设计方案“CA车床法兰盘”零件机械加工工艺规则及工艺装备机械制造技术基础说明书

1、个人资料整理 仅限学习使用法兰盘加工工艺课程设计说明书设计题目：设计“ CA6140车床法兰盘”零件的机械加工工艺规则及工艺装备设计者班级学号指导老师：2018年7月8日目录序言<3)一、零件的工艺分析及生产类型的确定 <3)< 一 ) 零 件 的 工 艺 分析 <3)< 二) 零 件 的 生 产 类型 <4)二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 <4)< 一) 确 定 毛 坯 的 制 造 形式 <4)< 二)确定机械加工余量，确定毛坯尺寸和公差<4)< 三)确 定 毛 坯 尺寸 <4)(四 > 确定毛坯尺寸

2、公差<5)(五设计毛坯图 <5)三、选择加工方法，制定工艺路线 <6)<一) 定 位 基 准 的 选择 <6)<二)零件表面加工方法的选择 <6)四、工序设计 <7 )五、确定切屑用量及基本时间 <11 )6、 夹具设计 <19)7、 设计小结 <21)参考文献 <21)序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业 课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教案环节。这次设计使 我们综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实 践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计

3、了机床专用夹具 这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事 的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还存在许多不足之处，希望老师多加 指教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定一）零件的工艺分析该零件对表面粗糙度值的要求比较高，粗糙度为0.4的表面有100外圆，100右端面，左45外圆，90外圆，90左端面，90前侧面， 采用精磨加工。粗糙度为0.8的为右45外圆，采用精车。粗糙度为1.6的 为100左端面，90右端面，采用精车。粗糙度为 0.8的20内孔，采用 半精链。粗糙度为3.2的为90后侧面，6小孔。有两个端面跳动的位置 要求，基准均为20孔的轴心。

4、为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较大引起 工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和精加工。整 个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循“先面后 孔，先主后次，先粗后精”的加工原则。二）零件的生产类型根据题目的要求，可知生产类型为大批量生产。二、 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图（一）确定毛坯的制造形式：该零件的材料为球 HT20Q而且零件的表面一些精度要求较高，为了可 以简化加工工艺路线，采用精度比较高的机器造型金属模铸造。使得最终加 工的方便和降低了生产成本，提高了生产率，创造出更多有用的价值。二）确定机械加工余量，确定毛坯尺寸和公差.

5、查机械制造技术基础课程设计指南表5-1 ,确定大批量生产的毛坯铸件，采用金属型铸造时，其公差等级 CT均为9级。再查机械制造技术基础课程设计指南表5-3 ,确定铸件尺寸公差 CT,查表5-5和5-4 ,确定铸件 机械加工余量RAM.三）确定毛坯尺寸根据上面二）的描述，在零件图的基础上，将需要加工的表面的原来尺寸和加工余量合起来，即对轴状的尺寸，毛坯尺寸R为R=F+RMA+CT/2（面力口工余量 ;R=F+2*RMA+CT吸面力口工余量;而对孔状的尺寸，毛坯尺寸 R为R=F-RMA-CT/2单面加工余量;R=F-2*RMA-CT/2双面加工余量 。从而确定了毛坯的各个部分的尺寸。如下表所述：/m

6、m零件尺寸单面加工余 量铸件尺寸零件尺寸单面加工余 量铸件尺寸452.550100的宽 9mm3.612.61003.2 106.4左41mm的尺寸0.841.8903.2 96.490 的长8mm3. 611.694.50全长91mm95630四）确定毛坯尺寸公差根据上面二）中的介绍，确定了每一个铸件的尺寸公差，其零件毛坯每个尺寸的公差如下表所述：毛坯尺寸毛坯尺寸50+1右41的尺寸+0.4 106.4+1.190的长8mm+1.8 96.4+1.1100的宽9mm+1.8五）设计毛坯图根据以上确定的尺寸，已经基本可以确定毛坯的零件图。其次还要考虑到其周边的倒角。均取为 R5,其最终的零件的

7、毛坯图如下所示：qss95W K爵上翔国电艮WtfUH木*明QfUgH工物超I电1曲嗝吾iQ4的是£O£嗝毛n - |h. .卜- fiEu 屏、力M三、选择加工方法，制定工艺路线基面的选择是工艺规程设计中的很重要的工作之一。基面选择的正确合 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，更有甚者，还会造成零件成批报废，使生产无法正常进行。（一）定位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。先以右端面为基准加工工序一，再以左端面为基准加工工

8、序二，以20孔的通过轴线的竖直面为基准加工 90的前后侧面。二）零件加工方法的选择考虑到工件的复杂性，一下难以确定最终的工艺路线。首先根据零件表面的粗糙度确定零件需要加工的表面。先以1粗车粗车大端面、 100mm外圆、100mm右侧面，倒角、倒圆、粗车左45mn#圆、倒圆、 及台阶面面为基准进行工序一 的再以左端面为基准进行工序二的加工，然后铳出 90的前后侧面，在对粗糙度要求比较高的便面进行半精车，精车。在磨削之前对工件进行淬火。因为有些表面的粗糙度值要达到0.4 ,再对这些表面进行磨削。最后是 孔的加工。根据以上对工序路线的分析，从而确定最终的加工路线如下所示：2粗车粗车小端面、大倒角、粗

9、车右 45mmz卜圆、沟 槽、90mmz卜圆、倒角，及台阶面3粗铳-半精 铳粗铳-半精铳90mmf侧面4粗铳-半精 铳粗铳-半精铳90mm侧面5半精车-精 车100mmz卜左）端面，100mmz卜圆、100mm右端面、左45外圆、90mm左端面、90mm外圆、90mm右端面、右 45mm外圆6淬火7磨削-精磨100mm#圆、100mm端面、左 45mm外圆、90mm端面、90mmz卜圆8精磨90mml侧面9扩孔-钱孔- 精钱 20mmFL10钻孔-钱孔左45外圆的孔11钻孔4x 9mnfL12去毛刺去除全部毛刺13终检按零件图样要求全面检查四、工序设计“法兰盘”零件材料为 HT200,生产类型

10、为大批生产，采用机器造型金属 模铸造毛坯.根据零件图计算轮廓尺寸，长 91顺，宽100 mm,高100 mm,故最大轮 廓尺寸为100项。按照机械制造技术基础课程设计指南表 5-1 ,取公差 等级CT为9级，按照机械制造技术基础课程设计指南表 5-3,取铸件机 械加工余量等级为F级。一）圆柱面的工序尺寸1 .100mn#圆的加工余量毛坯尺寸为0106.4 mm粗车余量：双边为Z=5mm,口工精度等级IT11,所以本工序得到的尺寸为 101.40 mm.-0.22半精车-精车余量：双边 双边为Z=1.1 mm,加工精度等级为IT8,所以本工序得到的尺寸为 100.30 mm.-0.054磨削-精

11、磨余量：双边加工余量为Z=0.3 mm,加工精度等级为IT6,所以最后得到的尺寸为1000 mm.,得到的粗糙度0.4-0.1um。-0.0222 .90mmz卜圆的加工余量毛坯尺寸为96.4 mm粗车余量：双边为Z=5mm,口工精度等级IT11,所以本工序得到的尺寸为 91.40 mm.-0.22半精车-精车余量：双边 双边为Z=1.1 mm,加工精度等级为IT8,所以本工序得到的尺寸为 90.30 mm.-0.054磨削-精磨余量：双边加工余量为 Z=0.3 mm,加工精度等级为IT6,所以最后得到的尺寸为900 mm.,得到的粗糙度0.4-0.1um。-0.0223 .左45mn#圆的加

12、工余量毛坯尺寸为050 mm粗车余量：双边为Z=3.8mm加工精度等级IT11 ,所以本工序得到的尺寸为 46.2 0 mm.-0.16半精车-精车余量：双边双边为Z=1 mm,加工精度等级为IT8,所以本工序得 到的尺寸为45.2。mm.-0.039磨削-精磨余量：双边加工余量为 Z=0.2 mm,加工精度等级为IT6,所以最 后得到的尺寸为450 mm.,得到的粗糙度0.4-0.1um。-0.0164 .右45mmz卜圆的加工余量毛坯尺寸为050 mm粗车余量：双边为Z=4mm,口工精度等级IT11,所以本工序得到的尺寸为 460 mm.-0.16半精车-精车余量：双边双边为Z=1 mm,

13、加工精度等级为IT8,所以本工序得到的尺寸为450 mm.得到的粗糙度1.6-0.8um-0.0395 .20mmO勺加工较孔一精较后，加工精度等级为IT8,所以本工序得到的尺寸为20 0 mm, 得到的粗糙度1.6-0.8um.-0.0336 .左45外圆的孔加工钻孔-较孔后，加工精度等级为IT8,所以本工序得到的尺寸为6 0 mm,得到的粗糙度1.6-0.8um.-0.018二）确定轴向工序尺寸1 .100的宽9mm勺加工余量毛坯尺寸为12.6mm粗车余量：2=0.8左端面）+0.8右端面）=1.6mm加工精度等级IT11 , 所以本工序得到的尺寸为110 mm.-0.09半精车-精车余量

14、：2=0.8左端面）+0.8右端面）=1.6mm加工精度等级IT8 ,所以本工序得到的尺寸为9.4 0 mm.-0.022磨削-精磨余量：2=0.4右端面）=0.4mm加工精度等级IT6 ,所以本工序 得到的尺寸为90 mm.-0.0092 .90的宽8mm勺加工余量毛坯尺寸为11.6mm粗车余量：2=0.8左端面）+0.8右端面）=1.6mm加工精度等级IT11 , 所以本工序得到的尺寸为100 mm.-0.09半精车-精车余量：2=0.8左端面）+0.8右端面）=1.6mm加工精度等级IT8,所以本工序得到的尺寸为8.4 0 mm.-0.022磨削-精磨余量：2=0.4左端面）=0.4mm

15、加工精度等级IT6 ,所以本工序 得到的尺寸为80 mm.-0.0093 .左41mm勺尺寸的加工余量根据尺寸链可得：毛坯尺寸为 37mm粗车后为37+0.8X2=38.6mm, 半精车-精车后为38.6+0.8X2=40.8mm,磨削-精磨后为40.8+0.4X2=41mm.4 .左41mm勺尺寸的加工余量根据尺寸链可得：毛坯尺寸为41.8mm,粗车后为41.8-2.4+0.8=40.2mm,半精车-精车后为40.2+0.8=41mm.磨削-精磨后为40.8+0.4X2=41mm.五.确定切削用量及基本时间粗车大端面、100mn#圆、100mm右侧面，倒角、倒圆、粗车左 45mn#圆、倒 圆

16、、及台阶面1 .粗车大端面由于是粗加工，选择左切车刀DJNL2520-1506,查机械制造技术基础课程设计指南表5-56 ,选择机床主轴转速为250r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.6mm/r。则可以求得进给速度=250X0.6=0.15m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=53.2/(250*0.6>=0.355min 。2 .粗车100mn#圆，倒角选择机床主轴转速为600r/min ,进给量0.18mm/r,则可以求得进给速度=600*0.18=0

17、.108m/min.根据切削深度2.5m棚口进给量，查得切削速度为141.3m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=11.8/(600*0.18>=0.109min 。3 .粗车100mm&端面，倒圆选择机床主轴转速为250r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.6mm/r。则可以求得进给速度=250X0.6=0.15m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=25.7/(250*0.6>=0.171min 。4 .粗车左

18、45mmz卜圆、倒圆选择机床主轴转速为600r/min ,进给量0.18mm/r,则可以求得进给速度 =600*0.18=0.108m/min.根据切削深度1.9mm进给量，查得切削速度为141.3m/min。切削长度=29+0.8=29.8mm切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=29.8/(600*0.18>=0.276min 。5 .粗车90左端面选择机床主轴转速为250r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.6mm/r。则可以求得进给速度=250X0.6=0.15m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11

19、m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=25.1/(250*0.6>=0.167min粗车小端面、大倒角、粗车右 45mmz卜圆、沟槽、90mmz卜圆、倒角，及台阶面1 .粗车小端面选择机床主轴转速为250r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.6mm/r。则可以求得进给速度=250X0.6=0.15m/min。根据车削深度为1.2mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，两次粗车即可完成，则机动工时为T=2*25/(250*0.6>=0.333min。2 .粗车右45外圆选择机床主轴转速为6

20、00r/min ,进给量0.18mm/r,则可以求得进给速度 =600*0.18=0.108m/min.根据切削深度2mnf口进给量，查得切削速度为141.3m/min。切削长度=41.8-2.4=39.4mm切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=39.4/(600*0.18>=0.365min 。3 .大倒角选择机床主轴转速为600r/min ,进给量0.18mm/r,则可以求得进给速度 =600*0.18=0.108m/min.切削速度为141.3m/min。切削长度=7*1.414=9.9mm切削工时：根据加工余量，两次粗车可完成，则机动工时为T=2*9.9/(

21、600*0.18>=0.183min 。4 .粗车90mm&端面选择机床主轴转速为250r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.6mm/r。则可以求得进给速度=250X0.6=0.15m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=25.2/(250*0.6>=0.168min 。5 .沟梢选择机床主轴转速为250r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.6mm/r。则可以求得进给速度=250X0.6=0.15m/min。根据车削

22、深度为2mmF口进给量，查彳#切削速度为 36.11m/min。切削工时：根据加工余量，两次粗车即可完成，则机动工时为T=2*2.2/(250*0.6>=0.029min 。6 .粗车90mn#圆，倒角选择机床主轴转速为600r/min ,进给量0.18mm/r,则可以求得进给速度=600*0.18=0.108m/min.根据切削深度2.5m棚口进给量，查得切削速度为141.3m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=10/(600*0.18>=0.092min 。精车一半精车100mm&端面、100mmz卜圆，100mm端面、左 45外圆、90

23、mm£端面、 90mn#圆、90mm&端面、右 45mmz卜圆1 .半精车-精车100mmfc端面由于是精加工，选择左切车刀DJNL2520-1506,查机械制造技术基础课程设计指南表5-56 ,选择机床主轴转速为900r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.4mm/r。则可以求得进给速度=900X0.4=0.36m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=50.7/(900*0.4>=0.141min 。2 .半精车-精车100m的卜圆选择机床主

24、轴转速为1120r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.10mm/r。则可以求得进给速度=1120X0.10=0.112m/min。根据车削深度为0.55mmffi进给量，查得切削速度为 36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=10.2/(1120X0.10>=0.091min。3 .半精车-精车100mms端面选择机床主轴转速为900r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.4mm/r。则可以求得进给速度=900X0.4=0.36m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36

25、.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=27.05/(900*0.4>=0.075min 。4 .半精车-精车左45外圆选择机床主轴转速为1120r/min ,进给量0.1mm/r,则可以求得进给速度 =1120X0.10=0.112m/min。根据切削深度0.5m棚口进给量，查得切削速度为141.3m/min。切削长度=29.8+0.8+0.8=31.4mm切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=31.4/(1120X0.10>=0.280min。5 .半精车-精车90mms端面选择机床主轴转速为900r/min。根据工件的直

26、径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.4mm/r。则可以求得进给速度=900X0.4=0.36m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=23.1/(900*0.4>=0.064min 。6 .半精车-精车90mmz卜圆选择机床主轴转速为1120r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.10mm/r。则可以求得进给速度=1120X0.10=0.112m/min。根据车削深度为0.55mmffi进给量，查得切削速度为 36.11m/min。切削工时：根据加工余量，

27、一次粗车即可完成，则机动工时为T=9.2/(1120X0.10>=0.082min。7 .半精车-精车90mm&端面选择机床主轴转速为900r/min。根据工件的直径，车刀刀杆尺寸和车削深度选择进给量f=0.4mm/r。则可以求得进给速度=900X0.4=0.36m/min。根据车削深度为0.8mm和进给量，查得切削速度为36.11m/min。切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=22.55/(900*0.4>=0.063min 。8.半精车-精车右45mmz卜圆选择机床主轴转速为1120r/min ,进给量0.1mm/r,则可以求得进给速度 =1120

28、X0.10=0.112m/min。根据切削深度0.5mm进给量，查得切削速度为141.3m/min。切削长度=41-7=34mm切削工时：根据加工余量，一次粗车即可完成，则机动工时为T=34/(1120X0.10>=0.304min。扩孔-钱孔一精钱20mnml1 .扩孔查机械制造技术基础课程设计指南表5-65 ,选择Z550的转速为500r/min ,设选择扩孔钻为整体高速钢直柄扩孔钻D21.8。查机械制造技术基础课程设计指南表5-128,根据材料和孔径，选择进给量f=1mm/r则可以求得进给速度= i .。根据材料的硬度和进给量，查机械制造技术基础课程设计指南表5-133,选择切屑速

29、度为21m/min。切削工时：根据钻孔深度L=91mm则机动工时为H查手册，取回为4mm,而T=<91+4+1.9) /(500*1>=0.194min2 .粗钱切屑深度为0.14mm查机械制造技术基石课程设计指南表5-65,选择Z550的转速为500r/min ,选择较刀为锥柄机用钱刀 D21.94mm查机械制造技术基础课程设计指南表 5-129,根据材料和孔径，选择进给量f=0.6mm/r则可以求得进给速度=500X0.6=0.3m/min。根据材料的硬度和进给量，选择切削速度为8.8m/min。切削工时：根据钻孔深度L=91mm则机动工时为查手册，1I 取回为30mm,而 T=(91+30+8>/(500X0.6>=0.43min.3 .精较切屑深度为0.06mm查机械制造技术基石课程设计指南表 5-65 ,为 了提高切屑精度，选择 Z550的转速为735r/min ,选择较刀为锥柄机用钱刀 D22mm查机械制造技术基础课程设计指南表 5-129,根据材料和孔径，选择进给量f=0.2mm/r则可以求得进给速度=735X0.2=0.147m/min。根据材料的硬度和进给量，选择切屑速度为8m/min。取日为30mm,切削工时：根