法兰盘课程设计

1、-作者xxxx-日期xxxx法兰盘课程设计【精品文档】JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY机械制造课程设计说明书题目： 法兰盘课程设计 学 院： 工学院 姓 名： 刘译文 学 号： 20124319 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 1202 指导教师： 蔡金平 职 称： 讲师 二 一 五 年 一 月【精品文档】摘要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

2、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

3、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。本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢。目录摘要2目录31. 零件的分析4 零件的作用41.2 零件的工艺分析42. 工艺规程设计5 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状5 基准的选择5 制定工艺路线52.4 工艺路线方案62.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6 确定切削用量及基本工时7设计小结23参考文献241. 零件的分析 零件的作用 题目所给定的零件是法兰盘，

4、 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，零件上精度要求较高的两个平面用以装配，4个孔是用于连接其他机构或零件的。外圆上钻有底部为7 mm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。 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=Qn(1+)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，查表可知该产品为中批生产。 零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,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 mm外圆为中心d的加工表面： 这一组加工表面包

5、括：55mm 外圆、端面及倒角；130mm外圆，过度倒圆R5； 42内孔及其左端倒角C1。外圆为中心的加工表面： 这一组加工表面包括： 端面，130mm外圆，端面，倒角C1；切槽3×3； 内孔的右端倒角C1。3. 以42mm的孔为中心加工表面： 这一组加工表面包括： 70mm外圆，端面； 130mm外圆，端面，侧面；55mm外圆；4x12mm孔和同轴的2x7mm孔。 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。2. 工艺规程设计 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零件材料为HT200，由于零件

6、年产量为4200件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，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。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。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。 基准的选择 基准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。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

7、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，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。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）现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的5个自由度，达到完全定位。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42mm孔为精基准。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。 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状

8、，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.4 工艺路线方案工序 1 粗车130mm柱体左端面、外圆，粗车70mm，柱体左端面，外圆。工序 2 钻中心孔40mm，扩孔41mm，粗铰mm、精绞42mm孔。工序 3 粗车右55mm柱体右端面、外圆。工序 4 半精车130mm左端面，半精车70mm端面，42左侧倒角C1。工序 5 半精车右55mm外圆及右端面，倒角4x25°，半精车130mm右面， 切槽3×3mm，

9、车42孔右端倒角C1。工序 6 精车130mm柱体左端面，精车70mm柱体左端面。工序 7 精车右55mm柱体外圆，精车130mm柱体右端面、外圆。工序 8 精铣130mm柱体的两侧面。工序 9 钻4x7mm透孔，扩孔深度6mm，12mm。工序 10 钻2x7mm孔。工序 11 钻8mm、扩、铰紧固孔。工序 12 划线刻字。工序 13 外圆无光镀铬。工序 14 检测入库。2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，参照机械制造设计技术基础课程设计指导教程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：（单位mm）加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余

10、量工序（或工步）基本尺寸公差等级公差表面粗糙度（Ra ）右端面粗车3   毛坯3    130突台右端精车33IT7半精车IT9粗车IT11毛坯436 槽3×3粗车2Z=352IT13毛坯55 55外圆精车45IT7半精车IT9粗车IT11毛坯2Z=550 内孔42铰2Z=142IT8扩2Z=141IT10钻2Z=4040IT12毛坯实心    130右端面精铣33IT9精车1IT7半精车IT9粗车IT11毛坯436 130外圆精车2Z

11、=0.4130IT7半精车IT11粗车IT11毛坯2Z=51352 130左端面精铣3IT9精车IT7半精车4IT9粗车IT11毛坯46 130突台左端粗车33IT11毛坯46 2x7孔钻2Z=77IT11毛坯实心    4x712孔扩2Z=512IT10钻2Z=77IT11毛坯实心    M8孔铰8IT10扩2Z=IT10钻2Z=77IT13毛坯实心2.6 确定切削用量及基本工时工序 1 粗车130mm柱体左端面、外圆，粗车70mm，柱体左端面，外圆1. 加工条件工件材料：HT200

12、 b=220MPa 砂型铸造机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,2计算切削用量(1) 粗车130mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8-0.7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm2) 进给量f 根据机械制造工艺手册中,当刀杆尺寸为16×25 mm，>35mm,以及工件直径为1303) 计算切削速度，按切削用量手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削用量手册表1.28,即=1.44 , =0.8

13、 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按机械制造工艺手册表6.2-1。L=40mm, =2mm, =0, =0 tm=0.098(min)(2) 粗车130mm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。3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min 按机床说明书(见工艺手册表4.2-8)与420r/

14、min相近的机床转速为480r/min。现选取480r/min 所以实际切削速度= 5) 检验机床功率主切削力其中2985，1.0，0.65，-0.15， = =29851500.89=1122.4(N) 切削时消耗功率2.81(KW) 由机械制造工艺手册表7-4中CA6140机床说明书可知，CA6140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其中1940，0.9，0.6，-0.3，=0.59 所以 =19401500.5=203(N) 而轴向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0

15、.4，=0.34 轴向切削力 =28801501.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+(+ 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见切削手册表1.30)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时：t=其中l=10mm =4mm =2mm 所以t=4) 确定机的主轴转速 ns= 378r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=30mm t=i=15=0.8

16、3(min)工序 2 钻中心孔40mm，扩孔41mm，粗铰mm、精绞42mm孔 (1) 钻40mm孔机床：Z4025立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V.1)进给量 据切削手册表10-66,当铸铁HB200时，D=18时，（2） 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=35m/min.3)确定机床主轴转速ns= 按机床说明书(见工艺手册表4.2-2),与619.2r/min相近的机床转速为555r/min。现选取=555r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=91mm; =10mm;

17、 =4mm; t= =0.63(min)(2) 41mm孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量。现已知=0.36mm/r(切削手册)表2.7 1) 进给量 取f=1.5×2) 切削速度v=0.4×3) 定机床主轴转速ns= 按机床说明书(见工艺手册表4.2-2),与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=91mm; =10mm; =4mm; t= =0.78(mi

18、n)(3) 粗绞孔至mm、精绞孔至42mm1) 进给量 取f=1.5×2) 削速度按切削手册选取v=0.4×3) 定机床主轴转速ns= 按机床说明书(见工艺手册表4.2-2),与298.3r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度=4) 工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=91mm; =7mm; =3mm; t= =0.73(min)工序 3 粗车右55mm柱体右端面、外圆机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12,(1) 粗车mm端面2) 计算切削速度其中

19、：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 0.97=187m/min3) 确定机床主轴转速ns= 553r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min)(2) 粗车mm外圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=2.2mm 分两次切除。2) 进给量 3)

20、 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 0.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min 按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=41mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.09(min)工序 4 半精车130mm左端面，半精车70mm端面，42左侧倒角C1(1)

21、 半精车130mm端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。机床主轴转速480r/min所以切削工时tm=0.44（min）(2) 半精车70mm端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略 主轴转速 n=480r/min 所以切削工时t=工序 5 半精车右55mm外圆及右端面，倒角4x25°，半精车130mm右侧面，切槽3×3mm，车42孔右端倒角C1(1) 半精车mm端面3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 ,

22、 =0.81 , =0.97。所以 0.97=187m/min4) 确定机床主轴转速ns= 553r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度 = t=i ;其中l=25mm; =4mm; =2mm; t=i=1=0.26(min)(2) 半精车mm外圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=0.7mm 2) 进给量 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所

23、以 0.97=96m/min4) 确定机床主轴转速 ns= 578r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与578r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=41mm; =4mm; =0mm; t=i=0.37(min)工序 6 精车130mm柱体左端面、外圆，精车70mm柱体左端面(1) 精车130mm端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。机床主轴转速480r/min所以切削工时tm=0.44（min）(2)精车70mm端面粗精加工的切削用量除了进给量

24、和切削深度外都相同，故其余在此省略 主轴转速 n=480r/min 所以切削工时t=0.33 min工序 7 精车右55mm柱体外圆，精车130mm柱体右端面(1) 精车mm外圆柱面 1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 分两次切除。 2) 进给量 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 0.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与585r/min相近的机床转速为600r/m

25、in。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=41mm; =4mm; =0mm; t=i=0.75(min) 4)确定机床主轴转速ns= 458r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8,与458r/min相近的机床转速为480r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=22.5mm; =4mm; =0mm; t=i=0.31(min)工序 8 精铣130mm柱体的两侧面(1) 粗铣130mm的左平面。机床：X51铣床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-64

26、选用硬质合金镶齿套面铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=401) 削深度 2=10mm 所以有=5mm2) 给量 3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得4) 定机床主轴转速ns= 按机床说明书(见工艺手册表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。所以实际切削速度=当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ1022.5=67.5(mm/min)， 查机床说明书有=60(mm/min)5) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=1.5(min) t=0.75(min)

27、铣两次的总时间为t(2) 粗铣130mm的右平面。机床：X51铣床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-64选用硬质合金镶齿套面铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=40/1) 切削深度 4=20mm 所以有=5mm2) 进给量 3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得4) 确定机床主轴转速ns= 按机床说明书(见工艺手册表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。所以实际切削速度=当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ1022.5=67.5(mm/min) 查机床说

28、明书有=60(mm/min) t=1.5(min) 铣4次的总时间为4t=4x1.5 =6min(3) 精铣上两平面1) 切削深度 查机械加工工艺师手册表10-119,取=1mm2) 进给量 3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得4) 确定机床主轴转速ns= 按机床说明书(见工艺手册表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。所以实际切削速度=当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fZ1037.5=75(mm/min) 查机床说明书有=80(mm/min)5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。t=1

29、.125(min) 铣2次的总时间为2t工序 9 钻4x7mm透孔，扩孔深度6mm，12mm (1) 4x7mm孔，扩孔深度6mm，12mm机床：Z4025立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻9.1) 进给量 查机械加工工艺手册表28-13，2) 削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=30m/min.3) 定机床主轴转速ns= 1061r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-5),与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。现选取=1012r/min。所以实际切削速度=5) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=

30、8mm; =4mm; =3mm;t= =0.11(min)由于有四个孔所以切削工时为4 t(2) 扩12mm孔 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻12.1) 进给量 查机械加工工艺手册表28-13，2) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=2434m/min. 取V=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 1592r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-5),与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取=1426r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1 t=i ;其中l=7mm; =4mm;

31、=3mm; t= =0.07(min)工序 10 钻2x7mm孔(1)钻7mm孔机床：Z4025立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻4.1)进给量 查机械加工工艺手册表28-13，2)切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 2388r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-5),与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取=2012r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=13mm; =4mm; =3mm; t= =0.08(min)3) 确定机床主轴转速ns= 1592r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-5),与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取=1426r/min。所以实际切削速度=6) 切削工时，按工艺手册表6.2-1 t=i ;其中l=7mm; =4mm; =3mm; t= =0.07