法蘭盤(pán)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)課題:法蘭盤(pán)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):專(zhuān)業(yè):機(jī)電一體化班級(jí):院（系）:機(jī)械與電子信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師:職稱(chēng):二○一四年十二月七日

目錄摘要 1Abstract 2第一章緒論1.1 31.2 31.3 4 第二章零件的分析2.1 52.2 5 6第三章零件毛坯的選擇 7 8工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 10 10 104.13零件表面加工方法選擇 11確定工藝過(guò)程方案 114.3主要機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 12 5.1問(wèn)題的提出 185.2夾具設(shè)計(jì) 185.3工序尺度精度分析 19 5.4刀具類(lèi)型確定 19 5.5量具類(lèi)型確定 195.6極限量具公差確定 205.7差帶圖公 215.8工藝過(guò)程卡和工序卡 25參考文獻(xiàn) 29致謝 30第第頁(yè)摘要工藝學(xué)是研究機(jī)械加工工藝技術(shù)和夾具設(shè)計(jì)為主的技術(shù)學(xué)科具有很強(qiáng)的實(shí)踐性要求學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐同時(shí)它又具有很強(qiáng)的綜合性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的課題是法蘭盤(pán)加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容如下：首先，對(duì)零件進(jìn)行分析，主要是零件作用、結(jié)構(gòu)和工藝的分析，通過(guò)零件分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的具體加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸。第二步，進(jìn)行基面的選擇，確定加工過(guò)程中的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。根據(jù)選好的基準(zhǔn)，制定工藝路線(xiàn)方案，通常情況下制定兩種以上的工藝路線(xiàn)方案，通過(guò)工藝方案的比較分析，再確定出可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證的工藝路線(xiàn)方案。第三步，根據(jù)已經(jīng)確定的工藝路線(xiàn)，選擇加工設(shè)備及工藝裝備，再確定每一工步的切削用量及時(shí)間定額。第四步，設(shè)計(jì)工序Ⅶ—鉆法蘭盤(pán)4mm斜孔的夾具。先提出夾具設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇定位基準(zhǔn)，再確定夾具結(jié)構(gòu)方案，然后開(kāi)始切削力、夾緊力的計(jì)算和定位誤差的分析。最后，把整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程整理為設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙，至此整個(gè)設(shè)計(jì)基本完成。AbstractTechnologyisthetechnologyresearchofmechanicalprocessingtechnologyandfixturedesignhasastrongpracticalrequirementsshouldbecloselycombinedwiththeproductionpracticeanditalsohastheverystrongcomprehensivelearningprocess.Thisgraduationdesigntopicisflangeandfixturedesignprocess,themaincontentsareasfollows:Firstofall,theanalysisofparts,ismainlytoofparts,structureandprocess,throughthepartsanalysiscan.Thebasicsolutionofparts,andprocessanalysiscanknowpartsoftheprocessingsurfaceandprocessingrequirements.Accordingtothespecificpartdrawingprocessingrequirements,determinethemanufactureofblankshapeandsize.Thesecondstep,thechoiceofthebasesurfacetodeterminetheprocessingofcrudeandrefinedbaselinebenchmark.Accordingtothechosenbenchmark,thecraftrouteformulationplan,thedevelopmentofprocessrouteswithtwoormoreoptionsnormally,throughtheprocessofschemecomparisonandanalysis,thendeterminecanmakethegeometry,sizeprecisionandpositionprecisionandothertechnicalpartsrequirementsarerouteplanreasonableassurance.Thethirdstep,accordingtotheprocessroutehasbeendetermined,thechoiceofprocessingequipmentandprocessequipment,thendeterminethecuttingparametersandthetimeforeachstepofthequota.Thefourthstep,thedesignprocedureofVII-Drillingflange4mmTheinclinedholejig.Thefirstproposedfixturedesigntask,selectthelocatingdatum,andthendeterminethefixturestructure,thewholedesignprocessforthedesignspecificationsanddrawings,thusthewholedesignisbasicallycompleted.第一章緒論1.1隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械制造工藝的內(nèi)涵和面貌下不斷發(fā)生變化，近一二十年的技術(shù)進(jìn)展主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化常規(guī)工藝的方向是實(shí)現(xiàn)高效化、精密化、強(qiáng)韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗少污染的先進(jìn)實(shí)用工藝為主要目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備、輔助工藝、工藝材料、檢測(cè)控制系統(tǒng)的成套工藝服務(wù)，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)所采用。（2）新興加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展新興加工方法包括精密加工、細(xì)微加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術(shù)、表面功能性覆蓋技術(shù)和復(fù)合加工，以適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代對(duì)制造工藝提出的更高、更新的制造模式。（3）自動(dòng)化等高新技術(shù)與工藝的緊密結(jié)合微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)與工藝及設(shè)備相結(jié)合，使傳統(tǒng)工藝面貌產(chǎn)生顯著、本質(zhì)的變具設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助裝配工藝設(shè)計(jì)和智能制造系統(tǒng)等。夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期在機(jī)械加工過(guò)程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬(wàn)套夾具；數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；（4）采用以液壓站為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。法蘭盤(pán)由英國(guó)傳入我國(guó)，早期的工人將Flange音譯為法蘭。法蘭盤(pán)在我國(guó)機(jī)械行業(yè)、建筑行業(yè)和水利水電行業(yè)應(yīng)用及其廣泛。近幾年來(lái)，我國(guó)在法蘭的制造領(lǐng)域和研發(fā)領(lǐng)域取得了一定的突破，因產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)的影響，加上政策的支持，大量的工廠和個(gè)人加工作坊開(kāi)始大批量的生產(chǎn)和銷(xiāo)售法蘭成品。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近幾年全球在法蘭方面的市場(chǎng)容量聯(lián)創(chuàng)新高，產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模大幅圖型和功能的法蘭產(chǎn)品層出不窮。第2章2.1零件的機(jī)構(gòu)及其分析Flange）又稱(chēng)法蘭盤(pán)或者突緣，通常是指在一個(gè)類(lèi)似盤(pán)狀的金屬體色的周邊開(kāi)上幾個(gè)固定用的孔用于連接其它東西的一種零件。主要用來(lái)使管子與管子相互連接的，連接于管端；可用于連接其它零件或可用于增加其他零件強(qiáng)度的一種零件。法蘭上有孔眼，構(gòu)成。法蘭聯(lián)接由一對(duì)法蘭、一個(gè)墊片及若干個(gè)螺栓螺母組成，墊片放在兩法蘭密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達(dá)到一定數(shù)值后產(chǎn)生變形，并填滿(mǎn)密封面上凹凸不平方式。本次設(shè)計(jì)題目給定的法蘭盤(pán)在數(shù)控機(jī)床里起支承和導(dǎo)向作用，是回轉(zhuǎn)體零件，本法蘭盤(pán)是回轉(zhuǎn)面和平面的結(jié)合，內(nèi)部由階梯和螺紋孔組成，此零件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但是零件的精度要求高，有良好的減振性，鑄造性能好。要求有較高的耐磨性，較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。2.2零件生產(chǎn)綱領(lǐng)和類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)題目給定的條件：年產(chǎn)量3500件，設(shè)其備品率6%2%制定該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。10-R2～R3、多肉、裂痕等缺陷；④鑄件表面倒角為1345°⑤去毛刺、銳邊倒鈍；⑥材料：HT150，質(zhì)量：1.34kg（輕型零件）。年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N（11Qn=3500(1+6%)3（1+2%)=3785件/年(式2.1)查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。2.3零件的工藝分析本法蘭盤(pán)其材料為HT1501.34kg及減震性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。(1)法蘭盤(pán)的精度要求①外圓：80h11mm，公差等級(jí)為IT11，表面粗糙度Ra1.6um；120±1mm，未注公差尺寸，表面粗糙度Ra3.2um；52g6mm,公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度Ra1.6um。②圓孔：.0036mm，公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度Ra1.6um，與0100-29.0052mm同軸度0.04；.0mm，公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度Ra1.6um；65mm，未注公差尺寸，表面粗糙度Ra1.6um。③螺紋：5.1Mmm，普通細(xì)牙螺紋，公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度為Ra3.2um。120±1的軸心線(xiàn)距離20040.05.34mmIT11，表面粗糙度為Ra3.2。(2)法蘭盤(pán)的位置精度①端面：.0-.00-52mm右端面距0.00-80mm左端面60mm，表面粗糙度為Ra3.2um；120±1右端面距80h11左端面47mm，表面粗糙度為Ra1.6um；120±左端面距右端面15mm，表面粗糙度為Ra3.2um；②切面：大圓切面與120±1mm的軸心線(xiàn)距離20.040.0534mm。③斜孔：4mm孔軸線(xiàn)與0-.00-52軸線(xiàn)夾角為o.45，且距離120外圓面33mm。3.1確定毛坯制造的形式現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等因素來(lái)決定。本次設(shè)計(jì)加工的零件是“法蘭盤(pán)”，年產(chǎn)量為中批，材料為HT150，為了使鑄件的加工余量小以保證加工精度，一模多用（模可以重復(fù)使以毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，只鑄除內(nèi)孔36mm、62mm，不鑄出。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。3.2查閱[10]P38表2.2-42.2-3可得零件材料為HT150寸公差等級(jí)采用CT9，機(jī)械加工余量等級(jí)為MA-G級(jí)，同時(shí)根據(jù)個(gè)加工表面鑄件機(jī)械加工余量如下表：表表面基本尺寸（mm）加工余量等級(jí)加工余量（mm）說(shuō)明M1、M560F3.0端面M2、M615F3.0端面M820F3.0端面M352F5外圓面M4120F5外圓面M780F5外圓面K136F2內(nèi)圓面K262F2內(nèi)圓面K362.4F1.6內(nèi)圓面查閱[10]P44表2.2-610～205mm，故內(nèi)孔36mm、62mm鑄出，而孔18mm、3-16.5mm、3-11mm、4mm均不鑄出。為簡(jiǎn)化零件鑄造工藝，縮短鑄造周期，同時(shí)結(jié)合以下因素分析：(1)圓角半徑的確定對(duì)于砂型及金屬型鑄件一般統(tǒng)一用R3或R5，本零件的鑄造圓角半徑為R3；(2)對(duì)加工孔.0036mm、、.0mm的同軸度有影響。對(duì)加工3-16.5mm、3-11mm的同軸度有影響。根據(jù)鑄件表面的機(jī)械加工余量，確定鑄件各表面基本尺3.3.3.2.個(gè)表面鑄件的加工表面尺寸及偏差第四章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1基面的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的工作之一。定位選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有可能造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正進(jìn)行的情況。4.11選擇粗基準(zhǔn)面因?yàn)榉ㄌm盤(pán)可看作盤(pán)類(lèi)或軸類(lèi)零件，按照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)則應(yīng)與這些加工表面要求相對(duì)精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）。同時(shí),52g6外圓既是精度最高又是壁厚最薄的表為保證加工要求。固選52g6外圓及右端面為粗基準(zhǔn)。4.12選擇精基準(zhǔn)面法蘭盤(pán)的外圓52g6既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來(lái)制定工藝的精基準(zhǔn)。由于零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為52g6所以在設(shè)計(jì)工藝方案時(shí)以52g6外圓為精基準(zhǔn)來(lái)加工各外圓表面,以52g6右端面為精基準(zhǔn)來(lái)加工其他端這可避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，選用外圓52g6為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。4.13零件表面加工方法選擇法蘭盤(pán)的加工面又外圓、內(nèi)孔、端面、槽及小孔等。HT150，參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》有關(guān)資料，其加工方法如下：⑴80mm外圓面；公差等級(jí)為。表面粗糙度Ra1.6m，需粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)（表1.4-6）。⑵外圓面；未注公差尺寸，根據(jù)規(guī)定其公差等級(jí)安Ra3.2m，需粗車(chē)半精車(chē)。⑶52mm外圓面；公差等級(jí)為表面粗糙度為m，需：粗廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)及設(shè)計(jì)用紙車(chē)半精車(chē)精車(chē)⑷62.4mm、620.015規(guī)定公差等級(jí)為IT7表面粗糙度為Ra1.6m，已鑄出。根據(jù)表1.4-7半精鏜精鏜。⑸.0036內(nèi)孔；為未注公差尺寸，GB180-79規(guī)定公差等級(jí)為，表面粗糙度為Ra1.6m，毛坯已鍛出。根據(jù)表1.4-7加工方法可采取：粗鏜半精鏜精鏜于加工62.4mm、.0用鏜孔加工方法，固選用：粗鏜半精鏜精鏜。⑹端面；端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度為Ra1.6m、Ra3.2m、Rz50mRa1.6m半精車(chē)精車(chē)。要求Ra32m的端面：粗車(chē)半精車(chē)。要求Ra250m的端面：粗車(chē)即可（表1.4-8）。⑺槽;槽寬和槽深的公差等級(jí)分別為IT13和IT14m、Ra3.2m，需采用：（參考表1.4-8）。Ra3.2m、精度等IT6，攻螺紋即可。⑼3-的內(nèi)圓表面粗糙度為，需進(jìn)行鉆孔（查表14-7）。⑽孔和斜孔4，未注明尺寸公差表面粗糙度m，只需要進(jìn)行鉆孔。⑾平F20.040.05.34；公差等級(jí)為，表面粗糙度為Ra3.2，需：半精銑。⑿平面G；未注明公差。根據(jù)規(guī)定其公差等級(jí)IT12表面粗糙度為Ra50m，需粗銑即可。4.2確定工藝過(guò)程方案技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通降低生產(chǎn)成本。零件加工表面代號(hào)見(jiàn)圖4.14.3主要機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖1、鑄鑄造、清理2、熱處理正火3、粗車(chē)φ52029.001.0的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面、長(zhǎng)度為60的右端面、φ1201的外圓4、粗車(chē)φ80.00的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?0的左端面和長(zhǎng)度方向?yàn)榈淖蠖嗣?、半精車(chē)φ52029.001.0的外圓和φ1的外圓、粗鏜φ3602.00的內(nèi)孔、半精鏜φ3602.00的內(nèi)孔6、粗鏜φ62.4、φ62015.0、φ65、及4X0.5的槽、φ58的內(nèi)孔、半精鏜φ65、φ62015.0及4X0.5M64X1.5的螺紋7、粗銑長(zhǎng)度為54的左端面和長(zhǎng)度為34.530.080.0的兩平面8、鉆3-φ的孔、擴(kuò)3-φ的孔9、鉆出φ18和φ4的孔10、熱處理：退火11、去毛刺（在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺）12、清洗吹凈在乳化液中清洗法蘭盤(pán)，保證沒(méi)有鐵削、油污和其他贓物，清洗時(shí)間不少于3min，清洗的同時(shí)通入壓縮空氣以提高清洗效果，清洗后用壓縮空氣吹凈零件，并用擦布擦凈表面。13、檢驗(yàn)14、表面淬火15φ8000的外圓和長(zhǎng)度為60和15φ52029.001.0向?yàn)?5的右端面并切出的后倒角16、精鏜φ62015.0的孔18、用浮動(dòng)鏜刀塊精鏜φ36.00的內(nèi)孔并加工出6X6的半圓槽19、去毛刺吹凈20、檢驗(yàn)第五章夾具設(shè)計(jì)5.1問(wèn)題的提出本夾具用來(lái)鉆Ф4和Ф6的孔，有一定的公差要求，但同時(shí)應(yīng)考慮提高生產(chǎn)率；因此設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)本夾具有一定的形位要求，還應(yīng)裝夾方便。本夾具使用在Z525型搖臂鉆床上，選用螺旋夾緊。5.2、夾具設(shè)計(jì)(1)定位和夾緊方案的選擇：由法蘭盤(pán)零件的特征，采用一銷(xiāo)一端面的定位方式，因此用一心軸和一端面的方式定位法蘭盤(pán)，經(jīng)過(guò)定位后的法蘭盤(pán)已經(jīng)限制了五個(gè)自由度，在零件的Ф100平面用螺旋夾緊方式夾緊。（2）切削力及夾緊力計(jì)算1)切削力的計(jì)算：軸向力：。其中：則：扭矩:，其中：則：2）夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-20，查得：當(dāng)D=32，d=8，e=1.7，Ⅲ型，得夾緊力為=3680（N）3）切削力與夾緊力比較由夾具結(jié)構(gòu)知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產(chǎn)生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數(shù)為：0.1～0.1