CA6140车床法兰盘[831004] 加工工艺及钻φ4孔夹具设计[版本1]

1 目 录 一、 序言 1 1、零件的分析 1 2、零件的作用 1 二、工艺规程设计 . 1 1、确定毛坯的制造形式 1 2、定位基准的选择 2 3、制定工艺路线 2 4、毛坯尺寸的确定与机械加工余量 .、确定切削用量及基本工时 、夹具设计 13 1、问题的提出 . 13 2、夹具设计 . 13 3、夹具结构设计及操作简要说明 . 13 四、参考文献 . 14 序言 机械制造工艺课程设计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，它对我们四年的大学学习生活具有重要意义。 设计题目给定的零件是 床法兰盘（ 0404）零件，该零件年产量为 4000 件，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=+ + )=40001(1+4%+1%)=4200(件 /年 ) 法兰盘的年产量为 4200 件，查表可知该产品为中批生产。 需要 纸，扣扣 414951605 2 一 零件的分析 （一）零件的作用 题目给的零件是 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。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。该零件年产量为 4000 件，设其备品率为 4%，机械加工废品率为 1%，则 3 该零件的年生产纲领为： N=+ + )=4000 1(1+4%+1%)=4200(件 /年 )，法兰盘的年产量为4200 件，查表可知该产品为中批生产。 （二） 零件的工艺分析 法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1 以 20 的孔为中心加工表面； 2 俩端面； 3 以 90 为中心的加工表面。 它们之间的位置要求主要是： （ 1） 100端面与 45 中心轴的跳动度为 ； （ 2） 90端面与 45 中心轴线的跳动度为 。 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。 二 工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料是 件年产量是中批量 ,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，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。 （二） 基准的选择 1 粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准，但本零件各面均需加工，此时应以加工余量最小的面为粗基准，所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45 的外圆及 90 的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45 圆可同时削除五个自由度，再以 90 的右端面定位可削除自由度。 2 精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重 合与统一基准原则。以 20为精基准。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。 1 工艺路线方案一 (一 )工序 粗车 100体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端 45 粗基准 (二 )工序 钻、扩、粗铰、精铰 20至图样尺寸并车孔左端的倒角。 (三 )工序 粗车 45， 90 的外圆，粗车各端面，粗车 90 的倒角，粗车 3槽， 20 为精基准。 (四 )工序 半精车 90 外圆及各端面，车槽 3 2， 圆角。 (五 )工序 半精车 100 左右端面及外圆，精车 100 的左端面。 (六 )工序 粗铣 90 的左端面；粗铣、精铣 90 柱体右侧面。 (七 )工序 钻 4 9 孔。 (八 )工序 钻 4 孔，铰 6 孔。 (九 )工序 磨削 100 的右端面， 90 外圆及左右端面， 45 外圆。 (十 )工序 磨削外圆面 100， 90 。 (十一 )工序 刻字刻线。 (十二 )工序 镀铬。 (十三 )工序 检测入库。 4 2 工艺路线方案二 (一 )工序 钻、扩、铰 20 的孔，以右端 45 的外圆为粗基准。 (二 )工序 粗车 100 外圆， B 面， 90 外圆及右侧面， 3， 45 外圆。粗车零件左右端面 (三 )工序 粗车零件左右端面，并倒 20 孔的倒角，以及零件右端 45 度倒角。 (四 )工序 半精车 100 外圆， 90 外圆。 (五 )工序 半精车零件左端面。 (六 )工序 精车 100 外圆，并 倒 100， 90 的倒角。 (七 )工序 精车零件在端面。 (八 )工序 粗铣 90 的左端面；粗铣、精铣 90 柱体右侧面。 (九 )工序 钻 4 9 孔。 (十 )工序 钻 4 孔，铰 6 孔。 (十一 )工序 磨削 90 外圆及右侧 45 外圆。 (十二 )工序 抛光 B 面。 (十三 )工序 刻字画线。 （十四）工序 镀铬。 （十五）工序 检测入库。 3 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以 20 孔为精加工基准，而方案一则是从右端面开始加工到左端面， 然后再钻孔 20时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。 （四）毛坯尺寸的确定与机械加工余量 由于本零件材料为灰铸铁，由工艺手册得，毛坯为双侧加工， G，加工精度为 8到 10 级，这里选取 9 级。则，由机械制造工艺设计简明手册表 ： 零件延轴线方向的加工余量为： 100 径向加工余量为 6向加工余量为 90 径向加工余量为 向加工余量为 45 径向 加工余量为 机械零件工艺性手册表： 2： 100， 90 柱体圆角为： R=2端 45 的圆角为： R=4件上连接法兰的过渡部分尺寸确定为： R=5C=3H=15 由以上资料得出毛坯尺寸图（见附图）。 （五）确定切削用量及基本工时 工序 钻，扩，铰 20 孔 工件材料： 度 170 241 190器砂型铸造。 加工要求：钻，扩，铰 20 孔 机床：转塔车床 1) 钻 18 孔 （ 1） 刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用 18 高速钢锥柄标准花钻。 （ 2）切削用量选择： 查切削用量手册得： f=r,再由机械制造工艺设计简明手册 床进给量取 f =r。查切削用量简明手册取 V =13m/5 1000d =230r/机床选取 n =238r/m,故 1000=18m/3)计算基本工时： T=（ L+2） /(f n) = 2) 扩 （ 1）刀具选择：选用 速钢锥柄扩孔钻。 （ 2）确定切削用量： 查切削用量简明手册得： f=r,再由机械制造工艺设计简明手册 f =r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训教程得公式：（ 1/21/3） 查切削用量简明手册取 s=C=（ 1/21/3） 000d =93140r/机床选取 n =136r/m,故 1000= (3)计算基本工时： T=（ L+2） /(f n) =(91+14+2)/(136)= 其中 L=91， 4, 3)铰 20 （ 1）刀具选择： 20 高速钢锥柄机用铰刀 （ 2）确定切削用量： 背吃刀量 由切削用量简明手册表 f=r,取 f=切削用量简明手册表 0 .z vv v p yx fv c d 000d =125.8 r/机床选取36 r/以实际切削速度 1000=3)计算基本工时： T=(L+2)/(f*n) =序 粗车 100 外圆、车 B 面。车 90 外圆及右侧面、 3、 45 外圆 1. 加工条件 机床选择： 床 刀具 1：刀片材料 杆尺寸 6 1000 6 060 6 05s 8r 0 5o e 刀具 2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸 30具 3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸 16（ 1）粗车 100 外圆 用刀具 1 1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 粗车的余量为 次走刀完成，即 a = 2)确定进给量 查切削用量简明手册 ：加工材料 件直径 100削深度 a =进给量为 .9 mm/r。再根据 床说明书，取横向进给量取 f =r。 选择磨钝标准及耐用度：根据切削用量简明手册表 车刀后面最大磨损量为 接车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =m/000d =172 r/ 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 8）选择与 172r/近似的机床转速 n =200r/实际切削速度 V = 4）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T= 2）粗车 90 外圆 选择刀具：用刀具 1。 1）确定背吃刀量 粗车外圆 2)确定进给量 由切削用量简明手册 杆尺寸 16 ,工件直径为 90 f=.9 mm/r。再根据 床说明书，取横 向进给量取 f =r。由切削用量简明手册表 接耐用度 T=60 3)确定切削速度 据切削用量简明手册表 v p yx fv c =44 m/000d =147.6 r/ 床转速 选择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V =m/ 4)计算基本工时： T=（ L+2+ i/(f n)=3) 粗车 45 外圆 选择刀具 1 1）确定切削深度 粗车外圆，一次走刀，则 2)确定进给量 由切削用量手册， 杆尺寸 16x 25， 件直径为 45 f=r。 7 再由简明手册表 3 查取 f =r。 3)确定切削速度 据切削用量手册表 取： . v p yx fv c =62.7 m/000d =399 r/ 床说明书，选择与 399r/近似的机床转速 n =400r/实际切削速度 V = 4)计算基本工时： T=（ L+2+ i/(f n) = （ 4）成型车刀加工 B 面 1）确定切削深度，一次走刀，则 T=120)确定进给量 f=r。取 f =r。 3)确定切削速度 据切削用量手册表 取： . v p yx fv c =m/000d =r/ 床说明书，选择与 近似的机床转速 n =125r/实际切削速度 V = 4)计算基本工时： T=（ L+2+ i/(f n) = （ 5）车 90 右端面及 3 1）确定切削深度，一次走刀，则 2)确定进给量 由 切削用量手册表 f=r。根据 床说明书（见工艺手册 f=mm/r 3)确定切削速度 据切削用量手册表 取： . v p yx fv c =m/000d =r/ 床说明书，选择与 近似的机床转速 n =50r/实际切削速度 V = 4)计算基本 工时： T=（ L+2+ i/(f n) = 8 工序 粗车零件左右端面，并倒 20 孔的倒角，零件右端 45 度倒角 1. 加工条件 机床选择： 床 刀具 1：刀片材料 杆尺寸 6 1000 6 06005s 8r 0 5o e （ 1） 粗车零件左端面，即，粗车 100 左端面 1）确定切削用量 2)确定进给量 查切削用量简明手册：取进给量为 0.9 mm/r。再根据 床说明书（见机械制造工艺设计简明手册表 取）进给量取 f =r。 根据切削用量简明手册表 车刀后面最大磨损量为 接车刀耐用度T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =m/000d =149 r/ 明书，选择与 149r/近似 的机床转速 n =160r/实际切削速度 V =53m/ 4）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T= 2） 粗车零件右端面 1）确定切削用量 2)确定进给量 查切削用量 简明手册：取进给量为 0.5 mm/r。再根据 床说明书（见机械制造工艺设计简明手册表 取）进给量取 f =r。 根据切削用量简明手册，取车刀后面最大磨损量为 接车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =14 m/000d =89r/ 明书，选择与 89r/近似的机床 转速 n =100r/实际切削速度 V = （ 3）计算基本工时： 9 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T= 序 半精车 100 外圆、 B 面， 90 外圆、 45 外圆 机床选择： 床 刀具 1：刀片材料 杆尺寸 6 1000 6 06005s 8r 0 5o e 刀尖圆弧半径 （ 1）半精车 100 外圆 用刀具 1 1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 次走刀完成，即 a = 2)确定进给量 查切削用量简明手册表 工材料 件直径 100削深度 a =面粗糙度为 尖圆弧半径 进给量为 mm/r。再根据 床说明书，取横向进给量取 f =r。车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =m/000d =r/ 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 8）选择与 近似 的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 4）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T= 2）半精车 90 外圆 选择刀具：用刀具 1。 1）确定背吃刀量 半精车外圆 2)确定进给量 由切削用量简明手册表 杆尺寸 16 面粗糙度为 尖圆弧半径 件直径为 90 f=mm/r。再根据 床说明书，取横向进给量取 f =r，车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 据切削用量简明手册表 v p yx fv c =000d =r/ 床转速 选择与 近似的机床转速 n =400r/实际切削速度 V =m/ 4)计算基本工时： T=（ L+2+ i/(f n)=10 (3) 半精车 45 外圆 选择刀具 1 1）确定 切削深度 粗车外圆，一次走刀，则 2)确定进给量 由切削用量手册， 杆尺寸 16x 25， 件直径为 45尖圆弧半径 f=r。再由简明手册表 3 查取 f =r。 3)确定切削速度 据切削用量手册表 取： . v p yx fv c =m/000d = 床说明书，选择与 近似的机床转速 n =710r/实际切削速度 V = 4)计算基本工时： T=（ L+2+ i/(f n) = 工序 半精车零件左端面，即 100 左端面 机床选择： 床 刀具 1：刀片材料 杆尺寸 6 1000 6 06005s 8r 0 5o e 刀尖圆弧半径 半精车 100 左端面 1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 次走刀完成，即 a = 2)确定进给量 查切削用量简明手册表 工材料 件直径 100削深度 a =面粗糙度为 尖圆弧半径 进给量为 mm/r。再根据 床说明书，取横向进给量取 f =r。车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =m/000d =r/ 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 8）选择与 近似 的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 4）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T=序 精车 100外圆，并倒 90， 100的倒角 11 1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 次走刀完成，即 a = 2)确定进给量 查切削用量简明手册表 工材料 件直径 100削深度 a =面粗糙度为 尖圆弧半径 进 给量为 mm/r。再根据 床说明书，取横向进给量取 f =r。车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =m/000d =r/ 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 8）选择与 近似 的机床转速 n =450r/实际切削速度 V = 4）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T= 序精车零件左端面，即 100左端面 1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 次走刀完成，即 a = 2)确定进给量 查切削用量简明手册表 工材料 件直径 100削深度 a =面粗糙度为 尖圆弧半径 进给量为 mm/r。再根据 床说明书，取横向进给量取 f =r。车刀耐用度 T=60 3)确定切削速度 V 根据切削用量简明手册表 v p yx fv c =m/000d =r/ 床转速（机械制造工艺设计简明手册表 8）选择与 近似 的机床转速 n =450r/实际切削速度 V = 4）计算基本工时： 按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T= 序 粗铣 90 左右侧面，精铣 90 右侧面 床的选择： 率 夹系统刚性好；刀具的选择：铣刀材料为 ， 1 21据工艺手册表 28，铣刀选择为 80 110切削手册表 6择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀0 100d ， 80L ， 40d ，0 15，0 12o ， 4 0 4 5 ， Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀0 100d ，80L ， 40d ， 0 15 ， 0 12o ， 3 0 3 5 ， Z=14， 圆柱铣刀寿命为 180 12 (1) 粗铣左侧面，粗铣刀具 1）切削用量 ， 1一次完成 2）确定进给量 由切削手册表 机床 率为 5用 质合金材料加工铸铁取4mm/z,取z。 3）确定切削速度 由切削手册表 3,27 0 v p c d t a a z=000d =据 床说明书 (见切削手册表 主轴转速 n =475r/c = n =475r/ ,工作台为每分钟进给量是进给速度 fm=z n 机 =10475=1140mm/床说明书 (见切削手册表 50mm/）计算基本工时 T=(L+38+5)/950=2) 粗铣右侧面，粗铣刀具 (1) 粗铣左侧面，粗铣刀具 1）切削用量 ， 0次完成 2）确定进给量 由切削手册表 机床 率为 5用 质合金材料加工铸铁取4mm/z,取z。 3）确定切削速度 由切削手册表 3,27 0 v p c d t a a z=000d =据 床说明书 (见切削手册表 主轴转速 n =600r/c = n =600r/ ,工作台为每分钟进给量是进给速度 fm=z n 机 =10600=1440mm/床说明书 (见切削手册表 50mm/）计算 基本工时 T=(L+38)/950= 3）精铣右侧面 精铣刀具 1）切削用量 ， 一次完成 2）确定进给量 由切削手册表 机床 率为 5用 质合金材料加工铸铁取4mm/z,取z。 13 3）确定切削速度 由切削手册 表 3,27 0 v p c d t a a z=000d =据 床说明书 (见切削手册表 主轴转速 n =1180r/c n =1180r/ ,工作台为每分钟进给量是进给速度 fm=z n 机 =141180=2832mm/床说明书 (见切削手册表 180mm/）计算基本工时 T=(L+)/1180=序 钻 4 1)刀具选择 选用 9 高速钢 ,锥柄标准麻花钻。选用 摇臂钻床。 2）确定切削用量 4 个孔共走四次刀。由切削用量手册 f=r,由钻床取 f =r. 由切削用量手册，取 V 查 =s= n=r/钻床说明书，取 n 机 =850r/ 3）计算基本工时： 其中 ， ， L=8 4T= 序 (1)钻 4， 铰 6 选用 摇臂钻床。 1）刀具选择： 由工艺手册选用 高速钢锥柄标准花钻。 2）确定切削用量： 查切削用量手册 f=r,由钻床取 f=削用量手册取 V =s=197r/m 由 床取 n =1700r/故 =21m/3)基本工 时： 0， ， L= 2) 铰 6 孔 1）刀具选择： 6 高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为 用度 T=60 2）确定切削用量： 14 （ a）加工余量为 2背吃刀量 切削用量手册 f=r，由工艺手册 f=r。 (b)确定切削速度： 计 算 切 削 速 度0 )( vv p vv d a 其中 ，V=V=V=0.5,m= = s=n = 679r/ 取 n =670 V =m/）基本工时： 其中 0， ， L=7 T= 序 磨削 90 外圆以及零件右端 45 外圆 1. 选择砂轮： . 切削用量的选择。砂轮转速 n 砂