ca6140法蘭盤夾具設(shè)計(jì)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目 CA6140法蘭盤夾具設(shè)計(jì) 系 機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師完成日期年月日沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：課程名稱:機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)題目：法蘭盤夾具設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化主要內(nèi)容及要求：1、根據(jù)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(gè)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(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。5、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書15頁(yè)。主要參考資料：夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)。進(jìn)度安排：1、1-2天完成工件工作圖繪制及夾具設(shè)計(jì)方案。2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計(jì)。3、7-10天完成專用夾具局部零件圖及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書編寫。課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)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(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)方案書一、課程設(shè)計(jì)目的1、本課程設(shè)計(jì)是《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程的延續(xù)，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的一般方法。2、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)根底、金屬材料及熱處理、機(jī)械制造結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的能力。4、提高學(xué)生技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。5、為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的根底。二、課程設(shè)計(jì)題目法蘭盤夾具設(shè)計(jì)三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與根本要求〔一〕內(nèi)容1、完成法蘭盤工件的4個(gè)孔鉆床專用夾具總裝配圖。2、完成4個(gè)孔鉆床專用夾具局部零件工作圖。3、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書15頁(yè)?！捕掣疽?、課程設(shè)計(jì)必須獨(dú)立的進(jìn)行，每人必須完成總工作量要求。2、根據(jù)設(shè)計(jì)題目，完成規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容和工作量要求。3、正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。4、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書力求用工程術(shù)語(yǔ)，簡(jiǎn)明扼要，計(jì)算合理、準(zhǔn)確，表達(dá)清晰，文字通順簡(jiǎn)練，字跡工整。四、進(jìn)度安排1、1-2天完成零件工作圖繪制及夾具設(shè)計(jì)方案。2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計(jì)。3、7-10天完成專用夾具局部零件圖及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)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(shè)計(jì)-11-2.1設(shè)計(jì)要求-11-2.2定位誤差分析：-11-2.3鉆削力的計(jì)算：-11-2.4夾緊力計(jì)算：-12-2.5夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明-12-2.5.1底座-12-2.5.2固定導(dǎo)向件-12-2.5.3鉆套、襯套的選擇-13-2.5.4夾緊機(jī)構(gòu)-13-結(jié)束語(yǔ)-15-致謝-15-參考文獻(xiàn)-16-摘要本次設(shè)計(jì)了一套法蘭盤的專用夾具設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過(guò)工藝分析，對(duì)工序進(jìn)行比照，通過(guò)選定某一工序設(shè)計(jì)專用夾具，選擇定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，進(jìn)行定位誤差分析。在文檔中第一局部，主要表達(dá)了專用夾具設(shè)計(jì)根本要求和特點(diǎn)，對(duì)零件的工藝分析，完成了工藝方案確實(shí)定。第二局部，對(duì)夾具設(shè)計(jì)，對(duì)夾具設(shè)計(jì)計(jì)算。最后對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫出模具各零件圖和裝配圖。本次設(shè)計(jì)闡述了專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。本夾具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)本錢。關(guān)鍵字：夾具設(shè)計(jì)；根本要求；工藝分析；前言?shī)A具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意見(jiàn)。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的上下，應(yīng)一能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，本錢底，排屑方便，操作平安、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)良是機(jī)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(guān)鍵，首先在于正確的選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中的其它零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)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(chǎn)率專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率?！?〕工藝性能好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)?！?〕使用性能好專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單、省力、平安可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用是前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，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(lái)大量而引起工藝系統(tǒng)變形。〔5〕經(jīng)濟(jì)性好專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，以降低夾具的制造本錢。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)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(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，以保證主軸三個(gè)軸孔同心，使齒輪正確嚙合，主要作用是說(shuō)明刻度，實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)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(zhǔn)面加工外表，這一組加工外表包括：，的右端面?！?〕以端面為基準(zhǔn)，先用的鉆頭鉆孔，然后再用鉸刀鉸孔由于孔與有跳動(dòng)的要求，所以要以.

以端面為基準(zhǔn)?！?〕以端面為基準(zhǔn)，車、、外圓，并導(dǎo)，。〔4〕以孔為基準(zhǔn)，精車所有外圓面，使其到達(dá)要求。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組外表，再以這組加工后外表為基準(zhǔn)加工另外一組。設(shè)計(jì)題目給定的零件是CA6140車床法蘭盤零件，該零件年產(chǎn)量為4000件，設(shè)其備品率為4%，機(jī)械加工廢品率為1%，那么該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=4000×(1+4%+1%)=4200(件/年)法蘭盤的年產(chǎn)量為4200件，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。零件材料為HT200。年產(chǎn)量為中批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后決定?；孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否那么，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。因?yàn)榉ㄌm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(dāng)零件有不加工外表時(shí)，應(yīng)以這些不加工外表作為粗基準(zhǔn)；假設(shè)零件有假設(shè)干個(gè)不加工外表時(shí)那么應(yīng)與這些加工外表要求相對(duì)精度較高的不加工外表作為粗基準(zhǔn)〕，所以對(duì)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(zhǔn)，利用三爪卡盤夾緊45外圓可同時(shí)限制4個(gè)自由度，再以90的右端面定位可限制1個(gè)自由度，到達(dá)完全定位。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再計(jì)算。本零件的加工面有個(gè)圓、內(nèi)孔端面車槽等，材料為HT200。參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，其加工方法選擇如下：〔1〕外圓面:公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8，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(nèi)孔：公差等級(jí)為IT7 ～I(xiàn)T8,外表粗糙度為1.6，采用鉆擴(kuò)絞精絞的加工方法，倒角用45°車刀加工。〔3〕φ外圓面：公差等級(jí)為IT13～I(xiàn)T14,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(jí)，根據(jù)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?！?〕槽3×2：未表注公差等級(jí)，根據(jù)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。〔6〕φ100突臺(tái)右端面：未表注公差等級(jí)，根據(jù)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(tái)距離軸線34mm的平面：未表注公差等級(jí)，根據(jù)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(tái)距離軸線24mm的平面：未表注公差等級(jí)，根據(jù)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(biāo)注公差等級(jí)，根據(jù)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(biāo)注公差等級(jí)，根據(jù)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(biāo)注公差等級(jí)，根據(jù)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(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。工序一鑄造毛坯。工序二時(shí)效處理，刷油漆。工序三車端面及外圓，以為粗基準(zhǔn)，選用CA6140機(jī)床。工序四以外圓面為基準(zhǔn)，鉆通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔到達(dá)的尺寸。工序五以外圓面為基準(zhǔn)，粗車、外圓，并導(dǎo)，和。工序六以外圓面為基準(zhǔn)，并倒，和工序七以內(nèi)孔為基準(zhǔn)精車左端面和右端面和保證跳動(dòng)在0.03內(nèi),并車槽。工序八右端面和一圓面定位,利用兩個(gè)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(gè)銑好的面定位,再利用另外一個(gè)面夾緊,鉆的通孔,再擴(kuò)到孔,保證尺寸為L(zhǎng)=7,再鉸孔使其到達(dá)所要求的精度。工序十一以孔為基準(zhǔn)面,利用專用夾具,鉆4個(gè)孔。工序十二再用磨床磨外圓使其到達(dá)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(cè)入庫(kù)。工序一鑄造毛坯。工序二時(shí)效處理，刷油漆。工序三車端面及外圓，以為粗基準(zhǔn)，選用CA6140機(jī)床。工序四以外圓面為基準(zhǔn)，粗車、外圓，并導(dǎo)，和。工序五以外圓面為基準(zhǔn)，鉆通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，再鉸孔到達(dá)的尺寸。以外圓面為基準(zhǔn)，粗車、外圓，并導(dǎo)，和。工序六以外圓面為基準(zhǔn)，并導(dǎo)，和。工序七內(nèi)孔為基準(zhǔn)精車左端面和右端面和保證跳動(dòng)在0.03內(nèi),并車槽。工序八右端面和一圓面定位,利用兩個(gè)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(gè)銑好的面定位,再利用另外一個(gè)面夾緊,鉆的通孔,再擴(kuò)到孔,保證尺寸為L(zhǎng)=7,再鉸孔使其到達(dá)所要求的精度。工序十一以孔為基準(zhǔn)面,利用專用夾具,鉆4×孔。工序十二用磨床磨外圓使其到達(dá)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(cè)入庫(kù)。雖然工序都是十三步，但第一個(gè)方案更為合理，外圓和Φ90的端面有跳動(dòng)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(dòng)的要求是必須的，因此第一個(gè)方案更合理。選擇第一個(gè)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(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)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(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2定位誤差分析：〔1〕定位元件尺寸及公差確實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)定。夾具的主要定位元件是一根定位短軸一個(gè)定位塊，公差現(xiàn)定與本零件在工作時(shí)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(jì)算：刀具選用高速鋼材料查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-8、、在計(jì)算切削力時(shí)，要考慮平安系數(shù)，平安系數(shù)Ｋ＝式中——根本平安系數(shù)，=1.5——加工性質(zhì)系數(shù)，=1.1——刀具鈍化系數(shù)，=1.1——斷續(xù)切削系數(shù),=1.1于是F1=KP=1.5×1.1×1.1×1.1×1195.8N=2387N2.4夾緊力計(jì)算：氣缸選用φ100mm,當(dāng)壓縮空氣單位壓力為p＝0.4MPa時(shí)，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明底座底座使用HT200的鑄造成型，進(jìn)行時(shí)效處理，消除內(nèi)應(yīng)力，具有較好的抗壓強(qiáng)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(tái)上。固定導(dǎo)向件固定導(dǎo)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(chǎn)周期短，本錢低。鉆套、襯套的選擇因?yàn)闉橹信可a(chǎn)，為了便于更換磨損的鉆套，所以選擇使用標(biāo)準(zhǔn)可換鉆套，材料為T10A。查機(jī)械手冊(cè)，鉆套與襯套之間采用配合，襯套與鉆模之間采用配合。當(dāng)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(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫出。夾緊機(jī)構(gòu)夾緊使用氣動(dòng)推動(dòng)移動(dòng)軸，使工件上移，工件的φ90圓的上外表與導(dǎo)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(jī)構(gòu)。如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊方式。而且考慮到環(huán)保，所以選用氣動(dòng)源夾緊。氣動(dòng)反響速度快，環(huán)保，但工作壓力小，所以氣缸體積大。