法兰盘机械课程设计说明书.doc

1 零件图工艺性分析1.1 零件结构功用分析法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。1.2 零件技术条件分析 1）法兰盘本身精度：外圆80尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra为1.6m，52尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6m，120尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra为3.2m，内孔62公差等级为IT7，36尺寸公差等级IT6，65表面粗糙度Ra为1.6m，距离36为34.5的平面公差等级IT13。 2）位置精度，内孔62相对于基准面A、B的跳动量要求为0.04。 3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。1.3 零件结构工艺性分析此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。2 毛坯选择2.1毛坯类型1、根据零件材料HT150确定毛坯为铸件，由于要加工与36的孔中心线距离分别为54和34.5的两平面，若毛坯外型铸成120的外圆，材料浪费太严重，因此将两平面直接铸出。且3-11和3-16.5的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工。2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料），铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（查机械加工工艺设计资料 ），选择错型值为0.7（查机械加工工艺设计资料 ）。2.2毛坯余量确定对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 ），初步将本零件的加工余量定为5mm，毛坯尺寸偏差查得为1.8. 2.3毛坯零件合图草图 3机加工工艺路线确定3.1 加工方法分析确定该零件是法兰盘，中批量生产。由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。3.2 加工顺序的安排本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以外圆80为粗基准粗车52的外圆、长度方向为15的右端面、长度方向为60的右端面和120的外圆，调头装夹以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗车80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面，再以粗车后的外圆80为精基准半精车52的外圆、和120的外圆粗镗，半精镗36的内孔，以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗镗62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的内孔，继续半精镗65、62、及4X0.5的槽，车出M64X1.5的螺纹，以外圆80为基准粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面，以36的内孔、62.4内孔和长度为60的右端面及34.5的平面定位钻3-11和3-16.5的孔，然后扩3-16.5的孔，然后在继续钻出18和4的孔，磨80的外圆和长度为60和15的左端面，磨52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角，以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准精镗62的孔，以80的外圆为基准精镗36的内孔，然后用浮动镗刀块精镗36的内孔并加工出6X6的半圆槽。3.3 定位基准选择先以80为基准加工52的外圆、长度方向为15的右端面和120的外圆，再以52的外圆、长度方向为15的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔和螺纹，以36的内孔、6X6的半圆槽和长度为60的右端面定位钻孔、扩孔。3.4 加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.5 主要机加工工序简图1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、粗车52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、120 的外圆4、粗车80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面5、半精车52的外圆和120的外圆、粗镗36的内孔、半精镗36的内孔6、粗镗62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的内孔、半精镗65、62及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹7、粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面8、钻3-11的孔 、扩3-16.5的孔9、钻出18和4的孔10、热处理：退火11、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）12、清洗吹净在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。13、检验14、表面淬火15、磨80的外圆和长度为60和15的左端面、磨52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角 16、精镗62的孔17、精镗36的内孔18、用浮动镗刀块精镗36的内孔。19、铣6x6的槽。 20、去毛刺吹净21、检验3.6 工序尺寸及其公差确定52工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸571.8571.8 粗车 54.2 2.8 0.04654.7 半精车 52.4 1.8 0.01952.9 磨削 52 0.4 0.0195280工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸851.8851.8 粗车 80.4 4.6 0.2280.4 磨削 80 0.4 0.1980120工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1251.81251.8 粗车 121.5 3.5 1121.5 半精车 120 1.5 212062工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸571.8571.8 粗镗 60 3 0.1960 半精镗 61.5 1.5 0.07461.5 精镗62 0.5 0.036265工艺路线工序余量工序尺寸 铸 57 粗镗 764 半精镗 165 62.4工艺路线工序余量工序尺寸 铸 57 粗镗 5.462.436工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸311.8311.8 粗镗 33.1 2.1 0.1633.1 半精镗 34.6 1.5 0.134.6精镗35.61 0.03935.6浮动镗刀块精镗36 0.40.023615工艺路线工序余量工序尺寸 铸 20 粗车 4.515.5 磨削 0.51560工艺路线工序余量工序尺寸 铸 65 粗车 4.660.4 磨削 0.46011工艺路线工序余量工序尺寸 钻 111116.5工艺路线工序余量工序尺寸 钻 1111 扩 5.516.518工艺路线工序余量工序尺寸 钻 18184工艺路线工序余量工序尺寸 钻 443.7 设备及其工艺装备确定所用的设备有：CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。刀具有：90度车刀、车用镗刀、铣刀、11、4、18、16.5钻头、砂轮、切断刀。量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。3.8 切削用量及工时定额确定（1） 粗车52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、120时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）（车刀刀杆尺寸BXH取20X30）切削用量：ap=10.85 由表得：f=0.9mm/r 由表查得 v=46m/min 则n=318x46/57=256.63=257r/mm工时定额：由表得：装夹工件时间为0.08min由表得：松开卸下工件时间为0.06min，由表得：操作机床时间为：（0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min由表得：测量工件时间为：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43minT1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min由表得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min则T总=T1+T2+T3+T4+T基=73.84min（2）粗车80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面：切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=4.6 ，由表得f=0.8，由表查得v=53m/min，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min工时定额：由表得：装夹工件时间为0.08min由表得：松开卸下工件时间为0.06min，由表得：操作机床时间为：0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min由表得：测量工件时间为：0.1+0.09+0.08=0.27minT1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min由表得机动时间为：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min由表得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15minT基=Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min则T总=T1+T2+T基+T3+T4=75.94（3）半精车52的外圆和120的外圆、粗镗36的内孔、半精镗36的内孔：切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3由表得：f=0.15mm/r 由表得：v=100m/min 则n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15minT基=135x5/578x0.15x3=2.29minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=74.79min粗镗36的内孔：切削用量：ap=2.1 由表得f=0.3mm/r由表得v=110m/min 则n=318v/d=318x110/31=1129r/min工时定额：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7minT总2=76.64min半精镗36的内孔：切削用量：ap=1.5 由表得f=0.15mm/r 由表得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/33=1108r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1minT总3=76.47min则T总=227.9min(4) 粗镗62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的内孔、半精镗65、62及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹时：切削用量： ap=7 由表得f=0.5mm/r 由表得v=67m/min 则n=318v/d=318x67/57=374r/min工时定额：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min 半精镗65、62及4X0.5的槽时：切削用量：ap=1.5 由表得f=0.15mm/r 由表得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=100x5/590x0.15x1.5=3.77minT总2=80.27min车出M64X1.5的螺纹：切削用量：ap=1.6 由表得f=1.2mm/r 由表得v=70m/min则n=318v/d=318x70/62=359r/min工时定额：T1=0.74min T2=0.07min T3=56min T4=15minT基= lz/nfap=50X5/359X1.2X1.6=0.36 minT总3=71.83min 则T总=230.45min(5) 粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面：切削用量：ap=2.5 由表得f=0.25mm/r 由表得v=120m/min 则n=318v/d=318x120/112=341r/min工时定额：由表得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min由表得操作时间为0.5 min 由表得测量工件时间为0.24minT1=1.98min T3=51min T4=15minT基=lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04minT总=75.02min(6) 钻3-11的孔：切削用量：ap=15 由表得f=0.6mm/r 由表得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min工时定额：T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12 min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35)T基=15X11/347X0.6X15=0.05 min由表得装夹工件的时间为0.17 min由表得松卸工件的时间为0.15 min由表得操作时间为0.4 min由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总1=62.81min 扩3-16.5的孔： 切削用量：ap=10 由表得f=0.6mm/r 由表得v=25.1m/min则n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min工时定额：由表得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】由表得装夹工件时间为0.17min 由表的松卸工件时间为0.15min由表得操作机床时间为0.42 min 由表得测量工件时间为0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06minT总2=62.89 min T总=125.7 min（7）钻出18和4的孔切削用量：ap=11 由表得f=0.8mm/r 由表得 v=13m/min n=318v/d=318x13/18=230r/min工时定额：钻18深2的孔：T2=Lw+Lf+Lt/fn=2+5.29+0/0.8X230=0.04 min (Lf=dm/2cotkr=18/2cot120=5.29)T基=2X18/230X0.8X2=0.1 min钻4深11的孔：T2=Lw+Lf+Lt/fn=11+1.18+0/0.8X230=0.07 min (Lf=dm/2cotkr=4/2cot120=1.18)T基=11X4/230X0.8X11=0.02 min由得装夹工件的时间为0.17 min由表得松卸工件的时间为0.15 min由表得操作时间为0.4 min由表得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总=62.99min（8）磨80的外圆和长度为60和15的左端面：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/80=88r/min工时定额：由表得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表得操作时间为0.35min 由表得测量工件时间为0.08minT1=0.51min T3=60min T4=15min T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09minT总1=78.6min磨52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角切削用量：ap=0.4 由表得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/52=135r/min工时定额：由表得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表得操作时间为0.35min 由得测量工件时间为0.21minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91minT总2=77.55min T总=156.15min(9) 精镗62的孔：切削用量：ap=0.5 由表得f=0.15mm/r 由表得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=70x5/590x0.15x0.5=7.9minT总=84.4min(10) 精镗36的内孔：切削用量：ap=1由表得f=0.15mm/r 由表得v=123m/min 则n=318v/d=318x123/36=1087r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53minT总=77min(11) 用浮动镗刀块精镗36的内孔切出6X6的半圆槽：切削用量：ap=0.4 由表得f=0.15mm/r 由表得v=140m/min 则n=318v/d=318x140/36=1237r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1237x0.15x0.4=3.37minT总=78.84min4 工序夹具设计说明书4.1 工序尺寸精度分析由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻3-11孔，深度为15.5，并扩3-16.5孔，深度为10.25，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产。4.2 定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即x移动、y移动、x转动、y转动、z转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动一个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选以36的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面为定位基准。（见工序图）4.3 定位元件确定1、选择定位元件：由于本工序的定位面是36的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面和一个芯轴。（注：定位基准选择及受力分析见工序图）2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差：由图可知此工序的加工精度要求不高，由于其定位孔的尺寸为34.6，所以芯轴的尺寸为： 基本尺寸为34.6，公差为0.05(如图)根据工件的实际情况，底板的长度选为134.5mm，宽度为134.5mm，高度为70.4mm。4.4 定位误差分析计算(1)分析计算孔的深度尺寸15.5的定位误差：用内孔表面定位和平面定位，工件定位面是内孔表面和平面，定位元件的定位工作面是芯轴表面和平面，定位基准是内孔中心线，当工件内孔直径发生变化时其中心线和芯轴中心发生相对移动。芯轴定位误差计算如下：jb=0db=1/2（Dmax-dmin）=0.075dw=db =0.075 由于孔的公差属于自由公差，取13级公差，则dw=0.0751/3T,因此定位准确。（2） 分析计算平面定位误差：jb=0db=0dw=04.5 设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：由于此工件是中批量生产，固选用GB2264-80快换钻套，选用固定式钻模板。根据钻床T型槽的宽度，决定选用GB2206-80宽度B=14，公差带为h6的A型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体，其基本厚度选为20mm，并在夹具体底部两端设计出供T型槽用螺栓紧固夹具用的U型槽耳座。4.6 夹具总装草图5 量具设计5.1 工序尺寸精度分析对连杆轴颈52（g6）选基孔制，首先确定被测轴的极限偏差，查公差书第三章极限与配合标准得52g6的上偏差es=-0.01mm,下偏差ei=-0.029mm。公差等级为IT6。5.2 量具类型确定连杆轴颈52的量具用卡规，量具测量面的材料用硬质合金，测量面的硬