CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计_毕业设计.pdf
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1、CA6140 车床法兰盘加工工艺规程 及夹具设计专业名称:机械工程及自动化CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计摘要本毕业设计论文详细介绍了 CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹 具设计的全过程。论文主要内容分为两大部分:第一部分是车床法兰盘加工工艺的 设计,主要包括零件的工艺性分析、毛坯的选择、定位基准的选择、机械加工工艺路线的确定;第二部分是第8号工序夹具的设计,主要 包括设计任务的分析、定位方案的确定、定位误差的分析,切削力、夹紧力的计算,夹紧方案以及夹具体部分结构形式的设计,最后通过 前面的设计方案画出各零件图和装配图。其中专用夹具的设计是本次 毕业设计的重点。本夹具满足工件的
2、加工精度要求,性能良好、操作简便安全、结 构工艺性好,提高了生产率,降低了劳动成本。关键词:法兰盘机械加工工艺夹具设计-I-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计AbstractThis thesis introduces the CA6140 lathe flange machining process planning and fixture design process.The main content of this thesis is divided into two parts:the first part is the design of processing lathe
3、flange,determine the main parts of the process analysis,including the choice of blank,localization datum choice,machining process;the second part is the design of No.eighth working procedure jig,mainly including the design task analysis,positioning scheme,the position error analysis,the calculation
4、of cutting force,clamping force,clamping scheme and design specific folder structure,finally,the design scheme to draw the part drawing and assembly drawing.The design of special fixture is the focus of this graduation design.The fixture satisfy the requirements of machining accuracy,good performanc
5、e,simple and safe operation,good structure technology,improve productivity,reduce labor costs.Keywords:Flange plate,Mechanical,P rocessing technic,Grip design-ii-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计目录摘要.IAbstract.II目录.III前言.11零件的分析.21.1 零件结构功用分析.21.2 零件技术条件分析.21.3 零件结构工艺性分析.21.4 毛坯类型.31.5 毛坯余量确定.31.6 基准的选择.32机加 工
6、工艺路线确定.42.1 加工方法分析确定.42.2 加工顺序的安排.42.3 定位基准选择.52.4 加工阶段的划分说明.52.5 主要加工工序简图.52.6 工序尺寸及其公差确定.112.7 设备及其工艺装备确定.183夹具的设计.183.1 机床夹具的概述.183.1.1 机床夹具的概念.183.1.2 机床夹具的组成.183.1.3 机床夹具的分类.193.1.4 机床夹具的作用.203.1.5 夹具设计的基本要求.21-III-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计3.1.6 现代机床夹具的发展方向.213.2 设计要求的分析.223.3 定位方案的确定.223.3.1 定位元件
7、的确定.233.4 定位误差的分析计算.233.5 刀具导向和对刀方案的确定.243.6 夹紧方案的确定.243.6.1 钻削力、夹紧力的计算.243.6.2 夹紧装置的选择确定.263.7 夹具体的结构设计.263.7.1 夹具体毛坯的结构与类型的确定.263.7.2 夹具体外形尺寸的确定.273.8 其他元件的设计确定.27结论.28致谢.30参考文献.31-IV-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计前言专用夹具是指在制造加工过程中使工件定位和夹紧保证加工精度 的特殊工具。众所周知,夹具是提供支撑和夹紧工件的工艺设备。夹 具能消除制造过程中由于个体标注、定位和频繁检查引起的误差,使
8、 工件质量保持基本一致,从而提高生产效率,提高产品质量。由于这 些不可替代的功能和优势,夹具广泛运用于工厂的实际生产。夹具设 计的是否合理,直接影响工件的质量、产量和加工成本。只有正确应 用夹具设计的基本原理和知识,熟练掌握夹具的设计方法,才能设计 出合理的夹具。一个优良的夹具必须满足下列基本要求:保证工件的 加工精度,提高生产率、降低成本、提高经济性,操作方便、省力和 安全,便于排屑,结构工艺性要好等。毕业设计是我们在学完大学的全部课程后进行的,是对我们大学 四年年学习的一次深入的综合性的总考核,也是一次理论联系实际的 训练,这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论,并 结合实习中
9、学到的实践知识,独立地分析和解决实际问题,初步具备 了设计一个中等复杂程度零件(CA6140车床法兰盘)的加工工艺规程 的能力和运用夹具设计的基本原理和方法,拟订夹具设计方案,完成 夹具结构设计的能力,也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及 编写技术文件等基本技能的一次综合实践机会。因此,它在我们大学 生活中占有重要地位。就我个人而言,我也希望通过这次设计对自己 未来将从事的工作进行一次综合训练,从中锻炼自己分析问题,解决 问题的能力,对未来的工作发展打下一个良好的基础。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指 教。-1-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计1零件的分析
10、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6 80 0-0.019尺寸公差等级IT1L表面粗糙度R a为1.6um,4)52-0.0 1-0.029尺寸公差等级为IT6,表面粗糙度R a为 1.6um,4)120 0-0.22尺寸公差等级IT14,表面粗糙度R a为3.2um,内孔6 620.023公差等级为IT7,4)36+0.025 0尺寸公差 等级IT6,6 65表面粗糙度R a为L6uni,距离
11、636+0.025 0为 34.5-0.30-0.80的平面公差等级IT13o2.位置精度,内孔6620.0 23相对于基准面A、B的跳动量要求为 0.04o3.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,不用人工时效,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。-2-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及
12、夹具设计1.4 毛坯类型1、根据零件材料HT150确定毛坯为铸件,由于要加工与6 361产的孔中心线距离分别为54和34.5:的两平面,若毛坯外 型铸成6 120的外圆,材料浪费太严重,因此将两平面直接铸出。且 3-611和3-616.5的内孔不铸出,均在钻床上钻出后加工。2.由于本零件要求生产批量为中批量生产,而且零件加工的轮廓 尺寸不大,毛坯铸造方法选用金属型铸造(查机械制造工艺学资料表 3.3-3.4),铸造的毛坯尺寸公差等级为8级(查机械加工工艺手册表 3.1-24),选择错型值为0.7(查机械加工工艺手册表3.23)。1.5 毛坯余量确定对于批量生产的铸件加工余量(查机床夹具课程设计
13、指导手册 P 38表2-11),初步将本零件的加工余量定为5mm,毛坯尺寸偏差由 表3.21查得为1.8。(机械加工工艺手册)1.6 基准的选择基准选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以 提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,甚至还会造成零件大批报 废,使生产无法正常进行。1、粗基准的选择:要考虑如何分配各加工表面的余量;要 考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求;定位可靠,便于装夹;粗基准一般不应被重复使用。2、精基准的选择:基准重合原则;基准统一原则;自为 基准原则;互为基准原则;定位可靠,便于装夹。-3-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计2机加工工艺路
14、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、铳、磨、链、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680 0-0.019为粗基准粗车652-0.01-0.029的外圆、长度方向为15的右端面、长度方向 为60的右端面和61201的外圆,调头装夹以652-0.01-0.0 29的 外圆、长度方向为15的右端面为基准粗车6 80
15、0-0.019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6 80 0-0.019为精基准半精车6 52-0.01-0.029的外 圆、和6 120 0-0.22的外圆粗链,半精链6 36+0.025 0的内 孔,以。52-0.0 1-0.029的外圆、长度方向为15的右端面为基准 粗镇 662.4、4)620.0 23 6 65、及 4X0.5 的槽、6 58 的内孔,继续 半精镇6 65、4)620.0 23 及4X0.5的槽,车出M64X1.5的螺纹,以 外圆680 0-0.019为基准粗铳长度为54的左端面和长度为34.5二震 的两平面,以6 36+0.0
16、25 0的内孔、6 62.4内孔和长 度为60的右端面及34.5的平面定位钻3-611和3-4)16.5的孔,然 后扩3-4)16.5的孔,然后在继续钻出6 18和64的孔,磨6 80 0-0.019的外圆和长度为60和15的左端面,磨652-0.0 1-0.029 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6 52-0.01-0.029的外圆、长度方向为15的右端面为基准精锤6-4-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计620.0 23的孔,以680 0-0.0 19的外圆为基准精-6 36+0.0250的内孔,然后用浮动链刀块精链6 36+0.025 0的内孔并加
17、工出 6X6的半圆槽。2.3 定位基准选择先以6 80 0-0.019为基准加工6 52-0.01-0.029的外圆、长度方向为15的右端面和6 120 0-0.22的外圆,再以小52-0.01-0.029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+0.025 0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 主要加工工序简图1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、粗车6 52-0.0 1-0.029的外圆、长度方向为15的右端 面、长度为60的右端面、6
18、 120 0-0.22的外圆图L1工序图CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计4、粗车680 0-0.019的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面图1.2工序图5、半精车6 52-0.0 1-0.029的外圆和6 120 0圆、粗镇636+0.025 0的内孔、半精镇0 36+0.025-0.22的夕卜0的内孔图1.3工序图-6-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计6、粗锋 6 62.4、6 620.023、6 65、及 4X0.5 的槽、6 58 的内 孔、半精链6 65、6 620.0 23及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹图1.4工序图-S90/S
19、LX79工“As粒7、粗铳长度为54的左端面和长度为34.5北喘 的两平面图1.5工序图-7-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计8、钻3-6 H的孔、扩3-616.5的孔图1.6工序图9、钻出6 18和64的孔图1.7工序图-8-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计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6 80 0-0.0 19的外圆和长度为6
20、0和15的左端面、磨6 52-0.0 1-0.029的外圆、长度方向为15的右端面并切出 3X0.5的槽然后倒角图1.8工序图16、精像。620.0 23的孔-9-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计及!0图1.9工序图17、精链6 36+0.025 0的内孔-10-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计 图L 10工序图18、用浮动链刀块精链6 36+0.025 0的内孔并加工出6X6的半 圆槽图1.11工序图19、去毛刺吹净20、检验2.6 工序尺寸及其公差确定4)52-0.01-0.029-11-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计表1.1工序尺寸、公差、工序余量及
21、基本尺寸的确定工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸6 571.8。571.8粗车6 54.22.8IT134)54.2 0-0.46半精车6 52.41.8IT116 52.4 0-0.19磨削6 520.4IT66 52 0.0 1-0.0 29680 0-0.019表1.2工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸6 851.84)851.8粗车68 2.32.7IT136 8 2.3 0-12-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计-0.54半精车4)8 0.51.8IT114)8 0.5 0-0.22磨削6 800.5IT64)80
22、0-0.0196 120 0-0.22表1.3工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸61251.861251.8粗车4)121.83.2IT134)121.8 0-0.63半精车01201.8IT116 120 0-0.226 62 0.023表1.4工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定-13-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸6 571.84)571.8粗健6603IT116 60+0.190半精链661.51.5IT9661.5+0.0740精健6 620.5IT86 62 0.0 236
23、65表1.5工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸铸6 57粗链7664半精镇16656 62.4表1.6工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定-14-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计工艺路线工序余量工序尺寸铸6 57粗健5.4662.46 36+0.0 25 0表1.7工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路 线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸4)311.84)311.8粗健6 33.12.1IT11033.1+0.160半精链6 34.61.5IT106 34.6+0.10精健6 35.61IT8035.6+0.03-15-CA6140车床法
24、兰盘加工工艺规程及夹具设计9 0浮动锋 刀块精镜6 360.4IT7036+0.025015表L8工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸铸20粗车4.515.5磨削0.51560表1.9工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸铸65粗车4.660.4-16-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计磨削0.4604)11表1.10工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸钻114)11416.5表1.11工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸钻114)11扩5.5616.5618表1.12工序尺
25、寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸钻18618-17-CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计64表1.13工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的确定工艺路线工序余量工序尺寸钻4642.7 设备及其工艺装备确定所用的设备有:CA6140、立式铳床、摇臂钻床、清洗机、检验 台、外圆磨床。夹具有:三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。刀具有:90度车刀、车用键刀、铳刀、611、6 4、618、0 16.5钻头、砂轮、切断刀。量具有:千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。3夹具的设计3.1 机床夹具的概述3.1.1 机床夹具的概念各种金属切削机
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