《机械制造工艺学》课程设计-法兰盘零件的机械加工工艺规程设计.doc

课 程 设 计 课程名称机械制造工艺学设计题目法兰盘零件的机械加工工艺规程设计系别机械工程系专业机械制造及其自动化学号姓名日期 机械制造工艺学课程设计任务书设计题目： 法兰盘的机械加工工艺规程设计 系部： 机械工程系 专业： 机械制造及其自动化 学号： 1设计的主要任务及目标通过零件的机械加工工艺规程设计，将机械制造技术基础课程中的基本理以及加工方法（加工设备）选择等问题，从而确保零件的加工质量。同时能够熟练地依据给定的任务而查找相关的资料、手册及图表等，培养学生使用手册及图表资料的能力。生产纲领为年产10000件。法兰盘材料：HT200；2设计的基本要求和内容课程设计说明书一份（含机械加工工艺过程卡及机械加工工序卡）；零件图一张 目录1设计概述2工艺规程设计3确定机床设备4确定工艺尺寸5总结6参考文献一设计概述 1 法兰盘，该产品年产量为10000台，设其备品率为14%，机械加工废品率为1%。现制定该零件的机械加工工艺规程。技术要求（1） 铸件应消除内应力。（2） 铸件表面不得有粘砂、裂痕等缺陷。（3） 铸件表面倒角c2（4） 去毛刺、锐边倒钝。材料HT200N=Qn(1+a%+b%) =100001(1+14%+1%)件/年 =11150件/年1.1零件结构分析法兰盘在数控机床里起支承和导向作用，是回转体零件。由外圆、圆孔、端面构成主要表面。用A面定位，实现法兰盘的正确连接。3-18孔。1.2零件的技术要求分析由图知，其材料为HT200，质量1.34kg。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。 外圆 70k6mm 120mm,Ra12.5 70mm,Ra3.2 圆孔 30H7mm,Ra3.5.与基准B0.04 60H11mm1810mm, 311mm个部分的宽度分别为，18mm 20 mm 7mm1.3 选择毛胚根据零件材料HT200铸件，又已知零件生产纲领。可知，其生产纲领伟大批量生产。毛坯的铸造方法选用永久型铸造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。二、工艺规程的设计2.1、定位基准的选择精基准的选择 法兰盘的外圆70k6mm基准，又是设计基准。为避免由于基准不重合而产生的误差，选用外圆70k6，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选外圆70k6作为精基准。粗基准的选择由于法兰盘全部表面都需要加工，而外圆70k6精度最高又是壁最薄的表面，为保证加工要求。固选外圆70k6为粗基准。2.2零件表面加工方法选择法兰盘的加工面又外圆、内孔、端面、槽及小孔等。材料为HT200，参考机械制造工艺设计简明手册有关资料，其加工方法如下：370mm外圆面；未注公差尺寸。 需：粗车，半精车，精车120mm 外圆面；未注公差尺寸，需:粗车，半精车，精车70mm外圆面；未注公差尺寸，需：粗车，半精车，精车60H11mm、30K7mm内孔；为未注公差尺寸。表面粗糙度分别为Ra6.3，Ra3.2毛坯孔已铸出。根据表1.4-7加工方法可采取：粗镗-半精镗-精镗。311mm,318mm内孔；为未注公差尺寸，根据GB180-79规定公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra12.5，毛坯已锻出。根据表1.4-7加工方法可采取：粗镗-半精镗-精镗-钻孔等都能满足加工要求。2.3制定工艺路线：法兰盘的加工工艺路线一般是先进行外圆加工再进行内孔加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则。外圆加工可按照下述工艺路线进行：工艺路线（一）工段1、铸造毛坯工段2、进行时效处理工段3、加工过程工序1：120粗车 车削A端面工序2：以粗车的70mm外圆及端面定位，半精车70mm,精车70mm工序3：粗镗60H11mm，30H7mm 半精镗60H11mm，30H7mm 精镗60H11mm，30H7mm工序4: 钻孔11，扩孔18工序5：铸件表面不得有粘砂、裂痕等缺陷 去毛刺、锐边倒钝铸件表面倒角C2 三、确定机床设备3.1选择机床a. 工序1.2.是粗车和半精车。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，又是回转体，选用最常用的CA6140型卧式车床即可。b 4.5 用镗，钻，扩 可用CA61403.2选择夹具车床工步用三爪卡盘。 选择刀具在车床上加工的工步一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工铸件类零件采用YG类硬质合金，粗、精加工用YG6X。3.3选择量具本零件属大批量生产，一般均采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。选择时，采用其中一种方法即可。 选择各外圆加工面的量具工序中精车外圆70h6mm达到图纸要求，现按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具，该尺寸公差T=0.019mm。按表5.1-1计量器具不确定度允许值=0.018 mm。根据表5.1-6，分度值0.02mm的游标卡尺，其不确定数值。,不能使用。必须，故应选分度值0.01mm的外径千分尺（u=0.005mm）。按照上述方法选择本零件各外圆加工面的量具如表7.6-1所列，加工70外圆面可用分度值0.005mm的外径千分尺进行测量，但由于加工120mm外圆面是在同一工序中进行，故用表中所列的一种量具即可。四、确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准装换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。确定圆柱面的工序尺寸圆柱面多次的加工的工序尺寸与加工余量有关。前面根据有关资料已查出本零件各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应该总加工余量分为各加工余量，然后由后望前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。各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4.1工序1的切削用量 工序1，加工材料HT200.200， 150200HBS外圆70mm.车120.右台阶面A面；机床选择，选择CA6140车床，选择方法查切削用量表4.27.22）2)确定切削用量及工时定额。根据切削用量表1.2选择YG6X硬质合金车刀，刀具耐用度T60mm，刀杆尺寸按表225选择1625mm，刀片厚度6mm.查（214） = = = =1mm 4.1-1粗车端面A面l 确定背吃刀量:=2mm确定进给量f 根据切削用量表1.4.在加工材料为HT200尺寸1625mm.工件直径为60-120mm时.故f=0.60.8mm/r由表218机械制造工艺与装配查得刀片强度允许进给量f=1.31.31.61.02.08mm/r.根据数据可取按C6201车床的进给量 （表4.2-9），选择f=0.96mm/r 80m/min4.1工序1的切削用量工序1，加工材料HT200.200， 150200HBS外圆70h6,120mm左台阶面E面；机床选择，选择CA6140车床，选择方法查切削用量表4.27.22）2)确定切削用量及工时定额。根据切削用量表1.2选择YG6X硬质合金车刀，刀具耐用度T60mm，刀杆尺寸按表225选择1625mm，刀片厚度6mm.查（214） = = = =1mmA面4.1.1粗车端1 确定背吃刀量:=2mm2 确定进给量f 根据切削用量表1.4.在加工材料为HT200刀具尺寸1625mm.工件直径为60-120mm时.故f=0.60.8mm/r由表218机械制造工艺与装配查得刀片强度允许进给量f=1.31.31.61.02.08mm/r.根据数据可取按CA6140车床的进给量 ，选择f=0.96mm/r计算基本时间：确定粗车120左端面A面的基本时间，根据简明用量表公式计算，L=，L，L5，取3.2mm， L=0mm i=1 f=0.81mm/r n=96r/min,T=i=0.53=31.64s4.1.2粗车120mm已知工件为铸件HT200， a200MPa,毛坯尺寸12660mm.要求加工后达到10级精度，表面粗糙度R为12.5粗车直径余量为4.5mm.确定背吃刀量2.25mm.确定进给量f 根据切削用量表1.4在加工材料为HT200刀杆尺寸16253mm,故f=0.60.8mm/r, 根据数据可取f=0.73mm/r求得实际切削速度=39.564m/min粗车120的基本时间，根据简明用量表6.2-1公式计算=4.2工序2的切削用量4.2-1粗车70确定背吃刀量=4mm选着两刀车=2.5mm =1.5mm确定进给量f: 根据切削用量表1.4得，在加工材料为HT200.刀杆尺寸16x25mm ，确定f=0.8mm/r粗车70已知工件为铸件HT200a200MPa.要求加工后达到g6级精度表面粗糙度R为1.6.使用CA6140卧式车床1 背吃刀量单边余量Ap（5854.6）/21mm 即=1.7mm确定进给量f 根据切削用量表1.4 在加工材料为HT200.刀杆尺寸为1625mm, 3mm,工件直径为60100mm由表查得f=0.60.8mm 由表218，查得刀片强度允许的进给量f=2.6mm, K2.61.60.4mm/r=1.664mm/r已知工件为铸件HT200. a200MPa,毛坯尺寸5860mm.要求加工后达到g6级精度表面粗糙度R为1.6.使用CA6140卧式车床1 背吃刀量单边余量A（5854.6）/21.7mm 即=1.7mm2 确定进给量f 根据切削用量表1.4 在加工材料为HT150，刀杆尺寸为1625mm, 3mm,工件直径为60100mm由表217查得f=0.60.8mm 由表218，查得刀片强度允许的进给量f=2.6mm, K2.61.60.4mm/r=1.664mm/r2确定背吃刀量2.25mm.确定进给量f 根据切削用量表1.4在加工材料为HT200刀杆尺寸16253mm,故f=0.60.8mm/r,由式218查得刀片强度允许的进给量f2.6， 2.61.30.041.664mm/r根据数据可取f=0.73mm/r半精加工70确定切削用量：a=0.75mm确定进给量f: 根据切削用量表1.4，在加工材料为H7150，刀杆尺寸为1625mm，a3mm，故f=0.60.8mm/r，按CA6140车床的进给量：f=0.52mm/r 。确定切削速度V系数K=1.0，K=0.79，K=0.8，K=1.0，K=1.0，K=1.0，故V=50.56m/minn=72r/min，实际转速n=230r/min，则实际切削速度V=41.2m/min精车外圆70确定切削用量：a=0.55mm确定进给量f: 根据切削用量表1.4，在加工材料为HT150，刀杆尺寸为1625mm，a3mm，故f=0.60.8mm/r，按CA6140车床的进给量：f=0.52mm/r 。确定切削速度V零件材料HT200，查切削用量表1.11得V=80m/min，由于实际切削过程使用条件的改变，根据切削用量表1.28得切削速度的修正系数K=1.0，K=0.79，K=0.8，K=1.0，K=1.0，K=1.0，故V=50.56m/minn=282.5r/min，实际转速n=230r/min，则实际切削速度V=41.2m/minT=0.3min4.3.1半精镗孔60、30确定背吃刀量a内孔机械加工双边余量为2mm，单边余量为=1mm，即a=1mm，确定进给量f查表2-18确定f=0.15，切削速度VK与粗加工相同，V=123m/minn=72选取与1008r/min相近的转速，查表得n=72r/min，则实际切削速度V=123r/min计算基本时间L=+（23）=2.55，L=3 L=0，L=4CA6140车床的技术资料，f=0.15T=44.3.2精镗加工孔60mm、30mm确定背吃刀量a=1mm确定进给量f 根据切削用量表1.5，当精镗铸件，镗刀直径为20mm，镗杆精车量为100mm，f=0.150.3mm/r，根据表1.3切削用量，车床CA6140的技术资料，f=0.15mm/r确定切削速度VC=158，X=0.15，Y=0.2，m=0.2，T=60min,K与粗加工相同，K=0.468,V=213mm/minn=72r/min选取与1094r/min相近的转速，查表1.30得n=1200r/min,则实际切削速度V=233.992m/min度V=230m/min根据数据可取按CA6140车床的进给量取进给量： f=0.65mm/r V=230m/mi4.4确定工序切削用量及基本时间孔，3- ，184.4.1钻孔18工艺要求：孔径d=11,孔深L=10mm,精度为H12H13选择钻头选择高速刚麻花钻头，其直径d=10mm，=2.5mm,b=1.5mm,L=2mm决定进给量f按加工要求决定进给量，根据表，当加工精度要求为H12H13，铸铁强度，d时，f=0.200.34mm/r，由于L/d=0.5,故孔深修正系数k=0.95,则f=0.270.32mm/r按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当，d=10mm,钻头强度允许的进给量f=0.55mm/min按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当，d=10mm，机床进给机构允许的轴向力为4120N，进给量为0.53mm/r。根据钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为F=8830N，由于F F，故f=0.36mm/r可用。1 确定切削速度切削速度的修正系数为：K=1.0，K=1.0，K=0.85，K=1.0，f=0.28mm/r,双横刃磨的钻头，d=11mm时，V=0.15m/minV= VK=10.2m/min,n= n=295mm/r,根据钻床说明书可选择n=272r/min检查机床扭矩及功率与加工孔相同，故符合。f=0.28mm/r,n= n=272r/min,V=1.5m/min计算基本时间查表2.19得y+=10mm, T=44.4.2扩孔318加工材料HT200，=700MPa,铸铁工艺要求，：孔径d=18,孔深L=10mm,精度为H12H13，选择高速刚麻花钻头 其直径d=16mm，钻头几何形状为，双锥修磨横刃，=2.5mm,b=1.5mm,L=3mm决定进给量按加工要求决定进给量，根据表2.7，当加工精度要求为H12H13，铸铁强度，d时，f=0.370.45mm/r按钻头强度决定进给量：根据表2.8，当，d=16mm,钻头强度允许的进给量f=1.4按机床