CA6140车床法兰盘[831004] 加工工艺及铣距中心34面夹具设计说明书资料

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 法兰盘的机械加工工艺规程及铣平面工艺装备设计 班 级： 渉机 07-1 姓 名： 李雪莲 学 号： 0707110106 指导教师： 冷岳峰 完成日期： 辽宁工程技术大学课程设计 I 一、设计题目 法兰盘的机械加工工艺规程及铣平面工艺装备设计 二、 原始资料 （ 1） 被加工零件的零件图 （ 草图 ） 1 张 （ 2） 生产类型 ： 中批或大批大量生产 三、上交材料 （ 1） 被加工工件的零件图 1 张 （ 2） 毛坯图 1 张 （ 3） 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 （ 4） 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 （ 5） 夹具装配图 1 张 （ 6） 夹具体零件图 1 张 （ 7） 课程设计说明书 （约 50008000 字 ） 1 份 四、进度安排 (参考 ) （ 1） 熟悉零件 ， 画零件图 2 天 （ 2） 选择工艺方案 ， 确定工艺路线 ， 填写工艺过程综合卡片 5 天 （ 3） 工艺装备设计 （ 画夹具装配图及夹具体图 ） 9 天 （ 4） 编写说明书 3 天 （ 5） 准备及答辩 2 天 五、指导教师评 语 成 绩： 指导教师 冷岳峰 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 II 辽宁工程技术大学课程设计 III 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605辽宁工程技术大学课程设计 IV 摘 要 机械制造课程设计是在我们学习机械制造技术基础后进行的课程设计 .通过此次设计对我们之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ,提高了我们的操作能力 . 这次设计的是法兰盘是 CA6140 卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给 .首先我们要熟悉零件，了解法兰盘的作用，接下来根据零件的性质 和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定法兰盘的工艺路线图，制定该工件的夹紧方辽宁工程技术大学课程设计 V 案，画出夹具装配图。 辽宁工程技术大学课程设计 VI Abstract Machinery Manufacturing Technology curriculum design is after learning Machinery Manufacturing Technology base course technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important position. This design is the flange is a CA6140 lathe horizontal flange, which is located lathe screw at the end, the main role is to indicate scale, to achieve vertical feed. First, we must familiarize themselves with spare parts, to understand the ro le of flange , the next according to the nature of components and parts diagram of the roughness on each face to determine the size and mechanical rough machining allowance. Then we re-positioning the benchmark according to first determine the precise benchmarks determined rough benchmark, the finalization process flange road map for developing the workpiece clamping program, draw fixture assembly diagram. 辽宁工程技术大学课程设计 VII 目录 1、法兰盘的工艺分析及生 产类型的确定 . 1 1.1 法兰盘的用途 1 1.2 法兰盘的技术要求 . 2 1.3 法兰盘的生产类型 3 2.确定毛坯绘制毛坯简图 .4 2.1 选择毛胚 .4 2.2 确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 5 2.2.1 公差等级 .6 2.2.2 法兰盘铸造毛坯尺寸工差及加工余量 .6 2.2.3. 绘制法兰盘毛坯简图 .7 3. 拟定法兰盘工艺路线 7 3.1 定位基准的选择 .7 3.1.1精基准的选择 .7 3.1.2 粗基准的选择 8 3.2 表面加工方法的确定 .8 3.3 加工阶段的表面加工方法的确定划分 .9 3.4 工序的集中与分散 .9 3.5 工序顺序的安排 .10 3.5.1 机械加工工序 .10 3.5.2 热处理工序 10 3.5.3辅助工序 .10 3.6 确定工艺路线 .10 4 加工 余量、工序尺寸和工差的确定 12 5. 切削用量、时间定额的计算 .12 5.1、切削用量的计算 .12 5.1.1 精铣工步 12 5.1.2 粗铣工步 .12 5.2 时间定额的计算 .12 5.2.1 基本时间 tj 的计算 .13 5.2.2 辅助时间 ta 的计算 13 5.2.3 其他时间的计算 .14 5.2.4 单件时间 tdj 的计算 .14 6.夹具设计 .15 6.1 提出问题 .15 6.2 设计思想 .15 6.3 夹具设计 .16 辽宁工程技术大学课程设计 VIII 6.3.1 定 位分析 16 6.3.2 切削力及夹紧力的计算 17 6.3.3 夹具操作说明 . 17 7. 体会与展望 . 18 8.参考文献 .19 辽宁工程技术大学课程设计 1 法兰盘零件图 4 18AA2 8 0 . 39 14 13 4100+0.12-0.34450-0.6450-0.01721+0.0450460-0.037902 0 1 268A A31 . 5 4 5 1 4 5 4 5 1 . 5 4 5 0 . 81.60.40 . 81 . 61.60.40.43.23 . 2A0 . 0 3 A0 . 0 3 A3 * 2刻 字刻 线9*4透孔BR 50 . 4R 50.43 4 2 4 1、 法兰盘的工艺分析及生产类型的确定 1.1、法兰盘的用途 题目给的零件是 CA6140 卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，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 mm上部为 的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 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。 辽宁工程技术大学课程设计 2 1.2、法兰盘的技术要求 ： 该法兰盘的各项技术要求如下表所示： 加工表面 尺 寸 偏 差（ mm） 公差及精 度等级 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 外圆面 45-0.60 IT6IT8 0.4 法兰盘左端面 100-0.34+0.012 IT11 1.6 0.03 A 21mm 内孔 2100.045 IT7 1.6 外圆面 45-0.017+0 IT13 3.2 90mm 外圆面 90 IT11 0.4 100 外圆面 100-0.034+0.12 IT13 0.8 右端面 IT13 90mm 突台右端面 IT13 1.6 90mm 左端面 IT13 0.4 100mm 突台左端面 IT13 1.6 0.03 A 槽 3*2 3*2 IT13 100mm 突台右端面 IT13 0.4 90mm 突台距轴线34mm 被铣平面 IT13 3.2 90mm 突台距轴线24mm 被铣平面 9mm IT13 0.4 4-9 孔 IIT13 4mm 的孔 4mm IT13 6mm 的孔 6mm IT13 3.2 IT13 辽宁工程技术大学课程设计 3 该法兰盘结构较复杂，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有法兰盘左、右端面，外圆面，要求其端面跳动度相对中 心轴线满足 0.03mm，其次就是 21 孔及另外 4-6 孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度一般，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的精加工才可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性要求较高。 1.3、确定法兰盘的生产类型 法兰盘重量为 1.4kg，由表 1-3 知，法兰盘属轻型零件；由表 1-4知，该法兰盘的生产类型为大批生产。 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 2.1选择毛胚 法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用 铸件即可满足工作要求。该法兰盘的轮廓尺寸不大，形状较复杂，故采用金属型铸造。 2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 由表 2-1 至表 2-5 可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 辽宁工程技术大学课程设计 4 2.2.1 公差等级 由法兰盘的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为 C T=10。 2.2.2 法兰盘铸造毛坯尺寸工差及加工余量 项目 机械加 工余 量/mm 尺 寸 工 差/mm 毛 坯 尺 寸/mm 备注 100mm 突台左端面 1.5*2=3 2.55 表 2-1 至表2-5 100mm 突台右端面 1.5*2=3 2.24 表 2-1 至 表2-5 45mm 外圆面 1.5*2=3 2.16 51 表 2-1 至表2-5 100 突台 4*2=8 2.51 108 表 2-1 至表2-5 90 突台 3.5*2 3.14 97 表 2-1 至表2-5 90 左端面 1.5*2=3 2.24 表 2-1 至表2-5 90 右端面 1.5*2=3 2.55 表 2-1 至表2-5 45 外圆面 3*2=6 2.22 51 表 2-1 至表2-5 21mm 内孔 3*2=6 2.85 15 表 2-1 至表2-5 辽宁工程技术大学课程设计 5 2.2.3 绘制法兰盘毛坯简图 1 5 1 42 71085151159 697 1 53、拟定法兰盘工艺路线 3.1、定位基准的选择 3.1.1精基准的选择 根据该法兰盘零件的技术要求，选择法兰盘 45 外圆面和21 孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。 21 孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位法兰盘两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用法兰盘右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该法兰盘在轴向方向上的尺寸多以该外圆面作设计基准。 辽宁工程技术大学课程设计 6 3.2.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择法兰盘右端面端面和 45 外圆面作为粗基准。采用 45 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用法兰盘右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。 3.2 、表面加工方法的确定 根据法兰盘零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/um 加工方案 备注 45 外圆面面 IT8 0.8 粗车 - 半精车 -磨削 表 1-6 至表1-8 45 外圆面 IT13 0.4 粗车 - 半精车 -磨削 表 1-6 至表1-8 21mm 内孔 IT113 1.6 扩 -铰 -精铰 表 1-6 至表1-8 90mm 外圆面 IT7 0.4 粗车 - 半精车 -磨削 表 1-6 至表1-8 100mm 外圆面 IT11 0.8 粗车 - 半精车 -精车 表 1-6 至表1-8 90mm 突台右端面 IT13 1.6 粗车 - 半精车 -精车 表 1-6 至表1-8 90mm 突台左端面 IT13 0.4 粗车 - 半精车 -磨削 表 1-6 至表1-8 100mm 突台左端面 IT13 1.6 粗车 - 半精车 -精车 表 1-6 至表1-8 100mm 突台右端面 IT13 0.4 粗车 - 半精车 -磨削 表 1-6 至表1-8 90mm 突台距离轴线34mm 被铣平面 IT13 3.2 粗铣 -精铣 表 1-6 至表1-8 辽宁工程技术大学课程设计 7 90mm 突台距离轴线24mm 被铣平面 IT13 0.4 粗铣 - 精铣 -磨削 表 1-6 至表1-8 4- 9 孔 IT13 钻 表 1-6 至表1-8 4 的孔 IT13 钻 表 1-6 至表1-8 6 的孔 IT13 3.2 钻 -铰 表 1-6 至表1-8 3.3、加工阶段的划分 该法兰盘加工质量要求较 高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工精加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（法兰盘 45 外圆面和 21 孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车法兰盘左右端面、外圆面、车 45 外圆、及各倒角。在半精加工阶段，完成各个外圆面的半精加工及退刀槽。在精加工阶段，完成 9*4 孔， 4-6 孔的加工，磨削各个平面及外圆面并加工距离轴线 24mm34mm 的两平面 . 3.4、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排法兰盘的加工工序。该法兰盘的生产类型为大批生产，可以采用万能型 机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。 辽宁工程技术大学课程设计 8 3.5、工序顺序的安排 3.5.1 机械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 法兰盘右端面和 2100.045 孔。 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3）遵循“先面后孔”原则，先加工法兰盘各个端面，再加工4*9 孔 4-6 孔 ，。 3.5.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退 火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。 3.5.3辅助工序 在精加工后，安排 100mm 左端面镀铬、 去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该法兰盘工序的安排顺序为：铸造 热处理 基准加工 粗加工 半精加工 精加工。 3.6、确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了法兰辽宁工程技术大学课程设计 9 盘的工艺路线。 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 5 粗车 直径为 100mm 的右端面，柱体右端面 C365L车床 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 10 铸造 15 热处理 退火 20 扩孔 直径为 21mm 的孔 C365L车床 高速钢锥 柄扩孔 麻花钻，游 标卡尺 ，通用夹具，塞规 25 粗铰 直径为 21mm 的孔 C365L车床 高速钢锥 柄铰刀 ，游标卡尺 ，通用 夹具，塞规 30 精铰 直径为 21mm 的孔 C365L车床 高速钢锥 柄机用 铰刀，游标 卡尺， 通用夹具塞规， 35 粗车 直径为 100mm 的柱体右端面，直径为 90m m 的左端面 C365L车床 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 45 半精车 直径为 100mm 左右端面，直径为 90mm 的右端面 C365L车床 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 50 精车 直径为 100mm 的右端面，直径为 90mm 的左端面 C365L车床 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 55 粗车 直径为 45， 100mm， 90m m 的外圆面 C365L车床 外圆车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 60 半精车 直径为 45， 100mm， 90m m 的外圆面 C365L车床 外圆车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 65 粗车 直径为 100mm 柱体倒角 C365L车床 外圆车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 70 粗车 直径为 45mm 柱体的过度圆角 C365L车床 外圆车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 75 粗车 直径 90mm 的右端面 C365L车床 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 80 半精车 直径 90mm 的右端面 C365L车床 端面车刀 ， 游标 卡尺，通用夹具 85 精车 直径 90mm 的右端面 C365L车床 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 90 粗车 车 3*2 退刀槽 C365车床 L 端面车刀 ，游标 卡尺，通用夹具 辽宁工程技术大学课程设计 10 95 粗车 直径为 45mm 的过度圆角 C365L车床 端面 车刀 ， 游标 卡尺 ，通用夹具 100 粗车 直径为 45mm 外圆面 C365L车床 外圆 车刀 ， 游标 卡尺 ，通用夹具 105 半精车 直径为 45mm 外圆面 C365L车床 外圆 车刀 ， 游标 卡尺 ，通用夹具 110 精车 直径 为 100mm 左端面直径为 90m m右端面 C365L车床 外圆 车刀 ， 游标 卡尺 ，通用夹具 115 粗铣 直径为 90mm 柱体两侧面 立式铣床X51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具 120 精铣 直径为 90mm 柱体两侧面 立式铣床X51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具 115 钻孔 直径为 4mm 的孔 Z525型立式钻床 右旋直柄麻花钻，塞规，专用夹具 120 铰孔 直径为 6mm 的孔 Z525型立式钻床 硬质合金扩孔钻，塞规，专用夹具 125 磨削 磨削外圆面，直径为 100m m 右端面，直径为 90mm 的左端面 Z525型立式钻床 右旋直柄麻花钻塞规，专用夹具 130 磨削 直径为 90mm 距离轴线 34mm 和24mm 的突台 M131W万能磨床 砂轮，专用夹具 135 刻字刻线 140 镀铬 145 去毛刺 钳工 台 150 清洗 清洗 机 辽宁工程技术大学课程设计 11 155 终检 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 在这只确定扩 -铰 -精铰 21 孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表 2-28 可查得，扩孔余量 Z 精铰 =0.9mm；粗铰余量 Z 粗铰 =0.1mm；精铰余量 Z 钻 =0.1mm。查表 1-20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰： IT8；粗铰： IT10；扩： IT10。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰： 0.015mm；粗铰：0.045mm；扩： 0.084mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：210 +0 .0 1 5mm；粗铰， 19.80 +0 .0 5 4mm，扩： 180 +0 .1 8mm。 5、切削用量、时间定额的计算 在这只计算粗铣 -精铣距离轴线 34mm 的面 5.1、切削用量的计算 5.1.1 精铣的工步 1) 进给量的确定 由表 5-22，选取该工步的每转进给量 l=3mm f=0.14mm/min 2）切削速度的计算 由表 5-22，按铸铁硬度为 200 241HBS 计算，切削速度 v 选取为 0.29/s,由公式（ 5-1） n=1000vc/D=258.6r/min 辽宁工程技术大学课程设计 12 可求得该工序钻头转速 n=258.6 r/min v=nd=128m/min 5.1.2 粗铣工步 1）切削深度的确定 取 z=0.55mm。 2) 进 给 量 的 确 定 由表 5-31， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量f=0.08mm/z。 3）切削速度的计算 由 表 5-31，切削速度 v 选取为 21.6m/min,由公式（ 5-1） n=1000v/d 可求得该工序钻头转速 n=43r/min ,参照表n=47.5r/min , 再将此转速代入公式，可求出该工序的实际速度为v=nd/1000=23.87m/min。 5.2、时间定额的计算 5.2.1基本时间 tj 的计算 （ 1）粗铣工步 L=8mm， l1=38mm， l=5mm T=（ l+l1+l2） /fm=(48+38+5)/960=0.09min=5.4s （ 2） 精铣工步 L=l+l1+l2=91mm T=L/fm=91/75=1.2min=72s 5.2.2辅助时间 ta 的计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 ta 与基本时间 tj 之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取 ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为： 辽宁工程技术大学课程设计 13 粗铣工步的辅助时间为： ta=0.15x5.4s=0.81s； 的辅助时间为： ta=0.15x72s=10.8s； 5.2.3. 其他时间的计算 除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于法兰盘的生产类型为大批生产，分摊 到每个工件上的准备与终结时间 甚微，可 忽略不 计；布置 工作的时 间 tb 是作业 时间的2%7%，休息与生理需要时间 tx 是作业时间的 2%4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间可按关系式（ 3%+3%）（ tj+ta）计算，它们分别为： 粗铣工步的其他时间为： tb+tx =6%x(5.4+0.81)= 0.9315s； 精铣工步的其他时间为： tb+tx =6%x(72+10.8)=12.42s； 5.2.4单件时间 tdj 的计算 这里的各工序的单件时间分别为： 粗铣工步 tdj 钻 =5.4+0.81+0.9315=7.1415s； 粗铰工步 tdj 粗铰 =72+10.8+12.42=98.22s； 因此，此工序的单件时间 tdj=tdj 钻 +tdj 粗铰 t =7 .1 4 1 5 +9 8.2 2=1 05 .36 15 s 将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 辽宁工程技术大学课程设计 14 6.夹具设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降 低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 2501 0Js 8h 5800 . 0 4 A8 0 452 0 0154A21H7js612N6h59N6h50 . 0 4 A0 . 0 4 AB0 . 0 4 A0 . 0 3 B5 5C0 . 0 2 5 C1 2J s 8h 514540 6.1提出问题 （ 1）怎样限制零件的自由度；一个面限制 3 个自由度，定位心轴限制 2 个自由度， V 型块限制 1 个自由度。 （ 2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。 辽宁工程技术大学课程设计 15 （ 3）设计的夹具怎样排屑；此次加工利用铣刀（ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 6.2设计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合 要求。 本夹具主要用来对 距轴线 34mm 面进行加工，这个精度要求为IT13，表面粗糙度 Ra3.2，粗铣 -精铣以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。 6.3夹具设计 6.3.1 定位分析 （ 1）定位基准的选择 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故铣该平面时，采用 法兰盘 21 孔内圆柱面 作为定位基准。 （ 2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位 基准为孔的轴线，所以基准重合 b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ TD+T d+ S） /2 TD =0.050mm T d =0.011mm 辽宁工程技术大学课程设计 16 S=0.010mm j=0.0355mm 6.3.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：镶片圆锯齿铣刀 Fz=9.81CFzae0.85