CA6140车床法兰盘[831004] 加工工艺及车大端面及20孔夹具设计

1 序言 . 1 零件的分析 . 3 （一） 零件的作用 . 3 （二） 零件的工艺分析 . 4 工艺规程设计 . 4 (一 )确定毛坯的制造形式 . 4 （二）基面的选择 . 5 （三）制定工艺路线 . 6 . 6 . 7 3. 工艺方案的比较与分析 . 7 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 . 9 （五）确定切屑用量及基本工时 . 10 参考文献 . 51 序言 2 需要 扣 414951605 2 3 机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： 1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正 确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 加强使用软件及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言，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。 能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于王大承教授和其他老师的悉心指导，还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了 一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力，和团体合作精神，学会包容和让解。及在此，十分感谢王大承教授的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。 本说明书主要是 式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明 ,由于本身及小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，谢谢 ！ 本说明书主要是 式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明 ,由于本身及小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， 谢谢 ！ 零件的分析 （一） 零件的作用 式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。 4 零件是 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 上部为 定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的94 标明通过，本身没有受到多少力的作用。 （二） 零件的工艺分析 床法兰盘共有两组加工的表面。 先分述如下： 1 以 这一组加工表面包括：一个 的孔及其倒角；一个 0100外圆及其倒角； 外圆及其倒角； 90 外圆及其倒角； 外圆及其倒角； 90 两端面（分别距离 轴为244 0100左端面和 90右端面； 94 通孔。 90右端面为加工表面。 这一组加工表面包括： 0100右端面； 90左端面 ； 右端面； 23 退刀槽； 4和 孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求： （ 1） 0100左端面与 轴形位公差 （ 2） 90 右端面与 轴形位公差 （ 3） 孔轴线 与 90 右端面位置公差 时与 轴线垂直相交，并且与 90 端洗平面（距离 轴线为 24直。 经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，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。 工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 1 零件材料为 虑零件在机床运行过程中所受冲击不 大，零件结构又比较简单， 零件年产量为50 万是大批量 ,，设其备品率为 4%，机械加工废品率为 1%，则该零件的年生产纲领为： N=+备品率 + 机械加工废品率 )=50 1(1+4%+1%)= (件 /年 )。 5 而且零件加工的轮廓尺寸不大 ,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 要求铸件壁厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚，铸件的内壁厚度应小于外壁厚。 金属型铸件最小壁厚：铸件轮廓尺寸 200 200 灰铸铁 6们零件的 最小轮廓尺寸是 8 已经符合要求。 铸件的壁很厚，则不宜铸出，直接用机械加工成孔反而方便，对中心线位置要求高的孔不宜指出，这是因为铸出后很难保证中心度精确，用钻头扩孔无法纠正其中心位置。我的零件是最小的孔是 ，还有 和 94 。我这几个孔都没有铸造出来，这也是我们注意的一点！我选择的铸造的粗糙度是 7初步选择的加工余 量 件缺陷层 300缺，粗糙度 200 ，还根据铸造机械加工余量的估算公式： 计算出来的结果加工余量A=过相关资料的总结的加工余量 0100的外圆的加工余量 A=6他加工面都是 A=5 符合 100或 100以下的铸件 ,结构简单 ,经济合理性为成批 大量生产 我就选择金属型铸造。 总之 :零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大 ,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 ,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 （二）基面的选择 工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。 （ 1）粗基准的选择。对于 法兰盘 零件而言 可归为轴类零件 ，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相 互 位置精度较高的不加工表面作粗基准。 选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。 根据这个基准选择原则，现选取右边 外圆 45 及 90 的右端面 的不加工外轮廓表面作为粗基准， 利用三爪卡盘夹紧 45 外圆可同时削除 五个自由度，再以 90 的右端面定位可削除一个自由度。 对外圆 0100、 、 90 和 （ 共两块 V 形 块加紧 ，限制 个自由度， 底面两块支撑板 定位面限制 1 个自由度， 使缺少 定位， 不过是可以靠两个 V 形块来加紧力来约束轴的扭转力， 然后进行 钻 削 ）的的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。 （ 2）精基准的选择。 以 为精基准加工表面。 6 这一组加工表面包括： 0100右端面； 90 左端面； 右端面； 23 退刀槽； 4和 孔。因为 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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点，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，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，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 00 粗车左端面。 2、粗车 90左侧面。 3、粗车 100外圆。 4、粗车左 45外圆。 5、 100粗车 右 端面 。 工序 1、粗车 右 45右端面。 2、粗车 90 右侧面。 3、粗车右 45 外圆。 4、粗车 90 外圆。 工序 钻、扩、粗铰、精铰 孔并车孔左端的倒角。 工序 1、半精车 0100左、右端面、 2、 90 左端面 ，精车 0100左端面、 90 左端面。半精车外圆 、 90 、 0100、 4、半精车 柱体的过度倒圆。 5、车 0100柱体上的倒角 工序 1、半精车、精车 90 右端面。 2、车槽 3 2。 3、倒角 45和 45。 工序 精车 0100左端面、 90 右端面 工序 粗铣、精铣 90 柱体的两侧面。 工序 钻 4孔，铰 6孔。 工序 钻 94 孔。 工序 磨削 外圆面、 0100右端面、 90 左端面。 工序 磨削外圆面 0100， 90 。 工序 磨削 90 突台距离轴线 24 工序 刻字刻线。 7 工序 镀铬。 工序 检测入库。 工序 粗车 0100柱体左端面。 工序 粗加工 20孔 1、钻中心孔 18。 2、扩孔 工序 粗车 100 柱体右端面，粗车 90 柱体左端面，半精车 100左、右端面、 90左端面，精车 100左端面、 90 左端面，粗车外圆 45 、 100、 90，半精车外圆 45 、 90、 100、，车 100柱体的倒角，车 45 柱体的过度倒圆。 工序 粗车、半精车、精车 90右端面，车槽 3 2，粗车、半精车外圆 外圆及倒角。 工序 1 、粗铰 2、精铰 20。 工序 精车 0100左端面、 90 右端面。 工序 铣 90 上两平面 1、粗铣两端面。 2、精铣两端面 。 工序 钻 4 孔，铰 6孔 工序 钻 4 9透孔 工序 磨右 45外圆， 外圆 100，外圆 90。 磨 即 左 45外圆面、 100右端面、 90左端面 工序 磨 90 上距轴心 24 平面 工序 工序 刻字刻线 工序 100 外圆镀铬 工序 检验入库 3. 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛 坯 ，基本按照加工原则来加工的，先粗加工 半精加工 精加工。给钻 孔确定基准，确保孔的行位公差， ，同时零件 要求很高的，在后面的加工会对它的精度的影响，并且 4. 左端面和90 右端面要与 轴有一定位置公差，这样很难保证它们的位置的准确性。 而方案二 是 钻孔保证底座平面度，不过钻头的下钻时不能准确定位，会影响 的位置公差，从而也 8 影响后面加工的 0100左端面和 90 右端面的端面跳动。不过在方案二中 粗钻扩和铰是分开加工， 粗铰 2、精铰 20，放在精车 0100左端面、 90 右端面前面，这样确保 0100左端面和 90 右端面要与 轴有一定位置公差。我们小组综合的方案如下： 工序 粗车 零件 左端 1、 100粗车左端面。 2、粗车 90 左侧面。 3、粗车 100外圆。 4、粗车左 45 外圆。 5、 100粗车右 端面 。 工序 粗车 零件 右端 1、粗车 右 45右端面。 2、粗车 90 右侧面。 3、粗车右 45 外圆。 4、粗车 90 外圆。 工序 粗加工 20孔 1、 钻中心孔 18。 2、扩孔 序 半精车 零件 左端 1、半精车 100左端面。 2、半精车 90左 侧面 。 3、半精车 100外圆。 4、半精车左 45 外圆。 5、半精车 90 外圆并倒角 6、车过渡圆角 7、半精车 100右侧面 。 8、 倒角 工序 半精车 零件 右端 1、半精车 右 45。 2、半精车 90右侧面。 3、半精车右 45 外圆。右端面 4、 倒角 5、切槽 32 。 工序 精加工 20孔 1、粗铰 2、精铰 20。 工序 精车 1、精车 100左端面。 2、倒角 1 20）。 3、 精车 90 右侧面 。 4、倒角 1 20）。 工序 铣 90上两平面 1、粗铣两端面。 2、精铣两端面 工序 钻 4孔，铰 6孔 工序 钻 4 9透孔 工序 磨外圆 100， 右 45外圆，外圆 90。 磨 即 左 45 外圆面、 100右端面、 90 左端面 工序 磨 90 上距轴心 24面 工序 面抛光 工序 字刻线 9 工序 100外圆镀铬 工序 检验入库 。 总工艺方案的分析：我们的总方案基本克服了一二方 案的缺点，继承它们的优点。可以做到 先粗加工 半精加工 精加工， 粗钻扩和铰是分开加工， 粗铰 2、精铰 20，放在精车 0100左端面、 90 右端面前面，这样确保 0100左端面和 90 右端面要与 轴有一定位置公差。可以确保 加工面精度。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “床 法兰盘 ”；零件材料为 度 190 210皮重量 产类型大批量， 金属型 铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 车 100 外圆表面加工余量及公差。 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表 外圆表面长度余量均为 2Z=6为双边加工） 车 削加工余量为： 粗 车 : 2 精 车 : 2 车 : 2 差：径向的偏差为 0100 、 90 、 45 端面和 90 、 45 外圆表面加工余量： 粗 车 2 2 精 车 2 车 : 2 （ 20 ） 查工艺手册表 先钻出来直径是 18 工序尺寸加工余量： 10 钻孔 18孔 铰孔 铰 差：径向的偏差为 （ 9 ） 一次性加工完成，加工余量为 2Z=9 粗铣： 9 中心轴为 34 精铣： 2 铣： 18离 中心轴为 24 精铣： 3 他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （五）确定切屑用量及基本工时 工序 (一 )100 左端面 （ 1）选择刀具 选用 93偏头端面车刀，参看机械制造工艺设计简明手册车床选用 塔式车床， 中心高度 210看切削用量简明手册选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为 10，后角为 6，主偏角 93 ,副偏角为 10 ,刀尖角圆弧半径 倾角为 10。 （ 2）确定切削用量 （ a）确定背吃刀量 即切深 粗车的余量为 2于刀杆截面取最大吃刀深度 6以一次走刀完成即 （ b）确定进给量 f 查切削用量简明手册：加工材料 刀刀杆尺寸为 16 25 2、工件直径 100削深度 11 进给量为 r。再根据 床及机械制造工艺设计简明手册表 3 查取横向进给量取 f =r。 (c)选择磨钝标准及耐用度 根据切削用量简明手册表 车刀后刀面最大磨损量为 接车刀耐用度 T=60 (d) 确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 用 质合金车刀加工 180199 2f =r，查出 V =s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册表 查 得 切 削 速 度 的 修 正 系 数 为 ： 190/修正后的 V = V =60 =44m/中： 刀具材料改变时切削速度的修正系数。 刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。 切削方式改变时切削速度的修正系数。 车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。 工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。 毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。 则： n = 1000V/（ D） =140r/ 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 2）选择与 140r/近似 的机床转速 n =136r/实际切削速度 V = (e)校验机床功率 车削时功率 P 可由切削用量简明手册表 得：在上述各条件下切削功率 P = 于实际车削过程使用条件改变，根据切削用量简明手册表 削功率修正系数为： K r 其中： 主偏角变化时切削力的修整系数。 车刀前角变化时切削力的修整系数。 K 刃倾角变化时切削力的修整系数。 车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。 则：修整后的 12 P = P K 据 床当 n =136r/，车床主轴允许功率 P m=所选的切削用量可在 加工。 （ f）校验机床进给机构强度 车削时的进给力 由切削用量手册查表得 140N。由于实际车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册查得车削过程的修正系数： : 1140 000N 根据 切削用量简明手册 ),进给机构的进给力 100N(横向进给 )因 所选的 f =r 进给量可用。 综上，此工步的切削用量为： 2f =r, n =136r/V = （ 3）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册表 7公式计算：刀具行程长度 L= (2+2+ 其中： 刀具切入长度。 刀具切出长度。 试切附加长度。 由于车削实 际端面 1=42=23=0： L=（ 106+4+2+0=59 T= L i /(f n)=59 1 (136)=（其中 i 为进给次数。） (二 )90 左端面 （ 1）选择刀具：与粗车 100 左端面同一把。 （ 2）确定切削用量 （ a）确定背吃刀量 车的余量为 2于刀杆截面取最大吃刀深度为 6以一次走刀完成即 (b) 确定进给量 f 查切削用量简明手册：加工材料 刀刀杆尺寸为 16 25 2 、工件直径 90削深度2进给量为 .8 mm/r。再根据 床及机械制造工艺设计简明手册表 3 查取横向进给量取 f =r。 (c) 确定切削速度 V： 根据切削用量简明手册表 用 质合金车刀加工 180199 f =r，查出 V =s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量手册表 13 查得切削速度的修正系数为：190/修正后的 V = V =60 =44m/： n =1000V/ D=155r/ 机械制造工艺设计简明手册表 2）选择与 155r/n =136r/实际切削速度 V = 综上，此工步的切削用量为： 2f =mm/r, n =136r/V = （ 3）计算基本工时： L=（ d +2+(其中 d=95mm,01=4 2= =(95 50)/2+4+0+0= L i /(f n)=1 (136)= （三 )100 外圆 （ 1）选择刀具： 90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度 5质 合金，前刀面带倒棱形，主偏角 90，前角 10，后角 6，副偏角 8，刃倾角 10，刀尖圆弧直径 （ 2）确定切削用量 （ a）确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为 径值 )，一次走刀，则 (b)确定进给量 由切削用量简明手册 杆尺寸 16 25 2， 件直径为 100 f=.2 mm/r。再由机械制造工艺设计简明手册表 3 查取 f =mm/r。 (c) 选择刀具磨钝标准及耐用度 由切削用量 手册表 取后刀面磨损最大限度为 .0 接耐用度 T=60 (d) 确定切削速度 V： 根据切削用量简明手册表 取： V=s(由 180199f =r、车刀为 质 合 金 查 得 ), 由 于 实 际 车 削 过 程 使 用 条 件 的 改 变 ， 查 取 切 削 速 度 修 正 系 数 ：190/修正后的 V = V 14 =60=49.5 m/： n = 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 2）选择与 近 的机床转速 n =183r/实际切削速度 V = 综上，此工步的切削用量为： a =f =mm/r, n =183r/V = (3)计算基本工时： T=（ L+2+ i/(f n)=(12+3+3+0) 1/(183)= 其中 L=12 i=1 (四 )45 外圆 （ 1）选择刀具：与粗车 100 外圆同一把。 （ 2）确定切削用量 （ a）确定背吃刀量 粗车外圆加工余量 2径值），一次走刀， （ b）确定进给量： 由切削用量简明手册材料 杆 16 25 2，工件直径 50 ，切深 2 f 为 r,由机械制 造工艺设计简明手册 r. （ c）确定切削速度 V: 查切削用量简明手册表 12， 质合金加工 180,mm,f=r 有 V=s,修正系数： 190/修正后的： V = V 60 ： n=350r/标准 322r/ 综上 ： 2mm,r,322r/机 = (3)计算工时 T=（ L+2+ i/(f n)=(30+5+5+0) /（ 322） =(五 ) 100 右端面 (1） 选择刀具 ： 与粗车 100 左端面同一把。 （ 2） 确定切削用量 : （ a） 确定背吃刀量 粗车的余量为 2于刀杆截面取最大吃刀深度为 6以一次走刀完成即 a =2 15 (b)确定进给量： 查切削用量简明手册：加工材料 刀刀杆尺寸为 16 25 2 、工件直径 100削深度 2进给量为 .2 mm/r。再根据 床及机械制造工艺设计简明手册表 3查取横向进给量取 f =r。 (c)确定切削速度 V： 根据切削用量简明手册表 用 质合金车刀加工 180199 2f =r，查出 V =s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册表 查 得 切 削 速 度 的 修 正 系 数 为 ： 190/修正后的 V = V =60 =44m/： n =140r/ 机械制造工艺设计简明手册 表 2）选择与 140r/n =136r/实际切削速度 V = 综上，此工步的切削用量为： 2f =mm/r, n =136r/V = （ 3）计算基本工时： L=（ d +2+(其中 d=101 mm,6 1=4 2=) =(101 46)/2+4+0+0= L i /(f n)=1 (136)= 工序 （一） 45 右端面 (1)选择刀具 与粗车 100 左端面的刀具相同。 (2)确定切削用量： （ a）确定背吃刀深度 粗车加工余量为 次走刀完成，则取 （ b）确定进给量 f: 根据切削用量手册加工材料 刀刀杆尺寸 16 25 2 工件直径 45削深度 2 16 3进给量为 r,再根据 床及机械制造工艺设计简明手册查取横向进给量 r。 （ c）确定切削 速度 V： 根据切削用量手册表 12当用 180 1992c= 实 际 车 削 过 程 使 用 条 件 改 变 ， 各 修 正 系 数 ：190/修正后的 V = V60 n= 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 择与 r/近转速为 322r/实际切削速度 3)计算基本工时 刀具行程长度 L= (2+2+中 , , L=50/2+4+2=31所以 T=L i /（ f n ） =31 1/（ 322） =（二） 90 右端面 (1)选择刀具：同上 (2)确定切削用量： （ a）确定背吃刀深度 粗车加工余量为 以一次走刀完成，则 : （ b）确定进给量 f 根据切削手册切深 于 3进给量 f 为 r,再根据 其机械工艺r. （ c）确定切削速度 V 直径 90mm,mm,f 机 =r 查 V=s. 修 正 系 数 ： 则 60=则 n =按 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 2）选择与 近 136r/实际切削速度 3)计算基本工时： L (2+ (952+0+4+0 =(2+ (952+0+4+0/(136)=（三） 45 外圆 17 （ 1）选择刀具：与粗车 100 外圆同一把。 （ 2）确定切削用量 （ a）确定背吃刀量 粗车外圆加工余量 径值），一次走刀， （ b）确定进给量： 由切削用量简明手册材料 杆 16 25 2，工件直径 50 ，切深 f 为 r,由机械制造工艺设计简明手册 r. （ c ）确定切削速度 V: 查切削用量简明手册表 12 ， 质合金加工 180 ,f=r 有 V=s, 修正系数： 190/修正后的 V = V 60 ： n=350r/标准 322r/ 综上： r,322r/机 = (3)计算工时 T=（ L+2+ i/(f n)=(41+3+3+0) /322=四） 90 外圆 （ 1）选择刀具：与粗车 100 外圆同一把。 (2）确定切削用量 （ a）确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为 次走刀，则 (b) 确定进给量 由切削用量简明手册 杆尺寸 16 25， 件直径 为 90 f=r。再由机械制造工艺设计简明手册表 3 查取 f =r。 (c) 确定切削速度 V 根据切削用量手册表 12 查取： V=s(由 180199f =r、车刀为 合 金 ), 由 于 实 际 车