法蘭盤84003加工工藝及車Φ62內(nèi)孔夾具設(shè)計(jì)[含高清CAD圖紙工序卡說明書]

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提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3 學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。就我個(gè)人而言，我希望通過本次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加生產(chǎn)實(shí)踐打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚存在許多不足之處，懇請各位老師予以指教。 第一章 零件的分析1.1零件的作用法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。在工業(yè)管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。在家庭內(nèi)，管道直徑小，而且是低壓，看不見法蘭連接。如果在一個(gè)鍋爐房或者生產(chǎn)現(xiàn)場，到處都是法蘭連接的管道和器材。法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。在工業(yè)管道中，法蘭連接的使用十分廣泛。在家庭內(nèi)，管道直徑小，而且是低壓，看不見法蘭連接。如果在一個(gè)鍋爐房或者生產(chǎn)現(xiàn)場，到處都是法蘭連接的管道和器材。該法蘭盤結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有外圓、圓孔，端面，其次就是11孔及16.5孔，孔的加工表面在圓周上，通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。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80孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：620.015孔及其倒角以及與其垂直的端面，80h11外表面，兩個(gè)M641.5的槽，36 0+0.62孔以及與其垂直的端面，52g6外表面B及退刀槽，三個(gè)互成120的16.5階梯孔的兩端面。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16.5階梯孔，一個(gè)側(cè)面C,一個(gè)平面D。這兩組表面之間有著一定的位置要求，主要是：620.015孔對B端面的徑向圓跳動(dòng)公差為0.04mm。由以上分析可知，對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。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯選擇與毛坯圖說明根據(jù)零件材料HT150確定為鑄件，可知毛坯的鑄造方法選用永久型鑄造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。鑄件尺寸公差為12級，又由于是大批量生產(chǎn)，毛坯制造采用永久型鑄造。公差等級為CT9級（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊P38），選取鑄件錯(cuò)箱值為0.1mm。對大批量生產(chǎn)的鑄件加工鑄件加工余量中查機(jī)械制造工藝補(bǔ)充教材P359360，選取等級精度為2級。各加工表面總余量7mm。2.2基面的選擇法蘭盤的外圓52g6既是裝配圖基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，選用外圓52g6為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選外圓52g6及A端面作為精基準(zhǔn)。由于法蘭盤全部表面都需要加工，而外圓52g6既是精度最高又是壁厚最薄的表面，為保證加工要求，固選外圓52g6及A端面為粗基準(zhǔn)。2.3制訂工藝路線工序號工 名序 稱工 序 內(nèi) 容設(shè) 備工 藝 裝 備1鑄造2熱處理時(shí)效退火3粗車粗鏜粗車80h11的外圓面及端面及臺階面；粗鏜62.4，620.015，倒角130及145C620-1型臥式車床外圓車刀、游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分尺、三爪卡盤4粗車粗鏜粗車C面，外圓52g6及臺階A面，外圓120；粗鏜孔36+0.02孔及其倒角 0C620-1型臥式車床外圓車刀、游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分尺、三爪卡盤5半精車半精鏜半精車D面，外圓80h11及臺階面；半精鏜62.4，620.015，倒角130及145C620-1型臥式車床外圓車刀、游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分尺、三爪卡盤6半精車半精鏜半精車C面，外圓52g6及臺階A面，外圓120半精鏜孔36+0.02孔及其倒角 0并切溝槽C620-1型臥式車床外圓車刀、游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分尺、三爪卡盤7精車精鏜精車外圓52g6及臺階面A面；精鏜孔36+0.02孔及其倒角及溝槽C620-1型臥式車床外圓車刀、游標(biāo)卡尺、極限量規(guī)、三爪卡盤8精車精鏜精車外圓80h11；精鏜62.4、620.015、倒角130及145車螺紋M641.5C620-1型臥式車床外圓車刀、游標(biāo)卡尺、極限量規(guī)、三爪卡盤9粗銑大圓盤兩平面立式銑床X51專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀、游標(biāo)卡尺10精銑精銑54平面，精銑34.5平面立式銑床X51專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀、游標(biāo)卡尺11插削36+0.02內(nèi)孔鍵槽 0立式插床B5020專用夾具、插刀、游標(biāo)卡尺12鉆、锪孔鉆311孔；锪16.5孔立式Z525鉆床專用夾具、鉆刀、游標(biāo)卡尺13鉆4小孔和18的盲孔立式Z525鉆床專用夾具、鉆刀、游標(biāo)卡尺14去毛刺15終檢2.4機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)裝換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只是與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。在這里只列出圓柱面的工序尺寸：2.5切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量，即背吃刀量，進(jìn)給量切削速度，確定方法是先確定切削深度和進(jìn)給量，再確定切削速度，用現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法公式:換算出查表或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速，根據(jù)轉(zhuǎn)速在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表取接近的主軸轉(zhuǎn)速作為實(shí)際轉(zhuǎn)速，對粗加工選取實(shí)際切削速度，實(shí)際進(jìn)給量和背吃刀量后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否夠等，才能作為最后切削用量填入。1.切削用量的計(jì)算鉆孔11工藝要求：孔徑d=11，孔深L=15mm，精度為H1213（1）選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d0=10mm，鉆頭幾何形狀為雙錐修磨橫刃， （2） 進(jìn)給量的確定 按加工要求決定進(jìn)給量，根據(jù)表2-7，當(dāng)加工精度要求為H12H13，鑄鐵強(qiáng)度為700MPa，d=10mm時(shí)，f=0.270.32mm/r，考慮到鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度，故取f=0.2mm/r。（3）切削速度的計(jì)算 由表2-13，當(dāng)加工為第五類，f=0.28mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d=11mm時(shí)，V=12m/min.由公式得n=1150mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書可選擇此速度檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率與加工18相同，故符合。鉆孔3-16.5加工材料HT150，強(qiáng)度700MPa。工藝要求：孔徑d=16.5，孔深L=10mm，精度為H12H13，機(jī)床為Z525立式鉆床（1）選擇高速鋼麻花鉆頭 其直徑d=16mm，鉆頭幾何形狀為雙錐修磨橫刃， （2） 進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.2mm/r。3）切削速度的計(jì)算 由表2-13，切削速度v選取為40m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=63.95 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=280.6r/min ,根據(jù)Z525鉆床說明書可選擇n=770r/min。锪孔工步1）背吃刀量的確定 取ap=0.05mm。2) 進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.05mm/r。3） 切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=127.4r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=510r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度為v=30m/min。2.6時(shí)間定額的計(jì)算1.基本時(shí)間tj的計(jì)算（1） 鉆孔3-11工步查表2-19，得y+=10mmT=l/nf=0.26min=15.76s（2） 鉆孔3-16.5工步根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=10mm; f=0.36mm/r; n=97r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=9.19s。（3）锪孔工步同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時(shí)間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02的條件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=12mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(12mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.6min=36s。2輔助時(shí)間ta的計(jì)算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間ta與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為ta=(0.150.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時(shí)間分別為：鉆孔11工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x25.76s=3.864s;鉆孔16.5工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x42s=6.3s;精鉸工步的輔助時(shí)間為：ta=0.15x36s=5.4s;3. 其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作的時(shí)間、休息與生理需要的時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%4%，這里均取3%，則各工序的其他時(shí)間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計(jì)算，它們分別為：鉆孔工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(28s+4.2s)=1.93s;粗鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(42s+6.3s)=2.90s;精鉸工步的其他時(shí)間為：tb+tx =6%x(36s+5.4s)=2.48s;4單件時(shí)間tdj的計(jì)算這里的各工序的單件時(shí)間分別為：鉆孔工步tdj鉆=28s+4.2s+1.08s=34.13s;粗鉸工步tdj粗鉸=42s+6.3s+2.90s=51.20s;精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s;因此，此工序的單件時(shí)間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。（注：其他工序內(nèi)容詳見工序卡）第三章 車床夾具設(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，決定設(shè)計(jì)車62孔的專用夾具。3.1專用夾具的提出本夾具主要用于車62孔，粗糙度為Ra1.6，精度要求較高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)，既要考慮如何提高生產(chǎn)效率，也要考慮產(chǎn)品質(zhì)量。3.2定位分析 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。 根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖2，兩個(gè)極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地高得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準(zhǔn)盡可能地低得加工尺寸。且該工序定位誤差 圖2 定位誤差 =O1O2+(d2-（d2-Td2)/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.3923.3夾具的夾緊方案1.刀具： 采用硬質(zhì)合金鏜刀 機(jī)床： 臥式銑鏜床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 2.夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=6m，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)檐嚧矈A具選擇由六角螺母、圓墊圈、支柱、鉸鏈壓板和帶肩六角螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序車削余量小，車削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求?？?結(jié) 緊張而有繁忙的三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，頓感心曠神意，眼前豁然開朗。這次課程設(shè)計(jì)的基本目的在于鞏固和加深理論知識的掌握，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用工藝知識能力。通過課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，我們鍛煉出了具有設(shè)計(jì)零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的能力，掌握了加工方法及其機(jī)床、刀具、切削用量的選擇與應(yīng)用，還學(xué)會了使用、查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)，以及學(xué)會了繪制工序圖、制作工藝卡片等等通過這次課程設(shè)計(jì)，希望了解并認(rèn)識一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實(shí)際，對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的鍛煉，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。這也是難得的機(jī)會讓我們更好了解從原料到產(chǎn)品成型、完工的所有工序。 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會到干任何事都必須要有耐心細(xì)致，說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累，當(dāng)我一手清理自己的設(shè)計(jì)成果，回想起這三周路程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。 最后，我要感謝老師對我們的耐心指導(dǎo)，老師孜孜不倦的教誨使得我們的設(shè)計(jì)得以順利完成，很感謝老師在這段時(shí)間教會了我們很多東西使我們受益匪淺，讓我們在邁入社會前有一個(gè)磨礪自己的機(jī)會，認(rèn)識到團(tuán)隊(duì)合作的精神的重要性。 參 考 文 獻(xiàn)【1】 周宏甫主編，高等教育出版社，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）【2】王紹俊主編機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊機(jī)械工業(yè)出版社，1985【3】金屬機(jī)械加工工藝人員手冊修訂組編金屬機(jī)械加工工藝人員手冊上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983【4】上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊機(jī)械工業(yè)出版社,1984【5】南京市機(jī)械研究所主金屬切削機(jī)床夾具圖冊機(jī)械工業(yè)出版社，1986【6】呂周堂、陳曉光主編互換性與技術(shù)基礎(chǔ)中國科學(xué)技術(shù)出版社,1994【7】宋凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.化學(xué)工業(yè)出版社200819