāng)750r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序4：銑右端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量4） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取375當(dāng)375r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取6） 計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序5：車120和116外圓1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊(cè)表8-58（P380）取f=1.0mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊(cè)表8-60（P381）vc=85m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100085/(3.14120)=225(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(15+1)/2251.0=0.07(min) 工序6：車100，62和55外圓1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊(cè)表8-58（P380）取f=0.8mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊(cè)表8-60（P381）vc=105m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000105/(3.1480)=418(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/4180.8=0.12(min)工序7：車36，60和72內(nèi)孔1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊(cè)表8-58（P380）取f=0.6mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊(cè)表8-60（P381）vc=106m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000106/(3.1460)=560(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/5600.6=0.13(min)工序8：車7.5槽1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊(cè)表8-58（P380）取f=0.4mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊(cè)表8-60（P381）vc=125m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000125/(3.1452)=765(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/7650.4=0.04(min)工序9：車2x0.5退刀槽1）進(jìn)給量 f 根據(jù)手冊(cè)表8-58（P380）取f=0.4mm/r2）切削速度 根據(jù)手冊(cè)表8-60（P381）vc=125m/min3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=1000125/(3.1452)=765(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/7650.4=0.04(min)工序10：鉆3-9孔，锪15孔機(jī)床：搖臂鉆床刀具：麻花鉆切削用量：1. 鉆三個(gè)通孔9 刀具材料：麻花鉆1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見手冊(cè)表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (見手冊(cè)表10-15（P437）3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100040/(3.149)=1150(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=3*(l+y+)/nf=15/(11500.2)= 0.21(min)2. 鉆三個(gè)階梯孔15 刀具材料：高速鋼。1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見手冊(cè)表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (見手冊(cè)表10-15（P437）3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100040/(3.1415)=770(r/min)4) 切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=3(l+y+)/nf=5/(7700.2)= 0.1(min)工序11：鉆2-M8螺紋孔機(jī)床：立式鉆床刀具：麻花鉆切削用量：1.鉆8 刀具材料：麻花鉆1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見手冊(cè)表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (見手冊(cè)表10-15（P437）3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100040/(3.149)=1150(r/min)4)切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=3*(l+y+)/nf=15/(11500.2)= 0.21(min)工序12：銑距離140mm側(cè)面機(jī)床：立式銑床X51刀具：鑲齒三面刃銑刀（高速鋼）切削用量： 1）進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見手冊(cè)表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min) (見手冊(cè)表13-12（P484）3）切削深度 ap=6mm (見手冊(cè)P480敘述）4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100020/(3.14100)=65(r/min)5) 切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=48/(652.0)=0.37 (min)工序13：銑距離137mm側(cè)面1）進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見手冊(cè)表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min) (見手冊(cè)表13-12（P484）3）切削深度 由于該工序余量較大（26.50.5mm），所以分四次銑削成型。根據(jù)手冊(cè)P480敘述，通常鑄鐵件銑削深度為5-7mm,所以，前三次選用ap=7mm，第四次選用ap=5.5mm。4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/(d)=100020/(3.14100)=65(r/min)5) 切削工時(shí) 根據(jù)手冊(cè)表8-56（P379）tm=4(l+y+)/nf=1004/(652.0)= 3.08(min)三. 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配的工序的鉆3-9孔的鉆床夾具。3.1問題的提出 本夾具主要用于鉆3-9孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2定位基準(zhǔn)的選擇本道工序加工3-9孔，精度不高，因此我們采用已加工好的72孔定位，采用心軸定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求，同時(shí)因?yàn)槲覀兗庸さ目资菆A周均布的孔，因此采用分度盤，在搖臂鉆床上加工。3.3切削力和夾緊力的計(jì)算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊(cè)得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。3.4定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件圓孔直徑公差（mm）； 定位銷外圓直徑公差（mm）。定位銷水平放置時(shí)定位分析圖3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明使用心軸定位，采用開口壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套和翻轉(zhuǎn)式鉆模板，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套，保證導(dǎo)向的精度，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模板使裝卸工件方便，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于中批量生產(chǎn)夾具體零件圖如下心軸-夾具零件圖如下：總 結(jié)這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次課程設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 參 考 文 獻(xiàn)1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年第 18 頁(yè)