CA6140法兰盘课程设计最全面.doc

机械制造技术基础 课程设计明书 设计题目：“CA6140车床法兰盘”零件的机械加工工艺规程（大批量6000件/年）专 业 ： 机械设计及其制造自动化班 级 ： 机制四班姓 名 ： 学 号 ： 指导老师 ：目录前 言2第一章 法兰盘的工艺分析及生产类型的确定31.1设计任务31.2绘制零件图41.3计算生产纲领，确定生产类型5第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图52.1零件结构功用分析5第三章 工艺规程设计63.1、定位基准的选择63.2 工件表面加工方法的选择73.3制定工艺路线73.4 确定机床设备、工件夹具和量具9第四章 确定机械加工余量及工序尺寸10第五章 确定加工余量和工序尺寸1251切削用量及基本工时12设 计 小 结21参 考 文 献 22 前 言本课程设计是在学完了机械制造工与装备课程，并进行生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求我们全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。通过本次机械制造课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1.能应用机械制造工艺与装备及有关课程（机械基础、机械设计、公差与技术测量等）的知识，结合生产实习中学到实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2.能熟练运用有关手册、规范、图表等技术资料。3.进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基础技能。通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。本说明书主要是CA6140车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本组成员能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正。 第一章 法兰盘的工艺分析及生产类型的确定 1.1设计任务 分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。 1.2绘制零件图1.3计算生产纲领，确定生产类型设计题目给定的零件是CA6140车床的法兰盘，该车床年产量为8000台，设其备品率A为10，机械加工费品率B为1，则该零件的年生产纲领为：N=8.000(1+10+1)=6660(件/年) 根据生产类型与生产纲领的关系可知该产品为大批大量生产。第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1零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。法兰盘共有两组加工表面：以52mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：120mm的外圆及其倒角；120mm外圆的左侧面及其面上2个同心的16.5mm10mm与11mm5mm的圆孔；80mm的外圆、左端面及其倒角；62内孔长度为13mm；切槽4mm；内螺纹M641.5长度16mm；58mm与65mm的过度面；车120mm外圆上的两个垂直平面。以80mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：右端面52g6的外圆、倒角及其3mm0.5mm退刀槽；右侧面、倒角及其钻孔；36mm内孔及其切6mm6mm半圆键槽, 120mm外圆的右侧面。它们之间有一定的位置要求，主要是：右端面B与62mm孔中心轴线的跳动度为 0.04；经过对以上加工表面的分析，可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。2.2确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状与尺寸、绘制毛坯图(1)确定毛坯余量、毛坯尺寸及其公差铸铁的机械加工余量根据JZ67-62确定。对大批大量的铸件加工余量中查机械制造工艺补充教材得，选取等级精度为1级。零件材料是HT200，毛坯重量估算约为2kg，零件年产量是大批大量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,可采用铸造成型，内孔按31mm和54mm铸造，未注内孔倒角R3。毛坯锻件尺寸零件尺寸mm单面加工余量铸件尺寸mm尺寸偏差362.5310.2522560.3622.5570.3802840.3120251240.315顶2.5 底219.50.240顶2.5 底244.50.248顶2.5 底252.50.260顶2.5 底264.50.3设计、绘制毛坯图（1-2）。 （毛坯图）第三章 工艺规程设计3.1、定位基准的选择粗基准的选择因为法兰盘可归为轴类零件，按照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应采用始终不加工表面作为粗基准；若零件上有多个不加工表面，则选择其中与加工表面要求相对位置精度较高的表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘52外表面B作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧52mm的毛坯外圆可同时削除五个自由度，再以52mm的右端面定位可削除自由度。精基准的选择考虑到1201的右端面、外圆52g6为圆跳动工差的基准面。虽然外圆80h11是长度方向的设计基准，但是轴向尺寸没有精度要求。因此精基准选1201的右端面及外圆52g6。采用互为基准的方法来保证孔620.015圆跳动公差的要求。即粗加工时以外圆52g6为精基准面加工孔620.015。再以620.015为基准精加工52g6，最后以52g6精加工620.015。孔3x11、16.5及18的位置采用钻模套来进行定位。3.2 工件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、车槽，花键、内螺纹等，材料为HT200。参考机械制造工艺设计简明手册，其加工方法选择如下：加工表面精度粗糙度工艺过程外圆52g6IT61.6粗车半精车粗磨精磨外圆80h11IT111.6粗车半精车粗磨精磨外圆1201IT153.2粗车半精车孔IT14粗镗半精镗孔620.015IT71.6粗镗半精镗精镗基准A端面1.6粗车半精车精车尺寸IT11粗铣半精铣其余表面Rz50粗车或粗铣通孔、沉孔钻孔螺纹M64x1.5车螺纹，粗削精削3.3制定工艺路线根据先粗后精、先基准后一般、先平面后孔、先主要表面后次要表面等原则安排工艺过程主要加工工艺路线如下：方案1：工序1： 铸造工序2： 时效处理工序3： 以52g6外圆和及其右端面E定位，粗车80h11左端面D；粗车外圆1201mm及其左端面C；粗车外圆80h11mm，倒角。工序4： 以外圆80h11mm及其左端面D定位，粗车52g6右端面E；粗车外圆52g6mm，倒角；粗车1201mm右端面A，倒角；粗车30.5退刀槽。工序5： 以工件中心定位，粗铣120mm外圆上两平面F、G。工序6： 以52g6外圆和及其右端面E定位，半精车80h11左端面D；半精加工外圆1201mm；半精车外圆80h11。工序7： 以外圆80h11及其左端面D定位，半精车52g6右端面E，半精车52g6mm，半精车端面A。工序8： 以52g6外圆和及其右端面E定位，粗镗圆孔620.015mm，粗镗62.4mm圆孔，倒角130，车槽465mm，车槽463mm，粗镗圆孔36，粗镗圆58mm，倒圆角。工序9: 以52g6外圆和及其右端面E定位，半精镗圆孔620.015mm及圆孔62.4mm，半精镗圆孔36mm。工序10： 精镗圆孔620.015mm，攻螺纹M641.5。工序11： 粗插削R3为键槽，精插削R3为键槽。工序12： 以外圆52g6mm及右端面E定位，精车外圆80h11。工序13： 以外圆80h11及左端面C定位，精车端面A工序14： 以工件中心定位，粗、精磨52g6工序15： 以工件中心定位，半精铣120mm外圆上两平面F、G。工序16： 以工件中心定位，精铣平面G。工序17: 钻-扩孔3-11mm,鍃孔16.5mm工序18： 钻斜孔4mm工序19： 钻盲孔18mm工序20： 钳工去毛刺工序21： 检测入库。工艺路线方案二工序1:铸造工序2：时效处理工序3：粗车52g6mm右端面E，粗车外圆1201mm，粗车外圆52g6mm，粗车16.5mm右端面A，粗车30.5槽。调头，粗车80h11左端面,粗车外圆80h11mm,粗车16.5mm，粗车16.5mm左端面C。工序4：以工件中心定位，粗铣120mm外圆上两平面F、G。工序5：半精车52g6mm右端面E，半精车外圆52g6mm，半精车16.5mm右端面A；调头，半精车80h11，半精车16.5mm左端面C。工序6：粗镗圆孔，粗镗圆孔620.015mm，粗镗圆孔62.4mm，车槽465mm，车槽463mm。工序7：半精镗圆孔，半精镗圆孔620.015mm，半精车圆孔62.4mm。工序8:精镗圆孔620.015mm及圆孔62.4mm，攻螺纹M641.5。工序9：精车外圆52g6mm，精车16.5mm右端面A，精车外圆80h11。工序10：以工件中心定位，半精铣120mm外圆上两平面F、G。工序11：精铣平面G两平面。工序12：钻-扩孔3-11mm,鍃孔16.5mm工序13：钻盲孔18mm工序14：钻斜孔4mm工序15：钳工去毛刺工序16：检测入库（3）工艺方案的比较与分析工艺方案一与工艺方案二的区别在于粗基准的选择，方案一是选择外圆52g6作为粗基准，以外圆轴心线作为定位基准；而方案二则以80h11作为粗基准，相反过来加工，由于80h11左端面是主要的定位基准面，若先加工右端面，则工件的尺寸及精度难以得到保证，故采用工艺路线一是比较合理的。3.4 确定机床设备、工件夹具和量具（1）确定机床设备工序3、4、6、7、8、9、10、12、13是粗车、半精车和精车，车螺纹，零件外轮廓尺寸不大，又是回转体，选用C620-1型卧式车床。工序5、15、16铣平面，选用XA5302型卧式铣床。工序11、是插削键槽，选用拉床L5120。工序14 粗、精磨52g6选用外圆磨床M120。其余工序是钻孔，所以选用Z525型立式钻床。（2）工件夹具本零件除了钻斜孔3mm工序需要用专用夹具外，其他工序使用通用夹具都可以用。（3） 量具分度值0.02，测量范围0150mm游标卡尺（GB1214-85）、分度值0.01，测量范围5075mm与75-100mm外径百分尺选择加工孔的量具粗加工时选用：分度值0.01测量范围50125mm内径百分尺（GB8177-87）精加工时选用的量具加工面尺寸量具36圆孔分度值0.01，测量范围3040mm内径百分尺（GB8177-87）620.015三牙锁紧式圆柱塞规，测量范围5065mm（GB6322-86） 第四章 确定机械加工余量及工序尺寸表1-1 法兰盘各加工表面的工艺路线、工序（或工步）、工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度（未注单位：mm）加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）公差等级工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸其偏差表面粗糙度36圆孔半精镗2Z=136IT110.0236+0.02Ra6.3粗镗2Z=435IT140.6235+0.62Rz50毛坯2Z=531-0.3310.3-E面半精车Z=162IT90.0262.50.01Ra6.3粗车Z=1.563IT120.463.50.2Rz50毛坯Z=2.564.5-0.665.50.3-52外圆精磨2Z=0.352IT60.01952g6Ra1.6粗磨2Z=0.552.3IT70.0352.3-0.03Ra3.2半精车2Z=1.252.8IT90.07452.8-0.074Ra6.3粗车2Z=354IT110.1954-0.19Ra12.5毛坯2Z=557-0.6570.3-620.015圆孔精镗2Z=0.562IT70.03620.015Ra1.6半精镗2Z=1.561.5IT100.1261.5+0.06Ra3.2粗镗2Z=360IT130.4660+0.23Ra12.5毛坯2Z=557- 0.6570.6-62.4圆孔半精镗2Z=1.462.4IT90.07462.4-0.047Ra6.3粗镗2Z=461IT130.4661+0.19Ra12.6毛坯2Z=5.457-0.6570.6-A面精车Z=0.315IT80.054150.027Ra1.6半精车Z=0.715.3IT90.08715.30.043Ra3.2粗车Z=1.516IT110.22160.11Ra12.5毛坯Z=2.517.5-0.417.50.2-C面半精车Z=0.815IT100.14150.07Ra3.2粗车Z=1.215.8IT110.2215.80.11Ra6.3毛坯Z=217-0.4170.2-M641.5内螺纹精车M641.5IT7M641.5Ra12.5粗车车螺纹内圆2Z=5.462.4IT70.02562.4-0.025Ra12.5毛坯2Z=5.457-0.6570.6-80h11精车2Z=0.580IT110.1980h11Ra1.6半精车2Z=1.580.5IT120.380.5-0.3Ra3.2粗车2Z=282IT140.4682-0.46Ra12.5毛坯2Z=484-0.6840.3-120精车2Z=0.4120IT90.11200.05Ra3.2半精车2Z=1.1120.4IT110.25120.40.125Ra6.3粗车2Z=2.5121.5IT130.4121.50.2Ra12.5毛坯2Z=4124-0.61240.3-G面精铣Z=0.334.5IT110.234.5Ra3.2半精铣Z=1.534.8IT120.634.80.3Ra6.3粗铣Z=23.836IT131360.5Ra12.5毛坯Z=25.560-2601-F面半精铣Z=1.554IT110.6540.3Ra6.3粗铣Z=3.555.5IT120.855.50.4Ra12.5毛坯Z=660-2601-D面半精车Z=0.560IT110.19600.095Ra3.2粗车Z=1.560.5IT130.360.50.15Ra6.3毛坯Z=262-0.6620.3-第五章 确定加工余量和工序尺寸51切削用量及基本工时（1）加工条件加工材料：HT200。HBS=200加工要求：以52g6外圆和及其右端面E定位，粗车80h11左端面D；粗车外圆1201mm及其左端面C；粗车外圆80h11，倒角。机床选择：C620-1型卧式车床。工件装夹在车床的通用三抓卡盘上。(2) 确定切削用量及基本工时1) 车端面D选择刀具: 由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀；刀具耐用度T=60min；刀杆尺寸按表1.1、表1.3选择16mm25mm；刀片厚度6mm; =，=，, =，=，=，=1.0mm。背吃刀量p =（62-60.5）=1.5 mm进取量 由切削用量简明手册表1.4查得=0.81.2mm/r；由工艺补充材料表2-18查得=2.6KMf；KMrf=2.61.60.4 mm/r =1.664mm/r。按C620-1车床的进给量由机械制造工艺设计简明手册（表4.2-9），选择=0.52mm/r切削速度（机床主轴转速n）由工艺补充材料表2-20得 =158， Xv=0.15, yv=0.4, m=0.20由表2-21表2-24得KMv=1.25=0.938, Ksv=0.8,Ktv=1, Kkrv=0.83Kv=0.9380.80.831.0=0.63由Vc= Vc=0.63m/min =36.79 m/min由n=得 n=93.73 r/min由机械制造工艺设计简明手册机床说明书表4.2-8得n=90 r/min求得实际切削速度Vc= = =35.33 m/min确定基本工时 根据工艺手册表6.2-1公式计算L=+3=3mm =35取4mm =20.5mmi=1 n=90 r/min =1.21 mm/rT= = =0.25min=15s3）粗车端面C选择刀具: 由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀；刀具耐用度T=60min；刀杆尺寸按表1.1、表1.3选择16mm25mm；刀片厚度6mm；=，=，, =，=，=，=1.0mm。背吃刀量p=(20.5-19)=1.5 mm进取量 由切削用量简明手册表1.4查得=1.01.4mm/r；由工艺补充材料表2-18查得=2.6KMf；KMrf=2.61.60.4 mm/r =1.664mm/r。按C620-1车床的进给量由机械制造工艺设计简明手册（表4.2-9），选择=0.52mm/r切削速度（机床主轴转速n）由工艺补充材料表2-20得 =158， Xv=0.15, yv=0.4, m=0.20由表2-21表2-24得KMv=1.25=0.938, Ksv=0.8,Ktv=1, Kkrv=0.83Kv=0.9380.80.831.0=0.63由Vc= Vc=0.63m/min =53.65m/min由n=得 n=142.38r/min由机械制造工艺设计简明手册机床说明书表4.2-8得n=120 r/min求得实际切削速度Vc= = =45.22 m/min确定基本工时 根据工艺手册表6.2-1公式计算L= +2=2mm =0 =35mmi=1 n=120 r/min =0.52mm/rT= = =0.593min=35.58s4）粗车外圆80h11mm选择刀具: 由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀；刀具耐用度T=60min；刀杆尺寸按表1.1、表1.3选择16mm25mm；刀片厚度6mm；=，=，, =，=，=，=1.0mm。背吃刀量p: 单边余量A=（85-83）/2=1 即p=1mm进取量 由切削用量简明手册表1.4查得=0.81.2mm/r；由工艺补充材料表2-18查得=2.6KMf；KMrf=2.61.60.4 mm/r =1.664mm/r。按C620-1车床的进给量由机械制造工艺设计简明手册（表4.2-9），选择=1.01mm/r切削速度（机床主轴转速n）由工艺补充材料表2-20得 =158， Xv=0.15, yv=0.4, m=0.20由表2-21表2-24得KMv=1.25=0.938, Ksv=0.8,Ktv=1, Kkrv=0.83Kv=0.9380.80.831.0=0.63由Vc= Vc=0.63m/min =43.71 m/min由n=得 n=163.8 r/min由机械制造工艺设计简明手册机床说明书表4.2-8得n=150 r/min求得实际切削速度Vc= = =40.04 m/min确定基本工时 根据工艺手册表6.2-1公式计算L= +3=3mm =35取4mm =32mmi=1 n=150 r/min =1.01 mm/rT= = =0.26min=15.43s工序3的基本工时T=23.4+15+35.58+15.43=89.41s工序4 切削用量及基本工时的确定(1)加工条件加工材料：HT1533。HBS=200加工要求：以外圆80h11mm及其左端面D定位，粗车52g6右端面E；粗车外圆52g6mm，倒角；粗车1201mm右端面A，倒角；粗车30.5退刀槽。机床选择：C620-1型卧式车床。工件装夹在车床的通用三抓卡盘上。(2) 确定切削用量及基本工时粗车52g6右端面E选择刀具: 由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀；刀具耐用度T=60min；刀杆尺寸按表1.1、表1.3选择16mm25mm；刀片厚度6mm；=，=，, =，=，=，=1.0mm。背吃刀量p =2mm进取量 由切削用量简明手册表1.4查得=0.60.8mm/r；由工艺补充材料表2-18查得=2.6KMf；KMrf=2.61.60.4 mm/r =1.664mm/r。按C620-1车床的进给量由机械制造工艺设计简明手册（表4.2-9），选择=0.52mm/r切削速度（机床主轴转速n）由工艺补充材料表2-20得 =158， Xv=0.15, yv=0.4, m=0.20由表2-21表2-24得KMv=1.25=0.938, Ksv=0.8,Ktv=1, Kkrv=0.83Kv=0.9380.80.831.0=0.63由Vc= Vc=0.63m/min =51.38 m/min由n=得 n=287.1 r/min由机械制造工艺设计简明手册机床说明书表4.2-8得n=230 r/min求得实际切削速度Vc= = =41.17 m/min确定基本工时 根据工艺手册表6.2-1公式计算L= +3=3mm =35取5mm =27mmi=1 n=230 r/min =0.52 mm/rT= = =0.29min=17.56s粗车端面A选择刀具: 由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀；刀具耐用度T=60min；刀杆尺寸按表1.1、表1.3选择16mm25mm；刀片厚度6mm；=，=，, =，=，=，=1.0mm。背吃刀量p =1.5mm进取量 由切削用量简明手册表1.4查得=1.01.4mm/r；由工艺补充材料表2-18查得=2.6KMf；KMrf=2.61.60.4 mm/r =1.664mm/r。按C620-1车床的进给量由机械制造工艺设计简明手册（表4.2-9），选择=0.52mm/r切削速度（机床主轴转速n）由工艺补充材料表2-20得 =158， Xv=0.15, yv=0.4, m=0.20由表2-21表2-24得KMv=1.25=0.938, Ksv=0.8,Ktv=1, Kkrv=0.83Kv=0.9380.80.831.0=0.63由Vc= Vc=0.63m/min =53.65 m/min由n=得 n=142.38 r/min由机械制造工艺设计简明手册机床说明书表4.2-8得n=120 r/min求得实际切削速度Vc= = =45.22 m/min确定基本工时 根据工艺手册表6.2-1公式计算L= +3=3mm =35取5mm =63mmi=1 n=120 r/min =0.52 mm/rT= = =1.14min=68.27s粗车外圆52g6mm选择刀具: 由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀；刀具耐用度T=60min；刀杆尺寸按表1.1、表1.3选择16mm25mm；刀片厚度6mm；=，=，, =，=，=，=1.0mm。背吃刀量p单边余量A=（57-54）/2=1.5 即p=1.5mm 进取量 由切削用量简明手册表1.4查得=0.60.8mm/r；由工艺补充材料表2-18查得=2.6KMf；KMrf=2.61.60.4 mm/r =1.664mm/r。按C620-1车床的进给量由机械制造工艺设计简明手册（表4.2-9），选择=0.71mm/r切削速度（机床主轴转速n）由工艺补充材料表2-20得 =158， Xv=0.15, yv=0.4, m=0.20由表2-21表2-24得KMv=1.25=0.938, Ksv=0.8,Ktv=1, Kkrv=0.83Kv=0.9380.80.831.0=0.63由Vc= Vc=0.63m/min =47.37 m/min由n=得 n=264.7 r/min由机械制造工艺设计简明手册机床说明书表4.2-8得n=230 r/min求得实际切削速度Vc= = =41.17 m/min确定基本工时 根据工艺手册表6.2-1公式计算L= +3=3mm =35取4mm =13mmi=1 n=230 r/min =0.71 mm/rT= = =0.12min=7.2s工序4的基本工时T=17.56+68.27+7.2=93.03s工序5 切削用量及基本工时的确定(1)加工条件加工材料：HT1533。HBS=200加工要求：以工件中心定位，粗铣120mm外圆上两平面F、G。机床选择：XA5302型立式铣床。工件装夹在车床的通用夹具上。(2) 确定切削用量及基本工时粗铣平面F、G（1）选择刀具:a.由切削用量简明手册表1.2选择YG6硬质合金刀片；F面宽a=15mm,铣削厚度6mm。G面宽a=15mm,铣削厚度25.5mm。则铣刀直径d=100mm Z=10（表3.16）b.选择铣刀几何形状，表3.2得，前角 0 (2)选择切削用量确定铣削深度，由于加工余量不大，F面可以一次走刀完成，G面需要4次走完，则=h=6mm进取量 采用不对称端铣以提高进给量。由切削用量简明手册表3.5，当使用YG6，铣床功力为7.5kw(表3.30，XA5032型立铣说明书)查得 =0.140.24mm/z；所以取 =0.24mm/z选择铣刀磨钝标准及刀具寿命，根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm，镶齿铣刀（=100mm）,刀具寿命T=180min（表3.8）确定切削速