1、 高等教育自學考試畢 業 論 文 學生姓名： 考籍號： 專業年級： 模具制造與設計 題 目： 法蘭盤的專用夾具設計 指導教師： 評閱教師： 年月目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc170179947 前言 PAGEREF _Toc170179947 h - 4- HYPERLINK l _Toc170179948 1.零件的分析 PAGEREF _Toc170179948 h - 5 - HYPERLINK l _Toc170179949 零件的作用 PAGEREF _Toc170179949 h - 5 - HYPERLINK l _Toc170179950

2、 零件的工藝分析 PAGEREF _Toc170179950 h - 5 - HYPERLINK l _Toc170179951 計算生產綱領、確定生產類型 PAGEREF _Toc170179951 h - 5- HYPERLINK l _Toc170179952 2.工藝規程設計 PAGEREF _Toc170179952 h - 6 - HYPERLINK l _Toc170179953 確定毛坯的制造形式 PAGEREF _Toc170179953 h - 6 - HYPERLINK l _Toc170179954 基面的選擇 PAGEREF _Toc170179954 h - 6 -

3、 HYPERLINK l _Toc170179955 2.2.1 粗基準的選擇 PAGEREF _Toc170179955 h - 6 - HYPERLINK l _Toc170179956 精基準的選擇 PAGEREF _Toc170179956 h - 6 - HYPERLINK l _Toc170179957 工件外表加工方法的選擇 PAGEREF _Toc170179957 h - 6 - HYPERLINK l _Toc170179958 制定工藝路線 PAGEREF _Toc170179958 h - 7 - HYPERLINK l _Toc170179959 2.4.1 工藝路線

4、方案一 PAGEREF _Toc170179959 h - 7 - HYPERLINK l _Toc170179960 工藝路線方案二 PAGEREF _Toc170179960 h - 8 - HYPERLINK l _Toc170179961 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸確實定 PAGEREF _Toc170179961 h - 9 - HYPERLINK l _Toc170179962 確立切削用量及根本工時 PAGEREF _Toc170179962 h - 10 - HYPERLINK l _Toc170179963 3.夾具設計 PAGEREF _Toc170179963 h

5、- 13 - HYPERLINK l _Toc170179964 設計要求 PAGEREF _Toc170179964 h - 13- HYPERLINK l _Toc170179965 定位誤差分析： PAGEREF _Toc170179965 h - 13 - HYPERLINK l _Toc170179966 鉆削力的計算： PAGEREF _Toc170179966 h - 14 - HYPERLINK l _Toc170179967 夾緊力計算： PAGEREF _Toc170179967 h - 14 - HYPERLINK l _Toc170179968 夾具結構設計及操作簡要說

6、明 PAGEREF _Toc170179968 h - 14 - HYPERLINK l _Toc170179969 3.6.1 底座 PAGEREF _Toc170179969 h - 14 - HYPERLINK l _Toc170179970 3.6.2 固定導向件 PAGEREF _Toc170179970 h - 15- HYPERLINK l _Toc170179971 3.6.3 鉆套、襯套的選擇 PAGEREF _Toc170179971 h - 15 - HYPERLINK l _Toc170179972 夾緊機構 PAGEREF _Toc170179972 h - 16 -

7、 HYPERLINK l _Toc170179973 結束語 PAGEREF _Toc170179973 h - 17 - HYPERLINK l _Toc170179974 致 謝 PAGEREF _Toc170179974 h - 18 - HYPERLINK l _Toc170179975 參考文獻 PAGEREF _Toc170179975 h - 19 -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

8、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，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，應一能否穩定地保證工件的加工質量，生產效率高，本錢

9、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。4使用性

10、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變形。5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。 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

11、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，實現縱向進給。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100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。3以端面為基準，車、外圓，并導，。4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。計算生產綱領、確定生產類型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

12、%，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。基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選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。.1 粗基準的選擇因為法蘭盤可歸類為軸類零件，按照“保證不加工外表與加

13、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。精基準的選擇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。2.3工件外表加工方法的選擇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

14、外圓面:公差等級為IT6IT8，外表粗糙度為0.8，采用粗車半精車磨削的加工的方法。220內孔：公差等級為IT7IT8,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。3外圓面：公差等級為IT13IT14,外表粗糙度為0.4，采用粗車半精車磨削的加工的方法。490外圓面：未表注公差等級，根據GB180079規定公差為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32：未表注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13,外表粗糙度為3.2，采用的加工方法為粗車。6100突臺右端面：未表注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13，外表粗糙度為0.4

15、，采用粗車半精車磨削的加工方法。790突臺距離軸線34mm的平面：未表注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13，外表粗糙度為3.2，采用粗銑精銑的加工方法。890突臺距離軸線24mm的平面：未表注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13，外表粗糙度為0.4，采用粗銑精銑磨削的加工方法。949孔：未標注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13，外表粗糙度為3.2，采用的加工方法為鉆絞。104的孔：未標注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13，外表粗糙度為12.5，采用的加工方法為鉆削。116的孔：未標注公差等級，根據GB180079規定公差為IT13，外表粗糙

16、度為3.2，采用的加工方法為鉆絞。2.4制定工藝路線制定工藝路線得出發點,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。 工藝路線方案一工序一 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

17、動在0.03內,并車槽。工序八 。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。2工藝路線方案二工序一 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

18、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 。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90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

19、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。機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸確實定CA6140車床法蘭盤，零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮重量kg，生產類型大批量，鑄造毛坯。據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工外表的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓外表延軸線方向長度方向的加工余量及公差，端面。查?機械制造工藝設計簡明手冊?以下稱?工藝手冊?表2.22.5，取45，100端面長度余量均為4均為雙邊加工車削加工余量為：粗車 2mm精車 0.7mm2. 內孔 工序尺寸加工余量：鉆孔2mm精鉸0mm3. 其他尺寸鑄造得到由于本設計規定的零件為中批

20、量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。取余量為：7mm因此可以確定毛坯的尺寸毛坯圖確立切削用量及根本工時序三 以外圓為粗基準，粗車外圓及其右端面。1.加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗車外圓，尺寸保證到。機床：CA6140車床。刀具：YT5確定加工時間：由于余量為8mm，因此分二次切削，吃刀深度為=4mm查?切削用量簡明手冊?，進給量f=0.4mm/r 表1.4 計算切削速度，耐用度t=45min=161m/min (/s)確定機床主軸轉速：=15.72r/s (935r/min)按機床取=9

21、00r/min=15r/s實際切削速度為v=15r/s 車外圓時=15.3s (0.26min)車端面工時工序四d取16mm時v=14m/min 根據z5215鉆床說明書，可考慮選擇，故取 鉆、擴孔時= 鉸孔時 取 工序五 車削條件和參數跟工序I一致=工序六：=工序七： 刀號YG6 查手冊 余量為0.6mm 取f=/r n=根據CA6140 選實際切削速度工序八： 由于銑的量為21mm 故要三次粗銑，一次精銑 分別為 工序九：由圖可知余量為11mm，故可分二次粗銑，一次精銑 工序十：查手冊，知鉆孔時，鉆的鉆頭孔：查手冊去標準值鉸孔時、取工序十一：由于鉆4個孔，先用的鉆頭鉆，然后再鉸孔鉆孔時：、

22、鉸孔時：、由于速度是一樣的所以查表可知道取工序十二：、兩外圓面，和、兩端面，使其到達所要求的粗糙度。1選擇砂輪：GB46ZR1A6P2切許用量的選擇：N砂=1500軸向進給量工件速度 徑向進給量 雙行程3 切削工時工序十三： 刻字子形高5，刻線寬3，深0.5。 根據經驗可知加工時間為t=10min工序十三： 將外圓無光鍍锘。鍍鉻包括除油，脫脂，電鍍。 根據經驗可知加工時間為t=3min工序十四：終檢入庫。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。經過與指導老師協商，決定設計在第10工序鉆49的孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z5125立鉆床，刀具為9絞刀。此道工序主要考慮的是如

23、何提高勞動生產率，降低勞動強度。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定和本零件在工作時的尺寸與公差配合，即。2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。3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，鉆套的同軸度小于而零件要求的最大同軸度為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max0=5mm而零件要求的最小偏差為min=-0

24、=45mm因此最大間隙滿足精度要求.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，平安系數式中根本平安系數， 加工性質系數， 刀具鈍化系數， 斷續切削系數, 于是 F1=KP1195.8N=2387N夾緊力計算： 氣缸選用100mm,當壓縮空氣單位壓力為p0.4MPa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。3.6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

25、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。3.6.4夾緊機構夾緊使用氣動推動移動軸，使工件上移，工件的90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

26、先著眼于機動夾緊方式。而且考慮到環保，所以選用氣動源夾緊。氣動反響速度快，環保，但工作壓力小，所以氣缸體積大。本工序為鉆鉸加工，由于夾緊方向為垂直向上，要克服零件和移動軸所受重力，可以在適當的提高壓縮空氣的工作壓力由0.4MPa增至0.5MPa,以增加氣缸推力。結束語畢業設計是大學三年的綜合性實踐環節，目的是通過課題的設計研究，培養綜合運用各門課程知識的能力，培養獨立分析問題和解決問題的能力。但是，高職學生的畢業設計不能完全等同于本科生，應密切與生產實際相結合，應與培養職業能力相結合，應表達職高的特點。在指導教師劉老師安排和精心指導下，這次畢業設計從確定設計課題、擬定設計方案、設計過程到畢業辯

27、論都按照畢業設計工作方案進行。第一，確定畢業設計課題。選好畢業設計題目是實現畢業設計目標、保證畢業設計質量的前提，我們的畢業設計的課題取自企業生產實際。這個課題能較全面地應用學生所學專業知識或者將來工作所需的專業技術，到達綜合運用的目的，既能夠解決企業急需解決的生產技術問題，又能夠培養學生的職業崗位能力，難度不是很大，符合我們高職專科生的專業理論知識水平和實際設計能力，工作量恰當，能夠在規定時間內完成。第二，確定產品設計方案。明確課題的性質、意義、設計內容、設計要到達的技術經濟指標和完成時間，并確定好正確合理的設計方案是完成設計任務的保證，指導教師、和同學一起參與設計方案的討論，使我對設計方案心中有數。第三，虛心求教，仔細認真地進行畢業設計。我們高職學生根底理論知識不夠扎實，設計能力較差，為了使我們很快地進入工作狀態，指導教師耐心向我們介紹機械產品設計方法、一般步驟和設計過程中應注意的事項。在設計中能主動請教指導老師，培養綜合運用機械制圖、工程材料與熱處理、公差配合、計算機繪圖、機械制造工藝等專業知識的能力，培養查閱技術資料和其它專業文獻的能力。培養嚴謹的工作態度和踏實的工作作風。明確必須有高度責任