机械制造技术课程设计-法兰盘机械加工工艺规程及铣A面夹具设计.docx

机娥喇造工程学锦福世花说阚有设计题目：“法兰盘”零件的机械加工工艺规程及夹具设计院（系）：机械工程学院专业：工业工程班级：姓名：学号：大学号（小学号）指导教师：设计时间：202。1月28日-2022年12月09日机械制造工艺学课程设计任务书学生姓名：法兰盘设计开始日期：2022年11月28日设计完成日期：2022年12月09日一、设计题目：“法兰盘”零件的机械加工工艺规程及夹具设计（年产量5000件）二、设计的主要内容：设计，法兰盘”零件的机械加工工艺规程及专用夹具。绘制零件图1张、机械加工工艺过程卡片1张、机械加工工序卡片1张、专用夹具结构装配图1张、编写课程设计说明书1份。指导教师：教研室主任：2022年11月28日1零件分析21.1 法兰盘零件作用21.2 法兰盘零件的工艺分析22工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制订工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5 确定切削用量及基本工时63夹具设计223.1 问题的提出223.2 夹具设计223.2.1 定位元件及夹紧元件的选择223.2.2 切削力和夹紧力的计算223.2.3 定位误差分析233.2.4 定位键和对刀装置设计23参考文献261、深入生产实践调查研究在深入生产实践调查研究中，应当掌握下面一些资料：工程图纸，工艺文件，生产纲领,制造与使用夹具情况等。2、制订工艺工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型，分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查，确定毛坯的种类，形状，尺寸及精度，拟定工艺路线（划分工艺规程的组成，选择的定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序，选择机床设备等），进行工序设计（确定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，选择工艺装备，计算时间定额等），确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。3、确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算，以确定加紧元件和传动装置的主要尺寸。4、确定夹具其他部分的结构形式如分度装置，对刀元件和夹具体等5、绘制夹具总装配图在绘制总装配图时，尽量采用1：1比例，主视图应选取面对操作者的工作位置。绘图时,先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面，如定位表面，夹紧表面和被加工表面等。其中，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可看成是一个假想的透明体，按定位元件，导向元件，夹紧机构，传动装置等顺序，画出具体结构。6、标注各部分主要尺寸，公差配合，和技术要求7、标注零件编号及编制零件明细表在标注零件编号时。标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称，编号，序号，零件名称及材料，数量等。8、绘制家具零件图拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序相同。1零件分析1.1 法兰盘零件作用法兰(flange)又叫法兰盘或突缘。使管子与管子相互连接的签件，连接于管端。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰都是成对使用的。在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接两个管道的端头处，各安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。1.2 法兰盘零件的工艺分析L西B面的平行度、西BjB与062dll中心 线的垂直度公差为0.02加。2.前料:HT150.技术要求法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：1 .以外圆为基准的加工面：87前端面、31孔、40沉孔、中87后端面、62dll外圆、中50沉孔、62dll端面2.以62dll端面和中31孔为基准的加工面：4X中7孔、411沉孔、RlO圆弧、A面。2工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT150o由机械制造工艺设计简明手册表1.3T知，毛坯铸造形式为金属性浇注，铸件等级CT810,加工余量等级MA-G。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量,提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.3 基准选择原则如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及法兰盘零件知，选用中67外圆作为定位粗基准。2精基准选择的原则用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及法兰盘零件知，选用62dll端面和31孔作为定位精基准。2.4 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降卜来。最终工艺路线方案：工序01：金属型浇注工序02：时效处理以消除内应力工序03：粗车中87前端面；粗车26孔至30;粗车30孔至40；R3圆角工序04：粗车中87后端面；粗车中62端面；粗车中30孔至49；粗车中67外圆至64；2X0.5退刀槽工序05：半精车中87后端面；半精车中62端面；半精车30孔至31；半精车中49孔至50；半精车中64外圆至63工序06：精车中63外圆至62dll;倒角CI工序07：钻4x7孔；专忽4x中11沉孔工序08：铳RIO圆弧工序09：铳A面工序10：去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：包装、入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定砂型铸造出来的毛坯精度等级IT9,加工余量等级MAG,查机械制造工艺设计简明手册表224知。1 .法兰盘87前端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。法兰盘中87前端面粗糙度Ra6.3,一步车削即可满足其精度要求。2 .法兰盘中87后端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.Omm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。法兰盘87后端面粗糙度Ra3.2,两步车削即粗车一一半精车方可满足其精度要求。粗车单边余量Z=2.5半精车单边余量Z=O.53 .法兰盘中62dll端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。法兰盘62dll端面粗糙度Ra3.2,两步车削即粗车一半精车方可满足其精度要求。粗车单边余量Z=2.5半精车单边余量Z=O.54 .法兰盘中31孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT9级，加工余量为MA-G级。法兰盘31孔粗糙度Ra3.2,两步车削即粗车一一半精车方可满足其精度要求。粗车单边余量Z=2.0半精车单边余量Z=O.55 .法兰盘40沉孔的加工余量法兰盘中40沉孔与31孔落差不大，故采用同一毛坯，40沉孔粗糙度Ra6.3,故一步车削即可满足其精度要求。6 .法兰盘中50沉孔的加工余量法兰盘中50沉孔与中31孔落差不大，故采用同一毛坯，50沉孔粗糙度Ra3.2,故两步车削即粗车一一半精车方可满足其精度要求。粗车单边余量Z=9.5半精车单边余量Z=O.57 .法兰盘4×7孔的加工余量采用实心铸造，因4中7孔粗糙度Ral2.5,故一步钻削即可满足其精度要求。8 .法兰盘4×11孔的加工余量采用实心铸造，因411沉孔粗糙度Ral2.5,故一步锐削即可满足其精度要求。9 .法兰盘RIO圆弧的加工余量采用实心铸造，因Rlo圆弧粗糙度Ral2.5,故一步铳削即可满足其精度要求。10法兰盘A面的加工余量采用实心铸造，A面粗糙度Ra6.3,故一步铳削即可满足其精度要求。2.6 确定切削用量及基本工时工序03：粗车87前端面；粗车26孔至30；粗车30孔至中40；R3圆角工步一：粗车87前端面1 .确定切削深度与87前端面，单边加工余量Z=3.Omm,由零件图知，87前端面表面粗糙度Ral2.5,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步粗车即可满足其精度要求，故p=3Omm2 .确定进给量/根据表1.4»/=0.0286.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表429）,选择了=0.8Immzr3 .确定切削速度U切削速度的修正系数为ksv.=0.8,绘=0.65,kt,n=0.8LATy=I.15、,=kkv=1.0(均见表1.28),=50×0.8×0.65×0.81×1.15m/min24m/minIOOOvd_ 1000x24 ×87r/ min 88rmin按CA6140机床的转速（表428）,选择“80rmin4 .确定车87前端面的基本时间Tj3=gjfirL=号+h+k+h4=2+(23)=-+(23)=(5.06.0)mmtgkrtg452=3-5A为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，A=5d-d, 87-26mm = 30.5mm式中l=5mm,2=4mm,Z3=5f=0.81mmr,/=8Ormin,=24mmin,走刀次数i二l30.5+5+4+5lmin.687min0.81x80工步二：粗车26孔至30L确定切削深度.31孔，单边加工余量Z=2.5mm,由零件图知，31孔表面粗糙度Ra3.2,再由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，两步车削即粗车一一半精车方可满足其精度要求，粗车单边余量2.0mm,半精车单边余量0.5mm,此工步为粗车，故q=2.0mm2 .确定进给量/根据表1.4,/=0.028-6.33mmr按CA6140型卧式车床的进给量（表4.2-9）,选择了=0.8ImmZr3 .确定切削速度U切削速度的修正系数为&v=0.8,ktx.=0.65,L=O.81Ay