廣東海洋大學2019機械製造技術課程設計說明書

2021-03-14 12:43:38 字數 4599 閱讀 5875

序言機械製造技術基礎課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課之後進行的.這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總複習,也是一次理論聯絡實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。通過本次課程設計,應該得到下述各方面的鍛鍊:

1、能熟練運用機械製造工藝設計中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識,正確地解決乙個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題,保證零件的加工質量。

2、提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練,應當獲得根據被加工零件的加工要求,設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。

3、學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。

就我個人而言,我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練,從中鍛鍊自己分析問題、解決問題的能力。由於能力所限,設計尚有許多不足之處,懇請老師給予指正,謝謝!

一、法蘭盤的工藝分析及生產型別的確定

1.1 法蘭盤的用途

ca6140臥式車床上的法蘭盤,為盤類零件,用於臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上,靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配,外圓與變速箱體孔相配,以保證主軸三個軸承孔同心,使齒輪正確嚙合。

主要作用是標明刻度,實現縱向進給。

零件的外圓上標有刻度線,用來對齊調節刻度盤上的刻度值,從而能夠直接讀出所調整的數值;外圓上鑽定位孔,實現精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩的主軸通過,本身沒有受到多少力的作用。

法蘭盤零件圖如下圖所示:

技術要求:1. 刻字字形高5mm,刻線寬0.3mm,深0.5mm;

2. b面拋光;

3. 100mm外圓無光鍍鉻

1.2、法蘭盤的工藝性分析

法蘭盤是一回轉體零件,其材料為ht200。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減振性,適應於承受較大應力、要求耐磨的零件。該零件有一組加工表面,以mm為中心,主要加工的兩個端麵、的圓柱面及上面的mm的銷孔, mm的兩個端麵及端面上4個的通孔,外圓兩端的尺寸大小為34㎜和24㎜的平面、尺寸mm的圓柱面和左端麵。

這組加工表面是以mm為中心,其餘加工表面都與它有位置關係,可以先加工它的乙個端麵,再借助專用夾具以這個端麵為定位基準加工另一端面,然後再加工其他加工表面。

根據相關面和孔加工的經濟精度及車床能夠達到的位置精度可知,上述技術要求是可以達到的,零件的結構工藝性也是可行的。

1.3 確定法蘭盤的生產型別

設計題目給定的零件是ca6140車床法蘭盤(零件號831004)零件,該零件年產量為10萬件,設其備品率a%為3%,機械加工廢品率b%為2%,則該零件的年生產綱領為:n=q m(1+ a% )(1+ b%) = 100000*1*(1+ 2%)*(1+ 3%)=105000件/年。法蘭盤的年產量為105000件,法蘭盤重量為1.

4kg,查表可知該產品為輕型零件,生產型別為大量生產。

1.4 確定毛胚的種類和製造方法

由於法蘭盤在工作過程中要承受較大的應力和較高的溫度,且要求有較高的耐磨性,結合經濟性的原則,毛坯優先選用ht200材料。從附圖可以知該法蘭盤的質量僅為1.4㎏的輕型零件且生產型別屬於大量生產,為提高生產效率和經濟性,毛坯的鑄造方法採用的砂型鑄造,由於中間通孔是通過鑽鉸加工,故不用安放型芯。

1.5 確定毛胚的尺寸和公差

根據《機械製造技術基礎課程設計指導教程》(以下簡稱《指導教程》)中的p27的表2-1和p28的表2-5,由法蘭盤的功用、技術要求可知,可以確定零件所用材料灰鑄鐵ht200大批量生產的砂型鑄造的公差等級為8~12。

再根據機械加工後法蘭盤的重量為1.4㎏,由此可初步估計機械加工前鑄件的毛坯的重量為2㎏。由表1可知鑄件的公差等級為8~12,在這裡取12。

由於、、和是由後來的鑽削加工直接得到,槽3x2都是後來的車削加工直接得到的,兩側的基本尺寸為34和24的兩個平面由銑床加工直接得到,因此在用砂型鑄造的時候它們都不用鑄出。故在這裡它們的鑄件尺寸公差不用求出來。因此可確定該鑄件的尺寸公差和機械加工餘量,查表2-3、

2-4可得到如下的鑄件尺寸公差ct所得結果列於下表中:

鑄件的尺寸公差和機械加工餘量

根據上表稍微調整(見毛坯圖),使整個毛胚尺寸更加對稱便於加工。

1.6 設計毛坯圖

1.6.1、確定圓角半徑

為了減少鑄件的應力集中,取鑄件的圓角半徑為r5。

1.6.2、確定分模面

由零件的結構特徵知,可選過軸線的平面為分模面,採用兩箱製造

1.6.3、確定起模斜度

由於鑄件要求加工,按增加壁厚的方法確定,查《材料成型工藝基礎表》,起模斜度取1°

1.6.4、確定毛坯的熱處理方式

鑄件鑄造後應安排時效處理,以消除殘餘的鑄造應力,防止在機械加工過程中出現變形的情況。

1.7 法蘭盤鑄造毛坯簡圖

二、擬定法蘭盤工藝路線

2.1定位基準的選擇

為使所選的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行,通常應先考慮如何選擇精基準來加工各個表面,然後考慮如何選擇粗基準把作為精基準的表面先加工出來。

2.1.1 精基準的選擇

根據該法蘭盤零件的技術要求的裝配要求,選擇法蘭盤的軸孔作為精加工的基準,因為法蘭盤的左端、外圓的右端和外圓對的孔內表面都有跳動形位誤差的要求,它們的表面都要採用內表面作為基準進行加工,選擇內表面作為精基準加工即滿足了「基準統一」的原則。同時,法蘭盤的的軸線也是設計基準,選用其作為精基準定位加工法蘭盤的、和外圓,實現了設計基準和工藝基準重合的,保證了被加工表面的垂直度要求,符合了「基準重合」的原則。選用法蘭盤的右端平面作為精基準加工的左端平面和的右端平面,因為設計時這兩個尺寸也是以90的右端平面作為基準,實現設計基準和工藝基準重合的,也符合「基準重合」的原則。

在銑兩側面的時候,可以先銑離軸線為24㎜的平面,再以24㎜的平面作為精基準加工離軸線為34㎜的平面,這樣互為精基準加工,滿足了「互為基準的」的原則。有些尺寸,例如和槽3x2,它們的設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算,這在以後還要專門計算,此處不再重複。

2.1.2粗基準的選擇

對於一般的軸類零件而言,以外圓作為粗基準是完全合理的。但對於本零件來說,應盡可能選擇不加工表面為粗基準。按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時,應以這些不加工表面作粗基準,若零件有若干個不加工表面時,則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準)根據這個基準選擇原則,現選取孔右端外輪廓表面和的右端麵作為粗基準,利用三爪卡盤夾緊外圓可同時削除五個自由度,再以的右端麵定位可削除六個自由度。

2.2 表面加工方法的確定

根據法蘭盤零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,查表1-8各表面的加工方法如下表所示:

2.3 加工階段的劃分

該法蘭盤的加工質量要求較高,可將加工階段劃分成粗加工、半精加工、

精加工階段和精細加工。

在精加工階段,首先將精基準(的孔和90的右端平面)準備好,使後續工序都可採用精定位加工,保證其他加工表面的精度要求;然後粗車法蘭盤的右端麵、右端麵、槽3x2、粗銑左側面和右側面、鑽內孔。最後才鑽4孔、孔、9孔、鉸孔;在精加工階段,進行精車外圓、右端麵、左端麵、右側面、外圓,在精細加工階段,細車外圓、外圓,完成整個工序的加工。

2.4 工序的集中與分散

選用工序集中原則安排法蘭盤的加工工序。由於該法蘭盤的生產型別為大量生產,可以採用普通工具機進行加工,但夾具都採用專用的夾具進行裝夾,以提高生產率;而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少,不但可以縮短輔助時間,而且由於在一次裝夾中加工了許多表面,有利於保證各加工表面之間的相對位置精度要求,例如表面的跳動位置誤差。

2.5 工序順序的安排

⑴機械加工工序

①遵循「先基準後其他」的原則,首先加工精基準——法蘭盤的外圓和的右端平面。

②遵循「先粗後精」的原則,先安排粗加工工序,後安排精加工工序。

③遵循「先主後次」的原則,先加工主要表面——法蘭盤的左端麵和內孔,後加工次要表面——4孔、孔、9孔和槽3x2。

④遵循「先面後孔」原則,先加工法蘭盤外面和法蘭盤的左端麵,再鑽內孔,最後鑽4孔、孔、9孔。

⑵輔助工序

機械加工完成後,還要對右端平面、外圓和左端平面進行拋光處理;還要對外圓進行無光鍍鉻處理。

綜上所述,該法蘭盤工序的安排順序為: 基準加工——主要表面粗加工及一些表面餘量大的表面粗加工——主要表面半精加工及次要表面加工——主要表面精加工及細車加工

2.6 確定最終工藝路線

工序一以φ45圓柱面及φ90mm右端麵為定位面,粗車φ100mm左端麵及外圓柱面,粗車b面,粗車φ90mm外圓柱面,半精車φ100mm兩端面和外圓面並車其倒角,半精車b面,半精車φ90mm外圓面並車其倒角,選用ca6140工具機。

工序二以φ100mm端麵及外圓柱面為定位面,粗車φ45mm外圓柱面和端麵,切退刀槽,粗車φ90mm右端麵,半精車φ90mm右端麵、φ45mm端麵及外圓柱面併車其倒角,選用ca6140工具機。

工序三以φ45外圓和ф90右端麵為定位,鑽φ20通孔,先用鑽ф16的鑽頭鑽孔,再鉸孔達到φ20的尺寸。選用ca6140車床。

工序四插上心軸,以φ20mm孔和φ100mm端麵及外圓柱面定位,精車φ45mm端麵及外圓柱面,精車ф90mm右端麵及外圓柱面,選用ca6140工具機。

工序五以φ20mm孔及ф90mm右端麵及外圓柱面定位,精車φ100mm端麵及外圓柱面,精車b面,選用ca6140工具機。

工序六以φ20mm孔和φ100mm端麵定位,粗銑φ90mm外圓柱面上離中心線34mm的平面,選用x62銑床。

工序七以φ20mm孔和φ90mm外圓柱面上離中心線34mm的平面定位,粗銑φ90mm外圓柱面上離中心線24mm的平面,選用x62銑床。

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