法兰盘零件的加工工艺,设计钻16×M4底孔的钻床夹具

机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定法兰盘零件(图5-21)的加工工艺,设计钻16XM4底孔的钻床夹具专业：机械电子工程班级：机电12-2学号：1230120221姓名：吴建新指导教师：张学伟机械工程系2015年11月20日哈尔滨理工大学课程设计说明书1目录一．序言……………………………………………2二．零件的分析……………………………………21．零件的作用…………………………………22．零件的工艺分析……………………………2三．工艺规程设计…………………………………3（一）．确定毛坯的制造形式…………………3（二）．基面的选择……………………………4（三）．制定工艺路线…………………………5（四）．机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立……………7四．夹具设计………………………………………24五．总结………………………………………26六、参考文献……………………………………………27哈尔滨理工大学课程设计说明书2一、序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。机械制造技术是一门非常重要的技术，人类的发展过程就是一个不断的制造过程。机械制造工艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。（1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。学生通过设计夹具（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工的夹具的能力。（3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下良好基础。哈尔滨理工大学课程设计说明书3二、零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工艺分析法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ45.5为中心,包括:两个Φ164mm的端面,尺寸为Φ80H7mm的圆柱面,尺寸为Φ94mm的圆柱面及上面的8XM4mm的透孔.Φ94mm的外圆柱面及上面的6个Φ8.5mm的销孔,Φ94mm端面是距离中心线为15mm的一个平面.这组加工表面是以Φ45.5mm为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面三.工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT50，由于零件的设计要求为中批生产的水平，选通用设备,而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造。故从提高生产率，保证加工精度上考虑也是可以的。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1）粗基准的选择哈尔滨理工大学课程设计说明书4选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ164外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。（三）制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序尽量集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。采用车削端面，可以保证精度,由于各端面及外圆柱面都与Φ45.5轴线有误差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ45.5孔为定位基准。1.工艺路线方案一：工序1粗车Φ164端面及外圆柱面，粗车B面，工序2粗车Φ94端面及外圆柱面工序3钻、扩、粗绞Φ45.5的孔工序4粗车Φ164、Φ94外圆柱面上的倒角，粗车Φ45.5孔B哈尔滨理工大学课程设计说明书5面的倒角工序5粗车Φ164端面及外圆柱面，粗车A面，粗铣Φ80H7孔的端面及外圆柱面,粗车Φ45.5孔A面的倒角工序6热处理,工序7半精车Φ164的端面及外圆，半精车A面工序8半精车Φ80H7的端面及外圆，半精车Φ45.5孔A面的倒角工序9半精车Φ164的端面及外圆，半精车B面工序10半精车Φ94的端面及外圆,半精车Φ45.5孔B面的倒角工序11钻、扩、绞Φ8.5的孔，钻、绞M4的孔工序12精车Φ164、Φ94的A端面及外圆柱面工序13精车Φ164、Φ80H7的B端面及外圆柱面工序14去毛刺,清洗,终检2.工艺路线方案二：工序1粗车Φ164端面及外圆柱面，粗车B面，工序2粗车Φ94端面及外圆柱面工序3钻、扩、粗绞Φ45.5的孔工序4粗铣Φ94圆柱面上的平面工序5半精车Φ164的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ94的外圆柱面，粗车Φ164、Φ94外圆柱面上的倒角，粗车Φ45.5孔B面的倒角工序6粗车Φ164端面及外圆柱面，粗车A面，粗铣Φ80H7孔的端面及外圆柱面,粗车Φ45.5孔A面的倒角工序7热处理,精车Φ164的端面及外圆，精车A面哈尔滨理工大学课程设计说明书6工序8精车Φ80H7的端面及外圆，精车Φ45.5孔A面的倒角工序9精车Φ164的端面及外圆，精车B面工序10精车Φ94的端面及外圆,精车Φ45.5孔B面的倒角工序11钻、绞、扩Φ45.5的孔工序12钻Φ8.5的孔，钻、绞M4的孔工序13磨Φ164、Φ94的端面及外圆柱面工序14磨B面工序15磨A面及Φ80H7的端面及外圆工序16去毛刺工序17清洗,终检3、工艺方案的比较与分析：上述两个方案的特点在于：方案二采用同时粗车,精车加工两个端面，可以提高效率，而方案一采用分别车削端面，可以保证精度，方案一把保证精度放在首位，方案二把效率放在首位,两相比较故选用方案一分别车削两端面。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定、切削用量及基本工时的确立“法兰盘”零件材料为HT50，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.Φ80H7mm外圆表面外圆表面为IT7级，参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺哈尔滨理工大学课程设计说明书7寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆0.6800.017Φ0017.080半精车外圆1.481.40.1Φ01.04.81粗车外圆384.4+0.3Φ1.02.04.84毛坯589.40.5Φ5.05.04.892.外圆表面Φ164mm参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆0.6164-0.46Φ12.034.0164半精车外圆1.4164.6粗车外圆4166毛坯61700.8Φ8.08.01703．Φ94mm中外圆柱面参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精磨外圆0.294-0.6Φ3.03.02.94粗磨外圆0.894.2半精车外圆1165.2哈尔滨理工大学课程设计说明书8粗车297.2毛坯60157.21Φ12.1574．孔Φ45.5mm参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差铰孔0.245.5+0.045Φ45.5045.00扩孔0.945.3+0.1Φ45.31.00钻孔0.943.5+0.6Φ43.56.00毛坯105.Φ12.034.0164mm的端面1）按照《工艺手册》，铸件重量为1.6kg，Φ12.034.0164mm端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=2.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取1M，复杂系数取2S，则铸件的偏差为7.08.0；2）精车余量：单边为0.2mm（见《实用机械加工工艺手册》中表3.2-2），精车公差既为零件公差-0.08；3）半精车余量：单边为0.6mm（见《实用机械加工工艺手册》中表11-27），半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm；粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余哈尔滨理工大学课程设计说明书9量，实际上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；可以知道：毛坯名义尺寸为：164+2=166（mm）毛坯的最大尺寸：166+0.7=166.7（mm）毛坯的最小尺寸：166-0.8=165.2（mm）粗车后最大尺寸：164+1.2=165.2（mm）粗车后最小尺寸：165.2-0.32=164.88（mm）半精车后最大尺寸：164+0.6=164.6（mm）半精车后最小尺寸：164.6-0.12=164.48（mm）精车后尺寸为164mm加工余量计算表工序加工尺寸及公差铸造毛坯粗车半精车精车加工前尺寸最大166.7165.2164.6最小165.2164.88164.48加工后尺寸最大166.7165.2164.6164.12最小165.2164.88164.48163.66加工余量21.20.60.2加工公差7.08.0-0.32-0.12-0.46法兰盘的铸件毛坯图见附图哈尔滨理工大学课程设计说明书10（五）确定切削用量及基本工时1.1工序1粗车Φ12.034.0164端面及外圆柱面，粗车B面，1.加工条件工件材料：HT50δb=220MPa模铸加工要求：车削Φ12.034.0164mm端面及外圆柱面，粗车B面机床：卧式车床刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=15,0=12,=0.5mm2．计算切削用量(1)粗车Φ12.034.0164mm端面1)已知毛坯长度方向的加工余量为27.08.0mm,考虑的模铸拔模斜度，pa=4mm2)进给量f根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25mm2pa2~4mm,以及工件直径为164时，f=0.6~1.0mm/r按车床说明书（见切削手册）取f=0.9mm/r3)计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)vyxpmvckfaTCvvv(m/min)其中：vC=342,vx=0.15,vy=0.35,m=0.2。修正系数vk见《切削手册》表1.28,即Mvk=1.44,svk=0.8,kvk=1.04,krvk=0.81,Bvk=0.97。哈尔滨理工大学课程设计说明书11所以vxxvc35.015.02.09.0460342x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=148.8(m/min)4)确定机的主轴转速ns=Wπd1000cv=πx1648.1481000502r/min按机床