CA6140车床法兰盘零件的加工工艺及钻4×Ф9孔的钻床夹具设计.doc
CA6140车床法兰盘零件的加工工艺及钻4-Ф9孔的钻床夹具设计（全套含CAD图纸）
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车床
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 目录 序言 1 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 1 1零件的作用 1 2零件的工艺分析 1 3. 零件的生产类型 2 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3 3 3 图 4 三、选择加工方法，制定工艺路线 4 4 3 6 四、工序设计 8 8 10 五、确定切削用量及基 本时间 11 六、夹具设计 14 七、设计小结 16 八参考文献 17 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 序 言 机械制造工艺学课程设计 是 我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的 也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地 位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后 毕业设计 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，恳请各位老师给予指导。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 1 零 件 的 分 析 式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标 明刻度，实现纵向进给。零件的 100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为 4 6的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 20的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。 2 零件的工艺分析 床法兰盘属于盘套类回转零件，它的所有表面都需要加工，其主要加工面是外圆面、端面及两平面，它们有一定的粗糙度要求。现分述如下： 面所要保证相对于轴线的圆跳动为 圆表面的粗糙度为 面 面及两平面，端面粗糙度为 个端面相 对于轴线的圆跳动为 平面的粗糙度为 45外圆表面上的退刀槽， 45外圆表面上的 弧面，。 4和 6,粗糙度为 由上面的分析可知，对于圆跳动而言，可以先加工孔，然后以孔定位，加工端面，保证它们之间的位置精度。由先面后孔原则，先粗车端面，然后 加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表面。 定生产类型 设计题目给定的零件是 床法兰盘零件，该零件年产量为 4000 件，设其备品率 4%，机械加工废品率 为 1%，则该零件的年生产纲领为 ： N=40001(1+4%+1%)=4200(件/年 ) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 法兰盘的年产量为 4200 件，质量为 课程设计指南表 2 1 可知该产品为中批生产。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1、 选择毛坯 零件材料是 件年产量是中批量 ,而且零件加 工的轮廓尺寸不大 ,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用金属铸造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 2、 确定机械加工余量 由课程设计指南表 5 5，查得金属型铸造的要求机械加工余量等级为 查课程设计指南表 5 4，根据该零件的最大尺寸为 100求机械加工余量等级为机械加工余量为 1 确定毛坯铸件的公差等级 由课程设计指南表 5 1，该零件为灰铸铁，金属型铸 造，得公差等级 8表 5得铸件公差等级为 确定毛坯尺寸 上面查得适用于机械加工表面粗糙度 量要适量增大。 分析本零件，除要抛光的表面 余各表面 此这些便面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上查得的余量和公差即可（由于有的表面只需粗加工，这时可取表中的较小值。当要粗加工和半精加工时，可取大值）。由公式，单边加工时： R=F+T/2;双侧加工或外圆面时： R=R=F+2T/2;内腔加工时 ： R=。（ 综上所述，确定毛坯尺寸见表 1。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 3 106 8 1 45 50 9 2 90 95 36 1 34 20 16 26 1 24 91 5 表 1 毛坯尺寸 3、 设计毛坯尺寸图 1) 确定铸造圆角 对于金属型铸造铸件一般统一用 金属加工工艺及工装设计表 1小铸造圆角为 2) 确定铸造斜度 查金属加工工艺及工装设计表 1铸造圆角为 由上画出毛坯图 (见附图 1) 三、选择加工方法，制定工艺路线 1、 定位基准选择 1） 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选 择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 现选取 45 外圆面和 90 左端面为粗基准。利用三爪卡盘卡住 45 外圆面并靠住 90左端面，消除 5 个自由度，达到部分定位。这里不需要完全定位。 2） 精基准的选择 2） 精基准的选择。 主 要原则有： 基准重合原则； 基准统一原则； 自为基准原则； 互为基准原则。 这里应该主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 2、 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为 考设计指南表 5 14、表 5 15、表 5 16 等，其加工方法选择如下： 一 外圆面：公差等级为 面粗糙度为 , 采用粗车加工方法。 二 20 内 孔：公差等级为 面粗糙度为 采用扩 铰 铰的加工方法，倒角用车刀加工。 三 圆面：公差等级为 面粗糙度为 采用粗车 抛光的加工方法。 四 90 外圆：未注公差等级，根据 79 规定公差为 采用的加工方法为粗车 抛光 五 圆面：公差等级为 面粗糙度为 采用粗车 半精车 磨 削的加工方法。 六右端面：未注公差等级，根据 79 规定公差为 面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车。 七 90突台右端面：未注公差等级，根据 79 规定公差为 面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车 半精车 精车。 八 90突台左端面：未注公差等级，根据 79 规定公差为 面粗糙度为 采用的加工方法为粗车 抛光。 九 100突台左端面：未注公差等级，根据 79 规定公差为 面粗糙度为 采用的加工方法为粗车 半精车 精车。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 十槽 32：未注公差等级，根据 79 规定公差为 面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车。 十一 . 100 突台右端面：未注公差等级，根据 79 规定公差为 面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车 抛光。 十二 . 90突台距离轴线 34未注公差等级 ,根据 79规定公差为面粗糙度为 采用的加工方法为粗铣 精铣 . 十三 . 90突台距离轴线 24未注公差等级 ,根据 79规定公差为面粗糙度为 采用的加工方法为粗铣 抛光。 十四 9孔：未注公差等级 ,根据 79规定公差为 面粗糙度为 采用的加工方法为钻削。 十五 . 4的孔：未注公差等级 ,根据 79规定公差为 面粗糙度为 采用的加工方法为钻削。 十六 的孔：未注公差等级 ,根据 79 规定公差为 面粗糙度为 采用的加工 方法为 扩 铰。 3、制订工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工序 1 扩、粗绞 20的孔 工序 2 粗车 100端面及外圆柱面，粗车 B 面，粗车 90的外圆柱面 工序 3 粗车 45端面及外圆柱面，粗车 90的端面 工序 4 粗铣 90圆柱面上的两个平面 工序 5 半精车 100的端面及外圆柱面，半精车 B 面，半精车 90的外圆柱面，车 100、90外圆柱面上的倒角，车 45两端过渡圆弧，车 20孔的左端内倒角 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 工序 6 半精车 45的端面及外圆柱面，半精车 90的端面，车 3*2 退刀槽，车 45圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角。 工序 7 精车 100的端面及外圆，精车 B 面 工序 8 精车 45外圆，精车 90端面 工序 9 精铣 90圆柱面上的两个平面 工序 10 钻、绞 4工序 11 钻 4孔，扩、绞 6孔 工序 12 磨 100、 45的外圆柱面 工序 13 去除全部毛刺 工序 14 B 面抛光 工序 15 刻线刻字 工序 16 镀铬 工序 17 检验、入库 工序 1 粗车 100两端面和外圆，粗车 90左端面和外圆，车外圆面 45。 工序 2 扩、绞 20的孔。 工序 3 粗车 45端面及外圆柱面，粗车 90的右端面。 工序 4 半精车、精车 100左端面，车 90， 100的倒角，车孔 20的左端倒角，车 45两端的过度圆弧 工序 5 半精车、精车 90右端面，半精车 45外圆面，车 3*2 退刀 槽，车 45圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角。 工序 6 磨削 45外圆面。 工序 7 粗铣、精铣 90面上离中心线 34平面，粗铣离中心线 24平面。 工序 8 钻孔 49透孔。 工序 9 钻 4孔，扩、绞 6孔。 工序 10 去除全部毛刺 工序 11 B 面抛光， 90外圆面抛光， 90上离中心线 24平面抛光。 工序 12 100的左端面刻字 工序 13 100的外圆无光渡铬 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 工序 14 检验，入库 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 20内孔，然后以孔定位，加工端面，保证它们之间的位置精度。方案二则先是先粗车端面，然后加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表面。跟据先面后孔的原则，应车端面。而且有几个面精度要求不高，只需粗车就可达到要求，而方案一过多的加工了这些面。综上分析，选择方案二为加工方案。 四、工序设计 （ 1） 选择机床 根据不同的工序选择机床。 工序 1、 3.、 4、 5 是粗车、半精车和精车，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，故选用最常用的卧式车床 工序 2、 8、 9 为扩 、铰孔以及钻孔，选用立式钻床 工序 6 为磨削外圆，选用磨床 工序 7 为铣平面，选用 铣床。 （ 2）选用夹具 本零件除了车端面用三爪卡盘定心夹紧，其他各工序使用专用夹具。 （ 3）选择刀具 根据不同的工序选择刀具在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀。加工硬质零件采用 硬质合金，粗加工用 精加工用 加工用 刀根据机械加工工艺手册表 10用硬质合金三面刃铣刀 铣刀寿命 T=180,B=40。 钻孔 ， 根据机械加工工艺手册表 10取高速锥柄标准麻花钻，高速锥柄扩孔钻，高速锥柄铰刀。 （ 4）选择量具 本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下。 选择各外圆加工面得量具。本零件各外圆加工面得量具见表 2 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 表 2 工序 加工面尺寸 尺寸公差 量具 1 100 数值为 量范围 0150 游标卡尺（设计指南表 5 45 90 数值为 量范围 2550外径千分尺（设计指南表 5 6 45 选择加工孔的量具，见表 3 表 3 工序 加工尺寸 尺寸公差 量具 2 数值为 量范围 0150游标卡尺（设计指南表 5 20 数值为 量范围 530 内径千分尺（设计指南表 5 8 9 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 9 4 数值为 量范围 0150游标卡尺（设计指南表 5 6 数值为 量范围 530 内径千分尺（设计指南表 5 选择加工轴向尺寸所用的量具 由于该零件的轴向精度不高，均选用读数值为 量范围 0150 游标卡尺（设计指南表 5 2、 确定工序尺寸 确定圆柱面得工序尺寸 本零件各圆柱表面的工序 加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表 4。 表 4 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 6 0 45 0 0 0 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 20 0 20 五、确定切削用 量及基本工时 切削用量包括背切刀量给量 f 和切削速度 v。确定顺序是先确定pa、f，再确定 v。 由于本人设计的是工序 5的专用夹具，故详细列出切削用量的计算机工时的确定。 工序 5 半精车 45外圆面，半精车、精车 90右端面，车 3*2退刀槽，车 45圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角。 （ 1）切削用量 本工序为精车。已知 工件材料为 b=220件； 机床为 式车床，工件装在专用夹具。 1、 半精车 45 1) 已知加工余量为 = 2) 进给量 f 根据设计指南中表 5刀杆尺寸为 16 25 35及工件直径为 45时， f =r 按 设计指南中表 5 f =r 3) 计算切削 速度，按设计指南中表 2削速度的计算公式为 (寿命T=60购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 m/其中：42, m=正系数计指南中表 2 得 98(m/4)确定机的主轴转速 100 1981000 630r/机床说明书 (见设计指南中表 5与 630r/近的机床转速为560r/10r/选取10r/ 所以实际切削速度 v=223r/ 5) 切削工时，按设计指南中表 2 t= l=411l =22l =0, 3l=0， f=r,n=710r/i=1 的 1214 =) 检验机床功率 主切削力计指南中表 2cF其中 900，1.0，0， 190(= 90220(= 00 1980 90(N) 切削时消耗功率1064106150190 W) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 由设计指南中表 5床说明书可知， 10r/ ,主轴传递的最大功率为 以正常加工。 车 90右端面。 1） 采用车外圆的刀具加工这些表面。加工余量均可一次走刀切除，半精车时，车时，择 f=r。主轴转速与车外圆时相同。 2） 确定工时 按设计指南中表 2 L=24590=, 1l =22l =0, 3l=0 2jT=3jT=*2退刀槽，车 45圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角 1) 采用切槽刀，一次完成加工。 轴转速与车外圆时相同。 2） 确定工时 根据手动的进给量而定 综上得该工序的切削用量及基本工时见表 5 表 5 工步 pa/*2退刀槽 手动 车 45圆柱面两端的倒角 手动 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 车 20 内孔的右端倒角 手动 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 六、夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第 9 道工序 铣距零件中心线分别为 24和 34的两平面的夹具。本夹具将用于卧式机床，粗铣刀具为锯片铣刀。 题的提出 本夹具主要用来距中心线 24 和 34 的两平面，加工此平面时 的外端面及 20 的内表面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。 具设计 位基准的选择 本设计选用以 20 的内表面和 底端面为主要定位基面，另选用 100 削力及夹紧力计算 刀具：锯片铣刀 d= 160机械制造工艺设计手册 切向力 铣削扭矩 300102 切削功率 M n 103 (式中： 54 31 u 0q 60 0 所以当铣距中心轴线 244 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 )(故： F= m) P=水平分力 ： 直分力 ： 全系数 ： K=2*4= *需夹紧力为 N=f1+设计采用铰链夹紧机构。气缸尺寸为 d=24=45入端气压 出端气压 械效率为 气缸工作时所能产生的压力为 22222212211 根据机械制造工艺学课程设计指导书可知，设计的铰链机构夹紧力 故本夹具可安全工作。 位误差分析 夹具的主要定位元件为浮动支撑板和定位销。支撑板的定位表面与夹具体底面平行度误差不超过 位销选取标准件，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过 夹具的主要定位元件为长定位销限制了 4 个自由度 ,另一端面限制 1 个自由度 ,绕轴线旋转方向的自由度无须限制。因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用标准件，故定位误差在此可忽略。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 七、设计小结 随着程设计接近了尾声。经过 2周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只 是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计
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