我的法兰盘说明书

1、机械制造技术基础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及工艺设备设计者：晏胜指导教师：李连波南京理工大学泰州学院2009.12-2010.01机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“CA6140车床法兰盘”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容：L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 .夹具结构设计装配图1张5 .夹具结构设计零件图1张6 .课程设计说明书1份目录一、序言(4)1 .设计目的2 .设计的要求3 .设计的内容及步骤二、零件的分析(5)1 .零件的主要技术要求2 .零件的工艺分析三、工艺规程设计(6)1 .确定毛坯的制造形式

2、2 .基面的选择3 .制定工艺路线4 .机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5 .确定切削用量及基本工时四、夹具设计(17)L问题的提出2.夹具设计五、心得体会(19)六、参考资料(20)一、序言机械制造技术基础课程设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。是进行毕业设计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，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。一、设计目的机械制造技术基础课程设计是在学完

3、了机械制造基础课程后、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造技术基础课程设计，应在下述各方面得到锻炼：（1）能熟练运用制造技术基础课程中的基础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）提高结构设计能力。学生通过设计夹具（或量具）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、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。（3）学会使用手册及图表资料

4、。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。二、设计的要求机械制造技术基础课程设计题H为：后罗拉过桥摇（零件的机械加工工艺规程及工艺类装备）。生产纲领为大批量生产。设计的要求包括以下几个部分：零件图1张毛坯图1张机械加工工艺过程综合卡片1张钻床夹具装配图1张钻床零件图1张课程设计说明书1份三、设计的内容及步骤设计的内容及步骤包括以下三部分：1 .零件的分析；2 .工艺规程设计；3 .夹具设计。二.零件的分析（-）零件的主要技术要求法兰盘有两组加工表面，有一定的位置要求。1 .<p100左和（p90右端面有对轴的圆跳动度均为0.032 .孔中20mm要求加工粗糙度为L6,上

5、下两面粗糙度为0.8。3 .工件材HT200,铸件。（-）工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1 .以45为中心的加工表面这一组加工表面包括：（P100,<p90,945二的外轮廓，以及其左右端面，（p100左和（p90右端面与孔的中心线有位置要求，045抛光。这三个外轮廓都没有高的位置度要求。2 .以（p20为中心的加工表面这一组加工表面包括：（p202；°的孔，以及其左右两个端面。这两组表面有一定的粗糙度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。3.为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于

6、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粗加工。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”的加工原则。三.工艺规程设计第一节确定毛坯的制造形式-选用材料：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。二生产类型：考虑到汽车在运行中要经常加速及正，反向行驶，零件在工作中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。第二节基面的选择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

7、艺过程中会问题百出，更有其者，还会造成零件成批报废，使生产无法正常进行。一、粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加I: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。根据这个基准选择原则，现选取W100;°”的加工外轮廓表面作为粗基准,利用三爪限制5个H由度，通过尾座限制最后1个H由度，达到完全定位，然后进行乍削。二、精基准的选择精基准就是以加工过的表面进行定位的基准。选择精基准的时候主要虑保证加工精度并且使工件装夹得方便、准确、可靠。因此要遵循以下几个原则1、基准重合的原则2、基准不变的原则3、互为基准，反复加工的原则4、自

8、为基准的原则5、应能使工件装夹方便稳定可靠，夹具简单。考虑以上原则和零件的尺寸和加工要求我选用底面为精基准，并采用一面两孔的形式定位，限制6个自由度为完全定位。第三节制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用专用机床与专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。一、工艺方案（一）：制定工艺路线得出发点,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，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效

9、果，以便使生产成本尽量下降。方案一工序1钻，扩孔020,倒角45°工序2工序3工序4工序5工序6粗车粗车粗车粗车粗车半精车两孔e20端面半车镇6100外轮廓，倒角45°半精车0>90外轮廓，倒角45。半精车左645圆柱侧面半精不右45圆柱侧面工序7粗磨445圆柱侧面工序8钻四个09mm的孔工序9钻64mm、扩校孔e6mm工序10半精磨精磨粗车45圆柱侧面工序11将B面抛光工序12100mm外圆刻字工序136100mm无光镀铭工序14检验工序15入库方案二工序1粗干.左边(P100,(P45,(P90外圆，粗车各端面，粗车(P90的倒角,(P100的倒角，镣918的孔工

10、序2粗车右(P45的外圆，粗车3*2的槽，R5的圆角扩，较q20的孔工序3半精车左端q100,左右端(P45外圆以及各端面3*2的槽，R5的圆角工序4粗铳§45右端面工序5粗，精铳§100左端而工序6钻四个(|)9工序7钻，较左面F而上的台阶孔工序8钳工去毛刺工序9粗，精磨§100,q>90,(p45的外圆。工序10B面抛光工序11(p100的左端面刻字工序12(p100的外圆无光渡辂工序13检验工序14入库经过综合考虑CA6140车床的法兰盘工艺路线方案：工序1粗车左边(p100,(p45,cp90外圆，粗车各端面，粗车990的倒角，(P100的倒角，链&

11、#167;18的孔工序2粗车右q45的外圆，粗车3*2的槽，R5的圆角扩，较年20的孔工序3半精车左端(p100,左右端(p45外圆以及各端面3*2的槽，R5的圆角工序4粗铳<p45的右端面粗，精铳<p100左端面工序5钻四个§9工序6钻，较左面F面上的台阶孔工序7钳工去毛刺工序8粗，精磨§100,q>90,(p45的外圆。工序9B面抛光工序10(p100的左端面刻字,(p100的外圆无光渡格工序11检验工序12入库本道工序主要用到一个专门夹具用来夹住左端(p100的圆盘但效率较高，而且位置精度较易保证。工序安排使时间较为合理，设计基准和工艺基准重合。第四

12、节机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘零件材料为HT200钢，硬度207241HBS,毛坯重量约为2kg,生产类型为中批生产，毛坯采用铸造。根据上述原始资料加工工艺，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如下：L端面的加工余量为3mm,查机械制造工艺标准应用手册（以下简称工艺手册）表4.3-38得。3.内孔20°045mm毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于IT-IT8之间，参照工艺手册表4.3-244.3-36确定加工余量为：钻孔：15mm（钻孔的最大尺寸）2Z=3mm2Z=1.7mm2Z=0.2mm2Z=0.1mm钻孔：18mm扩孔：19.7mm精像：

13、019.9mm细僮：20；045mm4. （p45mm外端面的加工余量1） .按工艺手册表4.3-38,粗加工孔外端面的单边加工余量为3mm,取Z=3mm。2） .磨削余量：单边0.2mm（工艺手册，磨削公差即零件公差-0.07mmo3） .铳削余量：磨削的公称余量（单边）为：Z=2.0-0.2=1.8（mm）根据以上尺寸的公差和加工余量来确定此法兰盘的毛坯图。第五节确定切削用量及基本用时工序1粗车半精车6100左端面，0100,e190,左45外轮廓及倒角(1)确定车刀9045刀(2)切削深度a0=2mm现在全部切除进给量根据表机械加工工艺手册表27-2选f=0.8mm/r计算切削速度机械加

14、工工艺手册表Cr93527-2V.=144.6m/mill产2:16()P2x201508045(3)确定主轴转速1000/c1000x144.6.、n=418.6(r/111m)tfxIIO取n=480则实际切削速度为165.8r/min(4)计算所需功率主切削力F2按机械加工工艺手册表27-14主切削力F2=CT2c俨V*V叫其中CF2=650XFfL0YFfO.75uFfO.15机械加工工艺手册表27T5%=喘户=嗡严=。77=0.89Fc=2650x2x0.8°75x165.8-015x0.77x0.89=15958（5）切削时消耗功率R为1595.8x165.8-6xl04

15、-=4.41Kw(6)检验机进给采流强度Fy径向切削力按机械加工工艺手册表2714Fy=CFyayf评""煤其中CFy=19502丫=0一看=0.<nFy=-0.：=0.627K1cl广0.：460650则Fy=1950x20Px0.8°6x165.83x0,625x0.5=215.4N轴向切削力Fs=CFsaxf其中Cfx=2880/、=1(/x=°:k=一0.，1=1.1Fx=2880x2x0.8°$x165.804x0.708x1.17=549.6联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数4=0.1则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为F=

16、Fx+/z(Fz+Fy)=549.6+0.1x(159.8+215.4)=727.08N(7)切削工时+C+J+C)15+2+0.t=-=0.04minn©480x0.8工序2车右45外圆及端面，3X2槽R5圆角(1)确定车刀90。45。刀(2)切削深度=2mn现在全部切除(3)进给量根据表机械加工工艺手册表27-2选f=0.8mm/r计算切削速度机械加工工艺手册表27-2vc=2356002x20150.8045=144.6m/mm(4)确定主轴转速1OO(VC1000x144.67Mz.、n=418.6(17mm)7Zdw7FX110取"480则实际切削速度为165.8

17、r/min(5)计算所需功率主切削力F2按机械加工工艺手册表27T4主切削力月=aV叫其中CF2=650XFfI.0YFfO.75nF而0.15机械加工工艺手册表27-15K诫=(黑户=O075=077%=0.89ojUojUFc=2650x2x0.8°75x165.8“x0.77x0.89=15958切削时消耗功率Pc为pc=6xl041595.8x165.8-6xl04-=4.41Kw(6)检验机进给采流强度Fy径向切削力按机械加工工艺手册表2714其中CFy=1950%丫=0-Xy=0.<nFy=-0.：则Fy=1950x209xO.806xl65.83x0.625x0.

18、5=215.4N轴向切削力Fx=弓酉：其中Cfx=2880Xpx=1.(%=°:k=一0.”6p_r650j46065010I=0.7081=1.1月=2880x2x0.8°5xl65.84x0,708x1.17=549.6A联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为F=FX+/z(Fz+Fy)=549.6+0.1x(159.8+215.4)=727.08N(7)切削工时.c+q+a15+2+0.t=-=0.04minnr480x0.8工序3粗车，半精车右(P45外轮廓及其余端面，3X2槽R5圆角(1)确定车刀90。45。刀(2)切削深

19、度a0=2mm现在全部切除(3)进给量根据表机械加工工艺手册表27-2选f=0.8mm/r计算切削速度机械加工工艺手册表27-2Cr235丁吟f1V60°2x20150.8045=144,6m/mill(4)确定主轴转速100(Vc1000x144.6n=7TX110=418.6(r/miii)取n=480则实际切削速度为165.8r/min(5)计算所需功率主切削力F2按机械加工工艺手册表27-14主切削力F?=CFQ；"叫V吗其中CF2=650XFfL0YFO.75nFO.15机械加工工艺手册表27T5K族=(空)'=()075=0.77650650=0.89F

20、f=2650x2x0.8°75x165.8-015x0.77x0.89=15958c切削时消耗功率Pc为nFM15958x165.840T/E=-c=4.41Kw6xl046xl04(6)检验机进给采流强度Fy径向切削力按机械加工工艺手册表2714Fy=CF,jyf评3V其中CFy=1950%丫=0！Xy=0.，nFy=-0.：KwMr4606501.35|=0.627广0则Fy=1950x20Px0.8°6x165.83x0,625x0.5=215.4N轴向切削力Fx=CFxa：f田V1其中CFx=2880Xpx=1.（%=0.:nFx=-0,6pr650J第1.7。81

21、.】Fx=2880x2x0.8°5xl65.84x0.708x1.17=549.6联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为F=FX+/z（Fz+Fy）=549.6+0.1x（159.8+215.4）=727.08N（7）切削工时+c+q+g15+2+0.480x0.8t=-=0.04min工序4钻，扩(p20,车倒角1选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1438-85)查表dO18钻头几何形状(表2.1及表2.2)双锥，修磨横刃B=30°2(p=100°b：=3.5a0=11°b=2mmL=4mm2 .选择切削刀具进给量f

22、1>按加工要求决定进给量：根据表2.7当加工要求为精度铸铁HBS>200dO18mmf=O.430.53mm/r由于L/d=30/18=1.67故应乘以孔深修正系数kcf=lf=0.430.53mm/r2>按钻头强度决定进给量根据表2-8当HBS=2OOd=18mm钻头强度允许的进给量f=L6mm/r3>按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9当HBS>210d0=W20.5机床进给机构允许的轴向力为6960N(Z3025钻床允许的轴向力为7848N见设计手册表4.2-11)进给量为0.6mm/r从以上三个进给量比较可看出，受限制的进给量是工艺要求,其值为f=0.

23、430.53mm/r根据Z3025钻床，选择f=0.5mm/r决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12当d0=18时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=60min切削进度由表2.15HBS170240,f=0.5mm/rd>20Vc=16m/minn=1OOOV/TTd0=1000X16/(3.14X20)=254.7r/min检验机床扭矩及功率根据表2.20当f=0.5mm/rd0<19时mt=64.45N*M根据Z3025钻床说明书当nc=250r/min时Mm=80N*M根据表2.23当HBS200d0=20f=0.53mm/rVc=16m/min时Pc=l.IKW查设计

24、手册表4.2-11PE=2.2KW由于MCXMmPC<PE故选择之切削用量可用，即f=0.5min/rnc=250r/minVc=16m/min3 .计算基本工时tm=L/nfL=L+Y+A,L=30mm入切量及超切量由表2.29查出Y+A=10mmtm=L/nf=(30+10)/(250X0.5)=0.32min两孔tm=0.32X0.2=0.64min工序5粗铳半精铳（P90左右两端面1.选择工具切削手册1根据表L2选择YG6硬质合金刀具根据表3.1铳前深度apW4铳削宽度aeW90端铳刀直径DllOOmm由于采用标准硬质合金端铳刀，故齿数Z=102铳刀儿何形状查表（3.2）由于HB

25、S-2OO>15O,rO=O°a0=8°Kr=45°Kre=30°Kr'=5°As=-2O°aO'=80bq=L22选择切削用量13>决定铳削深度ap（由于加工余量不大，铸体为金属型,铸造表面粗糙度为12.56.3所以可以在一次走刀内切完）ap=h=2mm14>决定每齿进给量fz当使用YG6铳床功率为7.5KW查表3.5时fz=O.14"0.24mm/z取fz=O.1815>选择铳刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7铳刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铳刀直径d0=1

26、00mm故刀具寿命T二!.80min（查表3.8）16>根据（表3.16）当d0=100mmZ=10ap=2fz=O.18Vi=98m/minnt=32r/minVft=490mm/min各修正系数为：kmv=kmn=kmvf=O.89Ksv=ksn=ksvf=O.8故:Vc=Vtkv二98X0.89X0.8=70m/minn=ntkn=322X0.89X0.8=230r/minVf=Vftkvt=490X0.89X0.8=350.3mm/min根据X52K型立铳说明书（设计手册表4.2-35）选择n=300r/minVfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为VC=TTdO

27、n/1000=3.14X100X300/1000=94.2m/minFzc=vfc/（ncXZ）=375/300X10=0.125mm/z17>根据机床功率：根据表3.24当HBS=170"240ae49mmapW2d=100Z=10Vf=3751nm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铳说明机床主轴允许功率为Pcm二75X0.75=5.63KW故PccVPcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2Vf=375mm/minn=300r/minVc=94.2m/minfz=O.125mm/z18>计算基本工时tm=L/vf式中L=176mm根据表3.26,对称安装

28、铳刀，入切量及超切量Y+A=35则L=(176+35)=221nmi故tm=221/375=0.56min工序6钻孔4义49一.钻孔(P41 .锥柄麻花钻(GB1436-85)d=8.8mm钻头儿何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃p=30。2(p=118°be=3.5mma0=12°甲=55°2 .选择切削用量1按加工要求决定进给量根据表2.7当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200d0=7.8mm时f=0.360.44mm/r由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则f=(0.360.44)X0.95=0.340.42mm/

29、r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r2决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12,当d0=4时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min3决定切削速度由表2.15硬度HBS200219f=0.9mm/rd020mmVc=22m/minn=1000V/TTd0=1000X22/(3.14X20)=350r/min由钻床说明手册选取n=400r/min3 .计算工时tm二L/nf=L+Y+A/nf=(32+10)/400X0.4=0.26min工序7钻孔(p4及cp6孔1 .钻孔(P41 .锥柄麻花钻(GB1436-85)*3.8mm钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃p二3

30、0°2(p=118°be=3.5mma0=12°ip=55°2 .选择切削用量D按加工要求决定进给量根据表2.7当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200d0二7.8mm时f=0.360.44mm/r由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则f=(0.360.44)X0.95=0.340.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r2决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12,当d0=4时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min3决定切削速度由表2.15硬度用5200219f=0.9mm/rd020mmVc=22

31、m/minn=1000V/ttd0=1000X22/(3.14X20)=350r/min由钻床说明手册选取n=400r/min3 .计算工时tm=L/nf=L+Y+/nf=(32+10)/400X0.4=0.26min2 .扩0)61 .锥柄麻花钻(GB1436-85)d=3.8mm钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃B=30°2(p=118°be=3.5mma0=12°ip=55°2 .选择切削用量1按加工要求决定进给量根据表2.7当加工要求为精度铸铁硬度HBS200d0=7.8mm时f=0.360.44mm/r由于L/d=32/7.8=4

32、所以应乘以修正孔系数kef=0.95则f=(0.36P.44)XO.95=0.340.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r2决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12,当d0=4时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min3决定切削速度由表2.15硬度用5200219f=0.9mm/rd020mmVc=22m/minn=1000V/TTd0=1000X22/(3.14X20)=350r/min由钻床说明手册选取n=400r/min3 .计算工时tm二L/nf=L+Y+A/nf=(32+10)/400X0.4=0.26min最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。_L序八粗精磨100左端面，90右端面，45-0.6外圆，抛光，100左端面刻字，无光镀金各第六节夹具设计6.1 问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具经过与指导老师协商，决定设计第5道工序一一钻