《毕业设计-法兰盘的机械加工工艺设计》

1、法兰盘的机械加工工艺设计摘 要工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性。 本次毕业设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的根本情况，而工艺分析可以知道零件的加工外表和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸确实定。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比拟与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺

2、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。第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及本工时，并选择适宜的机床和刀具。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，整个设计根本完成。关键词 机械；加工工艺目录摘 要I第1章 零件的分析1 零件的作用1 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计2确定毛坯的制造形式2基面的选择2粗基准的选择2精基准的选择2制定工艺路线2工艺路线方案一3工艺路线方案二3工艺方案的比拟与分析4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定4确定切削用量及根本工时7总结20致谢21参考文献22第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 该

3、法兰盘用于CA6140车床上，作用于卧式车床变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心，法兰盘内孔于主轴的中间轴承外圆相配，外圆于变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同轴，使齿轮正确啮合,并标明刻度实现纵向进给。1.2 零件的工艺分析 法兰盘是一种回转体零件,它有一组加工外表,这一组加工外表以20mm为中心 ,这其中包括:两个mm的端面, 尺寸为mm的圆柱面,两个90mm的端面及上面的4个9mm的透孔. 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。这组加工外表是以20mm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

4、个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工外表.图1-1 CA6140法兰盘零件图第2章 工艺规程设计由于该零件材料是HT200。该灰铸铁具有强度、耐磨性、耐热性均较好；且铸造性能好，根据零件年产量是大批量,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金属模机器造型；它的生产率较高，外表质量与机械性能好等。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。否那么，加工工艺过程中会问题百出，还会造成零件大批报废，使生

5、产无法正常进行。粗基准的选择 根据该法兰盘零件技术要求和装配要求，选择法兰盘20mm孔和90mm右端面为精基准。零件上的很多外表都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一原那么。且90mm右端面是设计基准，选用其作为精基准定位加工法兰盘90mm左端面和100mm右端面，表达了设计基准和工艺基准的重合，实现了“基准重合的原那么。用20mm孔为定位基准保证了被加工外表的端面圆跳动要求。且该零件在轴向方向上的尺寸多于该端面为设计基准，且在加工时夹紧稳定可靠，装夹方便不容易变形。精基准的选择 作为粗基准的外表应平整，没有飞边，毛刺或其他外表缺陷。该法兰盘全部外表需要加工，所以选用45mm毛坯外表

6、及90mm右端面为粗基准。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，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，以便使生产本钱尽量下降。工艺路线方案一工序 1 粗铣20孔两端面工序 2 钻、粗铰孔20工序 3 粗铣90外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 4 精铣20孔两端的端面工序 5 精绞20的孔工序 6 粗车45、90、100的外圆，粗车B面与90的右端面工序 7 半精车45、90、 100的外圆，半精车B面与90的端面，对100、90、45的圆柱面

7、倒角，倒45两端的过度圆弧，车退刀槽，车20内孔两端的倒角工序 8 精车100外圆面，精车B面，精车90的右端面，精车45的圆柱面工序 9 精铣90外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 10 钻4-9透孔工序 11 钻4孔，钻铰6的销孔工序 12 磨45、100的外圆工序 13 磨90外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序 14 磨B面工序 15 刻字划线工序 16 100外圆无光镀铬工序 17 检查入库工艺路线方案二工序 1 粗车100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90的外圆柱 面工序 2 粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面工序 3 钻、扩、粗绞20的孔 工序 4 半精车100的端面及外圆柱

8、面，半精车B面，半精车90的外圆柱面，车100、90外圆柱面上的倒角，车45两端过渡圆弧，车20孔的左端倒角工序 5 半精车45的端面及外圆柱面，半精车90的端面，车3×2退刀槽，车45圆柱面两端的倒角，车20 内孔的右端倒角工序 6 精车100的端面及外圆，精车B面工序 7 精车45的外圆，精车90的端面工序 8 精绞20的孔工序 9 精铣90圆柱面上的两个平面工序 10 钻、绞 4-9的孔工序 11 钻4孔，钻、绞6孔工序 12 磨100、45的外圆柱面工序 13 磨B面工序 14 磨90外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序 15 刻线刻字工序 16 镀铬工序 17 检测入库工艺

9、方案的比拟与分析上述两个方案的特点在于：方案一 采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，应选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用20孔为定位基准。经过比拟修改最后确定的加工工艺路线为方案二。2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定“法兰盘零件材料为HT200，硬度200HBS，毛坯重量约为，生产类型为大批生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工外表的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.mm外圆外表 此外圆外表为

10、IT6级，参照?实用机械加工工艺手册?确定各工序尺寸及加工余量表2-1 mm外圆外表工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序根本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆45半精车外圆粗车外圆347毛坯55012.mm外圆外表 参照?实用机械加工工艺手册?确定各工序尺寸及加工余量表2-2 mm外圆外表工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序根本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精车外圆100半精车外圆1005粗车外圆4102毛坯61063B面中外圆柱面参照?实用机械加工工艺手册?确定各工序尺寸及加工余量表2-3 B面中外圆柱面工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序根本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精

11、车外圆45半精车外圆粗车247毛坯4494孔20mm 参照?实用机械加工工艺手册?确定各工序尺寸及加工余量表2-4 孔20mm工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序根本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精铰2020铰孔扩孔钻孔1818185. mm的端面1按照?工艺手册?，铸件重量为，mm端面 的单边加工余量为2.03.0，取Z=mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取，复杂系数取，那么铸件的偏差为3； 2精车余量：单边为mm见?实用机械加工工艺手册?，精车公差既为零件公差-0.08；3半精车余量：单边为mm见?实用机械加工工艺手册?中表11-27，半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本

12、工序的加工公差为mm；4粗车余量：粗车的公差余量单边为Z=2.0-0.2-0.6=mm； 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mm，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；mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下列图：图2-1 mm端面尺寸加工余量由图可以知道：毛坯名义尺寸为：94+2=96mm毛坯的最大尺寸：96+0.7=96.7mm毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2mm粗车后最大尺寸：94+1.2=95.2mm粗车后最小尺寸：95

13、.2-0.32=94.88mm半精车后最大尺寸：94+0.6=94.6mm半精车后最小尺寸：94.6-0.12=94.48mm精车后尺寸为94mm表2-5 加工余量计算表 工序 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最小加工后尺寸最大最小加工余量2加工公差3工序 1粗车100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90的外圆柱面工件材料：HT200 b=220MPa 模铸加工要求：车削100mm端面及外圆柱面，粗车B面机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=mm2计算切削用量(1) 粗车100mm端面1) 毛坯长度方向的加

14、工余量为3mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm2) 进给量f 根据?实用机械加工工艺手册?,当刀杆尺寸为16×25 mm，>3-5mm,以及工件直径为100时，-mm/r，按CA6140车床说明书见切削手册取 f =mm/r3) 计算切削速度，按?切削手册?,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)(m/min) 2-1其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见?切削手册?,即=1.44 , =0.8 , =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 n

15、s= (2-2) ns = 504r/min按机床说明书,与504r/min相近的机床转速为480r/min，现选取=480r/min 所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按?工艺手册?L =40mm，=2mm,=0,=0； tm = (2-3)所以tm =0.098(min)(2) 粗车100mm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。2) 进给量，根据?机械加工工艺手册?取f=mm/r3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min按机床说明书选取480r/min，所以实际切削速度=5)切削

16、工时t=其中l=10mm，=4mm，=2mm 所以 t=(3)粗车B面1) 切削深度。单边余量Z=30mm.分15次切除2) 进给量根据?机械加工工艺手册?取f=mm/r3) 计算切削速度 ，各参数见?切削手册? 0.97=126m/min4) 确定机的主轴转速 ns= 378r/min，按机床说明书取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按 ?工艺手册? tm=i=15=1.25(min)工序 2粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12,=mm(1) 粗车mm端面 1) 切削

17、深度。单边余量Z=mm 2) 计算切削速度=187m/min3) 确定机床主轴转速ns= 553r/min；按机床说明书，取=600r/min。所以实际切削速度=4) 切削工时，按?工艺手册?表6.2-1。tm=i=x1=0.06(min)；其中l=25mm，=4mm，=2mm(2) 粗车mm外圆柱面 1) 切削深度 单边余量为Z=mm 分两次切除。 2) 进给量 根据?机械加工工艺手册?取f=mm/r 3) 计算切削速度 =89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min；按机床说明书取=750r/min。 所以实际切削速度= 5) 切削工时，按?工艺手册? tm =i=x2=

18、0.09(min)(3) 粗车90mm端面 1) 切削深度 单边余量为Z=mm 一次切除。 2) 进给量 根据?机械加工工艺手册?取f=mm/r 3) 计算切削速度 =122 m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 431r/min；按机床说明书取=480r/min。 所以实际切削速度= 5) 切削工时，按?工艺手册? tm =i=0.07(min)工序 3钻、扩20的孔 (1) 钻18mm孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据?机械加工工艺手册?选取高速钢钻头W18Cr4V. 1)进给量 根据?切削手册?,当铸铁HB200时，D=18时， 取f=mm/r 2)切削速度根据?机械加工工艺手册

19、?,查得V=35m/min. 3)确定机床主轴转速ns= 619.2r/min；按机床说明书=555r/min。所以实际切削速度 =4)削工时，按?工艺手册? tm = =0.63(min)(2) mm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=mm/r (?切削手册?)=/min (?切削手册?)×0.36=mm/r 按机床选取mm/r×42.25=/min. 3) 定机床主轴转速ns= 271.8r/min；按机床说明书取=275r/min。所以实际切削速度=174

20、m/min4) 削工时，按?工艺手册?tm= =0.78(min)工序 4半精车100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90的外圆柱面，车100、90外圆柱面上的倒角，车45两端过渡圆弧，车20孔的左端倒角(1) 半精车100mm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。 进给量f 根据?实用机械加工工艺手册?取fmm/r 机床主轴转速480r/min 所以切削工时tm =0.44min(2) 半精车100mm外圆柱面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略进给量f 根据?机械加工工艺手册?表取f=mm/r 主轴转速 =480r/min 切削工

21、时tm =(3) 半精车B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。进给量f 根据?实用机械加工工艺手册?取fmm/r机床主轴转速400r/min切削工时 tm =i=15=2.25(min)工序 5半精车45的端面及外圆柱面，半精车90的端面，车3×2退刀槽，车45圆柱面两端的倒角，车20 内孔的右端倒角(1) 半精车 mm端面 1) 切削深度 单边余量Z= mm 2) 进给量根据?机械加工工艺手册?取f= mm/r 3) 计算切削速度=187m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 553r/min；按机床说明书取=600r/min。所以实际切削速度 =

22、5) 切削工时，按?工艺手册?tm =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= 2) 进给量 根据?机械加工工艺手册?取f= mm/r 3) 计算切削速度 =96m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 578r/min；按机床说明书取=600r/min。所以实际切削速度= 5)切削工时，按?工艺手册? tm =i=0.37(min)(3) 半精车90 mm端面1) 切削深度 单边余量为Z= mm 一次切除。2) 进给量 根据?机械加工工艺手册?取f= mm/r3) 计算切削速度0.97=134m/min4)确定机床主轴转速ns= 458r/min

23、；按机床说明书取=480r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按?工艺手册?tm=i=0.28(min)工序 6精车100的端面及外圆，精车B面(1)精车100 mm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。进给量f 根据?实用机械加工工艺手册?取f mm/r机床主轴转速480r/min所以切削工时tm =0.44min(2)精车100mm外圆柱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 此省略进给量f 根据?机械加工工艺手册?取f= mm/r主轴转速 nw=480r/min ；切削工时tm=0.33 min(3) 精车B面粗精加工的切削用

24、量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在 此省略。进给量f 根据?实用机械加工工艺手册?取f mm/r机床主轴转速480r/min 切削工时 tm=i=工序 7精车45的外圆，精车90的端面(1) 精车 mm外圆柱面 1) 切削深度 单边余量为Z= mm 分两次切除。 2) 进给量 根据?机械加工工艺手册?取f= mm/r 3) 计算切削速度 =96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min；按机床说明书取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按?工艺手册? tm =i=0.75(min)(2) 精车90 mm端面1) 切削深度 单边余量为Z= mm 一次切除。2)

25、 进给量 根据?机械加工工艺手册?取f= mm/r3) 计算切削速度 =134m/min 4)确定机床主轴转速ns= 458r/min；按机床说明书取=480r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时，按?工艺手册? tm =i=0.31(min)工序 8精绞20的孔(1) 绞孔至20 mm1) 进给量 ×0.36= mm/r 按机床选取 mm/r2) 削速度 ×48.25=/min. 3) 定机床主轴转速ns= 298.3r/min；按机床说明书取=275r/min。所以实际切削速度=4) 切削工时 tm = =0.73(min)工序 9精铣90圆柱面上的两个平面(1

26、) 精铣上两平面1) 切削深度 查?机械加工工艺师手册?取=1 mm2) 进给量 查?机械加工工艺师手册?按机床行选取f=mm/齿3) 切削速度根据?机械加工工艺手册?查得V=/min4) 确定机床主轴转速ns= 36.3r/min；按机床说明书取=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? tm =1.125(min)；铣2次的总时间为 2tm 工序 10钻、绞 4-9的孔(1) 4-9 mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据?机械加工工艺

27、手册?选取高速钢麻花钻9.1)给量 查?机械加工工艺师手册?取f= mm/r2)削速度 根据?机械加工工艺手册?得V=30 m/min.3) 定机床主轴转速ns= 1061r/min按机床说明书取=1012r/min。所以实际切削速度 =4) 切削工时，按?工艺手册? tm= =0.11(min)由于有四个孔，所以切削工时为4 t工序 11钻4孔，扩6孔(1)钻4 mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据?机械加工工艺手册?选取高速钢麻花钻4.1)进给量 查?机械加工工艺师手册?取f= mm /r2)切削速度 根据?机械加工工艺手册?得V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 2388r/

28、min；按机床说明书取=2021r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按?工艺手册? tm= =0.08(min)(2) 扩6 mm孔 刀具：根据?机械加工工艺手册?选取高速钢麻花钻6.1) 进给量 查?机械加工工艺师手册?取f= mm/r2) 切削速度根据?机械加工工艺手册?取V=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 1592r/min；按机床说明书=1426r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按?工艺手册? tm= =0.07(min)工序 12磨100、45的外圆柱面(1) 磨100 mm外圆柱面机床MQ1350A轻型外圆磨床1)选择砂轮。见?机械加工工艺手册?磨

29、料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查?机械加工工艺手册?有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20 mm(双行程)切削深度 mm/st 3)切削工时 2-40.55(min)(2) 磨45 mm外圆柱面机床MQ1350A轻型外圆磨床1)选择砂轮。见?机械加工工艺手册?磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查?机械加工工艺手

30、册?有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20 mm (双行程)切削深度 mm/st 3)切削工时0.3(min)工序 13磨B面(1) 磨B面机床MQ1350A轻型外圆磨床1) 选择砂轮。见?机械加工工艺手册?磨料A46KV6P 350×40×127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷 结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×1272) 切削用量的选择。查?机械加工工艺手册?有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20 mm(双行程)切削深度 m/st 3) 切削工时2.5(min)工序 14磨90外圆柱面

31、上距离轴线24 mm的平面机床MQ1350A轻型外圆磨床1)选择砂轮。见?机械加工工艺手册?磨料46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查?机械加工工艺手册?有砂轮轮速n=1500r/min (见机床说明书) v=/s工件速度10m/min轴向进给量 0.5B20mm (双行程)切削深度/st3)切削工时0.53(min)总结通过本次的毕业设计，使我对书本的知识做了进一步的学习与理解，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，从零件图分析、工艺审查到拟定工艺路线、设计加工工序，每一步的推理、计算、选择都要有据可依，这锻炼了我们严谨的学习和工作态度。在本次设计中，要用到许多根底理论，由于有些知识已经遗忘，这使我们要重新温习知识，因此设计之前就对大学里面所涉及到的有关该课题的课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。同时，由于设计的需要