夹具课程设计CA6140车床法兰盘84003工艺及夹具设计说明书.pdf

课 程 设 计 说 明 书 专 业：姓 名：学 号：目 录 1、工艺设计说明书.1 2、夹具设计说明书.7 3、课程设计体会.10 第一部分 工艺设计说明书 1.零件图工艺性分析 1.1 零件结构功用分析 法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。1.2 零件技术条件分析 1）法兰盘本身精度：外圆 80 尺寸公差等级 IT11，表面粗糙度 Ra 为 1.6m，52 尺寸公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 为 1.6m，120 尺寸公差等级 IT14，表面粗糙度 Ra 为 3.2m，内孔 62 公差等级为 IT7，36 尺寸公差等级 IT6，65 表面粗糙度 Ra 为 1.6m，距离 36 为 34.5 的平面公差等级 IT13。2）位置精度，内孔 62 相对于基准面 A、B 的跳动量要求为 0.04。3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加 工精度。1.3 零件结构工艺性分析 此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料 HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。本次设计的零件图如下：法 兰 盘 2机加工工艺路线确定 2.1 加工方法分析确定 该零件是法兰盘，中批量生产。由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。2.2 加工顺序的安排 本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以外圆 80 为粗基准粗车 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面、长度方向为 60 的右端面和 120 的外圆，调头装夹以 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准粗车 80 的外圆、长度方向为 60 的左端面和长度方向为 15 的左端面，再以粗车后的外圆80 为精基准半精车 52 的外圆、和 120 的外圆粗镗，半精镗 36 的内孔，以 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准粗镗 62.4、62 、65、及 4X0.5 的槽、58 的内孔，继续半精镗 65、62 、及 4X0.5 的槽，车出 M64X1.5 的螺纹，以外圆 80 为基准粗铣长度为 54 的左端面和长度为 34.5 的两平面，以 36 的内孔、62.4 内孔和长度为 60 的右端面及 34.5 的平面定位钻 3-11 和 3-16.5 的孔，然后扩 3-16.5 的孔，然后在继续钻出 18 和 4 的孔，磨 80 的外圆和长度为 60 和 15 的左端面，磨 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面并切出 3X0.5 的槽然后倒角，以 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准精镗 62 的孔，以 80 的外圆为基准精镗 36 的内孔，然后用浮动镗刀块精镗 36 的内孔并加工出 6X6 的半圆槽。2.3 定位基准选择 先以 80 为基准加工 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面和 120 的外圆，再以 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔和螺纹，以 36 的内孔、6X6 的半圆槽和长度为 60 的右端面定位钻孔、扩孔。2.4 加工阶段的划分说明 加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。2.5 主要机加工工序简图 1、铸 铸造、清理 2、热处理 正火 3、粗车 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面、长度为 60 的右端面、120 的外圆 4、粗车 80 的外圆、长度方向为 60 的左端面和长度方向为 15 的左端面 5、半精车 52 的外圆和 120 的外圆、粗镗 36 的内孔、半精镗 36 的内孔 6、粗镗 62.4、62 、65、及 4X0.5 的槽、58 的内孔、半精镗 65、62 及 4X0.5 的槽、车出 M64X1.5 的螺纹 7、粗铣长度为 54 的左端面和长度为 34.5 的两平面 8、钻 3-11 的孔、扩 3-16.5 的孔 9、钻出 18 和 4 的孔 10、热处理：退火 11、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）12、清洗吹净 在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。13、检验 14、表面淬火 15、磨 80 的外圆和长度为 60 和 15 的左端面、磨 52 的外圆、长度方向为 15 的右端面并切出 3X0.5 的槽然后倒角 16、精镗 62 的孔 17、精镗 36 的内孔 18、用浮动镗刀块精镗 36 的内孔并加工出 6X6 的半圆槽 19、去毛刺吹净 20、检验 3第 8 号工序切削用量及工时定额确定 钻 3-11 的孔：切削用量：ap=15 由表 7.3-1 得 f=0.6mm/r 由表 7.3-11 得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min 工时定额：T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12 min(Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35)T 基=15X11/347X0.6X15=0.05 min 由表 3.3-9 得装夹工件的时间为 0.17 min 由表 3.3-10 得松卸工件的时间为 0.15 min 由表 3.3-11 得操作时间为 0.4 min 由表 3.3-12 得测量工件的时间为 0.04min 则 T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T 总 1=62.81min 扩 3-16.5 的孔：切削用量：ap=10 由表 7.3-2 得 f=0.6mm/r 由表 7.3-12 得 v=25.1m/min 则 n=318v/d=318X25.1/16.5=484r/min 工时定额：由表 7.4-1 得 T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min 【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】由表 3.3-9 得装夹工件时间为 0.17min 由表 3.3-10 的松卸工件时间为 0.15min 由表 3.3-11 得操作机床时间为 0.42 min 由表 3.3-12 得测量工件时间为 0.05min T1=0.79min T3=47min T4=15min T 基=10 x16.5/484x0.6x10=0.06min T 总 2=62.89 min T 总=125.7 min 第二部分 第 8 号工序夹具设计说明书 1.工序尺寸精度分析 由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻3-11孔，深度为 15.5，并扩 3-16.5 孔，深度为 10.25，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产。2.定位方案确定 根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即x 移动、y移动、x 转动、y 转动、z 转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动一个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选以 36 的内孔和长度为 60 的右端面及长度为 34.5 的平面为定位基准。（见工序图）3.定位元件确定 1、选择定位元件：由于本工序的定位面是 36 的内孔和长度为 60 的右端面及长度为 34.5 的平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面和一个芯轴。（注：定位基准选择及受力分析见工序图）2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差：由图可知此工序的加工精度要求不高，由于其定位孔的尺寸为 34.6 ，所以芯轴的尺寸为：基本尺寸为 34.6，公差为0.05(如图)根据工件的实际情况，底板的长度选为 134.5mm，宽度为 134.5mm，高度为70.4mm。4.定位误差分析计算 (1)分析计算孔的深度尺寸 15.5 的定位误差：用内孔表面定位和平面定位，工件定位面是内孔表面和平面，定位元件的定位工作面是芯轴表面和平面，定位基准是内孔中心线，当工件内孔直径发生变化时其中心线和芯轴中心发生相对移动。芯轴定位误差计算如下：jb=0 db=1/2（Dmax-dmin）=0.075 dw=db=0.075 由于孔的公差属于自由公差，取 13 级公差，则dw=0.0751/3T,因此定位准确。（1）分析计算平面定位误差：jb=0 db=0 dw=0 5.设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：由于此工件是中批量生产，故选用 GB2264-80 快换钻套，选用固定式钻模板。根据钻床 T 型槽的宽度，决定选用 GB2206-80 宽度 B=14，公差带为 h6 的 A型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体，其基本厚度选为 20mm，并在夹具体底部两端设计出供 T 型槽用螺栓紧固夹具用的 U 型槽耳座。