毕业设计 法兰盘的机械加工工艺规程编制及钻削3φ175孔工序专用夹具设计.docx
《毕业设计 法兰盘的机械加工工艺规程编制及钻削3φ175孔工序专用夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计 法兰盘的机械加工工艺规程编制及钻削3φ175孔工序专用夹具设计.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
毕业设计法兰盘的机械加工工艺规程编制及钻削3φ175孔工序专用夹具设计
课程设计
题目：
法兰盘零件的机械加工工艺规
程及工艺装备设计
一、设计题目
法兰盘的机械加工工艺规程编制及钻削3-φ17.5孔工序专用夹具设计
二、原始资料
（1）被加工零件的零件图（草图）1张
（2）生产类型:
5000件/年
三、上交材料
（1）被加工工件的零件图1张
（2）毛坯图1张
（3）机械加工工艺过程综合卡片1张
（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张
（4）夹具装配图1张
（5）夹具体零件图1张
（6）课程设计说明书（5000字左右）1份
四、进度安排（参考）
（1）熟悉零件,画零件图2天
（2）选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天
（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天
（4）编写说明书3天
（5）准备及答辩2天
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
摘 要
本次课程设计的主要内容是法兰盘的机械加工工艺规程编制及钻削4-φ10孔工序专用夹具设计，通过设计我得到下述各方面的锻炼：
1能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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提高结构设计的能力。
通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。
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
Abstract
Thecurriculumdesignarethemaincontentsofflangeofthemachiningprocessoforderestablishmentanddrilling4–φ10holeforfixturedesignprocess,throughthedesignIwasfollowingallaspectsoftraining:
1Icanskillfullyuseofmechanicalmanufacturingprocessdesignofthebasictheoryandpracticeintheproductionofsecondaryschoolstothepracticeofknowledge,therightsolutiontoapartintheprocessingofpositioning,clampingandTechnologyofarrangement,sizeoftheissuesidentifiedtoensurethattheprocessingpartsQuality.
2Ienhancetheabilityofstructuraldesign.Fixturefortrainingthroughthedesign,shouldbeprocessedinaccordancewithaccesstopartsoftheprocessingrequirements,designahighlyefficient,effort,economicandreasonabletoensurethequalityoftheprocessingcapacityofthefixture.
3ontheuseofmanualdataandcharts.Thedesignandmasterallkindsofinformationrelatingtothename,origin,candoskilleduseof
1法兰盘的的工艺分析及生产类型的确定1
1.1法兰盘的技术要求1
1.2审查法兰盘的工艺性1
1.3确定法兰盘的生产类型2
2确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状2
2.1选择毛坯2
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2
2.3制法兰盘锻造毛坯简图3
3拟定法兰盘工艺路线4
3.1定位基准的选择4
3.3加工阶段的划分4
3.4工序顺序的安排5
3.5确定工艺路线5
4加工余量、工序尺寸和公差的确定6
4.1工序钻－铰φ10mm斜孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定6
5切削用量的计算6
5.1工序8－钻扩φ10mm孔6
6夹具设计7
6.1定位基准的选择7
6.2定位误差分析7
6.3确定导向装置8
6.4夹紧装置的选择8
6.5夹具与机床连接元件8
7体会8
图1为法兰盘的零件图。
已知：
零件材料为45钢，重量为4kg,年产量Q=5000台/年（每台一件）。
试为该法兰盘零件编制工艺规程。
1法兰盘的的工艺分析及生产类型的确定
1.1法兰盘的技术要求
按表1-1形式将该法兰盘的全部技术要求列于下表中。
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra
法兰盘左端面
φ126
IT10
6.3
φ70孔
φ70
IT9
6.3
φ10mm孔
φ12
IT8
2.5
φ82mm孔
+0.07
IT8
3.2
0
法兰盘右端面
φ94
IT10
6.3
车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。
法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。
1.2审查法兰盘的工艺性
分析零件图可知φ10φ70mmφ82mm的孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外所加
工表面加工精度均不高，不需要高精度机床加工，通过铣削钻床的粗加工就可以达到加工要求。
由此可见零件的工艺性较好。
1.3确定法兰盘的生产类型
依设计题目知：
零件年产量为Q=5000件，m=1件/台；设其备品率为4%，机械加工废品率为0.5%，则该零件的年生产纲领为：
N=5000×1
（1+4%）
（1+0.5%）=5226（件/年）
法兰盘重量为4kg，由表1-3知，法兰盘属于轻型零件；法兰盘的年产量为5226件，查表1-4可知该产品为大批生产。
2确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状
2.1选择毛坯
由于该法兰盘在工作过程中要受到扭矩和冲击载荷，为了增强法兰盘的强度和刚度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。
零件材料是45钢。
零件年产量是大批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后宜采用模锻方法制造毛坯。
毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表2-10~表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及加工余量，应先确定如下各项因素。
（1）公差等级
由法兰盘的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。
（2）锻件重量
已知机械加工后法兰盘的重量为4kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为6kg.
（3）锻件形状复杂系数
由于该锻件是法兰件，且圆盘厚度和直径之比t/d≤0.2时，采用S4级。
（4）锻件材质系数
由于该法兰盘材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。
（5）锻件分模线形状
根据法兰盘的行位特点，选择零件左端面为分模面，属平直分模线。
（6）零件表面粗糙度
由零件图可知，该法兰盘各加工表面的粗糙度Ra均大于等于2.5μm。
根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，索得结果列于表1－2中。
表1－2法兰盘锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量
锻件重量/kg
包容体重量/kg
形状复杂系数
材质系数
公差等级
6
42
S4
M1
普通级
.
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
高度28
3.2
表2－10
2.0～2.5（左端面取2）
表2－13
外径φ126
3.6
表2－10
2.0～2.7（半径方向取2.5）
表2－13
孔径φ10
2.0～2.5（半径方向取2）
2.8
表2－10
外径φ94
3.6
表2－10
2.0～2.5（半径方向取2.2）
表2－13
2.3制法兰盘锻造毛坯简图
由表1－2所得结果，绘制毛坯简图如图1－2
3拟定法兰盘工艺路线
3.1定位基准的选择
（1）粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠，因此选择法兰盘的右端面作为粗基准来加工左端面。
（2）精基准的选择
根据该法兰盘零件的技术要求和装配要求，选择法兰盘的左端面作为精基准加工轴孔φ82mm和φ70mm、φ10的孔,再以左端面和孔φ70
mm作为精基准加工φ10mm，而且零件上的很多表面都可以以此作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则，又保证加工时夹紧力垂直于主要定位基面，使夹紧稳定可靠。
3.3加工阶段的划分
该法兰盘加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准准备好、使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣左端面以及法兰盘阶梯孔的粗镗。
在半精加工阶段，完成左端面的精铣加工，法兰盘阶梯孔的精镗和各小孔的钻削。
在精加工阶段完成各小孔的铰加工。
3.4工序顺序的安排
机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准－法兰盘左端面和轴孔φ70
mm。
遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
遵循“先主后次”原则，先加工主要表面－法兰盘左端面和轴孔φ88
mm，后加工次要表面。
遵循“先面后孔”原则，先加工法兰盘端面，再加工法兰盘其它孔。
3.5确定工艺路线
工序号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
Ⅰ
热处理-退火
热处理-退火
Ⅱ
粗铣
粗铣端盖左右端面、方形端面
立式铣床X51
端铣刀
Ⅲ
精铣
精铣端盖左右端面、方形端面
立式铣床X51
端铣刀
Ⅳ
粗车、半精车
粗车、半精车φ136外圆
CA6140
外圆车刀
Ⅴ
车
车4*R20圆弧
CA6140
端面车刀
Ⅵ
钻-扩-铰
钻-扩-铰φ70孔
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀
Ⅶ
钻
钻φ82孔
四面组合钻床
麻花钻
Ⅷ
铣圆弧
洗R53圆弧
四面组合钻床
麻花钻、铰刀
Ⅸ
钻
钻φ10孔
四面组合钻床
麻花钻
X
铣圆弧
铣R47圆弧
四面组合钻床
麻花钻、铰
XI
车
数控铣床
立铣刀
XI
去毛刺
钳工台
平锉
XII
清洗
清洗机
XIII
终检
4加工余量、工序尺寸和公差的确定
4.1工序钻－铰φ10mm斜孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
由表2－28可查得，钻余量Z钻＝9mm,扩孔余量Z扩孔=0.85mm，粗铰余量Z粗铰＝0.10mm,精铰余量Z精铰＝0.05mm,查表1－20可确定各工序尺寸得加工精度等级为：
钻：
IT12,扩孔：
IT11，粗铰：
IT10,精铰：
IT7,根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差分别为：
钻：
0.18mm,扩孔：
0.111mm,粗铰：
0.07mm，精铰：
0.018mm
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及共查分别为：
钻φ10
mm,
扩孔：
φ9.85
，粗铰：
φ9.95
mm,精铰：
φ10
mm
5切削用量的计算
5.1工序8－钻扩φ10mm孔
（1）钻工步
1）背吃刀量的确定
取aP=0.21mm
2）进给量的确定
由表5－22，选取该工步的每转进给量f=0.20mm/r
3）切削速度的计算
由表5－22，按工件材料为45号钢的条件选择，切削速度V可取为v=20m/min,由公式（5－1）n=1000v/πd可求得该工序组合钻床转速n=363.78r/min,参照表可知，钻床的主轴转速可取为n=400r/min,再将该转速代入到公式（5－1），可求得该工序的实际切削速度v=nπd/1000=400×π×17.5/1000=21.99m/min.
（2）精扩工步
1）背吃刀量的确定
取aP=0.125mm
2）进给量的确定
由表5－29，选取该工步的每转进给量f=0.6mm/r
3）切削速度的计算
由表5－23，按工件材料为45号钢的条件选择，切削速度V可取为v=53.4mm/min,由公式（5－1）n=1000v/πd可求得该工序组合钻床转速n=971.3r/min,参照表可知，扩床的主轴转速可取为n=1100r/min,再将该转速代入到公式（5－1），可求得该工序的实际切削速度v=nπd/1000=1100×π×17.5/1000=60.48m/min.
6夹具设计
6.1定位基准的选择
为保证工件位置精度加工时的稳定性，又考虑到夹具的尽可能简化，选用法兰盘左端面和φ70的孔轴线为第一和第二定位基准，选用
φ82的孔为第三定位基准，通过其与定位装置上左端面连接的定位销实现定位限制工件的转动。
4×φ10mm孔与φ70的孔轴线有尺寸要求，可以用定位销定位，限制4个自由度，左端面用支撑板定位限制工件的左右移动，钻孔上下移动的自由度不需要限制。
这样达到工件的全定位。
6.2定位误差分析
加工时工件以左端面为定位基准，工序基准也为法兰盘的左端面，因此定位基准与工序基准重合Δb=0。
由于在加工左端面时存在尺寸上的误差{其公差为0.16mm，因此基准位移误差Δj=0.1mm。
Δd=Δb+Δj=0.1mm
而加工尺寸82
mm公差为δ=0.35mm，所以Δd=0.1mm<δ/3=0.117mm。
因此定位方案合理。
6.3确定导向装置
本工序要求对被加工孔依次进行钻扩的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件。
该夹具放在机床工作台上，钻对准钻套，并用压板将夹具固定在钻床工作台上，以确定夹具在机床上相对于刀具的正确位置。
这样加工时只需将工件
装夹到夹具上，就可方便的钻孔，以保证工序尺寸及位置公差要求。
6.4夹紧装置的选择
工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构及加紧方案实现的可能性而予以最后确定，该设计中采用压板作为压紧装置，通过螺旋夹紧进行压紧和松开。
6.5夹具与机床连接元件
采用四个标准定位键，固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定钻床夹具相对于机床进给方向的正确位置。
并保证定位键的宽度与机床工作台T型槽相匹配的要求。
7体会
经过三周的奋战我的课程设计终于完成了。
在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。
通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。
最后终于做完了有种如释重负的感觉。
此外，还得出一个结论：
知识必须通过应用才能实现其价值！
有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
在此要感谢指导老师魏老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
参考文献
[1]苏翼林.材料力学[M].北京:
人民教育出版社,1979
[2]赵俊,楮乃雄.AG材料床身的结构设计[J],1996,26（03）:
27-29
[3]机床夹具设计手册.王光斗.王春富.上海科学技术出版社
[4]机械制造技术基础.黄健求.机械工业出版社
[5]《机械加工工艺装备设计手册》（机械工业出版社）
升级会员 