【正文】 第一篇：機械制造工藝課程設計法蘭說明書前言機械制造工藝課程設計使我們學完了機械制造技術，機械制造裝備設計，機械制造工藝學等課程，進行了生產實習之后，所進行的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學生不所學的工藝理論和實踐知識在實踐的工藝，夾具設計中綜合地加以應用，進而得以加深和發(fā)展，提高學生分析和解決生產實際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設計和從事工作奠定了一定基礎。通過本次課程設計，我們在下述方面可以得以鍛煉：1)能熟練的運用機械制造工藝學及相關課程的基本理論，以及在生產實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決一個零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質量，生產率和經(jīng)濟性。2)通過夾具的工藝，進一步提高了我們的結構設計能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設計出高效省力，既經(jīng)濟合理有能保證質量的夾具。3)進一步提高我們的計算設計制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術資料。4)在設計制造中培養(yǎng)我們嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立的工作能力。在設計中，由于理論知識和實踐經(jīng)驗不足，設計中的不妥之處，敬請老師批評指正。一、零件的分析（一）零件的功用：機械制造工藝設計我們組的零件是法蘭，法蘭的種類很多，用途也很廣。法蘭的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側面，阻止外界灰塵進入箱體內，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的法蘭，其內部有M90180。，=。（二）零件的工藝分析：由零件圖可以看出，該法蘭的結構不是很復雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面將主要表面分為四部分，見圖11。以內孔為中心的一組加工面：這組加工面包括：F94孔、M90180。以外圓為中心的一組加工面：這組加工面包括：、F134及其倒角。以F120177。 這組加工面包括：。左右端面：這組加工面包括：。以上各表面的主要技術要求如下：F94孔的表面粗糙度為Ra=，M90180。=。=，倒角為1180。45176。，F(xiàn)134mm表面粗糙度為Ra=。零件要求調質HRC30~45。由分析可知，四組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準進行加工，然后再以加工過的表面為精基準加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。二、零件的工藝規(guī)程設計（一）確定零件的生產類型：零件的生產綱領為：N=Q178。n（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，產品年產量Q為臺/年, 每臺產品中該零件的數(shù)量為n件/臺，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計算結果可知，該零件為中批生產。（二）確定零件毛坯的制造形式：零件為45鋼，在工作時法蘭在某些場面要經(jīng)常正反轉，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強度，因此應該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不3 大，生產綱領達到中批生產水平，可以采用模鍛成型，這對于提高生產率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。(三)擬定零件的機械加工工藝路線：定位基準的選擇：定位基準的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質量和生產率。在選擇定位基準時，需要同時考慮一下三個問題：（1）以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工時精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為精基面。（3）是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。另外，我們還應從粗精基準選擇的基本原則為出發(fā)點：a．“基準重合”原則。應盡量選擇被加工表面的設計基準為精基準。b.“基準統(tǒng)一”原則。應選擇多個表面加工都能使用的表面作為基準。c.“互為基準”原則。當兩個表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時，可互為基準，反復進行加工。d.“自為基準”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應盡量選擇加工表面本身作為基準。粗基準選擇：，應選擇該表面作為粗基準。，應盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準確可靠。.，不再重復使用。精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時，首先應考慮基準重合問題，即在可能的情況下，應盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準。根據(jù)該工件的特點和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。，f94mm，f134mm，20mm，5mm，120177。這樣才能實現(xiàn)同軸度和位置的要求。，加工笫一個孔時應以螺紋孔和右端面為精基準。其余三個孔應以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準，實現(xiàn)周向定位。粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應以外圓和一個端面作為粗基面，鏜，半精鏜內孔。零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產率和經(jīng)濟方面的要求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙5 度，結合零件的特點和技術要求，慎重決定。該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表29得知孔已鍛出?！督饘偌庸すに嚰肮ぱb設計》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下：f94mm孔，M90180。粗鏜——精鏜；各外圓表面粗車——精車；f9mm，鉆——鉸；螺紋孔車螺紋。M90180。、零件各表面加工順序的確定：1）加工階段的劃分：為達到規(guī)定的技術要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個加工階段：：車外圓，端面，內孔；：以精車后為主要精基準，精車，外圓，端面；：以端面和f9孔定位，加工另外三個孔。對于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。↖T6及IT6以上，Ra163。）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。2）加工工序的安排：：根據(jù)機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓，端面，內孔的加工。由于螺紋內孔是主要精基準，又由于車螺紋后作為定位基準，會破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內孔作為主要精基準，精車外圓，端面，然后加工出一個孔，最后加工出四個孔。：由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調質處理，以獲得均勻細致的回火索氏體，提高零件的綜合力學性能。：檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結檢驗工序。在終檢前應安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。3）工序的組合：在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產規(guī)模以及工件的結構特點與技術條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。工序集中和分散各有特點，應根據(jù)零件的生產綱領，技術要求，現(xiàn)場的生產條件和產品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產適于采用工序集中的原則。而大批量生產則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產。零件法蘭由于是中批生產，又考慮到該零件結構特點，選用通用機床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下：（1）下料；（2）鍛造毛坯；（3）正火；（4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角；（5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角；（6）調質處理；（7）檢驗；（8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋；（9），；（10）清洗；（11）檢驗；（12）油封，入庫。以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡和工序卡片。（四）確定加工余量：合理選擇加工余量對零件的加工質量和整個工藝過程的經(jīng)濟性都有很大影響。余量過大，則浪費材料及工時，增加機床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項很重要的工作。故應在保證在保證加工質量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：1）分析計算法； 2）查表修正法； 3）經(jīng)驗估算法。工藝路線確定后，就要計算各個工序加工時所應能達到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標注方法，基準選8 擇中間工序安排等密切相關，是一項繁瑣的工作，但就其性質和特點而言，一般可以歸納為以下兩大類：，某表面本身各次加工工序尺寸的計算。對于這類簡單的工序尺寸，當決定了各工序間余量和工序所能達到的加工精度后，就可計算各工序的尺寸和公差。計算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設計毛坯圖12 9 基準作定位基準，出現(xiàn)基準不重合的情況。形狀較復雜的零件在加工過程中需要多次轉換定位基準，這時工藝尺寸的計算就比較復雜，應利用尺寸鏈原理進行分析和計算，并對工序間余量進行必要的驗算，以確定工序尺寸及其公差。機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質量，余量過大，增加機械加工勞動量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。根據(jù)零件毛坯條件：材料為45鋼，硬度為HRC3045，生產類型為中批生產，采用在鍛模毛坯。本設計采用查表修正法和經(jīng)驗估計法相結合確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。（1）外圓表面加工余量，加工表面公差等級為IT6IT8，故鍛造時外徑加工余量按f110外圓查表得：，2Z=；精車可以達到該公差等級，按照“入體原則”，=；毛坯F117177。2，2Z=7177。2。（2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺階面的加工。余量查表得Z=3177。1，故毛坯總長為26177。2mm，177。2mm。（3）內孔表面加工余量。工件內孔為螺紋孔和光孔。由于F94和F90相差較小，故鍛造時取統(tǒng)一內徑，加工余量按F94內孔查表得：車螺紋M90179。，2Z=；，2Z=；精鏜內孔F86，10 2Z=8；177。2，2Z=9177。2，毛坯圖見12，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。確定各工序所用機床及工藝裝備：零件的加工精度和生產率在很大程度上是由使用的機床所決定的。在設計工藝規(guī)程時，主要是選擇機床的種類和型號。選擇時參考有關手冊，產品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時應考慮產品的生產綱領、生產類型及生產組織結構；產品的通用化程度及產品的壽命周期；現(xiàn)由設備、工藝規(guī)程的特點等情況。由于該工件生產規(guī)模為中批生產，根據(jù)工件的結構特點和技術要求，選用通用機床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下：（1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車床。夾具：三爪卡盤。（2）精車F134mm右端面。選用CA6140普通車床。夾具：專用心軸。（3）精車左端面及F110心軸。（4）。選用Z525。夾具：專用夾具。（5）锪F9mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機床性能，生產率及經(jīng)濟性等。量具主要根據(jù)生產類型和所要求檢驗的精度來選擇。其選擇的型號詳見工序卡片。確定切削用量及工時定額：。選用CA6140普通車床。夾具：切削用量應在機床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內容、加工精度、生產率、刀具壽命等因素正確選擇。選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度）182。p，其次要根據(jù)機床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進給量f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計算確定最佳切削速度v。：TP=TB+TS+Tr=Tb+Ta+TS+TrTP——單件時間；TB——作業(yè)時間； TS——布置工作地時間； Tr——休息與生理需要時間； Ta——輔助時間； Tb——基本時間。Te。 Tc=Tb+Ta+TS+Tr+Ten。其具體計算過程如下：（1）加工條件：工件材料：45鋼正火，sb=,模鍛。加工要求：車端面F134mm,；粗車外圓F134mm。車螺紋M90 179。機床：CA6140普通車床刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 179。25 mm2，Kr=90176。，r0=15176。，182。0=12176。，rx=，60176。螺紋車刀；刀具材料：W18Cr4v。（2）計算切削用量：1)粗車端面時，根據(jù)加工余量Z= 3177。1，取Z=3，即182。=3mm，p走刀量f= mmr（表313）；計算切削速度（表318），耐用度t=45min，v=cvkvt182。pxvfmyv=180。180。180。180。180。=163 m/s=確定機床主軸轉速ns=1000vpdw=1000180。180。134=()按機床選取nw=rs(400rminms)(表43)mmin）所以實際切削速度v= 切削I時：l=134902（=22mm, l1=2mm, l2=0, l3=5mm(試切長度)lm=l+l1+l2+l3nwf=29180。180。=()2)粗車外圓: ：單邊余量Z=。：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表313中選用f=mmr。（表318）v=cvt182。pmxvfyvkv=180。180。180。=146mmin()：ns=1000vpdw=1000180。180。134=(342r/min)按機床選取nw= 所以實際切削速度vw=rs(400rmin)pdwnw1000=180。134180。=(144r/min)：切入長度l1=4mm，切出長度l2=0，試切長度l3=5mm tm1=l+l1+l2+l3nwfl+l1+l2+l3nwf=+4+180。+4+180。=()tm2===()3）車螺紋：（表355），刀具耐用度t=60min，螺距s=，取182。p=。v=180。180。=()ns=1000vpdw=1000180。180。134=(85r/min)按機床選取nw=（100r所以實際切削速度vw=min）pdwnw1000=180。134180。=：