法兰盘机械加工工艺规程及钻Ф20mm通孔专用夹具设计专.docx

法兰盘机械加工工艺规程及钻Ф20mm通孔专用夹具设计专.docx

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法兰盘机械加工工艺规程及钻Ф20mm通孔专用夹具设计专

辽宁工程技术大学

机械制造技术基础

课程设计

题目：

法兰盘机械加工工艺规程及钻Ф20mm通孔专用夹具设计专用夹具设计

班　　级：

　机械11-1班

*****　**********

学号：

**********

****　**********

完成日期：

　2013.1.21

任务书

一、设计题目:

法兰盘机械加工工艺规程及钻Ф20mm通孔专用夹具设计

二、原始资料

（1）被加工零件的零件图1张

（2）生产类型:

大批大量生产

三、上交材料

1．所加工的零件图1张

2．毛坯图1张

3．编制机械加工工艺过程卡片1套

4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套

5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张

6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。

装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。

1张

7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。

（约5000-8000字）1份

四、进度安排

本课程设计要求在3周内完成。

1．第l～2天查资料，绘制零件图。

2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。

3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。

4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。

5．第14～15天，零件图的绘制。

6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。

7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。

答辩

五、指导教师评语

该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。

综合评定成绩：

指导教师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　

摘　要

到目前为止，在企业生产中，各种机械加工、检验、焊接、热处理和装配等冷、热加工工艺，都使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的加工位置，随着不规则形状零件在现在制造业的应用越来越广泛，且产品的成本、质量、生产率都与工艺装备息息相关，如何保证这种零件的加工质量变得尤为重要。

本说明书通过研究法兰盘零件的加工精度要求以及其结构特点，在保证该零件的加工精度的基础上，利用现有的现在制造技术手段，根据我们所学习的机械设计制造基础中的定位原则和夹紧原理，制定了一套较为合理的夹具模型，对现有法兰盘的快速加工。

本说明书对各种定位夹紧装置进行分析与比较，通过对夹紧力和定位误差的计算，验算保证其夹具的加工精度。

同时，分析夹紧力的计算，保证零件在夹持状态下是否满足工件夹紧不产生形变。

关键词：

夹具设计、法兰盘、定位、夹紧

Abstract

Sofar,inproduction,allkindsofmechanicalprocessing,inspection,welding,heattreatmentandassemblyofcold,heatprocessing,usealotoffixture,fortheinstallationoftheprocessingobject,sothatitoccupiestherightmachiningposition,withirregularshapepartsmorewidelyusedinmanufacturingindustryandnow,andproductcost,quality,productivity,andiscloselyrelatedtotechnologyandequipment,howtoguaranteethemachiningqualityofthepartsisparticularlyimportant.

Thespecificationbystudyingtheflangepartsmachiningaccuracyanditsstructurecharacteristics,toguaranteethemachiningaccuracyofthepart,usingexistingnowmanufacturingtechnology,basedonthepositioningformachinedesignandmanufacturingofourlearningbasedontheprinciplesandclampingprinciple,formulatedasetofreasonablefixturemodel,fastprocessingtheexistingflange.Themanualforanalysisandcomparisonofallkindsofpositioningandclampingdevice,thecalculationofclampingforceandlocationerrorchecking,guaranteethemachiningaccuracyofthefixture.Atthesametime,analysisandcalculationofclampingforce,ensurethepartsinclampingstatewhethermeettheclampingoftheworkpiecedoesnotgeneratedeformation.

Keywords:

fixturedesign,flange,positioning,clamping

第1部分：

法兰盘加工工艺规程

第二部分夹具设计

1工件的简要分析

1.1工件的用途

CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。

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。

主要作用是标明刻度，实现纵向进给。

1.2工件的工艺性分析

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Φ20

mm的孔为中心,包括：

Φ

mm的外圆柱面及左端面,尺寸为Φ

mm的圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔，Φ

mm的外圆柱面及上面的Φ6mm，Φ4mm的孔,Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。

并且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,然后再加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表面。

图1.2.1以Φ20㎜为内孔中心的加工表面

2确定毛坯

2.1毛坯材料

由零件材料HT200,确定毛坯为铸件，由于该零件是中批生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。

这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。

由年产量为6000件，可知达到大批量生产标准，且零件的尺寸比较小，所以采用砂型机器铸造，同时铸件尺寸公差等级为CT10，选取铸件错箱值为1.0mm。

2.2确定毛坯技术要求

1）铸件不应有裂痕、砂眼和局部缩松、气孔和夹渣等缺陷。

铸件表面应清除毛刺，结瘤和粘砂等。

2）正火处理硬度170～190HBS，以消除内应力，改善切削加工性能。

3）未注圆角为R3～R4mm。

4）起模斜度为30°。

2.3铸件机械加工余量确定与毛坯图

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

法兰盘零件材料为HT200，硬度200HBS，毛坯重量约为2.8KG，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.Φ

mm外圆表面

此外圆表面为IT6级，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

0.6

45

0.017

Φ

半精车外圆

1.4

45.6

0.1

Φ

粗车外圆

3

47

+0.3

Φ

毛坯

5

50

0.5

Φ

2.外圆表面Φ

mm

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

0.6

100

-0。

46

Φ

半精车外圆

1.4

100．6

粗车外圆

4

102

毛坯

6

106

0.8

Φ

3．车Φ45mm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

0.2

45

-0.6

Φ

粗磨外圆

0.8

45.2

半精车外圆

1

46

粗车

2

47

毛坯

60

106

1

Φ

1

4．加工孔Φ20

mm

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

0.2

20

+0.045

Φ20

扩孔

0.9

19.8

+0.1

Φ19.8

钻孔

9

18

+0.6

Φ18

毛坯

10

5.Φ

mm的端面

1）按照《加工工艺手册》表6-28，铸件重量为2.8kg，Φ

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

，复杂系数取

，则铸件的偏差为

；

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；

Φ

mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：

由图可以知道：

毛坯名义尺寸为：

94+2=96（mm）

毛坯的最大尺寸：

96+0.7=96.7（mm）

毛坯的最小尺寸：

96-0.8=95.2（mm）

粗车后最大尺寸：

94+1.2=95.2（mm）

粗车后最小尺寸：

95.2-0.32=94.88（mm）

半精车后最大尺寸：

94+0.6=94.6（mm）

半精车后最小尺寸：

94.6-0.12=94.48（mm）

精车后尺寸为94mm

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

96.7

95.2

94.6

最小

95.