法兰盘的机械加工工艺规程及铣平面工艺装备设计

课程设计题目法兰盘的机械加工工艺规程及铣平面工艺装备设计班级渉机071一、设计题目法兰盘的机械加工工艺规程及铣平面工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图）1张（2）生产类型中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图1张（2）毛坯图1张（3）机械加工工艺过程综合卡片1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张（5）夹具装配图1张（6）夹具体零件图1张（7）课程设计说明书（约50008000字）1份四、进度安排参考（1）熟悉零件，画零件图2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天（4）编写说明书3天（5）准备及答辩2天五、指导教师评语成绩指导教师冷岳峰日期摘要机械制造课程设计是在我们学习机械制造技术基础后进行的课程设计通过此次设计对我们之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,提高了我们的操作能力这次设计的是法兰盘是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给首先我们要熟悉零件，了解法兰盘的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定法兰盘的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。ABSTRACTMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYCURRICULUMDESIGNISAFTERLEARNINGMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYBASECOURSETECHNOLOGYANDTHEMOSTBASICCOURSEAFTERTHESPECIALIZED,WHICHISOURGRADUATIONPROJECTBEFORECONDUCTINGTHEVARIOUSCOURSESOFSTUDYBYANINDEPTHCOMPREHENSIVEREVIEWOFTHETOTAL,ISALSOATHEORYWITHPRACTICALTRAINING,THEREFORE,INOURFOURYEARSOFUNIVERSITYLIFEOCCUPYANIMPORTANTPOSITIONTHISDESIGNISTHEFLANGEISACA6140LATHEHORIZONTALFLANGE,WHICHISLOCATEDLATHESCREWATTHEEND,THEMAINROLEISTOINDICATESCALE,TOACHIEVEVERTICALFEEDFIRST,WEMUSTFAMILIARIZETHEMSELVESWITHSPAREPARTS,TOUNDERSTANDTHEROLEOFFLANGE,THENEXTACCORDINGTOTHENATUREOFCOMPONENTSANDPARTSDIAGRAMOFTHEROUGHNESSONEACHFACETODETERMINETHESIZEANDMECHANICALROUGHMACHININGALLOWANCETHENWEREPOSITIONINGTHEBENCHMARKACCORDINGTOFIRSTDETERMINETHEPRECISEBENCHMARKSDETERMINEDROUGHBENCHMARK,THEFINALIZATIONPROCESSFLANGEROADMAPFORDEVELOPINGTHEWORKPIECECLAMPINGPROGRAM,DRAWFIXTUREASSEMBLYDIAGRAM目录1、法兰盘的工艺分析及生产类型的确定111法兰盘的用途112法兰盘的技术要求213法兰盘的生产类型32确定毛坯绘制毛坯简图421选择毛胚422确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量5221公差等级6222法兰盘铸造毛坯尺寸工差及加工余量6223绘制法兰盘毛坯简图73拟定法兰盘工艺路线731定位基准的选择7311精基准的选择7312粗基准的选择832表面加工方法的确定833加工阶段的表面加工方法的确定划分934工序的集中与分散935工序顺序的安排10351机械加工工序10352热处理工序10353辅助工序1036确定工艺路线104加工余量、工序尺寸和工差的确定125切削用量、时间定额的计算1251、切削用量的计算12511精铣工步12512粗铣工步1252时间定额的计算12521基本时间TJ的计算13522辅助时间TA的计算13523其他时间的计算14524单件时间TDJ的计算146夹具设计1561提出问题1562设计思想1563夹具设计16631定位分析16632切削力及夹紧力的计算17633夹具操作说明177体会与展望188参考文献19法兰盘零件图418AA2803914134100120344500645000172100450460003790201268AA3154514545154508160408161604043232A003A003A32刻刻刻刻94刻刻BR504R50434241、法兰盘的工艺分析及生产类型的确定11、法兰盘的用途题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，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MM上部为的定位孔，实现精确定位。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。12、法兰盘的技术要求该法兰盘的各项技术要求如下表所示加工表面尺寸偏差（MM）公差及精度等级表面粗糙度UM形位公差MM外圆面45060IT6IT804法兰盘左端面1000340012IT1116003A21MM内孔2100045IT716外圆面4500170IT133290MM外圆面90IT1104100外圆面1000034012IT1308右端面IT1390MM突台右端面IT131690MM左端面IT1304100MM突台左端面IT1316003A槽3232IT13100MM突台右端面IT130490MM突台距轴线34MM被铣平面IT133290MM突台距轴线24MM被铣平面9MMIT130449孔IIT134MM的孔4MMIT136MM的孔6MMIT1332IT13该法兰盘结构较复杂，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有法兰盘左、右端面，外圆面，要求其端面跳动度相对中心轴线满足003MM，其次就是21孔及另外46孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度一般，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的精加工才可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性要求较高。13、确定法兰盘的生产类型法兰盘重量为14KG，由表13知，法兰盘属轻型零件；由表14知，该法兰盘的生产类型为大批生产。2、确定毛胚、绘制毛胚简图21选择毛胚法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该法兰盘的轮廓尺寸不大，形状较复杂，故采用金属型铸造。22确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表21至表25可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。221公差等级由法兰盘的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT10。222法兰盘铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目机械加工余量/MM尺寸工差/MM毛坯尺寸/MM备注100MM突台左端面1523255表21至表25100MM突台右端面1523224表21至表2545MM外圆面152321651表21至表25100突台428251108表21至表2590突台35231497表21至表2590左端面1523224表21至表2590右端面1523255表21至表2545外圆面32622251表21至表2521MM内孔32628515表21至表25223绘制法兰盘毛坯简图1514271085151159697153、拟定法兰盘工艺路线31、定位基准的选择311精基准的选择根据该法兰盘零件的技术要求，选择法兰盘45外圆面和21孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。21孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位法兰盘两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用法兰盘右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该法兰盘在轴向方向上的尺寸多以该外圆面作设计基准。322粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择法兰盘右端面端面和45外圆面作为粗基准。采用45外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用法兰盘右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。32、表面加工方法的确定根据法兰盘零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示加工表面尺寸精度等级表面粗糙度RA/UM加工方案备注45外圆面面IT808粗车半精车磨削表16至表1845外圆面IT1304粗车半精车磨削表16至表1821MM内孔IT11316扩铰精铰表16至表1890MM外圆面IT704粗车半精车磨削表16至表18100MM外圆面IT1108粗车半精车精车表16至表1890MM突台右端面IT1316粗车半精车精车表16至表1890MM突台左端面IT1304粗车半精车磨削表16至表18100MM突IT1316粗车半精车精车表16至表18台左端面100MM突台右端面IT1304粗车半精车磨削表16至表1890MM突台距离轴线34MM被铣平面IT1332粗铣精铣表16至表1890MM突台距离轴线24MM被铣平面IT1304粗铣精铣磨削表16至表1849孔IT13钻表16至表184的孔IT13钻表16至表186的孔IT1332钻铰表16至表1833、加工阶段的划分该法兰盘加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工精加工三个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（法兰盘45外圆面和21孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车法兰盘左右端面、外圆面、车45外圆、及各倒角。在半精加工阶段，完成各个外圆面的半精加工及退刀槽。在精加工阶段，完成94孔，46孔的加工，磨削各个平面及外圆面并加工距离轴线24MM34MM的两平面34、工序的集中与分散选用工序集中原则安排法兰盘的加工工序。该法兰盘的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。35、工序顺序的安排351机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准法兰盘右端面和2100045孔。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工法兰盘各个端面，再加工49孔46孔，。352热处理工序铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。353辅助工序在精加工后，安排100MM左端面镀铬、去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该法兰盘工序的安排顺序为铸造热处理基准加工粗加工半精加工精加工。36、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了法兰盘的工艺路线。工时工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备准终单件5粗车直径为100MM的右端面，柱体右端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具10铸造15热处理退火20扩孔直径为21MM的孔C365L车床高速钢锥柄扩孔麻花钻，游标卡尺，通用夹具，塞规25粗铰直径为21MM的孔C365L车床高速钢锥柄铰刀，游标卡尺，通用夹具，塞规30精铰直径为21MM的孔C365L车床高速钢锥柄机用铰刀，游标卡尺，通用夹具塞规，35粗车直径为100MM的柱体右端面，直径为90MM的左端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具45半精车直径为100MM左右端面，直径为90MM的右端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具50精车直径为100MM的右端面，直径为90MM的左端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具55粗车直径为45，100MM，90MM的外圆面C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具60半精车直径为45，100MM，90MM的外圆面C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具65粗车直径为100MM柱体倒角C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具70粗车直径为45MM柱体的过度圆角C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具75粗车直径90MM的右端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具80半精车直径90MM的右端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具85精车直径90MM的右端面C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具90粗车车32退刀槽C365车床L端面车刀，游标卡尺，通用夹具95粗车直径为45MM的过度圆角C365L车床端面车刀，游标卡尺，通用夹具100粗车直径为45MM外圆面C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具105半精车直径为45MM外圆面C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具110精车直径为100MM左端面直径为90MM右端面C365L车床外圆车刀，游标卡尺，通用夹具115粗铣直径为90MM柱体两侧面立式铣床X51高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具120精铣直径为90MM柱体两侧面立式铣床X51高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具115钻孔直径为4MM的孔Z525型立式钻床右旋直柄麻花钻，塞规，专用夹具120铰孔直径为6MM的孔Z525型立式钻床硬质合金扩孔钻，塞规，专用夹具125磨削磨削外圆面，直径为100MM右端面，直径为90MM的左端面Z525型立式钻床右旋直柄麻花钻塞规，专用夹具130磨削直径为90MM距离轴线34MM和24MM的突台M131W万能磨床砂轮，专用夹具135刻字刻线140镀铬145去毛刺钳工台150清洗清洗机155终检4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定扩铰精铰21孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表228可查得，扩孔余量Z精铰09MM；粗铰余量Z粗铰01MM精铰余量Z钻01MM。查表120可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰IT8；粗铰IT10；扩IT10。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰0015MM粗铰0045MM扩0084MM。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰2100015MM粗铰，19800054MM，扩180018MM。5、切削用量、时间定额的计算在这只计算粗铣精铣距离轴线34MM的面51、切削用量的计算511精铣的工步1进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量L3MMF014MM/MIN2）切削速度的计算由表522，按铸铁硬度为200241HBS计算，切削速度V选取为029/S,由公式（51）N1000VC/D2586R/MIN可求得该工序钻头转速N2586R/MINVND128M/MIN512粗铣工步1）切削深度的确定取Z055MM。2进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F008MM/Z。3）切削速度的计算由表531，切削速度V选取为216M/MIN,由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速N43R/MIN,参照表N475R/MIN,再将此转速代入公式，可求出该工序的实际速度为VND/10002387M/MIN。52、时间定额的计算521基本时间TJ的计算（1）粗铣工步L8MM，L138MM，L5MMT（LL1L2）/FM48385/960009MIN54S（2）精铣工步LLL1L291MMTL/FM91/7512MIN72S522辅助时间TA的计算根据第五章第二节所述，辅助时间TA与基本时间TJ之间的关系为TA01502TJ,这里取TA015TJ,则各工序的辅助时间分别为粗铣工步的辅助时间为TA015X54S081S的辅助时间为TA015X72S108S523其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于法兰盘的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间TB是作业时间的27，休息与生理需要时间TX是作业时间的24，这里均取3，则各工序的其他时间可按关系式（33）（TJTA）计算，它们分别为粗铣工步的其他时间为TBTX6X5408109315S；精铣工步的其他时间为TBTX6X721081242S524单件时间TDJ的计算这里的各工序的单件时间分别为粗铣工步TDJ钻540810931571415S粗铰工步TDJ粗铰7210812429822S因此，此工序的单件时间TDJTDJ钻TDJ粗铰T7141598221053615S将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。25010JS8H580004A804520154A21H7JS612N6H59N6H5004A004AB004A003B55C0025C12JS8H51454061提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，定位心轴限制2个自由度，V型块限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排屑；此次加工利用铣刀（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。62设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对距轴线34MM面进行加工，这个精度要求为IT13，表面粗糙度RA32，粗铣精铣以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。63夹具设计631定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故铣该平面时，采用法兰盘21孔内圆柱面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。J（TDTDS）/2TD0050MMTD0011MMS0010MMJ00355MM632切削力及夹紧力的计算刀具镶片圆锯齿铣刀FZ981CFZAE085AF072DO86APZCFZ灰铁30AE侧吃刀量8AF0102（01）DO铣刀外径160AP背吃刀量055FZ113N个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式DTDFLQWGZ132式中螺纹摩擦角平头螺杆