制定后法兰盘零件（图5-10）的加 工工艺，设计钻φ7斜孔的钻床夹具

制定后法兰盘零件（图5-10）的加 工工艺，钻φ7斜孔的钻床夹具 机械制造技术课程设计说明书 设计题目:制定后法兰盘零件(图5-10)的加 工工艺，设计钻φ7斜孔的钻床夹具 专 业: 机械电子工程 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 机械工程系 2013年11月15日 目录 摘要…… ................................................................................................ I 第1章 零件的分析...............................................................................3 1.1 零件的作用 .................................................................................3 1.2 零件的工艺分析 ..........................................................................3 第2章 工艺设计 .........................................................................4 2.1 确定毛坯制造方法、初步确定毛坯形状 ...................................4 2.2 基准的选择 .............................................. 错误～未定义书签。4 2.2.1 粗基准的选择 .......................................................................4 2.2.2 精基准的选择 .......................................................................4 2.3 工件表面加工方法的选择 ..........................................................4 2.4 制定工艺路线.................................................................................5 2.4.1 工艺路线法案一......................................................................5 2.4.2 工艺路线法案二......................................................................6 2.4.3 工艺法案的比较与分析..........................................................6 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.............................6 2.6 确定切削用量及基本工时.............................................................8 2.6.1 粗车,196mm的左端面..........................................................9 2.6.2 粗车,196mm的外圆............................................................10 2.6.3 粗车,150k6mm的外圆........................................................11 2.6.4 粗车,110mm的外圆............................................................12 2.6.5 粗车,78mm的外圆..............................................................13 2.6.6 粗车,196mm的右端面........................................................14 2.6.7 粗车,150mm外圆右端面....................................................15 2.6.8 粗车,110mm柱体右端面....................................................15 2.6.9 粗车,78mm柱体右端面......................................................16 2.6.10 半精车,196mm的外圆......................................................17 2.6.11 半精车,150k6mm的外圆..................................................18 2.6.12 半精车,110mm的外圆......................................................19 2.6.13 半精车,196mm凸台右端面..............................................20 2.6.14 半精车,150k6mm凸台右端面..........................................20 2.6.15 粗铣R25的半圆形槽..........................................................20 2.6.16 钻,18，,11mm的阶梯孔.................................................20 2.6.17 钻6×M6的螺纹孔.............................................................20 2.6.18 钻内孔2×,5mm................................................................20 2.6.19 钻,7斜孔............................................................................21 第3章 夹具设计 ................................................................................ 22 3.1 夹具设计任务 ............................................................................ 22 3.2 确定夹具的结构 ................................................................ 22 3.2.1 确定定位元件 ..................................................................... 22 3.2.2 确定导向装置 ..................................................................... 22 3.3 切削力及夹紧力计算 ................................................................ 22 第4章 总结 ........................................................................................ 23 参考文献 .............................................................................................. 24 致谢...................................................................................................... 25 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 后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，内部由斜孔、螺纹孔、阶梯孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。 1.2 零件的工艺分析 如图(5-10)后法兰盘共有两组加工表面。 φ150k6mm的外圆为初基准的加工表面，φ196mm外圆右端面为基准的加工表面。它们之间有一定的位置要求，主要是φ78mm的外圆表面与φ150k6mm的外圆的轴向跳动度为0.008，φ196mm外圆右端面与φ150k6mm的外圆的轴向跳动度为0.015，经过对以上加工表面的分析，我们可先选定φ150k6mm 外圆为粗基准。 第2章 工艺规程设计 2.1 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零件材料是HT200。零件的产量是中批量,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可采用铸造成型的金属型铸造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 2.2 基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。 2.2.1 粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准)，所以对于本零件可以先以后法兰盘右端φ150 k6 mm的外圆及φ196mm的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧φ150k6 mm 外圆可同时消除四个自由度，再以φ196mm 的右端面定位可限制两个自由度。 2.2.2 精基准的选择 主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。 2.3 工件表面加工方法的选择 该零件是法兰盘，要求中批量生产。由于此零件较为简单，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。其具体加工方法如下: 1、φ196mm的外圆的粗糙度为3.2采用的加工方法为粗车?半精车 - 5 - 2、φ150k6 mm的外圆的粗糙度为1.6采用的加工方法为粗车?半精车 3、Φ110mm的外圆的粗糙度为1.6采用的加工方法为粗车?半精车。倒角用车刀加工 4、Φ78mm的外圆的粗糙度为6.3采用的加工方法为粗车 5、M6的螺纹孔的左端面的粗糙度为6.3采用的加工方法为钻削 6、Φ18Φ11六个阶梯孔的粗糙度为6.3和12.5采用的加工方法为钻削 7、R25的半圆形槽采用的加工方法为粗铣?精铣. 8、2*Φ5的内孔未注公差等级,根据GB1800—79 规定公差为IT13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为钻削 9、Φ7的斜孔未注公差等级,根据GB1800—79 规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为钻?铰 10、φ196mm凸台左端面粗糙度为6.3采用的加工方法为粗车 11、φ196mm凸台右端面粗糙度为1.6采用的加工方法为粗车?半精车 12、φ150k6mm凸台右端面粗糙度为1.6采用的加工方法为粗车?半精车 13、Φ110mm凸台右端面粗糙度为6.3采用的加工方法为粗车 2.4 制定工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。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，制定工艺路线方案。 2.4.1 工艺路线方案一 工序? 粗车φ196mm柱体左端面 工序? 粗车φ196mm、φ150k6mm、φ110mm、φ78mm的外圆，粗车φ196mm、粗车φ150、φ110mm柱体右端面 工序? 粗车φ78mm柱体右端面、半精车φ196mm、φ150k6 mm、Φ110mm的外圆，半精车φ196mm、φ150k6mm凸台右端面 工序? 粗铣、精铣R25的半圆形槽 工序? 钻φ18mm,φ11mm的阶梯孔 - 6 - 工序? 钻6*M6的螺纹孔 工序? 钻内孔2*φ5mm 工序? 钻φ7的斜孔 工序? 检测入库 2.4.2 工艺路线方案二 工序?粗车φ78mm柱体右端面 工序?粗车φ粗车φ110mm、粗车φ150、φ196mm柱体右端面，粗车φ196mm柱体左端面 工序?粗车φ78mm ,φ110mm ,φ150mm,φ196mm外圆，半精车φ150k6mm、φ196mm凸台右端面半精车φ110mm、φ150k6 mmΦ196mm的外圆 工序? 粗铣、精铣R25的半圆形槽 工序? 钻φ18mm,φ11mm的阶梯孔 工序? 钻6*M6的螺纹孔 工序? 钻内孔2*φ5mm 工序? 钻铰φ7的斜孔 工序? 检测入库 2.4.3 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于:方案一是从左端面加工到右侧，以φ196mm的外圆右端面作为初基准而方案二则是从右端面开始加工到左端面，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为HT200，硬度190HBS，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，工序及毛坯尺寸如下: 表1φ196mm外圆各工序加工余量以及基本尺寸 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 半精车外圆 0.4 196.4 粗车外圆 4 200 毛坯 6 202 - 7 - 表2φ150mm外圆各工序加工余量以及基本尺寸 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 半精车外圆 1.4 151.4 粗车外圆 4 154 毛坯 6 156 表3φ110mm外圆各工序加工余量以及基本尺寸 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 半精车外圆 1.4 111.4 粗车外圆 3 113 毛坯 5 115 表4φ196mm左端面各工序加工余量以及基本尺寸 工序名称 工序余量 半精车 0.8 粗车 2 毛坯 3 表5φ150mm右端面各工序加工余量以及基本尺寸 工序名称 工序余量 0.8 半精车 粗车 3 毛坯 3 表6φ110mm右端面各工序加工余量以及基本尺寸 工序名称 工序余量 粗车 4 毛坯 3 - 8 - 2.6 确定切削用量及基本工时 2.6.1 粗车Φ196mm的左端面 (1)选择刀具 选用93 偏头端面车刀，参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10?，后角8?，主偏角93?，副偏角10?，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角-10?。 (2)确定切削用量 a.确定背吃刀量ap (即切深a )粗车的余量为4mm 所以ap =4mm。 b.确定进给量车刀刀杆尺寸为16*25 、工件直径196mm、量取f=0.73mm/r。 c.选择磨钝及耐用度根据《切削用量简明手册》取车刀后面最大磨损量为0.8-1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。 d.确定切削速度V:根据《切削用量简明手册》 当用YG6 硬质合金车刀加工HT200(182-199HBS)，a =4mm，f=0.73mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》查得切削速度的修正系数 KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85，Kkv=1.0。则V = V*KTv*Ktv*Kkrv*Kmv*Ksv*Kkv 式(2-1) =1.05*60*1.0*1.0*0.73*1.0*0.85*1.0 =44m/min n =140r/min 按C365L 车床转速(《机械制造工艺设计手册》)选择与140r/min 相近似的机床转速n=136r/min,则实际切削速度V =42.7m/min。 e.校验机床功率:车削时功率P 可由《切削用量简明手册》表1.25 查得:在上述各条件下切削功率P =1.7-2.0，取2.0。由于实际车削过程使用条件改变，根据《切削用量简明手册》表1.29-2，切削功率修正系数为:Kkrpc=KkrFc=0.89,Kropc=KroFc=1.0。则: P = P × Kkrpc×Krop=1.87KW根据C365L车床当n =136r/min时，车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P 规范

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