畢業設計課題:法蘭盤機械制造工藝設計學生姓名:學號:專業:機電一體化班級:院（系）:機械與電子信息工程學院指導教師:職稱: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工藝規程設計 10 10 104.13零件表面加工方法選擇 11確定工藝過程方案 114.3主要機加工工序簡圖 12 5.1問題的提出 185.2夾具設計 185.3工序尺度精度分析 19 5.4刀具類型確定 19 5.5量具類型確定 195.6極限量具公差確定 205.7差帶圖公 215.8工藝過程卡和工序卡 25參考文獻 29致謝 30第第頁摘要工藝學是研究機械加工工藝技術和夾具設計為主的技術學科具有很強的實踐性要求學習過程中應緊密聯系生產實踐同時它又具有很強的綜合性。本次畢業設計研究的課題是法蘭盤加工工藝及夾具的設計，主要內容如下：首先，對零件進行分析，主要是零件作用、結構和工藝的分析，通過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，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準和精基準。根據選好的基準，制定工藝路線方案，通常情況下制定兩種以上的工藝路線方案，通過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要求得到合理保證的工藝路線方案。第三步，根據已經確定的工藝路線，選擇加工設備及工藝裝備，再確定每一工步的切削用量及時間定額。第四步，設計工序Ⅶ—鉆法蘭盤4mm斜孔的夾具。先提出夾具設計任務，選擇定位基準，再確定夾具結構方案，然后開始切削力、夾緊力的計算和定位誤差的分析。最后，把整個設計過程整理為設計說明書和圖紙，至此整個設計基本完成。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隨著機械制造業的發展和科學技術的進步，機械制造工藝的內涵和面貌下不斷發生變化，近一二十年的技術進展主要表現在以下幾方面：（1）常規工藝的不斷優化常規工藝的方向是實現高效化、精密化、強韌化、輕量化，以形成優質高效、低耗少污染的先進實用工藝為主要目標，同時實現工藝設備、輔助工藝、工藝材料、檢測控制系統的成套工藝服務，使優化工藝易于為企業所采用。（2）新興加工方法的不斷出現和發展新興加工方法包括精密加工、細微加工、特種加工及高密度能加工、新硬材料加工技術、表面功能性覆蓋技術和復合加工，以適應機械產品更新換代對制造工藝提出的更高、更新的制造模式。（3）自動化等高新技術與工藝的緊密結合微電子、計算機和自動化技術與工藝及設備相結合，使傳統工藝面貌產生顯著、本質的變具設計、計算機輔助裝配工藝設計和智能制造系統等。夾具最早出現在18世紀后期在機械加工過程中，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，減輕了勞動的強度。隨著科學技術的不斷進步夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85%左右?，F代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約有數千甚至近萬套夾具；數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術應用，對機床夾具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；（4）采用以液壓站為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高生產率。法蘭盤由英國傳入我國，早期的工人將Flange音譯為法蘭。法蘭盤在我國機械行業、建筑行業和水利水電行業應用及其廣泛。近幾年來，我國在法蘭的制造領域和研發領域取得了一定的突破，因產業鏈和市場的影響，加上政策的支持，大量的工廠和個人加工作坊開始大批量的生產和銷售法蘭成品。經調查發現，近幾年全球在法蘭方面的市場容量聯創新高，產銷規模大幅圖型和功能的法蘭產品層出不窮。第2章2.1零件的機構及其分析Flange）又稱法蘭盤或者突緣，通常是指在一個類似盤狀的金屬體色的周邊開上幾個固定用的孔用于連接其它東西的一種零件。主要用來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度的一種零件。法蘭上有孔眼，構成。法蘭聯接由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成，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到一定數值后產生變形，并填滿密封面上凹凸不平方式。本次設計題目給定的法蘭盤在數控機床里起支承和導向作用，是回轉體零件，本法蘭盤是回轉面和平面的結合，內部由階梯和螺紋孔組成，此零件的結構較簡單，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，較高的強度和回轉穩定性。2.2零件生產綱領和類型根據設計題目給定的條件：年產量3500件，設其備品率6%2%制定該零件的機械加工工藝規程。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，質量：1.34kg（輕型零件）。年生產綱領為：N（11Qn=3500(1+6%)3（1+2%)=3785件/年(式2.1)查表可知該產品為中批生產。2.3零件的工藝分析本法蘭盤其材料為HT1501.34kg及減震性，適用于承受較大應力、要求耐磨的零件。(1)法蘭盤的精度要求①外圓：80h11mm，公差等級為IT11，表面粗糙度Ra1.6um；120±1mm，未注公差尺寸，表面粗糙度Ra3.2um；52g6mm,公差等級為IT6，表面粗糙度Ra1.6um。②圓孔：.0036mm，公差等級為IT7，表面粗糙度Ra1.6um，與0100-29.0052mm同軸度0.04；.0mm，公差等級為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，普通細牙螺紋，公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra3.2um。120±1的軸心線距離20040.05.34mmIT11，表面粗糙度為Ra3.2。(2)法蘭盤的位置精度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的軸心線距離20.040.0534mm。③斜孔：4mm孔軸線與0-.00-52軸線夾角為o.45，且距離120外圓面33mm。3.1確定毛坯制造的形式現有的設備和技術經濟性等因素來決定。本次設計加工的零件是“法蘭盤”，年產量為中批，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（模可以重復使以毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，只鑄除內孔36mm、62mm，不鑄出。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。3.2查閱[10]P38表2.2-42.2-3可得零件材料為HT150寸公差等級采用CT9，機械加工余量等級為MA-G級，同時根據個加工表面鑄件機械加工余量如下表：表表面基本尺寸（mm）加工余量等級加工余量（mm）說明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內圓面K262F2內圓面K362.4F1.6內圓面查閱[10]P44表2.2-610～205mm，故內孔36mm、62mm鑄出，而孔18mm、3-16.5mm、3-11mm、4mm均不鑄出。為簡化零件鑄造工藝，縮短鑄造周期，同時結合以下因素分析：(1)圓角半徑的確定對于砂型及金屬型鑄件一般統一用R3或R5，本零件的鑄造圓角半徑為R3；(2)對加工孔.0036mm、、.0mm的同軸度有影響。對加工3-16.5mm、3-11mm的同軸度有影響。根據鑄件表面的機械加工余量，確定鑄件各表面基本尺3.3.3.2.個表面鑄件的加工表面尺寸及偏差第四章工藝規程設計4.1基面的選擇定位基準的選擇是工藝規程設計中重要的工作之一。定位選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有可能造成零件大批報廢，使生產無法正進行的情況。4.11選擇粗基準面因為法蘭盤可看作盤類或軸類零件，按照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時則應與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準）。同時,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。4.12選擇精基準面法蘭盤的外圓52g6既是裝配基準，又是設計基準。根據零件圖的設計基準來制定工藝的精基準。由于零件的設計基準為52g6所以在設計工藝方案時以52g6外圓為精基準來加工各外圓表面,以52g6右端面為精基準來加工其他端這可避免由于基準不重合而產生的誤差，選用外圓52g6為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。4.13零件表面加工方法選擇法蘭盤的加工面又外圓、內孔、端面、槽及小孔等。HT150，參考《機械制造工藝設計簡明手冊》有關資料，其加工方法如下：⑴80mm外圓面；公差等級為。表面粗糙度Ra1.6m，需粗車半精車精車（表1.4-6）。⑵外圓面；未注公差尺寸，根據規定其公差等級安Ra3.2m，需粗車半精車。⑶52mm外圓面；公差等級為表面粗糙度為m，需：粗廣西工業職業技術學院實驗、實訓及設計用紙車半精車精車⑷62.4mm、620.015規定公差等級為IT7表面粗糙度為Ra1.6m，已鑄出。根據表1.4-7半精鏜精鏜。⑸.0036內孔；為未注公差尺寸，GB180-79規定公差等級為，表面粗糙度為Ra1.6m，毛坯已鍛出。根據表1.4-7加工方法可采?。捍昼M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半精車精車。要求Ra32m的端面：粗車半精車。要求Ra250m的端面：粗車即可（表1.4-8）。⑺槽;槽寬和槽深的公差等級分別為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-的內圓表面粗糙度為，需進行鉆孔（查表14-7）。⑽孔和斜孔4，未注明尺寸公差表面粗糙度m，只需要進行鉆孔。⑾平F20.040.05.34；公差等級為，表面粗糙度為Ra3.2，需：半精銑。⑿平面G；未注明公差。根據規定其公差等級IT12表面粗糙度為Ra50m，需粗銑即可。4.2確定工藝過程方案技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，可以考慮采用通降低生產成本。零件加工表面代號見圖4.14.3主要機加工工序簡圖1、鑄鑄造、清理2、熱處理正火3、粗車φ52029.001.0的外圓、長度方向為15的右端面、長度為60的右端面、φ1201的外圓4、粗車φ80.00的外圓、長度方向為60的左端面和長度方向為的左端面5、半精車φ52029.001.0的外圓和φ1的外圓、粗鏜φ3602.00的內孔、半精鏜φ3602.00的內孔6、粗鏜φ62.4、φ62015.0、φ65、及4X0.5的槽、φ58的內孔、半精鏜φ65、φ62015.0及4X0.5M64X1.5的螺紋7、粗銑長度為54的左端面和長度為34.530.080.0的兩平面8、鉆3-φ的孔、擴3-φ的孔9、鉆出φ18和φ4的孔10、熱處理：退火11、去毛刺（在所有側面去除機械加工所留下的毛刺）12、清洗吹凈在乳化液中清洗法蘭盤，保證沒有鐵削、油污和其他贓物，清洗時間不少于3min，清洗的同時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14、表面淬火15φ8000的外圓和長度為60和15φ52029.001.0向為15的右端面并切出的后倒角16、精鏜φ62015.0的孔18、用浮動鏜刀塊精鏜φ36.00的內孔并加工出6X6的半圓槽19、去毛刺吹凈20、檢驗第五章夾具設計5.1問題的提出本夾具用來鉆Ф4和Ф6的孔，有一定的公差要求，但同時應考慮提高生產率；因此設計時，對本夾具有一定的形位要求，還應裝夾方便。本夾具使用在Z525型搖臂鉆床上，選用螺旋夾緊。5.2、夾具設計(1)定位和夾緊方案的選擇：由法蘭盤零件的特征，采用一銷一端面的定位方式，因此用一心軸和一端面的方式定位法蘭盤，經過定位后的法蘭盤已經限制了五個自由度，在零件的Ф100平面用螺旋夾緊方式夾緊。（2）切削力及夾緊力計算1)切削力的計算：軸向力：。其中：則：扭矩:，其中：則：2）夾緊力的計算：由《機床夾具設計手冊》表1-2-20，查得：當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構知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數為：0.1～0.1