CA6140法兰盘831004机械加工工艺规程和夹具设计-铣边夹具设计
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ca6140
法兰盘
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设计
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学生课程设计（论文）题 目： 设计“法兰盘”零件的机械 加工工艺规程及其夹具 学生姓名： 学 号： 所在院(系 )： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 指 导 教 师： 2014 年 5 月 21 日西安工业大学教务处制 目录 目录序言1 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析12 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基面的选择22.2.1 粗基准的选择22.2.2 精基准的选择22.3 制定工艺路线22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5 确立切削用量及基本工时43 夹具设计83.1 定位基准的选择83.2 切削力及夹紧力计算83.3 定位误差分析93.4 夹具设计及操作说明9参考资料10致谢11攀枝花学院本科课程设计 1 零件的分析 1 零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的法兰盘。主要是用来安装在机床上，起到导向的作用使机床实现进给运动。1.2 零件的工艺分析CA6140 车床的法兰盘共有八处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以 100 为基准面，加工 ， 的右端面。0.17450.172. 以 端面为基准，车 、 、 外圆，并导 。由0.1745 0.6.203491.54于孔与 有跳动的要求，所以要以 端面为基准。0. .1753要以孔 为基准，精车所有外圆面，使其达到要求。.4524以 端面为基准，先用 的钻头钻孔，然后再用镗刀镗孔。0.17 16由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组 2 工艺规程设计2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200。考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，故选择铸件毛坯。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。2.2.1 粗基准的选择对于零件而言，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对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取孔 外轮廓表面作为粗基准。0.17452.2.2 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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、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夹具,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。工艺路线方案一工序一 以 为粗基准，选用 CA6140 机床，粗车右端面及外圆 ，0.1234 0.1745倒角 ，车 槽，粗车 外圆及其左右端面，粗车 及75900.6右端面。0.1234工序二 以 外圆面为基准，粗车左端面及粗车 外圆，并倒0.17 0.1234 2 工艺规程设计。1.54工序三 以 外圆面为精基准，精车 及其左右端面，精车 ，0.17 0.1234 0.645精车 及其左右端面和 的外圆。保证 左端面， 右端面和90.1745 .09的外圆的跳动在 0.03 内。0.1745工序四以 外圆面为基准，钻镗 通孔，先用钻 的钻头钻孔，0.17 0.45216粗镗孔 及倒角 ，再精镗孔 。.4502.0工序五 钻 通孔。工序六 以左端面和 内孔定位,利用两个端面夹紧,铣两端面。0.452工序七 以 孔为基准面,利用专用夹具,钻 4 个 孔0.45 9工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧, 扩工序五钻的 孔到4孔,保证尺寸为 L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。61. 工艺路线方案二工序一 以 为粗基准，选用 CA6140 机床，粗车右端面及外圆 ，0.1234 0.1745倒角 ，车 槽，粗车 外圆及其左右端面，粗车 及75900.6右端面。0.1234工序二 以 外圆面为基准，粗车左端面及粗车 外圆，并倒0.17 0.1234。1.5工序三 以 外圆面为基准，钻镗 通孔，先用钻 的钻头钻孔，0.174 0.45216粗镗孔 及倒角 ，再精镗孔 。.502.0工序四以 外圆面为精基准，精车 及其左右端面，精车 ，.17 .1234 0.645精车 及其左右端面和 的外圆。保证 左端面， 右端面和90.17450.9的外圆的跳动在 0.03 内。0.1745工序五以 孔为基准面,利用专用夹具,钻 4 个 孔0.452 2 工艺规程设计工序六 以左端面和 内孔定位,利用两个端面夹紧,铣两端面。0.452工序七 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻 的通孔,再扩孔到4孔,保证尺寸为 L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。6综合考虑零件的常规工艺、表面粗糙度要求和加工质量，所以选择第一个方案。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140 车床法兰盘”，零件材料为 HT200，硬度 190210HB，生产类型中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（ ， 端面）。0.17450.1234查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表 2.22.5，取 45，100 端面长度余量均为 4（均为双边加工）。车削加工余量为：粗车 3mm精车 0.5mm2. 内孔工序尺寸加工余量：钻孔 2mm粗镗 0.2 mm精镗 0mm3. 其他尺寸铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，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。取余量为：4mm2.5 确立切削用量及基本工时工序：以 外圆为粗基准，粗车 外圆及其右端面，由于余量为0.1234 0.17458mm，因此次切削，吃刀深度分别为 =4mm 和 3mm。pa查切削用量简明手册 ，进给量 f=0.4mm/r （表 1.4）计算切削速度，耐 2 工艺规程设计用度 t=45min= = =161m/min (2.70m/s)vvvxympcktaf0.18.50.3291.8544确定机床主轴转速：= = =15.72r/s (935r/min)sn1d.73按机床取 =900r/min=15r/sw实际切削速度为 v=15r/s =127.17m/min 粗车右端面时：吃刀深度 =4mm， = =0.08minpa1mt2850.46车外圆时： = =0.125min2mt4150.6倒角 时：吃刀深度为 =4mm， = =0.03min7p3mt.21车 槽时：吃刀深度为 =2mm， = =0.01min3a450.6粗车 外圆及其左右端面时：吃刀深度为 =3mm， = =0.03min90 pa5mt10.46粗车 及 右端面时： 吃刀深度为0.6450.1234=3mm， = =0.09minpamt.（在本工序未注明的进给量 f 和机床主轴转速 分别为 0.4mm/r 和 900r/min）wn工序 II：车削条件和参数跟工序 I 一致粗车左端面时：吃刀深度为 =4mm， = =0.15minpa1mt504.6粗车 外圆时：吃刀深度为 =4mm， = =0.03min0.1234 293并倒时 ：吃刀深度为 =2.5mm， = =0.02min.5p3mt2150.4工序 III：以 外圆面为精基准，选用刀号 YG6，余量为 1mm，查手册0.174=0.5mm，取 f=0.15mm/r， =1200r/min 。pawn精车外圆时： v=377m/min ， = =0.12min1mt022.56精车 及其左右端面时： v=377m/min ， = =0.64min0.1234 mt5420.16精车 外圆时：v=170m/min ， = =0.40min0.652t3. 2 工艺规程设计精车 及其左右端面时：v=340m/min， = =0.28min904mt50.16精车 的外圆时：v=170m/min ， = =0.48min.1745 522并保证 左端面， 右端面和 的外圆的跳动在 0.03 内。0.1234900.17工序 IV：查切削用量简明手册 ，选取进给量 f=0.36mm/r，d 取 16mm 时，v=14m/min， 14.82/mintTvclvtk01142.9/min3.6tvnrd根据 z525 钻床说明书，钻 可考虑选择 ，故取1627/incnr.27/fmrincn粗镗孔 时：吃刀深度为 =0.45mm， = =1.16min0.45pa1mt926.7045倒角 时：吃刀深度为 =0.45mm， = =0.02min1 2再精镗孔 时：吃刀深度为 =0.1mm， = =2.32min0.452p3mt1.工序 V：用 钻头钻通孔，钻 孔时：选用 ， 查手册取标准值40.fr190minnr工序 VI：由图可知零件左边余量为 11mm，故可分二次粗铣，一次精铣，分别取，128pa34pa选用 ， 120.6/zfr30.18zf， /mincv2cv，12.8t3.4it由于零件的右边铣削余量为 21mm ，故采用三次粗铣，一次精铣，分别取， ， 12pa3pa41pam选用 ， ，120.6/zfr30.25zf4.18zf， ，/incvmcvcv 2 工艺规程设计1290.8mint， 364490.1in2t工序 VII：扩 通孔到 ，再铰孔到达所要求的精度查手册，钻 时：选用 5.810.7fmr查手册取标准值 190minnr铰孔时： ，2.5f23i工序 VIII ：由于钻 4 个 孔，先用 的钻头钻，然后再铰孔8.4钻孔时： 、10.8fmr10incV铰孔时： 、62由于速度是一样的所以10013in.49cnrd查表可知道取 2mir=0.04 mm ， =0.05 mm1mtt 2 工艺规程设计攀枝花学院本科课程设计 3 夹具设计3 夹具设计3.1 定位基准的选择由零件图知，由于 左端面和 右侧端面有一定的位置度要求，0.12340.175为了减少定位误差，以 左端面为主要定位基准面，以 内孔穿芯.0 0.452轴为辅助定位面，在 右侧端面用夹紧螺母夹紧，再以螺钉锁定法兰盘沿.175芯轴方向的旋转自由度，这一定位方案夹具设计简单，装夹方便可靠且容易拆卸工件，固可行。3.2 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀， ，250m2z其中，0FxuypzeqwCafdn065,1.,.36,.7248,.6,20FpFzeCfyudmq所以，.720.8665373N其中，水平分力： 1.HF垂直分力： 03942v在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 ，1234K式中 K 基本安全系数 1.2；1K 加工性质系数 1.1；2K 刀具钝化系数 1.1，3K 断续切削系数 1.0；4攀枝花学院本科课程设计 3 夹具设计所以， 1.2.107239HFKN查文献4表 3-26，知 d=12mm 的螺栓许用加紧力 。由于120Q许12mm 钩型螺栓长度小于所需夹紧长度，所以为方便夹紧，选用 16mm 的钩型夹紧螺栓夹紧，因此选用该螺栓加紧足以满足夹紧要求。3.3 定位误差分析夹具的主要定位元件为芯轴，该芯轴的尺寸公差规定为本零件在工作时与其相配的尺寸与公差相同。由于该芯轴是根据零件定位方案设计的专用件，各定位面加工后对20H7mm 孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。因此铣边时的位置加工偏差主要由芯轴中心位置尺寸偏差决定。查文献4表 3-17，普通精度位置尺寸的极限偏差取0.05mm 0.3mm,因此铣边的位置偏差可以保证。3.4 夹具设计及操作说明在设计夹具时，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是手动夹紧，因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的斜楔夹紧机构，尽量增加该夹紧机构的扩力比；三是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由增至 ） ，以增加气缸推力。结果，本夹具总的结构还比较紧凑。0.4MPa0.5a夹具有装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用） 。铣床夹具的装配图及夹具体零件图见附图。攀枝花学院本科课程设计 参考文献参考文献1、赵家齐等 ， 机械制造工艺学课程设计指导书 ，北京：机械工业出版社，19872、王小华， 机床夹具图册 ，北京：机械工业出版社，20043、吴圣庄， 金属切削机床概论 ，北京：机械工业出版社，19934、王先逵， 机械制造工艺学 ，北京：机械工业出版社，2002 5、席伟光，切削用量简明手册，北京：高等教育出版社，20026、李波，机械加工工艺手册，重庆教育出版社，1998攀枝花学院本科课程设计 致谢致谢经过将近一个月的忙碌和学习，本次课程设计已经接近尾声，作为一个本
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