机械制造技术课程设计-床头法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计.docx

目录第1章零件分析和毛坯设计11. 1零件工艺分析及生产类型确定11.2毛坯类型及毛坯图设计1第2章机械加工工艺规程设计32.1 定位基准选择32. 2工艺方案拟定32. 3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定32. 4主要工序切削用量及时间定额计算52. 5提而劳动生产率的工艺措施162. 6提高劳动生产率的综合措施172. 7经济技术分析计算17第3章专用夹具设计193.1工序内容及加工要求193. 2定位基准193. 3夹具结构设计及工作流程193. 4定位误差分析193. 5夹紧力计算203. 6钻床夹具装配20第4章结论22参考文献23第1章零件分析和毛坯设计1.1零件工艺分析及生产类型确定生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。零件的主要作用是固定主轴与夹具。从零件图上得到该零件的表面要求，t120上端面表面粗糙度Ra=1.6,120下端面表面粗糙度Ra=O.4,120外圆表面粗糙度Ra=O.4,9和14的内孔表面粗糙度为Ra=12.5,其余表面粗糙度Ra=6.3。零件的加工表面简单，车削，铳削和钻削加工方式，零件的加工采用外圆面和零件内孔以及端面作为基准,定位可靠，基准统一.其中生产纲领：N=Qm(1.+a%)(1.+b%)=10000×(1+0.001)(1+0.001)=10020.01件/年生产类型：查机械制造基珈课程设计指导教程质量0.89kg<4kg.由表IT知该零件属于轻型零件(P5)V10020大于5000,由表1-5知该零件属于大批生产。零件工艺分析的主要技术耍求见表1.1表1.1主要技术要求加工表面尺寸精度等级表面粗糙度79.8外IB4IT86.3中79.8上端面79.8±0.1IT86.3120上端面120IT71.6中120下端面120IT50.4中120外国面12IT50.46X9孔9IT1212.56XM孔MIT1212.3M16X1.5端纹16IT86.38XR4环形8IT86.3R2B1J21T86.31.2毛坯类型及毛坯图设计本零件材料为HT150。毛坯形式为铸件。毛坯图见图1.1华图1.1.毛坯图第2章机械加工工艺规程设计2.1定位基准选择精基准：巾79.8上端面，由79.8外国面。粗基准：法兰盘120下端面，力120外圆面。2.2工艺方案拟定各表面加工方案见表2.1,工艺卡见附录1衣2.1加工方案表加工表面精度等级表面粗糙度加工方案在注*79.8外18IT86.3租车一半精车表IT79.8上峨面IT86.3粗车-半精军表1-110120上端面IT71.6租车一半精车精车表1-11120下裁面IT50.4租车一半精车一箱车-抛光表1-11120外圆IT50.4机车半精车精车-帼光表1百14内孔IT86.3牯表1-116X9孔ITI212.5拈表1-106X314孔IT1212.5钻衣1-10M16X1.5KStIT86.3攻丝表1-108XK1.环形槽IT86.3诜表1-10R2回向1186.3半精车表1-112.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1.粗车,半精车法兰盘79.8机械加工余址、工序尺寸及公差的确定见表2.2«2.24»79.8上端附加工方案表工序名称加工余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗车1B1.60.190816三半精车0.580.30.074680.3懈2.粗车，半精车79.8外圆机械加工余量、工序尺寸及公差的确定见表2.3表2.3079.8外圆加工方窠表工序名称加工余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗车0.94.60.19046"的“U-ow半精车0.44.40.06244*0j,QQJI3.粗车，半精车，精车法兰盘巾120上端面机械加工余量、工序尺寸及公差的确定见表2.4表2.4<H20上海面加工方案表工序名称加工余量工序尺寸工序公差工序尺寸及儡差粗华0.5123.40.22如23.4比半桶车0.25121.150.0&-112I.15髅制车0.05120.050.020d>12O.O5喘;4.粗车，半精车，精车6120卜端面机械加工余量、工序尺寸及公差的确定见表2,5衣2.54120下然面加工方案去工序名称加工余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差租车0.5123.40.226123巧；半精军0.25121.150.08112115三耕车0.05120.050.02012O.O55.粗乍,半精车，精车小120外制机械加工余量、工序尺寸及公差的确定见表2.6表2.66120外网加工方案表工序名称加工余相工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗车1.2512.350.2212.35*：半精车0.512.200.0&-112.20死制车0.1512.150.02012.15%6.钻M,6X69,6乂巾14孔机械加工余量见表2.7表2,7钻614,6X49,6X4»14孔加工方案表工序名称加工余晓怙中14孔14怙49孔9钻4»14孔142. 4主要工序切削用量及时间定额计算2.4. 1粗牟法兰盘巾79.8上端面，79.8外圆,巾120上端面1 .工步1祖车法兰盘由79.8上端面（1）计算切削用量由表5-2及表4-3按机床功率和工件材料取f=0.8m11r切削深度等于加工余昂错误!未找到引用源.%=a=1.M切削速度由表5-2得：vr=60r11in100O匕、100oX602/,1：轴转速n=233.45,力In11jo3.14×79.8由机床转速表4-2取nu.=250”11in（2）时间定额基本时间t/="=fitZ.+5.2.6÷57,-0.8×25()×1.=O.438nin辅助时间I.=0.2×t2=0.2×0.438=0.21911in作业时间t=tj+tz=O.438+0.219=0.657min2 .工步2粗车79.8外圆（1）计算切削用量由表5-2及表4-3按机床功率和工件材料取f=0.8ranr切削深度等于加工余IK错误!未找到引用源.%U=045m切削速度由表5-2得：匕=60"11inIX£#宙KXX)匕.I(XX)×60“V,.主轴转速n=J=233.45rmn11dvt3.14×79.8由机床转速表4-2(nu=250rmin（2）时间定额1.1.+5.0.9+50.8x250X1.=0.0525IMn辅助时间）=0.2×ti=0.2×0.0525=0.O1.05min作业时间t=（tz=O.0525+0.0105=0.063min3 .工步3相车法兰盘6120上端面<1）计算切削用量由表5-2及表4-3按机床功率和工件材料取f=0.8三r切削深度等于加工余量%t=a=0.5mm切削速度由表5-2得：vc=rnn士而I(XX)匕I(XX)×60ic,.主轴转速n=159.2rnnn”43.14×I2O由机床转速表4-2¾nu.=160rZrrin（2）时间定额¾PfHt,=-/=/=413+5×1.=0.362nin,fitfitO.8×I6O辅助时间1/=0.2×1.2=0.2×0.0362=0.0724nin作业时间t=tJt=0.0362+0.0724=0.4344min2.4.2120夕卜圆，120下端面，钻14孔.1.工步1相车法兰盘6120卜端面（1）计算切削用量由表52及表4-3按机床功率和工件材料取f=0.8r11r切削深度等于加工余昂错误!未找到引用源.%=a=05mm切削速度由表5-2得：vf=60rnin»以&，+100O匕100O×60,sc,主轴转速=159.2zzn11J03.14×12（）由机床转速表4-2取nu=1«）r/nin（2）时间定额基本时间I；=f='+5i=!3"d×I=Imin,fiJh0.8x60辅助时间/=0.2×t7=0.2×1.=0.2min作业时间t=t,+tz=1.+O.2=1.2min2.工步2粗车120外圆<1）计算切削用量由表5-2及表4-3按机床功率和工件材料取f=0.811mr切削深度等于加工余量错误!未找到引用源.uv=y=0.6251111切削速度由表5-2得：vf=60r/nin主轴特速=等=I(XX)X6()3.14×12O=159.2rnnn由机床转速表4-2MZnit=160r.'min(2)时间定额基本时间“-j=,+=×1=Q.145min,fifi0.8x160辅助时间t,=0.2×t0.2×0.145=0.029min作业时间I=Ij1./=0.145+0.029=0.174nin3.工步3钻14孔计算切削用量由表5-22及表4-7按机床功率和工件材料取f=0.30nnr切削深度等于加工余星错误!未找到引用源.=7mm切削速度由表4-6得：v4.=17rZnin士时由100O匕iax)×172,主轴转速=386.1.rmm11J03.14×14由机床转速表4-2取n*=KX)r11in(2)时间定额基本时间I=0j=i=_"Y.×=0j75111,Jhfit0.30x400辅助时间I：=0.2×t7=0.2XO.175=0.03511in作业时间t=t,+tz=O.175+0.035=0.2Imin2.4.3钻6X巾9孔，钻6X14孔,铳6X14孔1.工步1钻6X4>9通孔<1)计算切削用量由表5-22及表4-7按机床功率和工件材料取f-0.30mmr切削深度等于加工余员:q,=5=4.5mm切削速度由表5-2得：ve=1.r/min+i""1O匕I(XX)×17”,N,.1.IVJn=601.6rrmn11J03.14x9切削深度等于加工余量错误味找到引用源.%-a=1.5mm切削速度由表5-2得：vi=I5.5rrin古10q.I(XX)×15.5,zwcz.主轴转速n=t=308.5rmmKdO3.14x16由机床转速表4-16取n,=32Onin(2)时间定额基本时间I,="5j=_rj_×1=O.I87511in'fiJh0.35×32()辅助时间i=0.2×t.=0.2×0.1875=0.0375min作业时间t=t,+1广0.1875+0.0375=0.225min2. 5提高劳动生产率的工艺措施(一)缩短单件时间定额1 .缩短基本时间(1)提高切削用量：(2)改进刀具材料性能：(3)减少切削行程长度，即多刀多件加工。2 .缩短辅助时间使辅助操作实现机械化、自动化、或使辅助时间与基本时间重合。措施如下：(1)采用先进夹具或自动上、下料装置：(2)多工位加工，在不影响切削的情况下装卸工件，使辅助时间与基本时间重合：(3)采用自动检测装置，可减少除机测量工件的时间；(4)采用两个相同夹具交替工作的方法，使辅助时间与基本时间重合。3 .减少布置工作地时间(1)缩减刀具的调整时间和每次的换刀时间以及提高刀具和砂轮的耐用度，以增加每次刃磨和修整中所加工的零件数：(2)采用各种快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板、对刀样件及自动换刀装置。以减少刀具装卸、对刀等工作所需的时间：<-)采用新工艺新方法Et=ViN+S1.,E2=V2N+S2当年产量定时,先分别计算两种方案的全年工艺成本，然后进行比较，选其小者:经过计算选择，选择该方案较经济。1 .CA6140普通车床车床总时长笃=8.453min,C6140普通车床毋小时15元，车工每小时15元车床成本：的"i5=2.元60车工成本：生X15=2.11元60车削总成本：4.22元2 .铳床Y631K铳床总时长心=04896nin,铳床每小时20元，钳工每小时15元铳削总成本：?%(20+1.5)=0.2856元603 .钻床(台式Z512)钻床总时长丁=O48Mmin,钻床每小时12元，钳工每小时15元钻孔总成本：?幽(12+15)=O22元60折旧费：CA6140车床月折旧额=350OOX(1-5%)/10/12=306.25元X5012铳床月折旧额二260OOX(1-5%)/10/12=227.5元摇将钻床Z3025月折旧额=80OOX(1-5%)/10/12=70元内圆磨床M215A月折旧额=500OOX(1-5%)/5/12=875元第3章专用夹具设计4 .1工序内容及加工要求钻床夹具的用途是来完成工序山，通过一次装夹，完成对6×9与6×I4孔的钻孔加工。采用“而销''的定位方式来限制五个自由度，完成钻模板一工件一夹具的定位与夹紧。使用螺母和压板，调整支撑对工件夹索并实现快拆与快换。夹具设计的主要目的是保证加工孔的同轴度。为完成钻孔，采用可换体套，夹具应用在据野钻床Z3025上。1 .可换钻套高度H钻套高度与孔距精度，工件材料，孔加工深度，刀具刚度，工件表面形状等因素等有关,可换钻套高度由表9-9由孔径d确定,9孔：H=22mm:14孔：H=22mm>2 .排肩间隙h站套底部与工件间的距离h称为排屑间隙。h应适当选取，间隙太小，排屑难以自由排出，将加工表面损坏，甚至折断钻头。h太大时聘导致导向精度降低。排一间隙9孔:h=8mm:614孔:h=8mm1.3 .2定位基准1.采用下表面定位，限制3个自由度。2 .采用414内孔定位,限制2个自由度。3 .采用螺母与压板进行央禁.4 .使用钻模板对孔进行导向加工。5 .3夹具结构设计及工作流程装夹时，采用夹具体的上表面和外圆进行定位，限制五个自由度，用压板和螺母进行压累。拆卸时，拧动螺母，拆F压板后直接卸卜钻模板和工件实现工件的快拆和快换，提高生产效率。6 .4定位误差分析（1）工件是以面孔作为定位基准的,孔轴配合的尺寸为04坦，查互换性与测员g6技术基础，得孔的公差为0.018,轴的公差为0.0I1.基准不重合误差A,b=O基准位移误差j*=Q+&/=0.024-0.018=0.006定位误差1.w=jw+jh=(MX)6+0=0.0061.w=0.006<T=(0.018+0.01D=0.00977 .5夹紧力的计尊查表得：M=61N-n.F=3350ON2F/Fj=KG=2F三Z=,587523NWtan(+8)+?/亦不3.6钻床夹具装配图3.1怙床夹具装陶示意图-主视图K1.3.2钻床夹具装配示意图带视图第4章结论通过此次课设让我对机械制造方面有了进一步的了解和深层次的领悟。我的任务是床头法兰盘的加工工艺拟定以及夹具设计，对此次设计我先对零件进行分析，并对毛坯予以设计。根据零件工艺，生产类型，随后确定毛坯类型，从而设计毛坯图，遵循机械加工工艺规程设计。选择相应的定位，询定租基准与精基准，拟定工艺方案：接卜.来通过计修以及查阅书本来完成工艺卡：结合课程所学和法兰盘加工工艺来设计较为合理的夹具。在设讦过程中，我遇到了很多困难，但我并没有因此后退，而是主动与同学研究，无法解决问题时，大家一起向老册询问。这也使我体会到了求知探索的乐趣。在查询、处理数据过程中，我学会自主探索,运算能力也有了很大的提高，更养成了仔细认真的好习惯此次课改令我受益匪浅，希望自己随若所学知识的不断累积设计更科学更经济的夹具。参考文献1邹巧.机械制造技术基础课程设计指今教程.北京：机械工业出版社20042孙本绪.机械加工余量手册.北京：国防工业出版社19993J陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,2012,第1版4李名望.机床夹具选用简明手册.北京:化学工业出版社,2012,第1版5白海清.机床夹具及量具设计.重庆:St庆大学出板社,2013,第1版6王光斗,机床夹具设计手册.上海:上海科学技术出版社，20手,第3版24