CA6140车床法兰盘(831004)零件的机械加工工艺规程制订及精铣Φ90上下两面工序专用夹具的设计.doc

1 机械制造技术基础机械制造技术基础 课程设计说明书课程设计说明书 题目题目 CA6140 车床法兰盘零件的机械加工工艺规程制订及 铣距 90 端面中心线 24mm 面工序专用夹具的设计 姓姓 名 名 专业年级 专业年级 院院 系 系 机械动力工程学院 2 机械制造技术基础机械制造技术基础 课程设计课程设计 内含 内含 1 机床专用夹具装配图 1 份 2 零件图 1 份 3 零件毛坯图 1 份 4 夹具体图 1 份 5 机床专用夹具装配图 草图 1 份 6 机械加工工艺过程卡片及选定工序的工序卡 1 套 7 课程设计说明书 1 份 姓姓 名 名 专业年级 专业年级 机械班 院院 系 系 机械动力工程学院 学号 学号 3 目目 录录 1 零 件 的 分 析 1 1 1 零件的作用 1 1 2 零件的工艺分析 1 2 工 艺 规 程 设 计 1 2 1 确定毛坯的制造形式 1 2 2 基面的选择 1 2 3 制定工艺路线 2 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 3 2 5 确定切削用量 5 3 夹具设计 8 3 1 夹具分析 8 3 2 夹具设计 8 3 2 1 定位基准的选择 8 3 2 2 考虑夹紧机构 8 3 2 3 定位误差分析 9 3 2 4 夹具设计及操作的简要说明 9 4 设计小结 10 5 参考文献 11 4 1 零 件 的 分 析 1 1 零件的作用 题目所给定的零件是 CA6140 车床上的法兰盘 法兰盘起联接作用是车 床上的重要零件 1 2 零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件 有一组加工表面 这一组加工表面以 20mm 的 045 0 0 孔为中心 包括 两个 mm 的端面 尺寸为 mm 的圆柱面 两个 12 0 34 0 100 0 017 0 45 90mm 的端面及上面的 4 个 9mm 的透孔 mm 的外圆柱面及上面的 0 6 0 45 6mm 的销孔 90mm 端面上距离中心线分别为 34mm 和 24mm 的两个平面 并且其余加工面都与它有位置关系 可以先加工它的一个端面 再借助专用 夹具以这个端面为定位基准加工另一端面 然后再加工其它加工表面 2 工 艺 规 程 设 计 2 1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200 由于该零件是中批生产 而且零件轮廓尺寸不大 故 采用金属模铸造 法兰盘因毛坯比较简单 采用铸造毛坯时一般是成队铸造 再进行机械加工 这从提高生产率 保证加工精度上考虑也是应该的 2 2 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一 基面选择得正确与合理 可 以使加工质量得到保证 生产率得以提高 否则 加工工艺过程中会问题百出 更有甚着 还会造成零件大批报废 使生产无法正常进行 1 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准 以便为后续的工序 提供精基准 选择粗基准的出发点是 一要考虑如何分配各加工表面的余量 二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求 这两个要求常 常是不能兼顾的 但对于一般的轴类零件来说 以外圆作为粗基准是完全合理 的 对本零件而言 由于每个表面都要求加工 为保证各表面都有足够的余量 应选加工余量最小的面为粗基准 这就是粗基准选择原则里的余量足够原则 现选取 45 外圆柱面和端面作为粗基准 在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住 工件 消除工件的六个自由度 达到完全定位 5 2 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题 当设计基准与工序基准不重合时 应该进 行尺寸换算 2 3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点 应当是使零件的几何形状 尺寸精度及位置精度 等技术要求能得到合理的保证 在生产纲领一确定为中批生产的条件下 可以 考虑采用万能性的机床配以专用工夹具 并尽量使工序集中来提高生产率 除 此以外 还应当考虑经济效果 以便使生产成本尽量下降 一 工艺路线方案一 工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面 粗车 B 面 粗车 90 的外圆柱面 工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面 粗车 90 的端面 工序 3 钻 粗铰 20 的孔 工序 4 钻 4 孔 再钻 6 孔 工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面 半精车 B 面 半精车 90 的 外圆柱面 车 100 90 的倒角 车 45 两端过渡圆弧 车 20 孔的左端倒角 工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面 半精车 90 的端面 车 3 2 退 刀槽 车 45 的倒角 车 20 内孔的右端倒角 工序 7 精车 100 的端面及外圆 精车 B 面 工序 8 精车 45 的外圆 精车 90 的端面 工序 9 精绞 20 的孔 工序 10 钻 4 9 透孔 工序 11 粗 精铣 90mm 圆柱面上的两个平面 工序 12 磨 100 45 的外圆柱面 工序 13 磨 B 面 工序 14 磨 90mm 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面 工序 15 划线刻字 工序 16 100mm 外圆无光镀铬 工序 17 检查 入库 二 工艺方案二 工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面 粗车 B 面 粗车 90 的外圆柱面 工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面 粗车 90 的端面 工序 3 钻 粗绞 20 的孔 工序 4 粗铣 90 圆柱面上的两个平面 6 工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面 半精车 B 面 半精车 90 的外 圆柱面 车 100 90 外圆柱面上的倒角 车 45 两端过渡圆 弧 车 20 孔的左端倒角 工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面 半精车 90 的端面 车 3 2 退 刀槽 车 45 圆柱面两端的倒角 车 20 内孔的右端倒角 工序 7 精车 100 的端面及外圆 精车 B 面 工序 8 精车 45 的外圆 精车 90 的端面 工序 9 精绞 20 的孔 工序 10 精铣 90 圆柱面上的两个平面 工序 11 钻 4 个 9 的孔 工序 12 钻 4 孔 绞 6 孔 工序 13 磨 100 45 的外圆柱面 工序 14 磨 B 面 工序 15 磨 90 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面 工序 16 划线 刻字 工序 17 100mm 外圆无光镀铬 工序 18 检测 入库 三 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于 方案一在工序 钻 4mm 孔 再钻 6mm 03 0 0 孔由于在设计夹用夹具时要以 90mm 圆柱面上的一个平面来定位 所以应把铣 90mm 圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻 4 孔 再钻 6mm 孔工序 03 0 0 前 并且工序 与工序 序可并为一个工序 否则有点繁琐 改正后即得方 案二 综合起来比较合理 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 法兰盘 零件材料为 HT200 毛坯重量约为 1 4kg 生产类型为中批生产 采用铸造毛坯 根据上述原始资料及加工工艺 分别确定各加工表面的机械加工余量 工 序及毛坯尺寸如下 1 0 017 0 45 mm 外圆表面 此表面为 IT6 级精度 表面粗糙度需达 Ra0 8 查 4 金属切削速查速算手册 可得 7 工序名称工序余量工序基本尺寸 精车0 645 半精车1 445 6 粗车347 毛坯550 2 外圆表面 12 0 34 0 100 mm 工序名称工序余量工序基本尺寸 精车外圆0 6100 半精车外圆1 4100 6 粗车外圆4102 毛坯6106 3 B 面中 0 0 6 45 外圆柱面 工序名称工序余量工序基本尺寸 精磨0 245 粗磨0 845 2 半精车146 粗车247 毛坯449 4 孔 20mm 045 0 0 工序名称工序余量工序基本尺寸 铰孔0 220 钻孔1819 8 毛坯实心 5 90 100 两端面 工序名称工序余量 精磨0 2 8 粗磨0 8 半精车1 粗车2 毛坯4 2 5 确定切削用量 工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面 粗车 B 面 粗车 90 的外圆柱面 机床 CA6140 卧式车床 刀具 采用刀片的材料为 YT15 1 粗车 100mm 端面 查 5 切削加工简明手册 P306 表 7 34 得 4mm f 0 9mm r p a v 1 83r s 2 粗车 100mm 外圆柱面 查 5 切削加工简明手册 得 2mm f 0 9mm r v 2 50m s p a 3 粗车 B 面 查 5 切削加工简明手册 得 1mm f 0 9mm r v 2 22m s p a 工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面 粗车 90 的端面 机床 CA6140 卧式车床 刀具 采用刀片的材料为 YT15 1 粗车 mm 端面 0 017 0 45 查 5 切削加工简明手册 P444 表 8 50 得 1 5mm f 0 7mm r p a v 3 12m s 2 粗车 mm 外圆柱面 0 017 0 45 查 5 切削加工简明手册 得 1 5mm f 0 7mm r v 1 48m s p a 3 粗车 90mm 端面 查 5 切削加工简明手册 得 1mm f 0 7mm r v 2 25m s p a 工序 3 钻 粗铰 20 的孔 1 钻 18mm 孔 机床 立式钻床 刀具 高速钢钻头 查 5 P457 表 8 70 得 9mm f 0 3mm r v 0 52m s p a 2 粗铰 19 8mm 孔 查 5 切削加工简明手册 得 0 9mm f 0 5mm r v 0 30m s p a 工序 4 粗铣 90 圆柱面上的两个平面 9 机床 组合机床 刀具 硬质合金三面刃铣刀 YT15 1 铣距中心线 34mm 的平面 查 5 切削加工简明手册 得 5mm f 0 3mm 齿 v 0 12m s p a 2 粗铣距中心线 24mm 的平面 查 5 切削加工简明手册 得 5mm f 0 3mm 齿 v 0 12m s p a 工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面 半精车 B 面 半精车 90 的外圆柱 面 车 100 90 外圆柱面上的倒角 车 45 两端过渡圆弧 车 20 孔的左端倒角 1 半精车 100mm 端面 查 5 P445 表 8 51 得 0 5mm f 0 5mm r v 2 1m s p a 2 半精车 100mm 外圆柱面 查 5 切削加工简明手册 得 0 7mm f 0 28mm r v 2 1m s p a 3 半精车 B 面 查 5 切削加工简明手册 得 0 5mm f 0 50mm r v 2 13m s p a 工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面 半精车 90 的端面 车 3 2 退刀槽 车 45 圆柱面两端的倒角 车 20 内孔的右端倒角 1 半精车 mm 端面 0 017 0 45 查 5 P445 表 8 51 得 0 5mm f 0 20mm r v 1 97m s p a 2 半精车 mm 外圆柱面 0 017 0 45 查 5 切削加工简明手册 得 0 7mm f 0 20mm r v 1 57m s p a 3 半精车 90mm 端面 查 5 切削加工简明手册 得 0 5mm f 0 20mm r v 2 25m s p a 工序 7 精车 100 的端面及外圆 精车 B 面 1 精车 100mm 端面 查 5 切削加工简明手册 得 0 3mm f 0 20mm r v 1 56m s p a 2 精车 100mm 外圆柱面 查 5 切削加工简明手册 得 0 3mm f 0 20mm r v 2 25m s p a 3 精车 B 面 查 5 切削加工简明手册 得 0 3mm f 0 20mm r v 2 25m s p a 工序 8 精车 45 的外圆 精车 90 的端面 1 精车 mm 外圆柱面 查 5 切削加工简明手册 得 0 017 0 45 10 0 3mm f 0 20mm r v 2 25m s p a 2 精车 90mm 端面 查 5 切削加工简明手册 得 0 3mm f p a 0 20mm r v 2 25m s 工序 9 精绞 20 的孔 查 5 切削加工简明手册 得 0 1mm f 0 50mm r v 0 29m s p a 工序 10 精铣 90 圆柱面上的两个平面 查 5 切削加工简明手册 得 1mm f 0 20mm 齿 v 0 20m s p a 工序 11 钻 绞 4 9 的孔 机床 Z525 立式钻床 刀具 高速钢麻花钻 查 5 切削加工简明手册 得 4 5mm f 0 13mm s v 0 50m s p a 工序 12 钻 4 孔 扩 6 孔 机床 Z525 立式钻床 刀具 高速钢麻花钻 1 钻 4mm 孔 查 5 切削加工简明手册 得 2mm f 0 13mm 齿 v 0 50m s p a 2 扩 6mm 孔 查 5 切削加工简明手册 得 2mm f 0 13mm 齿 v 0 50m s p a 工序 13 磨 100 45 的外圆柱面 机床 MQ1350A 轻型外圆磨床 1 磨 100mm 外圆柱面 查 5 切削加工简明手册 得 工件速度 0 3m s w v 纵向进给量 0 5B 20mm 切削深度 0 0157mm st a f r f 2 磨 45mm 外圆柱面 查 5 切削加工简明手册 得 工件速度 18m min w v 纵向进给量 0 5B 20mm 切削深度 0 0157mm st a f r f 工序 14 磨 B 面 机床 MQ1350A 轻型外圆磨床 查 5 切削加工简明手册 得 工件速度 18m min w v 纵向进给量 0 5B 20mm a f 切削深度 0 0157mm st r f 11 工序 15 磨 90 外圆柱面上距中心轴线 24mm 的平面 机床 MQ1350A 轻型外圆磨床 查 5 切削加工简明手册 得 砂轮轮速 v 27 5m s 砂 工件速度 10m min w v 轴向进给量 0 5B 20mm a f 切削深度 0 015mm st r f 最后 将以上各工序切削用量 连同其他加工数据 一并填入机械加工工艺 过程卡片 见所附卡片 3 夹具设计 为了提高劳动生产率 保证加工质量 降低劳动强度 需要设计专用夹具 经过与指导老师协商 决定设计第 4 道工序 铣距零件中心线分别为 24 和 34 的两平面的夹具 本夹具将用于组合机床 对工件对铣加工 刀具为镶齿三面刃 铣刀 3 1 夹具分析 本夹具主要用来距中心线 24 和 34 的两平面 此平面的形位公差和表面要求 均较高 无特殊要求 且加工此平面时 mm 轴的外端面及 20孔 0 12 0 34 100 045 0 0 的内表面都已加工出来 可用来作为此工序的定位面 因此在本道工序 在保 证提高劳动生产率 降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具 3 2 夹具设计 3 2 1 定位基准的选择 由零件图可知 待加工平面对 20的轴线有平行度要求 对 100 的 045 0 0 底端面有垂直度要求 其设计基准为 20孔的中心线 本设计选用以 20 045 0 0 孔的内表面和 的底端面为主要定位基面 另选用 100mm 的上端 045 0 0 0 12 0 34 100 面作为辅助定位基准 为了降低生产成本 本设计选择采用螺纹夹紧的方式 3 2 2 考虑夹紧机构 如上所述 本设计采用螺旋夹紧机构 即由螺杆 螺母 垫圈 压板等元件 组成的夹紧机构 螺旋夹紧机构不但结构简单 容易制造 而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线 很长升角又小 所以螺旋夹紧机构的自锁性能好 夹紧力和夹紧行程都很大 是 12 手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构 3 2 3 定位误差分析 夹具的主要定位元件为支撑板和定位销 支撑板夹具装配后的技术要求统 一磨 支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过 0 02 定位销需自行 设计 夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过 0 02 夹具的主要定位元件为短定位销限制了两个自由度 支撑板限制三个自由度 绕 铣刀轴线旋转方向的自由度无须限制 因为此方向自由度对加工尺寸没有影响 3 2 4 夹具设计及操作的简要说明 在设计夹具时 应该注意提高劳动生产率 为此 应首先着眼于机动夹紧 而不采用手动夹紧 因为这是提高劳动生产率的重要途径 但由于本夹具是应 用于组合机床上 两铣刀同时工作的对铣加工 夹具尺寸不能很大 如果采用 机动夹紧 夹具势必过于复杂和庞大 本夹具为了提高生产率和降低生产成本 考虑简单 经