I轴法兰盘铣2个斜面夹具设计(含全套CAD图纸).doc

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1、目 录序 言1一、零件的分析21.1 零件的作用.21.2 零件的工艺分析2二、工艺规程设计.32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制订工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5 确定切削用量及基本工时.6总 结.17参考文献.19序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制

2、造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。法兰盘的加工工艺规程及其铣的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 一、零件的分析1.1零件

3、的作用题目所给的零件是法兰盘，其为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。1.2 零件的工艺分析法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：1以72为中心的加工表面这一组加工表面包括：36及其倒角以及与其垂直的端面，62表面，两个2x0.5槽，7.5宽槽。2以A面为基准的加工表面这一组加工表面包括：三个互成120的9阶梯孔，两个侧面。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的

4、位置精度要求。如需设计图纸等文件，请加 扣扣：401339828 提供全套毕业设计下载，该论文已经通过答辩，优秀！二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式材料为35钢。考虑到法兰主要承受静压力，因此选用锻件。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨

5、面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取40外圆为定位基准。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合

6、”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以内孔为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，

7、当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣左端面4铣铣右端面5车车120和116外圆6车车100，62和55外圆7车车36，60和72内孔8车车宽7.5槽9车车2x0.5退刀槽10钻钻3-9孔，锪15孔11钻钻2-M8螺纹孔12铣铣距离140mm侧面1

8、3铣铣距离137mm侧面14检验检验，入库2.4 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35钢，硬度为170-240HBS，毛坯的重量为2.5kg,生产类型为大批生产，采用锻件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1外圆表面（120，62，55）外圆120和62，表面粗糙度要求1.6m,公差等级为 6级，查机械加工技术手册（以下简称手册）表3-9（P87）采用车床加工。2内孔表面（72，60和36 ）内孔72，查手册表3-9（P87），采取车内孔。2.5确定切削用量及基本工时工序1：锻造工序2：退火处理工序3：铣左端面1.

9、选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序4：铣右端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床

10、标准选取375当375r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序5：车120和116外圆1）进给量 f 根据手册表8-58（P380）取f=1.0mm/r2）切削速度 根据手册表8-60（P381）vc=85m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100085/(3.14120)=225(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(15+1)/2251.0=0.07(min) 工序6：车100，62和55外圆1）进给量 f 根据手册表8-58（P380）取f=0.8mm/r2）切削速度 根据手册表8-60（P

11、381）vc=105m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000105/(3.1480)=418(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/4180.8=0.12(min)工序7：车36，60和72内孔1）进给量 f 根据手册表8-58（P380）取f=0.6mm/r2）切削速度 根据手册表8-60（P381）vc=106m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000106/(3.1460)=560(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(40+1)/

12、5600.6=0.13(min)工序8：车7.5槽1）进给量 f 根据手册表8-58（P380）取f=0.4mm/r2）切削速度 根据手册表8-60（P381）vc=125m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=1000125/(3.1452)=765(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/7650.4=0.04(min)工序9：车2x0.5退刀槽1）进给量 f 根据手册表8-58（P380）取f=0.4mm/r2）切削速度 根据手册表8-60（P381）vc=125m/min3) 确定机床主轴转速ns=1000vc

13、/(d)=1000125/(3.1452)=765(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=(10+1)/7650.4=0.04(min)工序10：钻3-9孔，锪15孔机床：摇臂钻床刀具：麻花钻切削用量：1. 钻三个通孔9 刀具材料：麻花钻1）进给量 f=0.2mm/r (见手册表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (见手册表10-15（P437）3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100040/(3.149)=1150(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=3*(l+y+)/nf=15

14、/(11500.2)= 0.21(min)2. 钻三个阶梯孔15 刀具材料：高速钢。1）进给量 f=0.2mm/r (见手册表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min) (见手册表10-15（P437）3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100040/(3.1415)=770(r/min)4) 切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=3(l+y+)/nf=5/(7700.2)= 0.1(min)工序11：钻2-M8螺纹孔机床：立式钻床刀具：麻花钻切削用量：1.钻8 刀具材料：麻花钻1）进给量 f=0.2mm/r (见手册表10-15（P437）)2）切削

15、速度 Vc=40(m/min) (见手册表10-15（P437）3) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100040/(3.149)=1150(r/min)4)切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=3*(l+y+)/nf=15/(11500.2)= 0.21(min)工序12：铣距离140mm侧面机床：立式铣床X51刀具：镶齿三面刃铣刀（高速钢）切削用量： 1）进给量 f=2.0mm/r (见手册表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min) (见手册表13-12（P484）3）切削深度 ap=6mm (见手册P480叙述）4) 确定机床主轴转速ns=1000

16、vc/(d)=100020/(3.14100)=65(r/min)5) 切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=(l+y+)/nf=48/(652.0)=0.37 (min)工序13：铣距离137mm侧面1）进给量 f=2.0mm/r (见手册表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min) (见手册表13-12（P484）3）切削深度 由于该工序余量较大（26.50.5mm），所以分四次铣削成型。根据手册P480叙述，通常铸铁件铣削深度为5-7mm,所以，前三次选用ap=7mm，第四次选用ap=5.5mm。4) 确定机床主轴转速ns=1000vc/(d)=100020/(

17、3.14100)=65(r/min)5) 切削工时 根据手册表8-56（P379）tm=4(l+y+)/nf=1004/(652.0)= 3.08(min)第1章 I轴法兰盘铣2个斜面夹具设计设计1.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为I轴法兰盘铣2个斜面的专用夹具，本夹具将用于卧式双面铣床BU-166。图中黑色加粗部分为待加工的工序。在加工这2道工序之前，别的要加工部分均已经完成加工了。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。1.2夹具设计1.2.1 定位基准的选择由零件图可知：在对2个斜

18、面的进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工，进行了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、工艺孔和大孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。本设计采用一面二销定位，其中加工尺寸为140斜面时定位销在图纸上定位位置1，其中加工尺寸为137斜面时定位销在图纸上定位位置2。为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即为底平面；两销为的短圆柱销和的棱形销。1.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具

19、：铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a

20、. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在

21、力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、

22、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压

23、力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧

24、的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。查参考文献51226可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图1.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 该夹具采用螺旋夹紧机构， 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。1.3定位误差的分析该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为67。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的

25、加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 其中：， 且：L=67mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。1.4确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不

26、允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具

27、安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累

28、太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。1.5夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。本设计采用一面二销定位，其中加工尺寸为140斜面时定位销在图纸上定位位置1，其中加工尺寸为137斜面时定位销在图

29、纸上定位位置2。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练

30、。这次课程设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知

31、识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！ 参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年