課程設計--設計法蘭盆零件的機械加工工藝規(guī)程及工序夾具設計

1、<p>　　課程設計（論文）任務書</p><p>　　一、課程設計（論文）的內(nèi)容</p><p>　?。?）確定生產(chǎn)類型，對零件進行工藝分析；</p><p>　　（2）確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖（零件——毛坯合圖）；</p><p>　?。?）擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（刀具、夾具、量具和輔

2、具）；</p><p>　?。?）確定工序尺寸及公差，各工序切削用量，畫出工序簡圖；</p><p>　?。?）填寫工藝頭文件，包括工藝過程卡片（或工藝卡片）、工序卡片（可只填寫部分主要工序的工序卡片；</p><p>　　（6）設計某一工序的夾具，繪制夾具裝配圖和主要零件圖3～5張；</p><p>　　（7）撰寫設計說明書。</p&

3、gt;<p>　　說明書內(nèi)頁應首先寫明設計任務書內(nèi)容，接著是摘要、目錄、正文、參考文獻，最后是心得體會表。心得體會可以 談談課程設計的收獲及體會。</p><p>　　二、課程設計（論文）的要求與數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）毛坯圖：1張；</p><p>　?。?）機械加工工藝過程卡片：1套；</p><p>　　（3）機械

4、加工工序片：3～4張；</p><p>　?。?）機床夾具裝配圖：1張；</p><p>　?。?）夾具主要零件圖（包括夾具體）：3～5張；</p><p>　　（6）課程設計說明書：1份。</p><p>　　三、課程設計（論文）應完成的工作</p><p><b>　?。?）封面</b><

5、;/p><p><b>　　（2）任務書</b></p><p>　?。?）內(nèi)容摘要及關(guān)鍵詞</p><p>　?。?）工藝規(guī)程的設計</p><p>　　1）原始資料、生產(chǎn)條件。</p><p>　　2）零件的功用、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)工藝性，主要加工表面和主要技術(shù)要求的分析。</p>&l

6、t;p><b>　　3）確定生產(chǎn)類型。</b></p><p>　　4）毛坯的選擇與毛坯圖的繪制及說明。</p><p>　?。?）工藝規(guī)程文件（機械加工的工藝過程卡及工序卡片）。</p><p>　　（6）專用夾具的設計。</p><p><b>　　1）夾具的功用；</b></p&g

7、t;<p>　　2）不同設計方案分析比較和確定設計方案；</p><p>　　3）定位分析與定位誤差計算；</p><p>　　4）夾具工作原理或或動作原理、結(jié)構(gòu)示意圖；</p><p>　　5）夾緊力計算與強度校核；</p><p>　　6）夾具使用說明、特點及有待改進處。</p><p>　　四、課程

8、設計（論文）進程安排</p><p>　　五、應收集的資料及主要參考文獻</p><p>　　[1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991</p><p>　　[2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993</p><p>　　[3]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎.化學工業(yè)出版社，1993</p&g

9、t;<p>　　[4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊.機械工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[6]薛源順主編.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社，1995</p><p>　　[7]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎課程設計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12<

10、;/p><p>　　[8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005.</p><p>　　[9]司乃鈞，許德珠主編.熱加工工藝基礎. 高等教育出版社，1991</p><p>　　[10]張龍勛主編.機械制造工藝學課程設計指導及習題.機械工業(yè)出版社，1999.11</p><p>　　[11]艾興，肖詩綱主編.切削用量簡

11、明手冊.機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　發(fā)出任務書日期： 20 年 月 日 指導教師簽名：</p><p>　　計劃完成日期： 20 年 月 日 教學單位責任人簽章：</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)

12、，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。 </p><p>　　在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選

13、擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。</p><p>　　. 關(guān)鍵詞 工藝規(guī)程，毛坯設計，零件圖，專用夾具.</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　目錄</b><

14、/p><p>　　第1章 零件的分析 ………………………………………………………… 1</p><p>　　1.1零件的作用……………………………………………………………… 1 </p><p>　　1.2零件的工藝分析………………………………………………………… 1</p><p>　　第2章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖…………

15、………… 2</p><p>　　第3章 選擇加工方法，制定工藝路線………………………………… 4</p><p>　　3.1機械加工工藝設計……………………………………………………… 4</p><p>　　3.1.1基面的選擇………………………………………………………… 4</p><p>　　3.1.2粗基面的選擇…………………

16、…………………………………… 4</p><p>　　3.1.3精基面的選擇……………………………………………………… 4</p><p>　　3.2制定機械加工工藝路線………………………………………………… 4</p><p>　　3.2.1工藝路線方案一…………………………………………………… 4</p><p>　　3.2.2

17、工藝路線方案二…………………………………………………… 5</p><p>　　3.3工藝方案的比較與分析………………………………………………… 5</p><p>　　第4章 確定切削用量………………………………………………………… 6</p><p>　　4.1加工軸面φ320………………………………………………………… 6</p>&

18、lt;p>　　4.2加工軸面φ248及其倒圓角R21……………………………………… 6</p><p>　　4.3加工軸面φ190及其倒圓角R14及倒角C7…………………………… 6</p><p>　　4.4加工內(nèi)孔φ209………………………………………………………… 6</p><p>　　4.5 加工內(nèi)孔φ101、φ90………………………………

19、………………… 7</p><p>　　4.6加工內(nèi)孔3×φ12、3×φ17.5、3×φ20、3×φ12………………… 7</p><p>　　第5章 夾具設計……………………………………………………………… 8</p><p>　　5.1、定位基準的選擇……………………………………………………… 8</p

20、><p>　　5.2、切削力的計算：……………………………………………………… 8</p><p>　　5.3、夾緊力的計算：……………………………………………………… 9</p><p>　　心得體會 ………………………………………………………………………… 10</p><p>　　第1章 零件的分析</p>&l

21、t;p><b>　　1.1零件的作用</b></p><p>　　據(jù)資料可知，該零件（法蘭）是管子與管子之間相互連接的零件，用于管端之間的連接，或者是用于兩個設備之間的連接。其中孔φ20是用于兩法蘭間的螺栓緊連。</p><p>　　1.2零件的工藝分析</p><p>　　由零件圖可知，該零件材料為MT45（即45鋼），強度較高，塑性和

22、韌性尚好，用于制作承受負荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水或油中淬火。焊接性差。</p><p>　　由零件圖可知，此零件為軸類零件，所以此零件的是主要的設計基準和加工基準為軸的中心線。</p><p>　　該零件的主要加工面可分為兩組：</p><p><b>

23、;　　外圓軸面</b></p><p>　　這一組加工表面包括：外圓車φ320、φ248、φ190和倒圓角R21、R14及倒角C7；以及φ320的端面和φ147的端面。</p><p><b>　　2、經(jīng)中心軸內(nèi)孔</b></p><p>　　這一組加工表面包括：φ209的端面及其倒角和內(nèi)孔φ101、φ90的階梯內(nèi)孔，其中φ90的孔

24、尺寸一定的公差要求，其中上偏差為0.054，下偏差為0。</p><p>　　這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：軸外圓與中心軸孔的同軸度公差為0.10；</p><p>　　這兩組的加工表面有著一定的形狀要求，主要是:軸外圓及中心孔的圓柱度公差為0.02；</p><p>　　由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻中有

25、關(guān)面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。</p><p>　　第2章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖</p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯為MT45(即45號鋼)，生產(chǎn)類型為中批量，可采用模鍛鍛造毛坯。此外，未消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效進行處理。</p><p>　　由查表法查得文獻的得知，

26、該鍛件的的尺寸。如圖3.1所示：</p><p><b>　　圖3.1 毛坯圖</b></p><p>　　第3章 選擇加工方法，制定工藝路線</p><p>　　3.1機械加工工藝設計</p><p>　　3.1.1基面的選擇</p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的

27、選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。</p><p>　　3.1.2粗基面的選擇</p><p>　　根據(jù)粗基準的選擇原則，再結(jié)合此次所設計的零件；應以選φ208軸面為粗基準面。</p><p>　　3.1.3精基面的選擇</p><p>　　精

28、基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇φ90孔作為精基準。</p><p>　　3.2制定機械加工工藝路線</p><p>　　3.2.1工藝路線方案一</p><p>　　工序1

29、 車、半精車φ320左端面并倒角C1</p><p>　　工序2 車、半精車φ320、φ248和φ248至φ206之間的倒圓角R21的軸面</p><p>　　工序3 車、半精車φ190右端面并倒角C1</p><p>　　工序4車、半精車φ190、φ190至φ176之間的倒角C7和φ176至φ148之間的倒圓角的軸面 <

30、/p><p>　　工序5 鏜、半精鏜φ90、φ101、φ209內(nèi)孔，及φ209的倒角C6</p><p>　　工序7 精鏜φ90、φ101內(nèi)孔</p><p>　　工序8 鉆3×φ12、3×φ17.5、3×φ20、3×φ12孔</p><p>　　工序9

31、 擴3×φ20、3×φ17.5孔</p><p>　　3.2.2工藝路線方案二</p><p>　　工序1 車、半精車φ320的左端面</p><p>　　工序2 鏜、半精鏜φ90、φ101、φ209內(nèi)孔，及φ209的倒角C6</p><p>　　工序3 精鏜φ90、φ101內(nèi)

32、孔</p><p>　　工序4 車、半精車φ190右端面</p><p>　　工序5 車、半精車φ320、φ248、φ190軸面</p><p>　　工序6 車、半精車φ248至φ206之間的軸面R21、φ190至φ176之間的軸面C7和φ176至φ148之間軸面R14</p><p>　　工序7

33、 鉆3×φ12、3×φ17.5、3×φ20、3×φ12孔</p><p>　　工序8 擴3×φ20、3×φ17.5孔</p><p>　　3.3工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述所制定的兩個工藝方案的有自身的特點：兩個方案都是先加工面再加工這一原則進行加工的并且都是以軸面

34、的中心軸為基準加工出內(nèi)孔面。其中方案1是先把整個工件的軸表面分兩部分先后裝夾兩次先加工出來的，工序不集中 ，然后再把內(nèi)孔面加工出來，最后是加工小孔；方案2是先裝夾軸面把內(nèi)孔面一次性加工出來，然后再裝夾內(nèi)孔面加工外面，最后加工其余的孔。既減少了裝夾次數(shù)，還符合基準重合原則；因此，選擇方案1是比較合理的。</p><p><b>　　第4章確定切削用量</b></p><p&

35、gt;　　切削用量包括背吃刀量ap、進給量f和切削速度v。以下是對各工序的步驟的切削用量的確定</p><p>　　4.1加工軸面φ320</p><p>　　查《機械加工工藝設計手冊》 P433 得知：ap=2.5mm, f=0.8～1.2mm/r,取f=0.81mm/r , 查《金屬切削手冊》知V=70～90 m/min取V=80 m/min . </p><p&g

36、t;　　4.2加工軸面φ248及其倒圓角R21</p><p>　　粗車：查 《金屬機械加工工藝人員手冊》 增訂組編上海科學出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 結(jié)合CA6140說明書取ap=2.5mm,f=0.71 mm/r .查 《金屬切削手冊》知V=70～90 m/min取V=75 m/min 則n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速

37、度V=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min .</p><p>　　半精車：查 《機械加工工藝設計手冊》 P433 得知：</p><p>　　Ap=0.9mm,f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r 取V=120m/min .</p><p>　　4.3加工軸面φ190及其倒圓角R14及倒

38、角C7</p><p>　　粗車：d=95 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編上海科學出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊》知V=70～90 m/min取V=75 m/min 則n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度V=n d/1000=320×3.14×70/100

39、0=70.34m/min 取pa=2.5mm . </p><p>　　半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45,ap=0.9mm 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：V=1.667～2.17m/s 取V=1.8m/s.</p><p>　　粗鏜：查《金屬機械加工工藝人員手冊》 增訂組編上?？茖W出版社表10-13知ap=4.5mm，查《金屬

40、切削手冊》知f=0.27mm/r， V=127.17m/min。</p><p>　　半精鏜：查《金屬機械加工工藝人員手冊》 增訂組編上?？茖W出版社表10-13知ap= 1.5，查《金屬切削手冊》f=0.15mm/r；知V=117m/min。</p><p>　　4.5 加工內(nèi)孔φ101、φ90</p><p>　　粗鏜：查《金屬機械加工工藝人員手冊》 增訂組編上海

41、科學出版社表10-13知ap=4.5mm，查《金屬切削手冊》知f=0.27mm/r， V=127.17m/min。</p><p>　　半精鏜：查《金屬機械加工工藝人員手冊》 增訂組編上海科學出版社表10-13知ap= 1.5，查《金屬切削手冊》知f=0.15mm/r； V=117m/min。</p><p>　　精鏜：查《金屬機械加工工藝人員手冊》 增訂組編上?？茖W出版社表10-13知a

42、p=0.1mm，f=0.13～0.3mm/r查《金屬切削手冊》知f=0.13mm/r；V=135.6m/min。</p><p>　　4.6加工內(nèi)孔3×φ12、3×φ17.5、3×φ20、3×φ12</p><p>　　轉(zhuǎn)孔：查《簡明加工工藝手冊》P294知：pa=d/2=15mm取 f=0.35mm/r ；v=0.33 m/s；鉸孔：查《簡明加工工

43、藝手冊》表11-20知：f=0.3～0.65mm/r，取f=0.3 mm/r ；v=0.833 ～0.383m/s ，取v =0.60 m/s pa=0.1mm.</p><p><b>　　第5章 夾具設計</b></p><p>　　夾具用來鉆Ф20及Ф12的孔，有一定的形位公差要求，但同時應考慮提高生產(chǎn)率；因此設計時，對本夾具有一定的形位要求，還應裝夾方便。本

44、夾具使用在Z3032型搖臂鉆床上，選用以螺栓連接為施力機構(gòu)的專用夾具。</p><p>　　5.1、定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知孔Ф20及Ф12自身形位公差要求，經(jīng)過尺寸鏈計算，選用Ф148左端面作為基準；采用螺栓連接為施力機構(gòu)的專用夾具夾緊便于裝卸。</p><p>　　5.2、切削力的計算：</p><p>　　軸向力

45、： </p><p><b>　　其中：=20，</b></p><p>　　則： 軸向力 F=1658N</p><p><b>　　扭矩：</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　則：M=0.884N*m