《法兰盘课程设计》word版.docx

课程设计COURSE PROJECT题目： 法兰盘课程设计 系别： 电子工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 罗刚 冯豪 学号： 1140840421 1140842424 导师： 华 晨 辉 2013年10月机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计 说 明 书 设计题目： 制定平焊法兰的加工工艺 设 计 者：罗刚 冯豪 指导教师：华 晨 辉 电子科技大学成都学院 机械设计制造及其自动化 2013年10月电子科技大学成都学院机械制造技术课程设计任务书设计题目：制定平焊法兰的加工工艺设计内容：1、零件图； 2、毛坯图； 3、机械加工工艺过程综合卡片； 4、课程设计说明书班 级：机 械 4 班学 生： 罗刚 冯豪指导教师： 华 晨 辉教研室主任：2013年10月目录序 言1一、零件的分析21.1计算生产纲领，确定生产类型21.2零件的作用21.3零件的工艺分析2二、工艺规程设计32.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状32.2基准的选择31. 粗基准的选择32. 精基准的选择32.3制定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.5 确定切削用量6三、设计小结13附录1：14序 言 本次课程设计的课题是平焊法兰盘加工工艺规程，主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。 第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。通过以上的概述，整个设计基本完成课程设计是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（平焊法兰）的工艺规程的能，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。一、零件的分析1.1计算生产纲领，确定生产类型 我们小组所设计的零件是平焊法兰。该产品的产量为5000,其设备品率为10%， 机械加工废品率为1%，现制定该法兰盘零件的机械加工工艺规程 N=Qn(1+%+%） =5000*( 1+10%+1%) =5550 件年 法兰盘零件的年产量为5550件，现已知该产品为轻型机械，根据机械制造工艺设计简明手册（以下简称简明手册）表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可以确定其生产类型为大批大量生产。1.2零件的作用 我们小组所设计的零件是平焊法兰，它的作用是使管件连接处固定并密封，它连接于管端，法兰上有8个直径为18mm M16的螺 纹孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧密连接，压紧两法兰间的衬垫以达到密封效果，。因此，法兰盘承受较大的压力，所以采用锻件，提高零件致密性，以使承受压力的能力增强。1.3零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1. 直径为91mm的孔的轴线为基准加工的表面 本组表面包括直径为 132mm 、200mm 的外圆的轮廓表面及左右端面，表面粗糙度为12.5。2. 直径为91mm的内圆孔的加工 本组包括91mmn内圆孔，表面粗糙度1.63. 直径为18mm的孔的加工本组包括在直径160mm均匀分布的8*18的圆孔，表面粗糙度6.3 二、工艺规程设计2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零件材料为(GB/T9119-200010kg) 45钢，锻件，考虑到法兰盘在连接两管的工作过程中，要承受螺钉连紧时的压力，要有一定的韧性，因此选用锻件，尽可能使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。零件为大批大量生产。 2.2基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1. 粗基准的选择 对于一般的盘类零件，可以以外圆作为粗基准。对零件来说，按照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选取直径为200mm的外圆作为粗基准的，（三爪卡盘夹持，自动定心，限制x、y、z三个方向的移动自由度及y、z方向上的旋转自由度，不完全定位，但不影响加工）。粗基准的选择应保证足够的加工余量，且应避免粗基准的重复使用。 2. 精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。精基准的选择原则有：基准重合、基准统一、自为基准、互为基准等。精基准选择应保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便。 2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点应该是使零件的几何形状 尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配有专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 工艺路线方案如下： 工序 1 粗车200mm端面及外圆柱面，粗车左面，粗车132mm的外圆柱面及粗镗91mm孔 工序 2 半精车200mm端面及外圆柱面，粗车左面，粗车132mm的外圆柱面及半精91mm镗孔。 工序 3 精91mmH8镗孔。 工序 4 在160mm的圆上钻8*15mm的孔。 工序 5在160mm的圆上扩8*16.8mm的孔。 工序 6 在160mm的圆上丝攻螺纹8*18mm的孔。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，参照实用机械加工工艺手册分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（单位mm） 加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（Ra ）公差等级公差右端面半精车1.26.3粗车3毛坯4.2200外圆半精车2Z=2.0200IT90.115200 0.05756.3粗车2Z=2.4202IT110.290202 0145毛坯2Z=4.4204.4204.4 1.1132外圆半精车2Z=2.4132IT90.100132 0.056.3粗车2Z=70134.4IT110.250134.4 0.175毛坯2Z=72.4204.42.0204.4 1左端面半精车1.26.3粗车3毛坯4.291内孔精镗2Z=1.491IT80.05491 0.0271.6半精镗2Z=1.689.6IT100.14089.6 0.070粗镗2Z=888IT110.22088 0.1102钻8080801钻303030毛坯实心08*18孔丝攻螺纹1.218IT70.02118 0.01051.6扩1.816.8IT100.08416.8 0.042钻1515IT110.13015 0.065毛坯实心0 2.5 确定切削用量 工序 1 粗车200mm端面及外圆柱面，粗车左面，粗车132mm的外圆柱面及粗镗91mm孔 本工序为粗车（车外圆，端面及镗孔）。已知加工材料为45钢，b=670MPa 锻件 1.加工条件工件材料：45钢 b=670MPa 锻件铸造机床：C620 - 1卧式车床 刀具：采用刀片材料为YT15硬质合金，刀杆尺寸16x25mm,=90,=12,=6,=0.5mm（查切削用量简明手册（第三版，艾心，肖诗纲编，以下查表均在所选表后加“*”表示）表1.1*）2. 计算切削用量（1）粗车200mm端面a. 确定切削深度：b. 已知方向的加工余量=3mmb.确定进给量f 根据表1.4* ，在粗车钢料，当刀杆尺寸为1625 mm，3mm,以及工件直径为100400mm时，f =0.61.2mm/r。按C620 - 1卧式车床进给量表（简明手册表4.2-9）取f=0.65mm/rc.选择车刀的磨钝标准及耐用度 根据表1.9* 车刀最大磨损值取1mm，可转化为耐用度T=30mind.确定切削速度V 根据表1.10* 当用YT15硬质合金刀加工b=630700MPa钢料，3mm,f0.75mm/r,切削速度V=109m/min.切削速度 修正系数见表1.28*,即=1.0 , =0.8 , =1.15 , =0.81 , =0.65。所以切削速度V=109*0.8*0.65*0.81*1.15=52.8m/min. n= 83.6r/min按C620 - 1卧式车床转速（简明手册表4.2-8），选择n=90r/min=1.5r/s.则 实际切削速度V=56.5m/min.最后的切削用量为=3mm，f=0.65mm/r，n=90r/min=1.5r/s，V=56.5m/min. （2）粗车200mm外圆柱面，粗车左面，粗车132mm的外圆柱面 采用车200外圆柱面的刀具加工这些表面，因200mm，132mm数据值均在100400mm内，车200外圆柱面=1.2mm粗车左面=3mm。车132的外圆柱面=35mm（分12次走刀故=3mm）。因所有3mm故主轴转速，进给量，切削速度，背吃刀量均与车200m端面相同。（3）确定粗镗孔91mm的切削用量 刀具：采用刀片材料为YT15硬质合金，镗刀直径20mm的圆形镗刀。 确定切削深度：已知方向的加工余量=4mm确定进给量f： 根据表1.5*，在粗镗钢料，当镗刀直径20mm，=35mm,镗刀伸出长度为100mm时，f =0.12mm/r。 按C620 - 1卧式车床进给量表（简明手册表4.2-9）取 f=0.12mm/r 确定切削速度V 按表1.27*的计算公式确定。 式中 ：=291, =0.15, =0.2, m=0.2，耐用度T=60min，修正系数Kv=0.9*0.8*0.65=0.468,(表1.28*） *0.46875m/min n= 262r/min按C620 - 1卧式车床转速（简明手册表4.2-8），选择 n=260r/min最后的切削用量为=4mm，f=0.12mm/r，n=262r/min，V=75m/min.工序 2 半精车200mm端面及外圆柱面，粗车左面，粗车132mm的外圆柱面及半精镗孔。1. 本工序为半精加工，已知条件与粗加工相同2. 计算切削用量。 （1）确定半车200mm外圆柱面切削用量。刀具：采用刀片材料为YT15硬质合金，刀杆尺寸16x25mm,=90,=12,=8,=0.5mm（表1.3*）3. 计算切削用量 确定切削深度： 已知方向的加工余量=1mm. 确定进给量f 根据表1.6* 及C620 - 1卧式车床进给量表（简明手册表4.2-9）取f=0.3mm/r，。c.选择车刀的磨钝标准及耐用度 d.确定切削速度V 根据表1.10* 当用YT15硬质合金刀加工b=630700MPa钢料，1.4mm,f0.38mm/r,切削速度V=156m/min.切削速度 修正系数见表1.28*,即=1.0 , =1.0, =1.15 , =0.81 , =1.0。所以切削速度V=156*0.81*1.15=145.3m/min. n= 231r/min按C620 - 1卧式车床转速（简明手册表4.2-8），选择n=230r/min=3.8r/s.则实际切削速度V=145m/min.最后的切削用量为=1mm，f=0.3mm/r，n=225r/min=3.75r/s，V=145m/min.（2） 确定半精车200mm右端面，左端面，半精车132mm的外圆柱面的切削用量 采用半精车200mm外圆柱面的刀具加工这些表面。半精车132mm的外圆的=1.2mm,端面的=1.2，端面及132的外圆的f=0.3mm n=225r/min=3.75r/s.（3） 确定半精镗91mm的内孔切削用量 刀具：采用刀片材料为YT15硬质合金，=45、直径20mm的圆形镗刀 确定切削深度：已知方向的加工余量=0.8mm确定进给量f： 根据表1.5*，在粗镗钢料，当镗刀直径20mm，2mm,镗刀伸出长度为100mm时，f =0.150.30mm/r。 按C620 - 1卧式车床进给量表（简明手册表4.2-9）取 f=0.20mm/r 确定切削速度V 按表1.27*的计算公式确定。 式中 ：=291, =0.15, =0.2, m=0.2，耐用度T=60min，修正系数Kv=0.9*0.8*0.65=0.468,(表1.28*） *0.46885m/min n= 297r/min按C620 - 1卧式车床转速（简明手册表4.2-8），选择 n=260r/min最后的切削用量为=0.8mm，f=0.20mm/r，n=297r/min，V=85m/min. 工序 3 精91mmH8镗孔。 1.本工序为精加工. 2 .确定精镗91的内孔切削用量 刀具：采用刀片材料为YT30硬质合金，=45、直径20mm的圆形镗刀 确定切削深度：已知方向的加工余量=0.7mm确定进给量f: 按C620 - 1卧式车床进给量表（简明手册表4.2-9）取 f=0.10mm/r 确定切削速度V 按表1.27*的计算公式确定。 式中 ：=291, =0.15, =0.2, m=0.2，耐用度T=60min，修正系数Kv=0.9*1.4=1.26,(表1.28*） *1.26270m/min4.5m/s n= 15.7r/s=945r/min按C620 - 1卧式车床转速（简明手册表4.2-8），选择 n=955r/min最后的切削用量为=0.7mm，f=0.10mm/r，n=955r/min，V=270m/min.工序 4 在160mm的圆上钻8*15的孔。机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢钻头，=45、直径15mm的钻头 确定切削深度：已知方向的加工余量=7.5mm确定进给量f:表2.7* 钻头直径D=1316mm时，f=0.310.37mm/r 按Z525立式钻床 主轴进给量（表2.35*） f=0.36mm/r 确定切削速度V 按表2.30*的计算公式确定。 式中 ：=6.6 =0, =0.5, =0.4，m=0.2（表2.30*），Kv=1 耐用度T=45min（表2.12*）， 2m/min n= 42r/min按Z525立式钻床转速（表2.35*），选择 n=97r/min最后的切削用量为=7.5mm，f=0.36mm/r，n=97r/min，V=2m/min.工序 5在160mm的圆上扩8*15的孔。机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢扩孔钻头，=45、直径16.8mm的钻头 确定切削深度：已知方向的加工余量=0.9mm确定进给量f:表2.7* 钻头直径D=1620mm时，f=0.350.43mm/r 按Z525立式钻床 主轴进给量（表2.35*） f=0.36mm/r 确定切削速度V 按表2.30*的计算公式确定。 式中 ：=11.1