機械制造裝備設計課程設計說明書題目 CA6140法蘭盤夾具設計 系 機械與運載學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級姓名學號指導教師完成日期年月日沈陽理工大學應用技術學院沈陽理工大學應用技術學院課程設計任務書班級：姓名：學號：課程名稱:機械制造裝備設計題目：法蘭盤夾具設計專業(yè)：機械設計制造及其自動化主要內容及要求：1、根據所給的零件草圖，畫出零件工作圖。2、完成法蘭盤工件的4個孔的鉆床的專用夾具總裝配工作圖。3、完成專用夾具局部零件工作圖。4、編寫設計計算說明書。5、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設計計算說明書15頁。主要參考資料：夾具設計手冊、夾具設計圖冊、機械零件設計手冊。進度安排：1、1-2天完成工件工作圖繪制及夾具設計方案。2、3-6天完成夾具總裝配圖設計。3、7-10天完成專用夾具局部零件圖及設計計算說明書編寫。課程設計指導教師：張福2023年6月8日教研室主任：趙艷紅2023年6月8日《機械制造裝備設計》課程設計方案書一、課程設計目的1、本課程設計是《機械制造裝備設計》課程的延續(xù)，通過設計實踐，進一步掌握機械制造裝備設計的一般方法。2、培養(yǎng)學生綜合運用機械制圖、機械設計根底、金屬材料及熱處理、機械制造結構工藝等相關知識，培養(yǎng)工程設計的能力。3、培養(yǎng)學生使用手冊、圖冊、有關資料及設計標準標準的能力。4、提高學生技術總結及編制技術文件的能力。5、為畢業(yè)設計打下良好的根底。二、課程設計題目法蘭盤夾具設計三、課程設計的內容與根本要求〔一〕內容1、完成法蘭盤工件的4個孔鉆床專用夾具總裝配圖。2、完成4個孔鉆床專用夾具局部零件工作圖。3、編寫設計計算說明書。4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設計計算說明書15頁?！捕掣疽?、課程設計必須獨立的進行，每人必須完成總工作量要求。2、根據設計題目，完成規(guī)定的設計內容和工作量要求。3、正確的運用手冊、標準，設計圖樣必須符合國家標準規(guī)定。4、設計計算說明書力求用工程術語，簡明扼要，計算合理、準確，表達清晰，文字通順簡練，字跡工整。四、進度安排1、1-2天完成零件工作圖繪制及夾具設計方案。2、3-6天完成夾具總裝配圖設計。3、7-10天完成專用夾具局部零件圖及設計計算說明書。課程設計指導教師：張福2012年6月8日教研室主任：趙艷紅2023年6月8日目錄前言-6-1.零件的分析-7-1.1零件的作用-7-1.11零件的工藝分析-7-2.夾具設計-11-2.1設計要求-11-2.2定位誤差分析：-11-2.3鉆削力的計算：-11-2.4夾緊力計算：-12-2.5夾具結構設計及操作簡要說明-12-2.5.1底座-12-2.5.2固定導向件-12-2.5.3鉆套、襯套的選擇-13-2.5.4夾緊機構-13-結束語-15-致謝-15-參考文獻-16-摘要本次設計了一套法蘭盤的專用夾具設計。經過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經過工藝分析，對工序進行比照，通過選定某一工序設計專用夾具，選擇定位基準、定位方法和定位元件，進行定位誤差分析。在文檔中第一局部，主要表達了專用夾具設計根本要求和特點，對零件的工藝分析，完成了工藝方案確實定。第二局部，對夾具設計，對夾具設計計算。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，以及為裝配圖各尺寸提供依據。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。本次設計闡述了專用夾具結構設計及工作過程。本夾具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高生產效率，降低勞動強度和生產本錢。關鍵字：夾具設計；根本要求；工藝分析；前言夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設計質量的上下，應一能否穩(wěn)定地保證工件的加工質量，生產效率高，本錢底，排屑方便，操作平安、省力和制造、維護容易等為其衡量指標。一個優(yōu)良是機床必須滿足以下根本要求：〔1〕保證工件的加工精度保證加工精度的關鍵，首先在于正確的選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中的其它零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求〔2〕提高生產率專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。〔3〕工藝性能好專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產，當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構?！?〕使用性能好專用夾具的操作應簡單、省力、平安可靠。在客觀條件允許且又經濟適用是前提下，應盡可能采用氣動液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量而引起工藝系統(tǒng)變形?！?〕經濟性好專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造本錢。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。1.零件的分析1.1零件的作用題目是所給的零件是CA6140車床的法蘭盤。為盤類零件，用于臥式車床CA6140上。車床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，以保證主軸三個軸孔同心，使齒輪正確嚙合，主要作用是說明刻度，實現(xiàn)縱向進給。1.11零件的工藝分析CA6140車床共有八處加工外表，其間有一定位置要求。分述如下：〔1〕以φ100為基準面加工外表，這一組加工外表包括：，的右端面。〔2〕以端面為基準，先用的鉆頭鉆孔，然后再用鉸刀鉸孔由于孔與有跳動的要求，所以要以.

以端面為基準?！?〕以端面為基準，車、、外圓，并導，?！?〕以孔為基準，精車所有外圓面，使其到達要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組外表，再以這組加工后外表為基準加工另外一組。設計題目給定的零件是CA6140車床法蘭盤零件，該零件年產量為4000件，設其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，那么該零件的年生產綱領為：N=4000×(1+4%+1%)=4200(件/年)法蘭盤的年產量為4200件，查表可知該產品為中批生產。零件材料為HT200。年產量為中批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后決定?；孢x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否那么，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。因為法蘭盤可歸類為軸類零件，按照“保證不加工外表與加工外表相互精度原那么〞的粗基〔即當零件有不加工外表時，應以這些不加工外表作為粗基準；假設零件有假設干個不加工外表時那么應與這些加工外表要求相對精度較高的不加工外表作為粗基準〕，所以對于本零件可以先以法蘭盤右端45的外圓及90的右端面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊45外圓可同時限制4個自由度，再以90的右端面定位可限制1個自由度，到達完全定位。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再計算。本零件的加工面有個圓、內孔端面車槽等，材料為HT200。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》，其加工方法選擇如下：〔1〕外圓面:公差等級為IT6～IT8，外表粗糙度為0.8，采用粗車半精車磨削的加工的方法?！?〕φ20內孔：公差等級為IT7 ～IT8,外表粗糙度為1.6，采用鉆擴絞精絞的加工方法，倒角用45°車刀加工?！?〕φ外圓面：公差等級為IT13～IT14,外表粗糙度為0.4，采用粗車半精車磨削的加工的方法?！?〕φ90外圓面：未表注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為0.4，采用粗車半精車磨削的加工的方法。〔5〕槽3×2：未表注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13,外表粗糙度為3.2，采用的加工方法為粗車?！?〕φ100突臺右端面：未表注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為0.4，采用粗車半精車磨削的加工方法。〔7〕φ90突臺距離軸線34mm的平面：未表注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為3.2，采用粗銑精銑的加工方法?！?〕φ90突臺距離軸線24mm的平面：未表注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為0.4，采用粗銑精銑磨削的加工方法?！?〕4×φ9孔：未標注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為3.2，采用的加工方法為鉆絞?！?0〕φ4的孔：未標注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為12.5，采用的加工方法為鉆削?！?1〕φ6的孔：未標注公差等級，根據GB1800—79規(guī)定公差為IT13，外表粗糙度為3.2，采用的加工方法為鉆絞。制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產本錢盡量下降。工序一鑄造毛坯。工序二時效處理，刷油漆。工序三車端面及外圓，以為粗基準，選用CA6140機床。工序四以外圓面為基準，鉆通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔到達的尺寸。工序五以外圓面為基準，粗車、外圓，并導，和。工序六以外圓面為基準，并倒，和工序七以內孔為基準精車左端面和右端面和保證跳動在0.03內,并車槽。工序八右端面和一圓面定位,利用兩個端面夾緊,先銑粗糙度為3.2的一面。工序九以剛銑的平面定位,,利用兩端面夾緊,銑另外一面保證尺寸為24工序十以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊,鉆的通孔,再擴到孔,保證尺寸為L=7,再鉸孔使其到達所要求的精度。工序十一以孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個孔。工序十二再用磨床磨外圓使其到達所要求的粗糙度。工序十三刻字刻線。工序十四鍍锘。工序十五檢測入庫。工序一鑄造毛坯。工序二時效處理，刷油漆。工序三車端面及外圓，以為粗基準，選用CA6140機床。工序四以外圓面為基準，粗車、外圓，并導，和。工序五以外圓面為基準，鉆通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔到達的尺寸。以外圓面為基準，粗車、外圓，并導，和。工序六以外圓面為基準，并導，和。工序七內孔為基準精車左端面和右端面和保證跳動在0.03內,并車槽。工序八右端面和一圓面定位,利用兩個端面夾緊,先銑粗糙度為3.2的一面。工序九以剛銑的平面定位,,利用兩端面夾緊,銑另外一面保證尺寸為24。工序十以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊,鉆的通孔,再擴到孔,保證尺寸為L=7,再鉸孔使其到達所要求的精度。工序十一以孔為基準面,利用專用夾具,鉆4×孔。工序十二用磨床磨外圓使其到達所要求的粗糙度。工序十三刻字刻線。工序十四鍍锘。工序十五檢測入庫。雖然工序都是十三步，但第一個方案更為合理，外圓和Φ90的端面有跳動要就高，而且精度要求高，所以屢次加工外表是精度、粗糙度的要求和有跳動的要求是必須的，因此第一個方案更合理。選擇第一個方案。CA6140車床法蘭盤，零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg2.夾具設計2.1設計要求為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計在第10工序—鉆4×φ9的孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z5125立鉆床，刀具為φ8.4麻花鉆和φ9絞刀。此道工序主要考慮的是如何提高勞動生產率，降低勞動強度。2.2定位誤差分析：〔1〕定位元件尺寸及公差確實定：夾具的主要定位元件為一平面一短銷，該定位短銷的尺寸與公差規(guī)定和本零件在工作時的尺寸與公差配合，即?！?〕由于存在兩平面配合，由于零件的外表粗糙度為，因此需要與配合平面有一粗糙度的要求為定位尺寸公差確實定?！?〕工件的孔尺寸要求不高，同軸度的誤差主要有鉆套和襯套的不同同軸度引起的,襯套的同軸度小于0.005，鉆套的同軸度小于0.005而零件要求的最大同軸度為0.01定位尺寸公差確實定。夾具的主要定位元件是一根定位短軸一個定位塊，公差現(xiàn)定與本零件在工作時與其相配的軸的尺寸與公差配合,即，定位軸與零件的最大間隙為max=0.05-0=0.05mm而零件要求的最小偏差為min=0.045-0=0.045因此最大間隙滿足精度要求.2.3鉆削力的計算：刀具選用高速鋼材料查《機床夾具設計手冊》表1-2-8、、在計算切削力時，要考慮平安系數，平安系數Ｋ＝式中——根本平安系數，=1.5——加工性質系數，=1.1——刀具鈍化系數，=1.1——斷續(xù)切削系數,=1.1于是F1=KP=1.5×1.1×1.1×1.1×1195.8N=2387N2.4夾緊力計算：氣缸選用φ100mm,當壓縮空氣單位壓力為p＝0.4MPa時，氣缸推力為3900N。因此N已大于所需的2387N的夾緊力，故本夾具可平安工作。2.5夾具結構設計及操作簡要說明底座底座使用HT200的鑄造成型，進行時效處理，消除內應力，具有較好的抗壓強度，剛度和抗振性。在四角有U型槽，與T型螺釘配合使用，將夾具固定在工作臺上。固定導向件固定導向件由45鋼的鋼板和型材焊接而成，退后處理，保證尺寸的穩(wěn)定性，且在裝配后修正尺寸，保證夾具的精度。焊接件制造方便，生產周期短，本錢低。鉆套、襯套的選擇因為為中批量生產，為了便于更換磨損的鉆套，所以選擇使用標準可換鉆套，材料為T10A。查機械手冊，鉆套與襯套之間采用配合，襯套與鉆模之間采用配合。當鉆套磨損一定后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時轉動及退刀時脫出。夾緊機構夾緊使用氣動推動移動軸，使工件上移，工件的φ90圓的上外表與導向件相接觸，并夾緊。由于工件所需的夾緊力并不大，所以直接夾緊未采用其他的機構。如前所述，在設計夾具時，為了提高勞動生產效率，應首先著眼于機動夾緊方式。而且考慮到環(huán)保，所以選用氣動源夾緊。氣動反響速度快，環(huán)保，但工作壓力小，所以氣缸體積大。