法兰盘831004(ca6140车床)工艺规程,夹具设计,附带cad图.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流法兰盘831004(ca6140车床)工艺规程,夹具设计,附带cad图.精品文档.机械制造工程学课程设计任务书题 目：法兰盘零件的机械加工工艺规程设计内 容： （1）毛坯图 1张 （2）零件图 1张（3）机械加工工艺过程卡 1张（4）机械加工工序卡 1张（5）课程设计说明书 1张（6）夹具零件图 1张（7）装配图 1张原始资料：材料为HT200. 法兰盘（CA6140机床）零件图生产纲领为中批或大批量。目 录序 言- 3 -第1章 对零件进行工艺分析，画零件图- 4 -1.1零件的作用- 4 -1. 2 零件的工艺分析- 4 -第2章 选择毛坯制造方式- 5 -第3章 制订零件的机械加工工艺路线- 5 -3.1 基准的选择- 6 -3.2 制定工艺路线- 6 -3.2.1 工艺路线方案一- 6 -3.2.2 工艺路线方案二- 7 -3.2.3 工艺方案的比较与分析- 7 -3.3 选择机床及工、夹、量、刃具。- 8 -3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛配尺寸的确定- 8 -3.5 切削用量的确定- 10 -工序- 10 -工序错误！未定义书签。 -工序- 29 -工序- 29 -工序- 29 -工序- 29 -工序 - 29 -工序 - 29 -工序  - 29 -工序  - 29 -工序  - 29 -工序  - 29 -工序  刻线、刻字- 29 -工序XIV  镀铬- 29 -工序XV  检测入库- 29 -3.6 夹具的设计30参考文献31感谢32序 言通过本次课程设计，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.会使用手册及图表资料。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。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。第1章 对零件进行工艺分析，画零件图1.1零件的作用 题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为 4mm上部为6mm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。1. 2 零件的工艺分析法兰盘的加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：a. 以 45 mm外圆为初基准的加工表面 b. 以 20mm孔为中心的加工表面它们之间有一定的位置要求，主要是：（一） 100mm左端面与孔20mm中心的轴向跳动度为0.03mm；（二） 90mm右端面与孔20mm中心的轴向跳动度为0.03mm；（三） 的45mm外圆与孔20mm中心的径向圆跳动为 0.03mm。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定45mm外圆为粗基准，加工出精基准孔20mm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。1.3 工件表面加工方法的选择 本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为HT200。参考机械制造工艺设计简明手册表1.46、表1.47、表1.48实用机械加工工艺手册表3-5、表3-6、表3-8、表3-31等，其加工方法选择如下：一100mm外圆面：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为 0.8, 采用粗车半精车磨削的加工方法。二20mm内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为1.6 ，采用钻扩铰精铰的加工方法，倒角用车刀加工。三 45mm外圆面：公差等级为IT6IT7，表面粗糙度为0.4 ，采用粗车半精车磨削的加工方法。四 90mm外圆：公差等级为IT8IT10，表面粗糙度为 6.4，采用的加工方法为粗车半精车。五45mm外圆面：公差等级为IT6IT7，表面粗糙度为0.8 ，采用粗车半精车粗磨精磨的加工方法。六 右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT8IT11，表面粗糙度为6.3 ，采用的加工方法为粗车。七 90mm突台右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6 ，采用的加工方法为粗车半精车精车。八 90mm突台左端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。九100mm突台左端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 1.6，采用的加工方法为粗车半精车精车。十槽3×2：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。十一. 100mm突台右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。十二. 90mm突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为粗铣精铣.十三. 90mm突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 0.4，采用的加工方法为粗铣精铣磨削.十四.4 9孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为钻削。十五. 4mm的孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3 ，采用的加工方法为钻削。十六. 6mm的孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为钻铰第2章 选择毛坯制造方式 零件材料是HT200。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铸造成型的金属型铸造。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。第3章 制订零件的机械加工工艺路线3.1 基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45mm的外圆及 90mm的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45mm外圆可同时消除四个自由度，再以90mm的右端面定位可限制两个自由度。精基准的选择主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。 这在以后还要专门计算，此处不再计算。3.2 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。3.2.1 工艺路线方案一(一)工序粗车100mm柱体左端面外圆柱面，粗车B面。(二)工序 钻、扩、粗铰、精铰20mm孔至图样尺寸。(三)工序粗车45 右端面，粗车45 外圆，粗车90外圆，粗车90右端面。(四)工序半精车100左端面，半精车100外圆，半精车B面，半精车90外圆，车倒角。(五)工序 半精车45 外圆，精车90右端面，车3×2退刀槽，车倒角。(六)工序 精车100左端面，车过渡圆。(七)工序  粗铣两侧面，精铣两侧面。(八)工序钻  4×9。(九)工序 磨削外圆面100mm、45 mm。(十)工序 磨削B面，即45mm外圆面、100mm右端面、90mm左端面。(十一)工序  磨削外圆100  ，磨削45 外圆。(十二)工序磨削90突台距离轴线24mm的侧平面。(十三)工序 刻字刻线。(十四)工序XIV镀铬。(十五)工序XV 检测入库3.2.2 工艺路线方案二(一)工序车柱体的右端面，粗车90mm右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆45 mm，车右端倒角。(二)工序粗车100mm柱体左、右端面，粗车90mm柱体左端面，半精车100mm左、右端面、90mm左端面，粗车外圆45mm、100mm、90mm，半精车外圆45mm、100mm、90mm，车 100柱体的倒角，车45mm柱体的过度倒圆。(三)工序精车 100左端面，90mm右端面。(四)工序钻、扩、粗铰、精铰孔 20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角。(五)工序粗铣、精铣90mm柱体的两侧面。(六)工序 钻 4孔，铰 6孔。(七)工序钻 49孔。(八)工序磨削外圆面100mm，90mm。(九)工序磨削B面，即45mm外圆面、100mm右端面、90mm左端面。(十)工序刻字刻线。(十一)工序 镀铬。(十二)工序 检测入库。3.2.3 工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案一是从左端面加工到右侧，以45 mm的外圆作为粗基准加工左端面及20mm的孔又以孔为精基准加工，而方案二则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。3.3 选择机床及工、夹、量、刃具。机床设备的选用应当既要保证加工质量 , 又要经济合理。在成批生产条件下，一般应采用通用机床和专用工装夹具, 参看机械制造工艺设计简明手册车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm，转塔式机床适用于大批量生产，刀架可以装夹多个刀具，方便加工。铣床：机床X61W功率为5-10KWM131W万能磨床,使用专用磨床夹具砂轮选择结果为：A46KV6P 300×50×230选用M114W万能外圆磨床，使用专用夹具，选用纵向进给法卧轴矩台平面磨床M7112并使用专用夹具。MM7112功率为1.5kw,工作台纵向移动速度2.5-18m/min刀具选用：孔钻，19.94高速钢锥柄铰刀。后刀面磨钝标准为0.4-0.6，耐用度T=60min外圆粗车刀：90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，前角为10°，后角6°，主偏角90°，副偏角8°，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角-10°。外圆精车刀：90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，前角为10°，后角6°，主偏角90°，副偏角10°，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角0°YG6硬质合金成形车刀R=5mm。切槽刀：刀杆尺寸16×25mm,刀片厚度取3mm,选用YG6刀具材料，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角8°，主偏角90°，副偏角3°，刀尖圆弧半径0.2-0.5取0.5mm,刃倾角0°。端面车刀：选用93 偏头端面车刀，18高速钢锥柄标准花钻，选用19.8高速钢锥柄扩粗右端面：选用93°偏头端面车刀，车床用C365L转塔式车床，中心高210mm，故刀杆尺寸为16×25mm，刀片厚度取5mm，选用YG6的刀具材料，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角8°，主偏角93°，副偏角10°，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角-10°两把镶片圆锯齿铣刀，外径160mm,内径32mm,L=3mm,Z=40两把高钢镶齿三面刃铣刀,同时铣削两面,铣刀外径d0=160mm,D=40mm,L=20mm,Z=22量具：游标卡尺，千分尺。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛配尺寸的确定各加工表面的工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度查机械加工工艺手册，机械工艺设计手册表1-28如下表：加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（ ）公差等级公差右端面 粗车4.5    6.3毛坯4.5     90突台右端精车0.841IT70.02541 1.6半精车1.041.8IT90.06241.8+0.31 -0.313.2粗车4.542.8IT110.16042.8 +0.08 -0.086.3毛坯7482.248 +1.1 -1.1 槽3×2粗车2Z=941IT130.3941 6.3毛坯2Z=9502.050  45外圆磨削2Z=0.345IT60.017450 -0.0170.8半精车2Z=1.045.3IT90.06245.30 -0.062 3.2粗车2Z=8.746.3IT110.16046.30 -0.16 6.3毛坯2Z=10552.055  内孔20铰2Z=0.220IT80.04520 +0.045 01.6扩2Z=1.819.8IT100.08419.8+0.084 0 6.3钻2Z=1818IT120.1818+0.18 0 12.5毛坯实心     100左端面精车Z=0.891IT80.05491 1.6半精车0.791.8IT90.08791.8 3.2粗车4.592.5IT110.2292.5 6.3毛坯6972.297  100外圆磨削2Z=0.4100IT80.0541000 -0.054 0.8半精车2Z=1.1100.4IT110.22100.40 -0.22 3.2粗车2Z=8.5101.5IT110.22101.50 -0.22 6.3毛坯2Z=101102110  100右端面磨削Z=0.441IT70.01741 0.4半精车Z=1.141.4IT90.06241.4 3.2粗车Z=4.542.5IT110.1642.5 6.3毛坯Z=647 2.047 45外圆磨削2Z=0.345IT70.017450 -0.017 0.4半精车2Z=1.045.3IT90.06245.30 -0.062 3.2粗车2Z=8.646.3IT110.16046.30 -0.16 6.3毛坯2Z=1050 2.050 90突台左端磨削Z=0.48IT80.0228 0.4半精车Z=1.18.4IT90.0368.4 3.2粗车Z=3.59.5IT110.099.5 6.3毛坯Z=611 0.2  90外圆半精车2Z=1.190.4IT90.08790 3.2粗车2Z=8.591.5IT110.2291.5 6.3毛坯2Z=1095 2.0100  4孔铰2Z=0.14IT100.0484 6.3钻2Z=3.93.9IT110.0753.9 12.5毛坯实心     6孔铰2Z=0.26IT100.0486 3.2钻2Z=1.85.8IT110.0755.8 12.5毛坯2Z=44IT110.0754 12.590（左）两侧面精铣1.058IT90.07458 3.2粗铣1059IT120.359 12.5毛坯1190IT130.5490  90右侧面磨削0.424IT80.3324 0.4毛坯     6.34-9孔钻2Z=99IT130.229 12.5毛坯实心     毛坯 ：级精度金属型铸造 材料：HT200 3.5 切削用量的确定工序：一粗车100左端面（1）选择刀具      选用93 偏头端面车刀，参看机械制造工艺设计简明手册车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角8°，主偏角93°，副偏角10°，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角-10°。（2）确定切削用量     （a)确定背吃刀量ap (即切深a )粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即 ap=4.5mm。（b)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为1625 、工件直径100mm、切削深度ap =4.5mm，则进给量为0.7-1.0。再根据C365L车床及机械制造工艺设计手册表3-13查取横向进给量取f=0.73mm/r。(c)选择磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8-1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。(d)选择切削速度。查机械制造技术基础课本，由表3-11知，当 ap =4.5,f=0.73mm/r时，v =60 r/min，可保证T=60min。3)确定机的主轴转速 ns= 191r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与191r/min相近的机床转速为183r/min及238r/min。现选取=183r/min。所以实际切削速度=4) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.314(min)二粗车100外圆（1）选择刀具：90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，前角为10°，后角6°，主偏角90°，副偏角8°，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角-10°。（2）确定切削用量     （a）确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为5+3.5=8.5mm,两次走刀，则ap=8.5/2×2=2.1mm。(b)确定进给量由切削用量简明手册HT200，刀杆尺寸1625，ap =2.1,工件直径为100mm，则f=0.8-1.2。再由简明手册表4.23查取f =0.76mm/r。      (c)选择刀具磨钝标准及耐用度由切削用量手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8-1.0，焊接耐用度T=60mm。      (d)确定切削速度：查机械制造技术基础课本，由表3-11知，当ap=2.1,f=0.76mm/r时，=60 r/min，可保证T=60min。(4)确定机的主轴转速 ns= 191r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与191r/min相近的机床转速为183r/min及238r/min。现选取=183r/min。所以实际切削速度=(5)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)  =(9+3+3+0)×2/(0.76×183)=0.22min。其中L=9，L1=3，L2=3，L3=0，i=2三 粗车B面（90左端面，100右端面，粗车45 外圆 ）粗车90左端面（1）选择刀具：与粗车100左端面同一把。（2）确定切削用量   （a）确定背吃刀量ap粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =4.5mm。(b)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为1625 、工件直径90mm、切削深度a =4.5mm，则进给量为0.7-1.0。再根据C365L车床及机械制造工艺设计简明手册表423查取横向进给量取f=0.73mm/r。 (c)确定切削速度VC：查机械制造技术基础课本，由表3-11知，当ap=4.5,f=0.73mm/r时，=60 r/min，可保证T=60min。(4) 确定机床主轴转速：ns= 212r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与212r/min相近的机床转速为238r/min。现选取=238r/min。所以实际切削速度：=(5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1t=i ;其中l=22.5mm; =4mm; =0mm; t=i=0.148(min) 粗车100右端面(1）选择刀具：与粗车100左端面同一把。（2）确定切削用量: ap    （a）确定背吃刀量粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =4.5mm。(b)确定进给量：查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为1625 、工件直径100mm、切削深度a =4.5mm，则进给量为0.7-1.0。再根据C365L车床及机械制造工艺设计简明手册表423查取横向进给量取f=0.73mm/r。      (c)确定切削速度VC：由表3-11知，当ap=4.5,f=0.73mm/r时，=60 r/min，可保证T=60min。4)确定机的主轴转速 ns= 191r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与191r/min相近的机床转速为183r/min及238r/min。现选取=183r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=（dd1）/2+L1+L2+L3  (其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0)  L=(10045)/（2+4+0+0）=36.5mm T=36.5×1/(0.73×183)=0.27min。 粗车45 外圆（1）选择刀具：与粗车100外圆同一把。（2）确定切削用量    （a）确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为5+3.6=8.6mm,两次走刀，则ap=8.6/2×2=2.15mm。(b)确定进给量由切削用量手册HT200，刀杆尺寸16 25，工件直径为90mm，则f=0.40.55mm/r。再由简明手册表4.23查取f =0.52mm/r。     (c)确定切削速度查机械制造技术基础课本，由表3-11知，当ap=2.15,f=0.52mm/r时，=50 r/min，可保证T=60min。(4)确定机的主轴转速 ns= 354r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与425r/min相近的机床转速为322r/min及430r/min。现选取=322r/min。所以实际切削速度=(5)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)       =(3355+0)×2/(0.52×322)=0.27min。其中L=33，L1=5，L2=5，L3=0，i=2工序一钻18孔（1）刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用18高速钢锥柄标准花钻。钻床选择：型号Z525（2）切削用量选择：查切削用量手册得：f=0.70-0.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L车床进给量取f=0.76mm/r。查切削用量简明手册取V =0.33m/s=19.8m/minn =1000V/(D)=1000×19.8/3.14×18=350r/min按机床选取n =322r/m,故V = Dn/1000=3.14×18×322/1000=18m/min(3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)     =(91+11+0)/(0.76×322)=0.42min。其中L=91，L1=（D/2）×cotKr+2=11,L2=0二  扩19.8 孔（1）刀具选择：选用19.8高速钢锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量：（2）切削用量选择：查切削用量简明手册得：f=0.90-1.1mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L 车床进给量取f=0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训教程得公式：VC=（1/2-1/3）VC查切削用量简明手册取VC =0.29m/s=17.4m/minVC=（1/2-1/3）VC =5.8-8.7m/minn=1000 VC/ D=1000×(5.8-8.7)/(3.14×18)=93-140r/min按机床选取n =136r/m,故V = Dn/1000=3.14×19.8×136/1000=8.5m/min                                                             (5)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)     =(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。其中L=91，L1=14,L2=2三  粗铰 19.94（1）刀具选择：19.94高速钢锥柄铰刀。后刀面磨钝标准为0.4-0.6，耐用度T=60min（2）确定切削用量：背吃刀量ap0.07查切削用量简明手册得：f=1.0-2.0mm/r，取f=1.68mm/r。计算切削速度V=CVdoZvKV/(601mTmapXv