机械制造技术课程设计-法兰盘机械加工工艺规程设计.doc

法兰盘机械加工工艺规程设计全套图纸加扣3012250582 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日目录第1章 绪论111引言112机械加工工艺规程的作用113法兰盘常用材料说明114课题背景及发展趋势2第2章 工艺规程设计321毛坯的制造形式322零件分析323 基面的选择32.3.1 粗基准的选择原则42.3.2精基准选择的原则424制定工艺路线525机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定626确定切削用量及基本工时7总 结14参 考 文 献15致 谢16第1章 绪论11引言法兰盘法兰盘是一种常见的零部件，装在车辆上面的；为了适应不同大小的压力，对应的造法也不一样。比如铸造或者锻造方式等等。如果是受到中低压，那么一般用铸造方式来生产。如果是受到中高压，那么就用锻造方式来生产。法兰盘加上轮胎，再把法兰盘一圈密封起来，就能接受一定程度的介质压力。12机械加工工艺规程的作用对于机械加工，什么叫工艺规程，就是对需要的产品或者零部件怎么造出来的来说明的文件，写出各个部分的工艺还有整个操作的流程。工艺规程怎么定，首先要确保达到样图上提出的技术条件，不但生产的效率要够高，技术不能落后，收到的利益也要高，生产时候的条件还不能差。工艺规程设定的顺序：先写纲要，用什么类型来生产围绕产品的装配图全方位的分析，相关零部件的图样怎么定选毛坯的种类、确立形状、尺寸的大小以及精度等级决定好工艺的路线设立操作的每道工序，定好加工余量、求出切削的用量、工序的尺寸公差都要一一确认，选哪种工艺装备，确定好时间的额定长短等。13法兰盘常用材料说明1.200件材料200件材料的法兰盘，这种材料是相当常见的，在工业的各行各业用得很多。200是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对200焊接结构件的需求日益增多，使200的焊接性研究也随之深入。200的广泛应用促进了200焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了200的应用领域，因此200的焊接技术正成为研究的热点之一。2. 纯铝的密度小（=2.7g/m3），大约是铁的 1/3，熔点低（660），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（:3240%，:7090%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 b 值约为8kgf/mM2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的200。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，b 值分别可达 2460kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值 b/）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以200制造，以减轻自重。采用200代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。14课题背景及发展趋势现在的社会，各种技术都在飞速发展，人们不断提出新的概念、理论，发现新的工艺方法，对于机械工艺方面，用来生产各种装备的机械都在更新换代。在机械加工过程里面，机床的夹具是一种不能少的部件，作用很重要。我们的机床技术在不断提升，相应的各种夹具也会往速度高、效率高方面去延伸，从精密程度、智能等级、还有环保等等方面都会有对应的提升。对于机床的夹具，它主要是把工件紧紧夹住，固定到机床上，让刀具加工起来的位置更准，让加工出来的面满足工序提出的条件。我们把工件定位好，再紧紧夹牢，加工的时候有很多力作用，切削力、重力、离心力等等，都要保证工件不会移动。每个行业提的要求不一样，所以夹具的型号也很多，各种精度的各种档次的各种价格的都有。常见的可以用找正法来装或者用专用的夹具，前一种方法主要是在单一的、生产数量不大的时候用，生产的数量多或者另有要求的话就用专用的夹具。第2章 工艺规程设计21毛坯的制造形式这次零件的毛坯选200材料，再加上要大批量的来生产，每个加工的零件外形尺寸不是太大，我们就选机械翻砂造型去铸造生产，定九级的铸造精度，这样的话尺寸能达标，从生产效率来看也是可以的。22零件分析加工时对技术方面的条件：1.这次的铸件主要参考JB/T 6431-92，也就是200铁技术要求里面的各种条件。2.铸件的最外层要光滑，加工之后不能留下型砂或芯砂，也不能有浇冒口、多肉、疤痕粘在上面，加工之后的表面上也不能有裂缝、缩松、砂眼、铁豆、碰伤这些残次品的状态。3.未标注的圆角半径大小等于R6。4.对于加工余量多出部分的表面硬度保持在190%p30HB。5.选200的材质。 23 基面的选择我们怎么选基面，这在设计整个规程的时候很重要。基面选的好，选的合适话，可以让产品的质量有保证，生产的效率也会提升。不然的话加工起来就会有很多问题，甚至还有可能大范围的报废，零件都没法用，生产受影响。2.3.1 粗基准的选择原则1）工件上有的表面是要加工的，有的表面不用加工，如果这两种面之间对应的位置要先提条件，就要把不用加工的那个表面当作粗基准。假如这个工件上不用加工的面有很多，那么就要选一个面，这个不加工的面跟加工面之间的位置精度要相对对高一点，把这个不加工面选成粗基准。2）有的工件上会有相对更重要的加工面，如果先要保证这个面加工的余量，那我们就把这个重要的表面当作精基准。3）每个要加工的表面，想要它们都先留出足够的加工余量，那么就选加工余量不多的那个面当作粗基准。4）如果表面被选成粗基准，那么这要是光滑的面，不要出现浇口、飞边一些缺点，这样定位起来才更容易。5）如果是当成粗基准的面，大多只能选一次，尤其是要来定位的，就只能用一次，不然位置差距就会大，加工不准。如果是可以回转的那种零件，用外圆面来定位就可以了，这属于粗基准，我们这次用大小的外圆面来当粗基准。2.3.2精基准选择的原则在确定哪个面做精基准时，主要是看加工起来能不能满足条件，还有要看装夹起来位置更准，操作起来方便。选精基准面的时候要注意：把需要设计的基准面看成定位的基准面，这样基准就能重合了，带来的误差就比较小了。如果这个工件是用一组精基准来定位的话，那么加工其它面的时候就很方便了，那么定位就尽量用这组精基准来做标准，让基准保持一样的，带来的误差就很小。到了精加工或者光整加工这些环节的时候，想要加工留的余量少些的话，我们就选加工的那个面当基准，也就是用自为基准的原则。这个加工的面对应的位置精度主要看工序的先后顺序。如果要保证加工的余量是均衡的，或者加工出来的位置精度比较高，那么就要用到互为基准+反复加工的原则。如果加工有更多的方式，那么就要保证定位更准、更稳定、夹得更紧固，让做出来的夹具相对简单的那个面当作精基准。从零件的图上可以知道，我们定位精基准选64.6中心孔、一个端面，再来加工上下端面就可以了。24制定工艺路线 工艺路线从哪边出发，主要考虑零件的外形、尺寸大小以及位置之间的精度条件这些方面，要满足要求。假设是大批量的生产，就选通用的机床加上专用的工夹具，尽量把每个工序集中一点，这样生产的效率才高。当然也要看成本，越低越好，这样效益就高。第一种工艺方案：工 序 号工 名 序 称工 序 内 容10铸造铸造成型20时效去除铸造应力30钻钻417.5孔扩28孔40车粗车右端外圆50车粗车左端外圆60铣铣158mm台阶孔面70车精车左端外加圆80车精车右端外圆90钳工清洗、去毛刺、100终检检验第二种工艺方案：工 序 号工 名 序 称工 序 内 容10铸造铸造成型20时效去除铸造应力30车粗车左端外圆40车粗车右端外圆50钻钻417.5孔扩28孔60铣铣158mm台阶孔面70车精车左端外加圆80车精车右端外圆90钳工清洗、去毛刺、100终检检验比较上面两种不同的工艺：最不一样的地方是第一种把钻417.5孔扩28孔的孔先处理，第二种方法就比较靠后，那么如果是把面先加工出来的话，这样之后的环节就可以用这个孔当成定位的基准，接下来的加工更省时间，夹具也可以更简单，所以我们选第二种方案。25机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据 机械制造工艺设计简明手册 可以知道1.粗车左端外圆留存的加工余量查表，铸件的一条边留出的加工余量是Z=0.5mm, CT9级当作铸件的尺寸公差，加工的余量是MA-E级。精度方面要进行一次车削就可以了。2. 粗车右端外圆留存的加工余量查表，铸件的一条边留出的加工余量是Z=0.5mm, CT9级当作铸件的尺寸公差，加工的余量是MA-E级。精度方面要进行一次车削就可以了。 3.铣158mm台阶孔面留存的加工余量查表，铸件的一条边留出的加工余量是Z=2.0mm, CT9级当作铸件的尺寸公差，加工的余量是MA-E级。精度方面只要进行一次镗削就好了。4. 钻417.5孔扩28孔留存的加工余量查表，铸件的一条边留出的加工余量是Z=8.55.0mm, CT9级当作铸件的尺寸公差，加工的余量是MA-E级。精度方面需要进行钻锪扩孔就足够。26确定切削用量及基本工时工序开始铸造工序 控制人工时效工序 铣158mm台阶孔面因为零件的材质是200，所以合金做的铣刀，直径为d=60mm，齿数为z=10。参照文献资料得知选择了铣刀基本形状是,r=10，a=12，=45前面知道铣削的宽度a=2.5mm，铣削的深度a=50mm所以机床用62的铣床就可以了。 1.确定每齿进给量f根据资料所知，62卧式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度 从资料中知道，62的铣床它的功率是为7.5kw，工艺加工及传动系统刚性是中等的。查得知每齿的进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。 参照62 立式铣床主传动轴的转速说明表来查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z3.校验机床功率 参照相关书籍所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=50mm, 参照相关62型立式铣床说明书可知：铣机 机床主传动轴的主要电动机是允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 所以这机床功率足够满足加工的要求。基本时间 参照相关资料了解到合金铣刀它铣面时的基本时间为： t= t=3.6min工序 粗车左端外圆1. 用200的材料 来进行铸造选YT15当作刀具的材料，刀杆的尺寸大小是,=90,=15,=12,=0.5mm2算出切削的用量1) 往毛坯的长度方向去算，加工余量留2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mm2) 进给量大小要看手册查表,刀杆确定是大小，超过13mm,工件的直径确定为160的话，那么得到=0.100.35mm/r车床型号是CA6140，查相关切削手册确定=0.16mm/r3) 求出切削的速度，根据切削手册查表,切削速度是 (m/min) (寿命时长=60min)因为=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数可以查表，得到=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。那么 = (m/min)4)求出机床主轴的转速 ns= r/min每款机床都有说明书，查对应的工艺手册，接近316r/min转速的有300或400r/min。那么选=300r/min。算出实际情况下切削的速度达=110r/min。5) 开始切削加工的时候，查表， ， ， tm= (min)工序粗车右端外圆1. 用200的材料 来进行铸造选YT15当作刀具的材料，刀杆的尺寸大小是,=90,=15,=12,=0.5mm2算出切削的用量1) 往毛坯的长度方向去算，加工余量留2.0+0.8 -0。7mm, =2.0mm2) 进给量大小要看手册查表,刀杆确定是大小，超过13mm,工件的直径确定的话，那么得到=0.100.35mm/r这次车床型号是CA6140，查相关切削手册确定=0.16mm/r3) 求出切削的速度，根据切削手册查表,切削速度是 (m/min) (寿命时长=60min)因为=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数可以查表，=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。那么算出 = (m/min)4) 求出机床主轴的转速 ns= r/min每款机床都有说明书，查对应的工艺手册，接近r/min转速的有500或600r/min。那么选=r/min。算出实际情况下切削的速度达=r/min。5) 开始切削加工的时候，查表 ， ， tm= (min)工序精车左端外加圆1、 用200的材料 ，用乳化液去降温。选6140型号车床的专用夹具2、用镗刀镗孔看图选用合金的镗刀，加工出孔3切削用量的确定（1）进给量大小查切削用量手册，如果铸件的超过200H的硬度那么。（2）求出切削的速度查表， , 如果直径超过20mm， =r/min。 修正系数可以查表：，算出切削的速度=2001.01.00.751.0m/min=150 m/min = 对于6140型号的车床，查手册可以选 r/mm， 4基本的工时长短其中，入切量还有超切量可以查表， ，那么 t=0.004min工序精车右端外圆选6140型号的金刚车床再加专用夹具单刃镗刀用硬质合金材料。2、切削用量的确定（1）切削的深度一个边留出的加工余量，那么就要经过两次车把多余的量去掉， (2)进给量大小根据工艺手册，开始进行粗镗工作，用硬质合金材料的刀头来切削铸铁：=m/min =mm/r如果=m/min求出 查手册，。（3）基本的工时长短 ，其中，一个孔开始加工， ， 那么求得 =min=0.162min工序钻417.5孔扩28孔选用的200铁材料，钻头高速地切削，钻出的孔钻孔17.5背吃刀量进给量：根据表5-27，取切削速度：参照表5-27，取机床主轴转速：， 扩孔的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度：本次按照切削的深度为刀具切入长度：直柄麻花钻头的前角，一般为118度，本次按照120度计算刀具切出长度：，本次是钻通孔，按照3mm走刀次数为1机动时间：（3）扩孔28进给量：根据表5-29，取切削速度：参照表5-29，取机床主轴转速：， 扩孔的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度：本次按照切削的深度为刀具切入长度：查询表5-46得知，本次的背吃刀量为，切入长度为0.1mm刀具切出长度：，查询表5-46走刀次数为1机动时间：工序 把毛刺去除掉工序对产品进行检查，达到图纸标出的条件再入库总 结这次的毕业设计，主要有两个任务，编写工艺的流程，接着设计出夹具的结构。编写工艺流程时，每一道工序是怎么安排的，工位怎么安置，什么顺序的工步，每一步用什么型号的机车，机床给出多少的进给量，算好切削的深度，主轴工作的转速还有切削的速度要一一确定，每步用的夹具，刀具还有量具，包括走多少刀次和走多长都