CA6140卧式车床法兰盘.docx
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CA6140卧式车床法兰盘
1零件的工艺性分析.1
1.1零件的功能.结构及特点1
1.2主要加工表面及其要求1
2毛坯的选择1
2.1确定毛坯的类型,制造方法和尺寸及公差1........
2.2绘制毛坯图2
3基准的选择3
4拟定机械加工工艺路线.3
5①4孔夹具设计5
5.1设计要求5.
5.2定位方案的选择5
5.3定位元件的设计7
5.4定位误差的分析与计算7
5.5夹紧力的计算7.
5.6定位套的设计8
5.7钻模板的设计9
5.8钻套、衬套的选择10
5.9导向误差的计算10
5.10安装误差11
5.11夹具误差11
5.12加工方法误差11
5.13保证加工精度的条件12
6夹具总图设计13
6.1夹具总图上应标注的尺寸和公差13
6.2夹具的公差配合14
总结14
参考文献15
1零件的工艺性分析
1.1零件的功能.结构及特点
题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘,它位于车床丝杆的末端,主要作用是标明刻度,实现纵向进给。
零件的①100外圆上标有刻度线,用来对齐调节刻度盘上的刻度值,从而能够直接读出所调整的数值。
外圆上钻有底部为①4mm上部为①6mm的定位孔,实现
精确定位。
法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过,本身没有受到多少力的作用。
法兰盘零件图见附图1.
1.2主要加工表面及其要求
0045
1.①200mm的通孔表面粗糙度为1.6皿,其轴线为正位基傕,两骊倒C1.5的角度。
孔的位置尺寸为90mmo
2.①45mm的夕卜圆柱面
其上有一个底部为①4mm,上部为①6mm的定位孔,深度为7mm,其表面粗糙度为3.2um,定位尺寸为28±0.3mm和中心轴线,表面粗糙度要求为0.4",而且要求抛光,两端倒R5的圆角。
3.①45的外圆柱面
其右端面车3X2mm的退刀槽,①45mm的外圆柱面粗糙度为0.8"且右端倒C6的角,其总的定位尺寸为34mmo
4.①90mm外圆离中心线34mm和24mm的两端面及外圆,左右端面
①90mm外圆离中心线34mm的位置尺寸为34mm,表面粗糙度为3.2四。
①90mm外圆离中心线24mm的位置尺寸为24mm,表面粗糙度为0.4皿。
①90mm外圆表面,表面粗糙度为0.4四。
①90mm右端面,有C1.5的倒角,其上有4X配的通孔,分布在①68外圆上,定位尺寸为20mm,12mm。
5.①100mm的外圆,左端面,右端面
①100mm的外圆,表面粗糙度为0.8四①100mm的左端面,以中心轴线A为基准,跳动
值为0.03,粗糙度为1.6皿,①100mm的右端面,倒角为C1.5,粗糙度为0.4皿。
2毛坯的选择
2.1确定毛坯的类型,制造方法和尺寸及公差
零件材料为HT200,由于该零件是单件小批量生产,所以选择铸造成型,铸造生产周
期短,成本低,工艺性灵活,几乎不受大小形状和结构复杂程度限制。
毛坯公差等级选用,铸件尺寸公差等级为IT9,毛坯总余量及毛坯尺寸如表2-1所示。
表2-1毛坯总余量及毛坯尺寸
零件尺寸
毛坯总余量
毛坯尺寸
①100-:
.;4外圆
6
①106
①100-0.;:
两端面
6
14
①4500.17外圆
5
①50
①4500.6外圆
5
①50
①450.17右端面
3
97
①90外圆离侧面距离
左11,右21
①96
①90两端面
6
14
2.2绘制毛坯图
根据零件图,在各表面加上机械加工余量,绘制毛坯图如图2-1所示。
图2-1法兰盘毛坯图
3基准的选择
该图是以①45右端面和中心轴线为设计基准的,根据粗精基准的选择原则,确定各表面的基准如下表:
表3-1基准的选择
序号
加工部位
基准选择
1
①1nn0'12端面及外圆100-0.34
①45外圆及左右端面的
粗车以及半精车
一0,一
①450.17外圆
2
①45L17外圆及右端面
^J-0.01/
和①45°。
6外圆面,钻①20孔
①100:
.;:
外圆
3
精车①100葺端面,①90右端面,磨b面,①100:
.34,①90,①450。
。
17和①450。
。
的外
圆面
心轴
4
铳①90离中心孔分别是
24和34的面
①6的沉头孔
4拟定机械加工工艺路线
该零件加工主要有两种方法,一种是从左端加工到右侧,以①4500.17外圆作为粗基准加
工左端面,半精加工各表面后又以孔为精基准加工左端面,保证了圆跳动误差。
另一种是从
右端加工到左端,最后钻孔,其很难保证圆跳动误差。
因此,前一种方法更为合理。
拟定加工方案如表4-1所示。
表4-1加工方案
工序号
工序方法
工序内容
定位基准
工艺装备
00
下料
铸造
10
热处理
退火
20
粗车
粗车1OO0..34左端面及外圆
粗车90左端面及外圆
…0...
450.17轴
心线
三爪卡盘
.cc0.045
钻200内孔
掉头,粗车4500.17右端面及外圆
粗车450.6外圆表面
-一.__012
粗车1000.14右端面
30
半精车
半精车1000..14左端面及外圆
面车90左端向及外圆
扩,皎2000.045内孔并车内孔左侧倒
角
半精车4500.17右端面及内孔倒角
…0...
450.17轴
心线
三爪卡盘
面车450.17外圆及倒角
面车90右端面及外圆
车退刀槽3X2
半精车4500.6外圆
半精车1000..34右端面及倒角
车圆角
0.045F
200孔
心轴+两顶尖
40
粗铳
粗铳90右侧距离中心线24mm平面
粗铳90左侧距离中心线34mm平面
』CC0.124
1000.34左
端面
专用铳夹
具
50
精铳
精铳90右侧距离中心线24mm平面
60
钳工划线
钳工划线4孔,49孔
量规
70
钻
钻4孔,扩绞6孔
钻扩绞9孔
450.17轴
心线
专用钻夹
且
/、
80
磨削
、___n19-_n
磨1000.34左端面,B面450.17,外
圆表面
CC0.045F
200孔
心轴+两顶尖
磨90右端面及外圆
磨90右侧距中心线24mm平面
90
抛光
抛光B面
100
刻线刻字
110
镀铭
1000.34外圆无光镀铭
120
检验入库
5①4孔夹具设计
5.1设计要求
本夹具主要用来加工①4孔。
在加工前,①45°o.6外圆表面和①90mm两侧面均已经经过
半精加工。
因此本工序的加工精度容易保证,主要考虑如何定位夹紧以节省操作时间,提高
生产率。
5.2定位方案的选择
根据工序加工要求,工件在夹具中的定位有两种方案可供选择。
方案一:
为了减少定位误差,以①90mm右侧端面为主要定位基准面,用一防转销限制
X
以①45°0.17外面表面和①90mm一侧小平面为辅助定位面,限制X
以①200°.045内孔为定位面,限制y,z,y,z
—r—-•-
方案一:
以①4500.17端面和①2000.045内孔为定位面,即长销小平面组合,限制X,y,z,y,z
以①90mm右侧端面为主要定位基准面,用一防转销限制
分析比较:
方案一、方案二均能实现完全定位,但由于所加工零件精度要求比较高,方案二
中以①450.17端面定位不够可靠,易引起较大的加工误差,故应选方案一‘。
5.3定位元件的设计
根据方案一,设计定位元件的结构。
①2000.045内孔处用一长螺栓,限制4个自由度,①
4500.17外圆表面用一定位套,限制1个自由度,①90一侧小平面为辅助定位面,用一防转
销限制1个自由度。
查查文献[5]选取孔与轴间采用H6/g5配合。
5.4定位误差的分析与计算
夹具的主要定位元件为定位套,该定位套是根据零件定位方案设计的专用件,各定位面
加工后对力4mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。
钻孔位置主要由钻套钻模套引导,因此孔的位置加工偏差主要由钻套中心位置尺寸偏差决定。
查文献[4]表3-17,普通精度钻
模板上固定的衬套中心位置尺寸的极限偏差取土0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以
保证。
短圆柱心轴与工件①2000.045孔的配合为①20H6/g5,影响位置精度的定位误差为
AD=AY+出
根据基准分析,AB=0,利用上述定位方案,查文献[6]第五章第三节定位误差的分析与
计算可得
沪Dmaxdminxg
Dmax为定位孔最大直径,dmin为定位销最小直径
0.045(0.007)mm0.052mm
此值小于工件相应位置度公差的三分之一,即出=0.052mm<(0.2/3)mm=0.067mm故定位方案能满足加工要求。
5.5夹紧力的计算
刀具:
高速钢麻花
钻孔时的轴向力
F9.81CFd0ZFfyFkF
查文献[2]表15-31,Cf42.7,Zf1.0,Yf0.8,kF1.0
F9.8142.741.00.3081.0640N
由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直,为防止工件在切削力作用下沿490mm段
较小平面侧边倾斜,使工件离开基面所需的夹紧力
「9.81KL
Q-
f1Hl
摩擦系数fi查[4]表3-19,fi=0.25。
安全系数KK/2K3K4K5,
式中
K1基本安全系数1.5;
K2加工状态系数1.2;
K3刀具钝化系数1.5,由文献[4]表3-20查得;
K4切削特点系数1.0;
K5考虑加紧动力稳定性系数1.3。
L=20mm,H=42mm,l=34mm
Q
9.811.51.21.51.01.364020…K1
9904N
0.254234
查文献[4]表3-26,知d=10mm的螺栓许用加紧力Q许10094,因力10mm钩型螺栓长度
小于所需夹紧长度,为方便夹紧,选用416mm的钩型夹紧螺栓夹紧,夹紧螺母上钻一个①16斜孔使之成为可快速拆装的螺母且定位套在445h6mm外圆段的定位套对工件有辅助支撑作用,使支撑更加稳定,因此选用该螺栓加紧足以满足加紧要求。
5.6定位套的设计
定位套表面进行防锈处理,材料为45钢,热处理:
淬火后硬度达到HRC38-42。
其结
构如图5-1所示。
图5-1定位套
5.7钻模板的设计
5-2
钻模板采用铸造成型,材料为HT200,铸件上不得有砂眼、裂纹。
设计其结构如图所示。
图5-2钻模板
5.8钻套、衬套的选择
因为为中批量生产,为了便于更换磨损的钻套,所以选择使用标准可换钻套,材料为T10A,
查文献[3],钻套与衬套之间采用F7/k6配合,衬套与钻模板之间采用H7/n6配合。
当钻套磨
损一定后,可卸下螺钉,更换新的钻套。
螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。
查文献
[2]附表3.12选取可换钻套为4F7花k6X10JB/T8045.2-1999,查附表3.6选取定位衬套为
A8H7X10JB/T8013.1-1999.钻套与衬套的配合如图5.3所示。
图5-3钻套与衬套的配合
5.9导向误差的计算
根据文献[5]表7-39得计算公式为
d3d2dd1hb
TFLKKmep(dd1)
22L
式中:
F固定衬套中心位置可能产生最大极限偏差的因素,取0.8
'、I-'
L固定衬套中心位置的偏差,取0.02,即L0.04
d钻套内孔最大直径,由①4F7查文献[5]表7-32知d4.022mm
3.892mm
k6,极限偏差为0.01,则d28.01mm
[5]表7-39查得K0.35.m0.4,p0.2
将各参数代入得
故满足位置度要求。
5.10安装误差
5.11夹具误差
夹具制造过程中产生误差,经过分析,夹具制造误差在孔加工轴向方向体现为轴上所有孔中心线误差,△J=0.06+0.02=0.08mm。
5.12加工方法误差
由选择的加工手段造成加工产品的误差△G=(0.2/3)mm=0.067mm
d1钻头最小直径,按GB/T6135.2-1996.钻头直径公差为h8,故d1
5.13保证加工精度的条件
1.工件在夹具加工时总加工误差习△为上述各项误差之和,由于上述误差均为独立随机变量,应用概率法叠加,因此保证加工精度的条件是
222一22-
J4dTAJGK
即工件的总加工误差习△应小于工件的加工尺寸公差k
为保证夹具具有一定的使用寿命,防止夹具因磨损而过早报废,在分析计算加工精度时,
需留出一定的精度储量Jc,因此,上式改写为
kJc即JcK0
当Jc0时能满足工件的加工要求,Jc值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具
总图上各项公差值1确定是否合理。
2.加工精度计算汇总表
加工精度计算汇总表如表5-1所示。
表5-1加工精度计算汇总
误差名称380.1对称度为0.1mm
误差
误差计算
加工要求
D
0
0.052mm
T
0.057mm
0.057mm
A
0
0
J
(0.06+0.02)mm=0.08mm
0.02mm
G
(0.2/3)mm=0.067mm
(0.1/3)mm=0.033mm
V0.05720.0620.0220.0672
=0.108mm
70.05220.05720.0220.0332
=0.086mm
JC
(0.2-0.104)mm=0.092mm>0
(0.1-0.086)mm=0.014mm>0
6夹具总图设计
6.1夹具总图上应标注的尺寸和公差
1.最大轮廓尺寸
标注夹具的最大外形轮廓尺寸,若夹具上有活动部分,则应用双点划线画出最大活动范
围或标出活动部分的尺寸范围。
2.工件与定位元件间的联系尺寸
这主要标注工件定位基准与定位元件的配合尺寸。
3.夹具各组成元件间的相互位置和相关尺寸公差
这主要指定位元件、对刀或导向元件,分度装置及安装基面相互之间的尺寸、公差和
位置公差。
4.其他装配尺寸
这主要标注属于夹具内部元件之间的配合尺寸。
6.2夹具的公差配合
1.制定夹具公差的原则
1)应保证夹具的定位、制造和调整误差的总和一般不超过工序公差的1/3
2)在不增加制造技术难度的情况下,尽量将夹具的公差定的小一些。
3)夹具中与工件尺寸有关的尺寸公差,不论是单向的还是双向的,都应该改写成对称分布的双向公差。
4)凡注有公差的部位,在夹具中必须设置相应的检验基准。
5)当采用调整、修配等方法装配夹具时,夹具零件的制造公差可适当放大。
2.夹具公差的制定
1)夹具的尺寸公差查文献[5]表7-40和表7-41
2)夹具元件配合查文献[5]表7-43
6.3钻床夹具的主要技术要求
1.钻套公差与配合查文献[5]表7-48
2.钻套的位置尺寸及相互位置精度查文献[5]表7-49
3.钻床夹具的主要技术要求
1)定位表面对夹具安装基面的垂直度或平行度;
2)钻套中心线对定位表面或对夹具的安装基面的垂直度或平行度;
3)同轴线钻套的同轴度;
4)定位表面的直线度和平面度或位置度;
5)定位表面和钻套中心线对找正基面的垂直度或平行度;
6)各钻套中心间、定位表面间的尺寸要求及相互位置要求。
总结
通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺路线及夹具的设计,学会了使用和查阅
各种设计资料、手册、和国家标准等。
最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际夹
具设计问题,巩固和加深了所学到的东西。
在设计过程中,我们学到了很多课堂上没有学到的东西。
能够顺利的完成这次课程设计,首先得助于老师的悉心指导,还有就是我们小组成员
间合理的分工和小组成员们的共同努力。
在设计过程中,由于对零件加工所用到的夹具设备Word文档
的基本性能缺乏全面的了解,缺乏实际的生产经验,导致在设计中碰到了许多的问题。
但在
我们小组成员的共同努力下,我们通过请教老师和咨询同学,翻阅资料、查工具书,解决了
设计过程中的一个又一个问题。
在这个过程中,我对所学的知识有了进一步的了解,也了解
了一些设计工具书的用途,同时也锻炼了相互之间的协调工作能力。
在此,十分感谢赵老师
的细心指导,感谢同学们的帮助。
在以后的学习生活中,我们将继续刻苦努力,不断提高
自己。
本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺路线及夹具的设计说明,由于
本小组成员水平有限,设计中存在诸多错误和不足之处,恳请老师给予指正,谢谢!
参考文献
[1]陈于萍主编.互换性与测量技术基础[M].:
南京工程学院出版,2007.
[2]肖继德,陈宁平主编.机床夹具设计指导[M].:
机械工业出版社,2000.
[3]徐圣群主编.机床夹具设计手册[M].:
上海科学技术出版社,1991.
[4]陈立德主编.机械制造装备设计课程设计[M].:
高等教育出版社,2007.
[5]刘长青主编.机械制造技术课程设计指导[M].:
华中科技大学出版社,2007.
[6]关慧贞,冯辛安主编.机械制造装备设计[M].:
机械工业出版社,2009.
全套CAD图纸联系
QQ:
929142922
机械工程学院机械制造工艺装备课程设计答辩记录单
班级
学号姓名指导教师
设计题目
CA6140卧式车床法兰盘
提问记录
1、简述夹具的定位方案
答:
为了减少定位误差,以①90mm右侧端面为主要定位基准面,用一防转销限
制
X
以①450.17外面表面和①90mm一侧小^面为辅助定位面,限制X
以①200°.045内孔为定位面,限制y,z,y,z
2、使用了哪些定位元件,各限制了几个白由度
答:
①200内孔处用一长螺栓,限制4个自由度,①450.17外圆表面用一定位
套,限制1个自由度,①90一侧小平面为辅助定位面,用一防转销限制1个自由
度。
答辩委员会
评语
答辩委员会主任签名
学院审核意见
教学主管院长签名
201年月日
- 配套讲稿:
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