機械制造技術基礎課程設計---設計法蘭盤零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、<p><b>　　課程設計計算說明書</b></p><p>　　學 院 </p><p>　　課 程 </p><p>　　專 業(yè)

2、 </p><p>　　班 級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師

3、 </p><p>　　日 期 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　序言..................................................................

4、...................................................... ............. .....1</p><p>　　一、零件的分析...................................................................................................................

5、.....2</p><p>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?.............................................................................................................2</p><p>　　（二）零件的工藝分析.......................................

6、...............................................................2</p><p>　　二、工藝規(guī)程設計....................................................................................................................3</p&g

7、t;<p>　　（一）確定毛坯的制造形式..............................................................................................3</p><p>　?。ǘ┗娴倪x擇...................................................................

8、...........................................3</p><p>　?。ㄈ┲贫üに嚶肪€..........................................................................................................3</p><p>　　1、工藝路線一.......

9、...................................................................................................3</p><p>　　2、工藝路線二..........................................................................................

10、................4</p><p>　　3、工藝方案的比較與分析......................................................................................5</p><p>　?。ㄋ模C械加工余量、工序尺寸及毛壞尺寸的確定....................................

11、..................6</p><p>　　三、夾具設計...........................................................................................................................10</p><p>　?。ㄒ唬┐_定機床夾具的結構方案..........

12、...........................................................................10</p><p>　　1.選擇定位原件.......................................................................................................10</p&

13、gt;<p>　　2.選擇夾緊機構.......................................................................................................10</p><p>　　3.機床夾具的總體形式.........................................................

14、..................................10</p><p>　?。ǘ┐_定機床夾具.........................................................................................................11</p><p>　　1.問題的提出...............

15、............................................................................................11</p><p>　　2.定位基準的選擇..............................................................................................

16、.....11</p><p>　　3.切削力及夾緊力計算...........................................................................................11</p><p>　　4.定位誤差分析.......................................................

17、................................................12</p><p>　　5.夾具設計及操作的簡要說明...............................................................................12</p><p>　　四、總結.........................

18、..........................................................................................................13</p><p>　　五、參考文獻...................................................................................

19、........................................14</p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　機械制造工藝課程設計是在我們基本完成了全部基礎課、技術基礎課、大部分專業(yè)課以及參加了生產實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學

20、生活中占有重要的地位。通過本次課程設計，應該得到下述各方面的鍛煉：</p><p>　　1 能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個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，保證零件的加工質量。</p><p>　　2 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保

21、證加工質量的夾具的能力。</p><p>　　3 加強使用軟件及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。</p><p>　　就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并

22、在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。</p><p>　　本說明書主要是CA6140臥式車床上的法蘭盤的有關工藝規(guī)程的設計說明,由于本身能力水平有限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝。</p><p><b>　　一.零件的分析</b></p><p><b>　　零件的作用</b></p

23、><p>　　CA6140臥式車床上的法蘭盤，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，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。</p><p>　　零件是CA6140臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現縱向進給。零件的外圓上標有刻度線，用來對齊調節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直

24、接讀出所調整的數值；外圓上鉆有底部為上部為定位孔，實現精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　CA6140車床法蘭盤共有兩組加工的表面。先分述如下：</p><p>　　以mm孔為精基準的加工表面。</p><p&g

25、t;　　這一組加工表面包括：一個 的孔及其倒角；一個外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；兩端面（分別距離軸為24mm和34mm兩端）；左端面和1右端面；通孔。</p><p>　　2.以右端面為加工表面。</p><p>　　這一組加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。</p><p>　　這兩組加工表面之間有著一定的位置要求：

26、</p><p>　　左端面與軸形位公差0.03mm。</p><p>　　右端面與軸形位公差0.03mm。</p><p>　　孔軸線與右端面位置公差0.6mm，同時與軸線垂直相交，并且與端洗平面（距離軸線為24mm）垂直。</p><p>　　經過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他

27、加工表面進行加工，保證它們的位置精度。</p><p><b>　　二.工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　(一)確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，是大批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。</p>

28、<p>　　零件形狀并不復雜，而且零件加工的輪廓尺寸不大,因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。</p><p><b>　?。ǘ┗娴倪x擇</b></p><p>　　基面的選擇是工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產

29、率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。</p><p>　?。?）粗基準的選擇。對于法蘭盤零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據這個基準選擇原則，現選取右邊外圓及的右端面的不加工外輪

30、廓表面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊外圓可同時削除五個自由度，再以的右端面定位可削除一個自由度。</p><p>　　對外圓、、和孔（共兩塊V形塊加緊，限制４個自由度，底面兩塊支撐板定位面限制1個自由度，使缺少定位，不過是可以靠兩個V形塊加緊力來約束Ｚ軸的扭轉力，然后進行鉆削）的加工，這樣對于回轉體的發(fā)蘭盤而言是可以保證相關面的標準，確保的圓周度。</p><p>　　精基準的選擇。以為精

31、基準加工表面。這一組加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；和孔。因為主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。</p><p><b>　　（三）制定工藝路線</b></p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確

32、定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。</p><p><b>　　1.工藝路線方案一</b></p><p>　　工序1 粗車左右端面、左側面、外圓和左外圓。</p><p>　　工序2 粗車右Φ45右端面、外圓和右側面、外圓。</p

33、><p>　　工序3 擴、粗鉸、精鉸孔并車孔左端的倒角。</p><p>　　工序4 半精車 左、右端面、左端面，精車左端面、左端面。半精車外圓、、、半精車柱體的過度倒圓角。車柱體上的倒角C1.5。</p><p>　　工序5 半精車、精車右端面。車槽3×2。倒角C7×45和C1×45。</p><p&

34、gt;　　工序6 精車右端面、右端面。</p><p>　　工序7 粗銑、精銑柱體的兩側面。</p><p>　　工序8 鉆孔，鉸孔。</p><p>　　工序9 鉆 孔。</p><p>　　工序10 磨削B面，即 外圓面、 右端面、左端面。</p><p>　　工序11 磨削外圓面

35、，。</p><p>　　工序12 磨削突臺距離軸線24mm的側平面。</p><p>　　工序13 刻字刻線。</p><p>　　工序14 鍍鉻。</p><p>　　工序15 檢測入庫。</p><p><b>　　2.工藝路線方案二</b></p><p

36、>　　工序1 粗車 柱體左端面。</p><p>　　工序2 粗加工孔：擴中心孔。</p><p>　　工序3 粗車100柱體右端面、柱體左端面、外圓 45 、100、，半精車100左、右端面、左端面、外圓45 、、100，精車100左端面、左端面，車100柱體的倒角，車45 柱體的過度倒圓角。</p><p>　　工序4 粗車、半精車

37、、精車右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓及倒角。</p><p>　　工序5 粗鉸19.94。精鉸20。</p><p>　　工序6 精車左端面、右端面。</p><p>　　工序7 粗、精銑上兩平面。</p><p>　　工序8 鉆4孔，鉸6孔。</p><p>　　工序9

38、鉆 4×9透孔。</p><p>　　工序10 磨外圓右45、100、。磨B面，即 左45外圓面、100右端面、左端面。</p><p>　　工序11 磨上距軸心24的平面。</p><p>　　工序12 B面拋光。</p><p>　　工序13 刻字刻線。</p><p>　　工序14

39、100外圓鍍鉻。</p><p>　　工序15 檢測入庫。</p><p>　　3. 工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原則來加工的，先粗加工半精加工精加工。給鉆孔確定基準，確?？椎男形还睿贿^一次性加工好，同時零件要求很高的話，在后面的加工會對它的精度產生影響，并且左端面和91右端面

40、要與軸有一定位置公差，這樣很難保證它們的位置的準確性。而方案二是只給鉆孔保證底座平面度，不過鉆頭的下鉆時不能準確定位，會影響的位置公差，從而也影響后面加工的左端面和91右端面的端面跳動。不過在方案二中粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸19.94，精鉸20，放在精車左端面、91右端面前面，這樣確保左端面和91右端面要與軸有一定位置公差。故綜合的方案如下：</p><p>　　工序1 下料，毛柸材料HT200，尺寸見毛

41、柸圖。</p><p>　　工序2 粗車91mm圓柱面、兩45mm圓柱面，掉頭車100mm圓柱面，均放余量3mm。</p><p>　　工序3 鉆18孔并擴至19.8。</p><p>　　工序4 銑零件左右端面切深為3mm。</p><p>　　工序5 銑91mm突臺距離軸線34mm、24mm,均放余量3mm。<

42、;/p><p>　　工序6 調制處理，硬度230HBS。</p><p>　　工序7 半精車91mm、兩45mm圓柱面，掉頭車100mm圓，余量1.5mm，并車右端倒角45°。</p><p>　　工序8 粗鉸孔至19.94并精鉸至20.</p><p>　　工序9 精車左端面、右端面。</p>&

43、lt;p>　　工序10 精銑銑零件左右端面切深為3mm，銑Φ91mm突臺距離軸線34mm、24mm,并銑91mm左右兩端面和100mm右端面，均放余量1.5mm。</p><p>　　工序11 粗車槽3×2，車100mm右端倒角</p><p>　　工序12 粗磨右45mm、100mm 、91mm 。磨B面，即 左45外圓面、100mm右端面、91mm左端面，車

44、孔20mm的倒角。</p><p>　　工序13 鉆孔 4×9mm、4mm、鉸6mm。</p><p>　　工序14 精磨91mm、右45mm、100mm圓柱面，100mm左端面、91mm右端面和B面。</p><p>　　工序15 刻字刻線</p><p>　　工序16 100外圓鍍鉻</p><

45、;p>　　工序17 檢驗入庫</p><p>　　總工藝方案的分析：本方案基本克服了一和二方案的缺點，繼承它們的優(yōu)點?？梢宰龅较却旨庸ぐ刖庸ぞ庸?，粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸Φ19.94、精鉸</p><p>　　Φ20，放在精車左端面、右端面前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差?？梢源_保加工面精度。</p><p>　?。ㄋ模C械加工余量、

46、工序尺寸及毛壞尺寸的確定</p><p>　　根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：</p><p><b>　　mm外圓表面</b></p><p>　　此外圓表面為IT6級，參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量</p><p><b>　　外圓表

47、面Φmm</b></p><p>　　參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量</p><p><b>　　B面Φ</b></p><p>　　參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量</p><p>　　4.B面中兩個端面：</p><p><b>

48、　　5．孔Φ20mm</b></p><p>　　參照《實用機械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量</p><p><b>　　6.Φmm外圓</b></p><p>　　7. Φmm的右端面</p><p>　　1）按照《工藝手冊》表6-28，鑄件重量為2.8kg，Φmm端面的單邊加工余量為2.0～3.

49、0，取Z=3.0mm，鑄件的公差按照表6-28，材質系數取，復雜系數取，則鑄件的偏差為； </p><p>　　2）精車余量：單邊為0.2mm（見《實用機械加工工藝手冊》中表3.2-2），精車公差既為零件公差0.017mm；</p><p>　　3）半精車余量：單邊為0.8mm（見《實用機械加工工藝手冊》中表11-27）本工序的加工公差為0.1mm；</p><p>

50、;　　4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=3.0-0.2-0.8=2mm；</p><p>　　粗車公差：現在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級，因此，可以知道本工序的加工公差為0.16mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；</p><p>　　5)Φmm右端面的尺寸加工

51、余量和工序間余量及公差分布圖見下圖：</p><p><b>　　8. Φmm左端面</b></p><p><b>　　9.mm右端面：</b></p><p>　　10.mm圓柱面上離mm孔中心線34mm的平面</p><p>　　11.mm圓柱面上離mm孔中心線24mm的平面</p>

52、;<p>　　其他尺寸直接鑄造得到</p><p>　　由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。</p><p><b>　　三.夾具設計</b></p><p>　　（一）確定機床夾具的結構方案</p><p><b>　　1

53、.選擇定位原件</b></p><p>　　根據工序圖給出的定位原理方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位元件的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。</p><p>　　此次，根據工件的要求，所選擇定位心軸和一個平面來限制工件的自由度。</p><p><

54、;b>　　2.選擇夾緊機構</b></p><p>　?。?） 夾緊力的方向：</p><p>　　夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。</p><p>　?。?） 夾緊力的作用點：</p><p>　　夾緊力的作用點應該選擇在定位元件支撐點的作

55、用范圍內，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。 </p><p><b>　　選擇夾緊機構：</b></p><p>　　在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：</p><p>　?、?安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。&l

56、t;/p><p>　?、?手動夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。</p><p>　?、?夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。</p><p>　　④ 手動夾緊機構應操作靈活、方便。</p><p><b>　　夾緊力的大?。?lt;/b></p><p>　　夾緊力的大小一般按

57、靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實際夾緊力應等于理論夾緊力乘以系數K，一般K=1.5~2.5。各種典型夾緊機構的計算方法可參閱《機床夾具手冊》。</p><p>　　3.機床夾具的總體形式：</p><p>　　機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。</p><p><b>　　選

58、擇導向裝置：</b></p><p>　　導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。</p><p><b>　　確定聯接體：</b></p><p>　　聯接體是將裝置與夾具體聯接的工件，設計時主要考慮聯接體的剛性，合理布置聯接體的位置，給定位元件、加緊機構留

59、出空間。</p><p><b>　　確定夾具體：</b></p><p>　　夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯接體，并于機床可靠聯接。</p><p><b>　?。ǘ┐_定機床夾具</b></p><p>　　為了提高勞動

60、生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第11 道工序—鉆、鉸4-Φ9孔的夾具。本夾具將用于搖臂鉆床，對工件對鉆、鉸加工，刀具為麻花鉆、鉸刀。</p><p><b>　　1．問題的提出</b></p><p>　　本夾具主要用來加工4-Φ9孔，此四個孔為螺紋孔，起連接作用，精度要求不高，且加工此孔時，Φ20孔的內表面及其端面

61、都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞動生產率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具。</p><p><b>　　2．定位基準的選擇</b></p><p>　　本設計選用以Φ20孔的內表面和Φ的底端面為主要定位基面，為了降低生產成本，本設計選擇采用螺紋夾緊的方式。</p><p>　　3．切削力及夾緊力

62、計算</p><p>　　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》得：</p><p>　　鉆削力 </p><p>　　鉆削力矩 </p><p><b>　　式中： </b></p><p><b>　　由上式得：</b>

63、</p><p>　　如上所述，本設計采用螺旋夾緊機構，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機構。</p><p>　　螺旋夾緊機構不光結構簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長升角又小，所以螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構。</p><p>　　根據夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件<

64、/p><p><b>　　FL=</b></p><p><b>　　F=</b></p><p>　　式中 F——夾緊力(N)</p><p><b>　　F——作用力(N)</b></p><p>　　L——作用力臂(mm)</p>

65、<p><b>　　d——螺桿直徑</b></p><p><b>　　α——螺紋升角</b></p><p><b>　　——螺紋處摩擦角.</b></p><p>　　——螺桿端部與工件間的摩擦角.</p><p>　　——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑(mm

66、)</p><p>　　所以有F===3075.73N</p><p>　　顯然 F=3075.73N>982.7N=F，故本夾具可安全工作。</p><p><b>　　4. 定位誤差分析</b></p><p>　　夾具的主要定位元件為心軸。心軸尺寸與公差都是選取的標準件，其公差由標準件決定，并且在夾具裝配

67、后的技術要求統(tǒng)一磨，心軸的定為表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；心軸選取標準件，夾具體上裝心軸的孔的軸線與夾具體底面的 垂直度誤差不超過0.02。</p><p>　　夾具的主要定位元件為心軸限制了兩個自由度,心軸一端面限制三個自由度,繞Z軸線旋轉方向的自由度無須限制。因零件對形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標準件，故定位誤差在此可忽略不計。</p><p>　　5.

68、夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產率的重要途徑。但由于本夾具是應用于搖臂鉆床上，本夾具為了提高生產率和降低生產成本，考慮簡單、經濟、實用, 減輕工人勞動強度，采用螺旋夾緊機構。</p><p><b>　　四.總 結</b></p><

69、;p>　　通過設計，培養(yǎng)了我獨立思考問題和解決問題的能力。樹立了正確的設計思想，掌握了零件產品設計的基本方法和步驟。通過設計，使我能熟悉地查找和應用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范，熟悉有關國家標準，以完成一個工程技術人員在機械設計方面所必須具備的基礎技能訓練。同時，我還學會了許多Word的操作知識，CAD的操作能力也得到了很大的提高。    在這次設計也使我們的同學關系更進一步了，同學之間

70、互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法，讓我們更好地理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。同時，也要感謝老師對我的關心和幫助。本設計是在老師的親切關懷和悉心指導下順利完成。嚴謹的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在此再向幫助過我的老師和同學致以誠摯的謝意和崇高的敬意。本次課程設計符合設計要求。</p><p><b>　　五參考文獻</b>

71、</p><p>　　[1] 艾興等編.切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994.7</p><p>　　[2] 王紹俊主編. 機械制造工藝設計手冊. 北京:  機械工業(yè)出版社，1985.11</p><p>　　[3] 機械加工實用手冊編寫組編寫.機械加工實用手冊. 北京:  機械工業(yè)出版社，1997.4<