法兰盘加工工艺

1、摘要II关键词II1零件的分析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22. 2基面的选择22. 3零件表面加工方法的选择 32. 4制定工艺路线42. 5机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 52. 6确定切削用量8总结17致谢18参考文献19摘要本次毕业设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程及工艺分析主要内容如 下：首先，对零件进行分析，主要是零件主用的分析和工艺分析，通过零件分 析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要 求。根据选 好的基准，制定工艺路线，通常制定两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选 择可

2、以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工 序。最后，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量，并选择合适的机 床和 刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。然后把设计的过程整理为图纸。通 过以上的概 述，这个设计基本完成。关键词：加工工艺；工艺分析；路线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。CA6140卧式车床上的法兰 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。主要作用是标明 刻度，实现纵向

3、进给。技术要求：1.刻字字形高5mm,刻线宽0. 3mm,深0. 5mm；2. B面抛光；3. lOOmn外卜圆无光镀珞。1. 2零件的工艺分析。曲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20。为中100 o. 1245 o心，包括：两个，0 34 mm的端面，尺寸为 0017 mm的圆柱面，两个90nw的端面及上面的4个9mm的透孔45。.6 mm的外圆柱面及上面的6mm的销孔，90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面.0. 045这组加工表面是以20 mm为中心，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

4、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1) 选择毛坯该零件材料为HT200由于其铸造性能良好，且为中批生产，可选择砂型铸 造机器造型。2) 毛坯尺寸及公差在后面确定3) 设计毛坯图1确定圆角半径为了减少铸件的应力集中，取铸件的圆角半径为R5o2. 确定分模面由零件的结构特征知，可选过轴线的平面为分模面，采用俩箱造型。3. 确定起模斜度由于铸件要求加工，按增加壁厚的法确定。查【9】材料成型工 艺基础表2.7, 取起模斜度为1。 o4确定毛坯的热处理方式铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中岀现变形情况。2. 2基面的选择基面选择是工艺规程设计中

5、的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工品质得到保证，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。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

6、 卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。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，此处不在重复。2. 3零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆，孑L,端面，槽等，材料为HT200以公差等级和表面粗糙度要求，参考【3】机械加工工艺手册确定各表面加工方法如下：0121）100 0 31 mm勺左端面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Rai. 6卩m需要粗车，半精 车，精车。0122）100 ,34 mm勺外圆柱面：公差等级为IT6,表面粗糙度为RaO. 8卩m需要粗车，半精 车，精车。3）B面：其中俩端面尺寸

7、精度不高，外圆柱面公差等级为 IT9,但表面粗糙度都为RaO. 4,需要粗车，半精车，精车，抛光。4）90mn右端面：尺寸精度不高，表面粗糙度为Rai. 6卩m需要粗车，半精车，精车。5）90mn外圆柱面：为未注公差，表面粗糙度为RaO. 4卩m需要粗车，半精车，磨削。6）45 omnium夕卜b圆柱面：公差等级为IT6,表面粗糙度为RaO. 8卩m需要粗车，半精车，精车。7）45%.on mm端面：尺寸精度不高，表面粗糙度为Rai. 6卩m需要粗8）2Oo0 045 mnfL:公差等级为IT8,表面粗糙度为Rai. 6卩m需要钻 孔,粗較，精较。9）距轴线34mm勺平面：尺寸精度不高，表面粗

8、糙度为Ra3. 2卩m需要 粗铳，精铳。10）距轴线24mm勺平面：尺寸精度不高，表面粗糙度为RaO. 4卩m需要 粗铳，精 铳，磨削11）4-9mm的孔：为未注尺寸公差，公差等级按IT14,表面粗糙度Ra6. 3卩m需要钻。12)0 4mm及6 o0 03 mm孑L：4mm孔公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6. 3卩m6 o0 03 mm孔公差等级为IT9,表面粗糙度为Ra3. 2卩m需要钻 孔,扩孔。2. 4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，并且使生产成本尽量少。因此按照先加工基准面及先粗后精，并考虑经济效果， 该零

9、件的加工路线如下：工序01 以450.01；mm端面及外圆柱面定位，粗车100。mm端面及外圆柱面，粗车E面，粗车90外圆柱面。选用CA6140卧式车床。工序02以100。番mm端面及外圆柱面定位，粗车45q.qi7 mm端面及外圆柱面，粗车90mm&端面。选用CA6140卧式车床。工序03以100 wmn端面及外圆柱面定位,钻20严 血 孔，并粗较。工序04以205QQ 5mm孔及100 Q .3imm端面定位，粗铳，精铳90mnr圆柱面上的两个平面。选用X52K立式铳床及专用夹具。工序05 以45Qg：mm端面及外圆柱面定位，半精车100 Q.3：mm端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90

10、外圆柱面。选用CA6140卧式车床。工序06以100 q.34 mm端面及外圆柱面定位，半精车45、,： mm端面，半精车90mm右 端面。选用CA6140卧式车床。工序07以450o.o：7mm外圆柱面及90右端面定位，精车100 o： imn端 面及外圆柱面，精车B面，倒角。选用CA6140卧式车床。工序08以100 0.34 mn端面及外圆柱面定位，精车45 “mm外圆柱面，精车90mm右 端面，倒角，车退刀槽。选用CA6140卧式车床。工序09以100。上mm端面及外圆柱面定位，精较20. 0 0,5 mm孔。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序10以20：0,5 mm孔及100 om

11、m端面定位，钻4-9mm的孔。选 用Z525立式 钻床及专用夹具。工序1190mm右端面及一个9孑L,2Oo0015 mmfL定位，钻4mm孔，扩Gmm孔。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序12以45o.or mm端面及外圆柱面定位，磨90mm外圆柱面。选用M1420A 磨床。工序13以20：015 mm孔及100 o： mun端面定位，磨距轴线24mni勺平面。选用 M1420AS床及专用夹具。工序14 B面抛光。工序15划线刻字。工序16检查。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。2. 5机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT20Q硬度200HBS毛坯重量

12、约为2. 8KG,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，工序尺寸及毛坯 尺寸下：1) 45“mm外圆表面 此外圆表面为IT6级，参照【3】机械加工工艺手册表2-5-1尺寸及 加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差Ra/ m精车外圆0.6450.017 15 0. 0170.8半精车外圆1.445. 60. 062 45. 60.0623. 2粗车外圆3470. 25 * 0.256.3毛坯550250 12) 外圆表面100 0.3： mm2-5-2尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工

13、序尺寸及公差Ra/ m精车外圆0.61000. 22 100 0.320.8半精车外圆1.4100. 60. 087 100 60.0873.2粗车外圆41020. 35 1020.356.3毛坯61062.5 106 1.253)B面中外圆柱面2-5-3尺寸及加工余量工序名称工序余里工序基本尺寸匚序尺寸的公鏗工序尺寸及公差Ra/ m抛光0. 2450.6 45 0.60.4精车外圆0.845.20. 039 15 0. 0390.8半精车外圆1460. 062 45。. 0. 0623. 2粗车3470. 25 15 . 0. 256. 3毛坯550250 14) 孔2Q严5 mm2-5-4

14、尺寸及加工余量工序名称匚序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差Ra/ m精钱0.2200. 045 20s -0151.6粗较0.819.80. 08419. 8畀843.2钻孔19190. 3319严312.5毛坯05)100 o.si mm的端面(1 )铸件重量为2. 8kg,100 “ mm端面的单边加工余量为2. 0-3. 0,取Z-2. 0mm,则铸件的偏差为o.?；(2) 精车余量：单边为0.4mm精车公差既为零件公差-0. 08 ；(3) 半精车余量：单边为0. 6mm精车公差的加工精度为IT9,因此可以知道本工序的加 工公差为-0. 12mm；(4) 粗车余量：粗车的公

15、差余量(单边)为Z=2.0-0. 2-0. 6=1. 2mm ；粗车公差：现在规定本工步(粗车)的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0. 32mm,由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工 余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；100。mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：精车加工方向最小余量最大余量半精车最小余量1 /精车最小余量最大余量最大余量19毛坯名义尺寸96由图可以知道：毛坯名义尺寸为：94+2二96 (mm毛坯的最大尺寸：96+0. 7=96. 7 (mm毛坯的最小尺寸：96-0.

16、8=95. 2 (mm粗车后最大尺寸：94+1. 2=95. 2 (mm粗车后最小尺寸：95. 2-0. 32=94. 88 (mm半精车后最大尺寸：94+0. 6=94. 6 ( mm半精车后最小尺寸：94. 6-0. 12=94. 48 (mm精车后尺寸为94mm加工余量计算表加工尺寸及公差铸造毛坯粗车半精车精车加工前尺寸最大96. 795.294.6最小95.294. 8894. 48加I】后尺寸最大96. 795.294.694. 04最小95. 294. 8894. 4893. 96加工余量21.20.60.2加工公差0.70.8-0. 32-0. 12-0. 082. 6确定切削用

17、量切削用量包括背吃刀量弘，进给量f,和切削速度v。确定顺序是先确定卸f,在确定V。我只确定01, 02, 03, 04, 05 , 06, 07工序的切削用量。01工序1.加工条件工件材料:HT200 S b=220MPa机床：CA6140卧式车床刀具：采用刀片的材料为YT15刀杆尺寸16x25mrn, K =90 ,。二15 ,o 12 ,-0. omm2 计算切削用量粗车lOOmn端面1）已知毛坯长度方向的加工余量为3-0。7mm考虑的模铸拔模斜度，a, =4mm2）进给量f当刀杆尺寸为16X 25 mnf , a P 35mm以及工件直径为100 时，f =0. 71. Omm/r按CA

18、6140车床进给量取f二0. 9mm/r3）计算切削速度切削速度的计算公式为（寿命T=60min）_CvTm.可 kv （m/mi n）其中：C=342, x =0. 15, y =0. 35, m=0. 2。修正系数h见切削手册表 1.28,即 kMv=l. 44 , ksv=O. 8 , kkV=l. 04 , kkrV=0. 81 , kBv=0. 97 o所以342vc -o2015肓 xl. 44x0. 8x1. 04x0. 81x0. 97=158. 6 (m/mi4）确定机的主轴转速二亠乙_6 504r/minndwn xlOO按CA6140机床转速，取nw=480r/mino所

19、以实际切削速度v=110r/min/o粗车100mn外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度1）切削深度，单边余量 Z=2mm分 二次切除，aP=lo2）进给量取f=0. 9mm/r3）计算切削速度Vc品kv二132m/min1 Spvyv4）确定机床主轴转速m二“二 2 420r/min nd n xlOO按CA6140机床转速取480r/min_dn h 480所以实际切削速度二=f150m / minwoo looo5）根据检验机床功率公式计算F a V kXFc yFc Fc cCfc p fC Fc其中 C?= 2985, Xr = 1. 0 , If - 0. 65 , rv =

20、 -0. 15 ,b、7600 065(kkr =0. 61kE 莎)二赢)二Fc =2985 1.0 0. 5 0,65 150 15 0. 63 0. 89=1122. 4 (N)切削时消耗功率氏=啤二3严=2. 81 (KW) 6x10“ 6x10CA6140主电机功率为7. 5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4. 5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。6)校验机床进给系统强度已知主切削力Fc二1122. 4N.径向切削力F,公式计算Xf y ZZ7 nFFP 二 Cf aPp f 纭Vc kFPFP其中 Cf,二 1940, Xfp 二 0. 9 , Yf,二 0.

21、 6 ,片二一0. 3 ,220也=厂)3二() 心二0. 59kkr =0. 5650650所以 Fc=1940 1. 5 9 0.5 06150 0 3 0. 59 0. 5=203(N)而轴向切削力E二CFfa： ”珀v： ” kFf其中 Crf 二 2880,牟二 1. 0 , yf 二 0. 5 , nFf 二-0. 4 ,S65Z詈宀kk=l. 17轴向切削力 Ff二2880 1. 5 0. 5 0 5 150 04 0. 34 1. 17=442 (N)取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数卩二0. 1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F= Ff+卩 (Fc + Fp)二442

22、+0. 1(1122. 4+203)二442+132. 5=574. 5N而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N）故机床进给系统可正常工作。1, =2mm7)切削工时 t=J匕其中l=10mm h=4mmnwf所以t= 2 二 0. lmin480 0. 9(3)粗车B面1) 切削深度去二4。2 )进给量取f=0. 9mm/r3）计算切削速度Vc点yk其中:Cv =342,Xv=0. 15, yv=0 35,m=0. 2。，即 k.Mv= 1. 44 , ksv=0. 8 ,kkv=l. 04 ,kkrv=0. 81 , kBv =0. 97o所以Vc342而1.446040-150

23、.9 v0.8 1.04 0.81 0. 97=126m/min4）确定机的主轴转速尬二10咚 ndV型4378r/minn 106按CA6140机床转速取nw =400r/mi n所以实际切削速度dns n 106 400 c1000 1000133m /min5）切削工时m其中1=3 0mmflwm 虫L 二15=1.25( min)nwf400 0. 9粗车90mn端面1)切削深度 ap=1.2mm2）进给量取f=0. 8mm/r3）计算切削速度VcX yv Kv其中:5二342,xv=O. 15, yv=O. 35, m=0. 2。kwv=l. 44 , ksv=O. 8，kBv=0.

24、 97okkv= 1. 04 , kkrv=0. 81 ,v342VcO7015QC 1OA O .0. 351.44 0.81.04 0.810. 97=122m/min4）确定机床主轴转速邙二叫0%ndV二 1000 122431r/minn 90按CA6140机床的转速取n v=480r/min所以实际切削速度嗣ns n 90 480c 1000 1000135m/min5）切削工时t尸一环；其中 nwf=22. 5mm; li =4mm; 12=0mm;1nwf=0. 07 (mi n)480 0. 8工序02 加工条件:机床:CA6140卧式车床采用刀材料为YT15 ,刀杆尺寸16

25、25mrfi, K =90 , o=15 ,o=12 二 0. 5 mm(1)粗车45o.oi7 mm端面1）切削深度a=l. 2mm2）计算切削速度Vcv kvTmVvaxv其中：Cv=342,Xv=0. 15, yv=0. 35, m=0. 2。,即 kMv=l. 44 , kSv=0. 8 ,kkv=l. 04 , kkrv=0. 81 ,kBv二0.97。342所以 Vc両占 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/min601.2 .0.9 vlOOOvc 1000 1873）确疋机床王轴转速m二-=553r/mi nndwn 50按CA6140机床转速取n.=60

26、0r/minod所以实际切削速度亠94m/min1000 1000（2）粗车45。oa mn#圆柱面1）切削深度aP=2. 2o2）进给量取f=0. 8mm/r3）计算切削速度 v- Gw kvT aP f其中：Cv二342,xv=0. 15, yv=0. 35,m0. 2 o，即 kMv= 1. 44 , ksv=0. 8 ,kkv=l. 04 ,kkrV=O. 81 , kBv =0. 97o所以342V-1.44 0.81. 04 0. 810. 97=89m/min6O02 2. 2150.8叫4）确定机床主轴转速m二叫二二 1000x89753r/minndvn x50按 CA614

27、0 机床取 m =750r/min 。所以实际切削速度二如二仰g 106m/min 1000 1000粗车90mn端面1）切削深度aP=1.2o2）进给量取f=0. 8mm/r 3）计算切削速度 V-卡厂kva.P f其中：Cv=342, xv =0. 15, yv =0. 35, m=0. 2 即 kMv =1. 44 ,ksv=0. 8 ,kkv= 1. 04 , kkrv=0. 81 , kBv =0. 97。342所以 Vc时1.44 0.8 1.04 0.81 0. 97=122m/minC cc .2 丄小。.15c . 35v60 1.2 0.84) 确定机床主轴转速m0吧二43

28、1r/minndwn 90按 CA6140 机床取 n=480r/min。dn$ n 90 480所以实际切削速度讥二二135m/minc 1000 1000工序03(1) 钻18mn孔进给量 f二0. 3mm/r。切削工时t=0. 63mino(2) 19. 8mm 孑L进给量 f二0. 5mm/r。切削工时t=0. 78mi no工序04(1) 磨B面及90mn外圆柱面进给量f二20mm。切削深度 aP=0. 0157/st切削工时t=2. 5min 。(2) 磨90mn外圆柱面 进给量f二20mm。切削深度a?=0. 0157/st工序05(1)钻4-9mni孔进给量 f=0. 13mm

29、/ro工序06钻4mnJL机床：Z525立式钻床刀具：选取高速钢麻花钻4.1）进给量取f二0. 13mm/r2）切削速度得V=2434m/min.取 V=30m/min3）确定机床主轴转速ns= = 3nd2388r/minn 4按Z525立式钻床选取nw=2012r/minod 八 4 2012所以实际切削速度肌二-=1000 100025. 3m/min（2）扩 6mnfL刀具选取直柄机用较刀6.1）进给量取 f=0. 13mm/r2）切削速度V二2434m/min.取3）确定机床主轴转速 邙二型叫二3nd按Z525立式钻床取nw =1426r/minod 八6 1426所以实际切削速度V

30、二V=30m/min1592r/minn 626. 8m/min工序071000 1000(1) 粗铳距中心线34mm的平面进给量f=0. 3mm/齿。切削深度 斫5mm(2) 粗铳距中心线24mm的平面进给量f=0. 3mm/齿。切削深度斫5mm(3) 精铳上俩平面进给量f=0. 2mm/齿。切削深度斫1mm最后，将以上部分工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，幷填入机械加工工艺综合卡片。本次课程设计过程中培养了我的综合运用机械制造技术课程及其他课程理论知识来解 决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我和同学之间互相帮助，共同面对机 械制造技术课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在设计过程中，我以下三 点体会很深：一、温故而知新。课程设计开始时，对于理论知识学习不