机械制造技术课程设计-法兰盘加工工艺及钻4-φ10孔夹具设计.docx

第一章零件的分析21. 1零件的作用21.2 零件的材料21.3 零件的结构21.4 基准分析2第二章工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32. 2制定工艺路线32.2 机械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的确定32.3 确定切削尺寸及基本工时5第三章夹具设计143.1设计主旨143. 2夹具设计与校核143.2 1定位基准的选择141. 2.2夹紧力的计算与校核143. 2.3定位误差分析154. 2.4夹具设计及操作的简要说明16设计总结17参考文献18第一章零件的分析1.1 零件的作用法兰盘在数控机床里起支撑作用和导向作用，是回转体零件。它的主要作用是连接处的固定及密封。1.2 零件的材料1、特性：该零件的材料为Q235A,铸造成型，具有良好的塑性和适当的强度，工艺性能较好。大多在正火状态和调质状态下使用。2、用途：法兰盘连接使用方便，能够承受加到的压力。在工业管道中法兰的连接的使用十分广泛，在家庭内，管道直径小，而且是低压看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或生场现场，到处都是法兰连接的管道和器材。通俗的讲，法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封。1.3 零件的结构1、由零件图可知，该零件的重要表面或端面的粗糙度最高要到达1.6这么高的精度，可见，该零件时一个重要的连接结构零件。2、为了保证加工精度，在加工过程中要尽量减小加工装夹次数，尽可能使加工在同一轴线钩表面间完成，这样可使零件的加工工艺更迅捷，并能保证表面粗糙度。1.4 基准分析粗基准的选择：对于本零件来讲，可归为轴类零件，我们应尽可能选择不加工表面要求不高的为粗基准，根据基准选取原则，现选取12OnIm外圆，前端面的中心线作为粗基准，加工中60mm孔以及e12Omm左右端面。精基准的选择：以中60mm孔及中120左端面作为精基准，以此为基准，并逐步加工eIomm孔。第二章工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料Q235A考虑零件在机床上运行过程中所受冲击不大，零件结构比较简单，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产效率保证加工精度可采用铸造成型。零件形状并不复杂而且零件加工的尺寸不大，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接通，内孔铸为直径555mm。毛坯尺寸通过确定加工余量后在决定。在考虑提高生产效率保证加工精度后采用铸造成型。2.2 制定工艺路线制定工艺路线得出零件加工的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领确定的情况下，可以考虑万能型机床配以专用夹具提高生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量降至最低。工艺方案：工序01：铸件工序02：车12Onim右端面，粗车中60孔工序03：车12Onlm左端面工序04：车120m外圆工序05：半精车、精车中60mm孔工序06：钻、较4-6IOninI孔工序07：钳工去毛刺工序08：清洗已加工的零件，终检入库2.3 机械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的确定由于零件材料为Q235A,查课程设计指导书，根据以上原始资料及加工路线，分别确定各表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：A-A29图法兰盘的毛坯图法兰盘材料为Q235A,由零件图和机械制造工艺设计简明手册表1.3-1常用毛坯的制造方法与工艺特点知，法兰盘毛坯精度等级CT-9,加工余量等级MA-G。1、法兰盘中12Omm端面的加工余量法兰盘120mm端面，毛坯精度等级CT-9,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铸件机械加工余量知，单边加工余量Z=3.5mm,法兰盘中12Omm端面表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8平面加工的经济精度与表面粗糙度知，一步车削即可达到其精度要求。2、法兰盘612Omm外圆的加工余量法兰盘中12Omm外圆，毛坯精度等级CT-9,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铸件机械加工余量知，单边加工余量Z=3.0mm,法兰盘中12Omm端面表面粗糙度Ra6.3,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-6外圆表面加工的经济精度与表面粗糙度知，一步车削即可达到其精度要求。3、法兰盘中60mm孔的加工余量法兰盘中60mm孔，毛坯精度等级CT-9,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铸件机械加工余量知，单边加工余量Z=2.5mm,法兰盘中60mm孔表面粗糙度Ral6查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7内圆表面加工的经济精度与表面粗糙度知，三步车削即粗车一一半精车一一精车方可达到其精度要求。粗车单边余量Z=2.0mm半精车单边余量Z=0.4mm精车单边余量Z=O.1mm4、法兰盘610H8mm孔的加工余量法兰盘10H8mm孔，尺寸不大，为了减少模具成本方便出模，故采用实心铸造，孔表面粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-9基孔制8-9级精度（H8、H9）孔的加工知，首先钻孔至9.8mm,再较9.8mm孔至中IOH8mm,即可达到其精度要求。2.4 确定切削尺寸及基本工时工序01：铸件工序02：车12Onim右端面，粗车中60孔工步一：车中12Onim右端面1、切削用量本工序为车中12Onim右端面，已知加工材料为Q235A,法兰盘,有外皮;机床为C620T车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1,由于C620T型卧式车床的中心高度为20Onml（表1.30）,故选刀杆尺寸B×H=16mm×25,刀片厚度为4.5mm。根据表L3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角o=12°,后角°=6°,主偏角2'=9",副偏角（,=10°,刃倾角4=0°,刀尖圆弧半径九二0.8TImo1）确定切削深度Gp由于单边余量为3.5mm,可在一次走刀内切完，故4=3.5mm2）确定进给量了根据表1.4,在粗车QT500-7、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap3mm.工件直径为10040Omm时，/=0.61.2mmr按C620T车床的进给量（表4.2-9）,选择=0.65mmr确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30,C620-1机床进给机构允许的进给力Fx=3530N.根据表1.21,当422n,/0.75mmr,kr=450,U=65mmin（预计）时，进给力Fr=760NoFf的修正系数为号m=0.1,Q耳=L17（表1.29-2）,故实际进给力为Ff=760×1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的/二0.65mmr可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据表L9,车刀后刀面最大磨损量取为Imnb可转位车刀耐用度T=30min.4）确定切削速度U切削速度U可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表L10,当用YT15硬质合金车刀加工铸件，p3mm,f0.75mmr,切削速度u=125mInino切削速度的修正系数为七,=0.8,绘=0.65,%.=081,即1.15,攵MJMTLo（均见表1.28),-125×0.8×0.65×0.81×1.15mmin-60.6mminr/min-71. 5rmin100Ov1000×60.6n=/id×270按C620-1机床的转速（表4.2-8）,选择=76rmin=1.3rs则实际切削速度u=58mmin5）校验机床功率由表1.24,23mm,f0.75mmr,u246mmin时，PC=I.7KWo切削功率的修正系数.P=LI7,k”=kMPc=kpc=LO,cpc=l.13,Z=0.8,kn）=0.65（表1.28）,故实际切削时的功率为PC=O.72KWlKcv根据表1.30,当=76rmin时，机床主轴允许功率Pe=5.9KW°P"Pe，故所选的切削用量可在C620-1机床上进行。最后决定的切削用量为P=3.5mm,/=0.65mmr,-76rmin=l.3rs,-58mmin2、确定车12Onim右端面的基本时间W=,L=÷1÷2÷3,加2式中d=126mm,J1=55mm,I1=3.5mm,I2=4mm,I3=Omm,f=0.65mmr,=76rmin=l.3rs,i=lmrr35.5+3.5+4+0.nq-1则Tn=min0.871min730.65×76工步二：粗车中60孔的基本工时式中/=25.5m,1=2.Omm,I2=4mm,/3=0mm,f=0.65mmr,/=76rin,i=llrr25.5+2.0÷4÷0.nqq则Tn=min0.638mm，0.65×76工序03：车12OninI左端面1、切削用量本工序为车120mm左端面，已知加工材料为Q235A,法兰盘,有外皮;机床为C620T车床，工件装卡在专用夹具中。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1,由于C620-1型卧式车床的中心高度为200mm（表1.30）,故选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表L3,选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角/o=12°,后角/=6°,主偏角（=90°,副偏角Zl=I0°,刃倾角4=0°,刀尖圆弧半径九二0.8mmo1）确定切削深度P由于单边余量为3.5mm,可在一次走刀内切完，故4=3.5mm2）确定进给量f根据表1.4,在粗车QT500-7刀杆尺寸为16InInX25mm、/3mm工件直径为10040Omm时，/=0.61.2mmr按C620-1车床的进给量（表4.2-9）,选择了=0.65mmr确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30,C620-1机床进给机构允许的进给力用ax=3530N.根据表1.21,当与22mm,f0.75mmr,kr=450,u=65根Inin（预计）时,进给力Ff=760NoFf的修正系数为号月=0.1,QFLl.17（表1.29-2）,故实际进给力为Ff=760×1.17N=889.2N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的/二0.65mmr可用。3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据表L9,车刀后刀面最大磨损量取为Ininb可转位车刀耐用度T=30min.4）确定切削速度U切削速度U可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表L10,当用YT15硬质合金车刀加工铸件，3mm,f0.75mmr,切削速度u=125mmi切削速度的修正系数为40.8,鼠=0.65,81,乐户.15,%=L=LO（均见表1.28),-125×0.8×0.65×0.81×1.15mmin-60.6mminr/min-71. 5rmin100Ov1000×60.6TtdTFX270按C620-1机床的转速（表的2-8）,选择=76rmin=L3rs则实际切削速度u=58mmin5）校验机床功率由表L24,外2