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1、第一章概述11.1 选题意义11.2 机械加工工艺概述11.3 设计内容及步骤11.4 零件分析11.4.1 1零件作用11.4.2 零件的技术要求11.4.3 零件的工艺分析2第二章工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.1.1 毛坯材料的选择32.1.2 热处理工艺32.2.3毛坯形状和尺寸的设计，绘制毛坯图32.2 定位基准的选择32.2.1 粗基准的选择32.2.2 精基准的选择32.3 制定工工件表面加工方法的选择32.4 制定工艺路线42.4.1 工艺路线方案一42.4.2 工艺路线方案二52.4.3 工艺方案的比较与分析52.5 工艺路线52.5.1 加工工艺路线的拟定5第
2、三章专用夹具设计73.1 机床夹具设计概述73.1.1 机床夹具概述73.1.2 机床夹具分类73.1.3 机床夹具的组成73.1.4 夹具总体方案设计73.2 加工6-11孔夹具设计83.2.1 问题的提出83.2.2 定位基准的选择83.2.3 切削力及夹紧力计算83.2.4 定位误差分析93.2.5 钻套的设计113.2.6 夹具设计及操作简要说明13总结14第一章概述1.1 选题意义法兰盘是指在一个类似盘状的金属体的周边开几个固定用的孔用于连接其它东西的一种零件。主要用来使管子与管子相互连接，连接于管端。法兰盘上有孔眼，可穿螺栓，使使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。它可由浇铸而成，也可由
3、螺纹连接或焊接构成。法兰联接由一对法兰一个垫片及若干个螺栓螺母组成，垫片放在法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上的凹凸不平处，使联接严密补漏。法兰连接使用方便，能够承受较大的压力，是管道施工的重要连接方式。1.2 机械加工工艺概述机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理性能成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件，为了具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制造复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件。学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题目的。在这次课程设计中，我们将学到更多知识。
4、1.3 设计内容及步骤本次设计内容是后法兰盘工艺及夹具设计，设计步骤：第一，先进行零件图的分析，画出零件图。第二，对零件图进行工艺分析，制定出工艺路线。第三，对某工序设计其专用夹具并画出夹具零件图装备图。最后，对本次课程设计进行总结写出设计说明书。1.4 零件分析1.4.1 零件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。1.4.2 零件的技术要求1铸件应清理干净，不得有毛刺，飞边，非加工表面上的浇冒口应清理干净与铸件表面平齐。2零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等
5、损伤零件表面的缺陷1.4.3零件的工艺分析如图1后法兰盘共有两组加工表面。150k6mm的外圆为初基准的加工表面，196mm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78mm的外圆表面与150k6mm的外圆的轴向跳动度为0.008,196mm外圆右端面与150k6mm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150k6mm外圆为粗基准。第二章工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式2.1.1 毛坯材料的选择零件材料是HT200o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，
6、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。2.1.2热处理工艺消除内应力退火和表面淬火。2.2.3毛坯形状和尺寸的设计，绘制毛坯图2.2定位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
7、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15k6mm的外圆及196mm的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧4150k6mm外圆可同时消除四个自由度，再以6196mm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制定工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、铳、磨、链、钻等。其具体加工方
8、法如下：1、196mm的外圆的粗糙度为3.2采用的加工方法为粗车一半精车2、150k6mm的外圆的粗糙度为L6采用的加工方法为粗车f半精车3、IlOmm的外圆的粗糙度为1.6采用的加工方法为粗车一半精车。倒角用车刀加工4、中78mm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、1811六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铳f精铳.8、2*5的内孔未注公差等级,根据GB180079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、中7的斜孔未注公差等级,根据GB18
9、0079规定公差为IT13,表面粗糙度为3.2,采用的加工方法为钻一钱10、196mm凸台左端面粗糙度为6.3采用的加工方法为粗车11、4196mm凸台右端面粗糙度为L6采用的加工方法为粗车f半精车12、150k6mm凸台右端面粗糙度为1.6采用的加工方法为粗车一半精车13、IlOmm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
10、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。3. 4.1工艺路线方案一工序I粗车196mm柱体左端面工序11粗车196mm、150k6m.611Onin1、678mm的外圆，粗车6196mm、粗车6150（Hlomm柱体右端面工序In粗车78mm柱体右端面、半精车196mm、150k6mmIIomm的外圆，半精车6196mm、6150k6mm凸台右端面工序V粗铳、精铳R25的半圆形槽工序Vl钻巾18mm,Ilmm的阶梯孔工序Vn钻6*M6的螺纹孔工序VlD钻内孔2*5mm工序IX钻67的斜孔工序X检测入库4. 4.2工艺路线方案二工序I粗车78mm柱体右端面工序
11、H粗车。粗车110mm、粗车6150、6196mm柱体右端面，粗车196mm柱体左端面工序HI粗车678mm,IlOmm,150mm,0196Inln外圆，半精车150k6mm、4196mm凸台右端面半精车6110mm、150k6mm196mm的外圆工序V粗铳、精铳R25的半圆形槽工序VI钻618mm,61Inlm的阶梯孔工序Vn钻6*M6的螺纹孔工序Viil钻内孔2*05mm工序IX钻较7的斜孔工序X检测入库2. 4.2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（H96mm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
12、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。3. 5工艺路线4. 5.1加工工艺路线的拟定具体的工艺过程，如下表：表1：加工工艺过程表工序号工序名称工序内容1铸铸造，清理2粗车196mm柱体左端面3粗车6196mm、150k6mm110mm678mm的外圆，粗车196mm、粗车小150(HlonInI柱体右端面4粗车678mm柱体右端面5半精车196mm、150k6mm中Ilomnl的外圆，半精车6196mm、6150k6m凸台右端面6精车150kmm、Ilomm的外圆7粗铳R25的半圆形槽8精铳R25的半圆形槽9钻18mm,61Imm的阶梯孔，6*M6的螺纹孔，2*5mm内孔10
13、钻钻7的斜孔11去毛刺去除机械加工所留下的毛刺12清理并吹在乳化液中清洗零件保证没有赃物并吹净13检验检验以上加工尺寸第三章专用夹具设计3.1机床夹具设计概述3.1.1 机床夹具概述机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某一个工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。须满足三个条件：一批工件在夹具中占有正确的加工位置；夹具装夹在机床上的准确位置；刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也有三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对
14、于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。机床夹具设计是一项重要的技术工作。3. 1.2机床夹具分类按专门化程度分类：通用夹具、专用夹具、通用可调夹具、组合夹具、自动线夹具。按使用的机床分类：车床夹具、铳床夹具、钻床夹具、镇床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具。按夹紧动力源分类：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具。5. 1.3机床夹具
15、的组成(1)定位元件：定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。定位元件的定位精度直接影响工件加工的精度。(2)夹紧装置：夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置。(3)对刀与导向装置：对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。钻套、和钻模板、组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。(4)连接元件：连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。(5)夹具体：夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。(6)其它装置或元件：它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。3.1.4夹具总体方案设计(1)分析本次工序
16、的加工要求。(2)选定本次工序的基准。(3)查阅资料选择定位元件和夹紧装置。(4)设计出相关夹具。3.2加工6-011孔夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配做工序9设计钻18mm,eIlmm的阶梯孔的夹具设计3.2.1问题的提出本夹具主要用于钻618三,6Ilmm的阶梯孔，属于工序9,和其他面没有任何精度要求，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2.2定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的签件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，
17、或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图和工艺过程得，选150k6外圆面及其端面、工作为定位基准。3.2.3切削力及夹紧力计算、由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力F=267y08HB06式(IT)钻削力矩T=IOD1V08HB06式(1-2)式中：D=Ilmm7B=HBnm-(-n)=187-l(187-149)=174F=O
18、.2OnWn.尸代入公式(IT)和(1-2)得F=26ll0.20817462378NT=1010.20P8174653789N.m、夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由N(i+2)=K9其中f为夹紧面上的摩擦系数，取力=%=0.25F=R+GG为工件自重:.N=3551AN/.夹紧螺钉：公称直径d=16mm,材料45钢性能级数为6.8级l,=6100MPtz.=8=ASOMPas10螺钉疲劳极限：b=0.32%=0.32x60()=192MPfZk极限应力幅：5dg=产Si=5L76MP4匕许用应力幅：口/=岩I=17 3MPCI螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为r=1P-Js=3.54取s=4
19、得H=I20MPa=2.8满足要求2nd；3x4：N=15MPa10 12-K). 034/-K). 016+0.018-0.007K).012+0.001307:18KHK+JSU 6 8 6 才6言言言6 12 3 皂及 g-sr2 2本限限濠0 4 0 111 2 15 5 5 O 25 2 1 Oa:b:Q3径径基极极1 :1:2:3:度度径离离.：.度度度差 直直D1D2T高高半距距C:ClC2宽宽角公因为快换钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和中11快换钻套相配的螺钉的尺寸为M5,查机床夹具标准件可知，M5
20、快换钻套压紧螺钉的具体结构如下0.S4S渝.6钻套第打具体的尺寸如下钻套螺钉的规格及主要尺寸n)(JB/T8045.5-1999)查询结果直径d： M5Ll基本尺寸:Ll极限偏差:直径dl基本尺寸：直径dl极限偏差dll：3-K).2OO+O.O5O7.5D： 13 直径d2：3.7-0.040/-0.130L：L0： 宽度n： 宽度t： 宽度b： 半径工：159钻套内径:1.21.710.50-63.2.6夹具设计及操作简要说明使用015Ok6外圆及其端面定位,采用可调V型块夹紧工件，即可得到可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精
21、度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产夹具装配图如下：机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的系统性设计.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，通过这次课程设计，使我对专业知识了解得更扎实，也从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作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导。参考文献1艾兴，肖施纲.切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社，1994.2付水根.机械制造工艺基础（第三版）M.北京：清华大学出版社，2010.3王栋.机械制造工艺学课程设计指导书M.北京：机械工业出版社，2010.4李益民.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，1993.5彭林中，张宏.简明金属机械加工工艺手册M.北京：化学工业出版社，2011.6李名望.机床夹具设计实例教程M.北京：化学工业出版社，2009.
