CA6140法兰盘课程设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流CA6140法兰盘课程设计.精品文档.目 录0前言11零件初步分析2 1.1 零件的结构分析21.2 零件的技术要求分析22 工艺规程设计.32.1 确定毛坯的制造形式32.2绘制毛坯图32.3定位基准的选择32.4制定工艺路线52.5 确定机床设备72.6 确定工序尺寸83 夹具设计113.1初步分析123.2工件装夹方案的确定123.3定位基准的选择123.4定位误差分析133.5切削力及加紧力计算133.6其它元件的选择与设计144 总结14参考文献160前言 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。机械制

2、造工艺课程设计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。通过本次课程设计，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。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。This paper is main CA6140 horizontal lathe flange on the relevant technological proces

3、s design.Mechanical manufacturing technology course design of an in-depth and comprehensive review of the literature, but also a theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important position.Through the curriculum design, skilled in the use of machinery

4、 manufacturing technology design of basic theory as well as in the productive practice middle school to the practical knowledge, a correct solution to a part in the processing of positioning, clamp as well as craft route arrangement, process determining the dimensions and other problems, spare parts

5、 processing quality assurance.The most important is the integrated use of theoretical knowledge to solve practical problems, modern design, consolidate and deepen the learned.And in the design process, learned a lot of the classroom did not learn.1零件的分析1.1 零件的结构分析题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要

6、作用是标明刻度，实现纵向进给。法兰盘在数控机床里起支承和导向作用，是回转体零件。由外圆、圆孔、端面构成主要表面。用上端面定位，四个螺栓固定，实现法兰盘的正确连接。4-18孔既为螺栓连接孔。1.2 零件的技术要求分析由所给零件图知，其材料为MTII。质量为0.99kg。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。图1.1 外圆 56h6，Ra =1.6m; 100； 49n6, Ra=1.6m 其余Rx=12.5 圆孔 30H7； 倒R4的圆角端面A与端面F距离40mm，A面与B面距离8mm,端面C与端面F距离13mm, =1.6m; 大圆切面与100的轴心

7、线距离33mm；宽度为5mm深度为2mm的槽；深度为2mm半径为2mm的沟槽；斜孔4与30H7轴线夹角为。2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为MTII。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，故选择棒料毛坯。2.2 绘制毛坯图 查阅相关手册确定左端面的加工余量为4mm，侧面及右端面的加工余量为3mm，绘制如下毛坯图 图2.12.3 定位基准的选择 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。2.3.1粗基准的选择 选择

8、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45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，消除工件的六个自由度，达到完全定位。2.3.2精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该

9、进行尺寸换算。2.4 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，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，可以考虑采用通用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。工艺路线方案一工序、粗车 工步1、以A端面为粗基准，粗车端面C面、F端面及外圆56h6和100； 工步2、调头，以F端面端面定位，粗车A端面、B端面、D端面以及外圆49n6和 圆孔30H7。工序、半精车 工步1、以100外圆及A端面定位，半精车F端面、外圆56h6、C端面切2x0.5退刀槽，内切宽为5的槽，倒1x

10、45的角； 工步2、调头，以F端面面定位，半精车100、49的外圆、B端面、D端面。倒1x45角，切2x0.5退刀槽。工序、精车 工步1、以粗车后的加工后的内孔轴心和A端面为定位基准，半精车外圆56h6及C端面和F端面， 工步2、以F端面及内孔轴心定位，半精车B面、A面工序、粗铣 以外圆100及内孔轴心定位，粗铣E端面 工序、拉 以加工后的E端面定位，拉内孔上下两个半径为R2的沟槽工序、镗 以半精车后A面定位，粗镗退刀槽工序、钻 工步1、以内孔轴心及C端面为基准，钻10的孔，扩17孔； 工步2、调头钻4-11扩4-18的孔。工序、钻 以中心孔轴线用专用夹具定位，钻4mm的斜孔。工艺路线方案二工

11、序、铸造工序、热处理工序、粗车 工步1、以A端面为粗基准，粗车端面C面、F端面及外圆56h6和100； 工步2、调头，以F端面端面定位，粗车A端面、B端面、D端面以及外圆49n6和 圆孔30H7。工序、半精车 工步1、以100外圆及A端面定位，半精车F端面、外圆56h6、C端面切2x0.5退刀槽，内切宽为5的槽，倒1x45的角； 工步2、调头，以F端面面定位，半精车100、49的外圆、B端面、D端面。倒1x45角，切2x0.5退刀槽。工序、精车 工步1、以粗车后的加工后的内孔轴心和A端面为定位基准，半精车外圆56h6及C端面和F端面， 工步2、以F端面及内孔轴心定位，半精车B面、A面工序、粗铣

12、 以外圆100及内孔轴心定位，粗铣E端面 工序、拉 以加工后的E端面定位，拉内孔上下两个半径为R2的沟槽工序、镗 以半精车后A面定位，粗镗退刀槽工序、钻 工步1、以内孔轴心及C端面为基准，钻10的孔，扩17孔； 工步2、调头钻4-11扩4-18的孔。工序、钻 以中心孔轴线用专用夹具定位，钻4mm的斜孔。在两个工艺路线相比较当中，由于工艺路线（一）的工序比较集中，在装夹方面更加可靠，而方案（二）在加工过程中铸造虽然易成型，但增加了制造成本，故选用工艺路线（一）。2.5确定机床设备（1）选择机床a. 工序10、20、30是粗车和半精车及精车。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，又是回转体，固宜

13、在车床上加工,选用最常用的CA6140型卧式车床即可。b. 工序40是粗铣平面，应选立式内拉床X63。c. 工序50是拉沟槽，应选L4305连续拉床。d. 工序60是镗沟槽，用选T740镗床e. 工序70、80是钻小孔4-11mm 、扩4-18mm，钻4小孔及10的盲孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，可选Z525立式钻床。（2）选择夹具本零件铣切E面，钻斜孔4工序，钻钻小孔4-11mm 、扩4-18mm，钻4小孔及10的盲孔需要用专用夹具，其他各工步用三爪定心卡盘。（3）选择刀具在车床上加工的工步一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工铸件类零件采用YG类硬质合金，粗、精加工用YG6X。切槽

14、刀宜选用高速钢。铣刀选高速镶齿三面铣刀，直径d=100，厚度B=20mm,齿数Z=10。钻4-11孔选直柄麻花钻11，长度L=100mm；钻4通孔选直柄麻花钻钻4，长度L=60mm；钻18的盲孔，选直柄麻花钻18，长度L=150mm。（4）选择量具本零件属大批量生产，一般均采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。选择时，采用其中一种方法即可。均可选用分度值为0.02mm，测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。2.6确定工序尺寸“法兰盘”零件材料为MTII，毛坯重量约为0.9kg，生产类型为中批生产，采用成型毛坯。根据上述原始资料及

15、加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序及毛坯尺寸如下：1. 49mm外圆表面此外圆表面为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工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差毛坯571061.0 粗车外圆1500.3 半精车外圆0490.1 精车外圆-0.0148.990.0392. 外圆表面100mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差毛坯61061.6粗车外圆11010.6101半精车外圆000.301003外圆表面56mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余

16、量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差毛坯491062.0106粗车外圆1571.057半精车外圆0560.7564外圆表面66mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差毛坯401060.2106粗车外圆0660.1665.两个端面：工序名称工序余量毛坯7粗车1半精车0.02精车06孔30mm参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差毛坯300粗车0300.045307.100mm右端面：工序名称工序余量毛坯13粗车1半精车08.49mm右端面工序名称工序余量毛坯

17、8粗车1半精车09.66mm右端面工序名称工序余量毛坯12粗车11半精车010.100mm圆柱面上离30mm孔中心线33mm的平面工序名称工序余量毛坯17粗铣0.053夹具设计为了提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。A. 铣E端面，B. 镗宽为5mm深为2mm的槽C. 钻10mm17mm孔，D. 钻4-11通孔，扩4-18孔，E. 钻斜孔4，需要用专用夹具。现设计钻钻4-11通孔，扩4-18孔的钻床夹具。本夹具将用于Z525钻床，刀具为11麻花钻，18扩孔钻，分别对4-11通孔和4-18扩孔进行加工。3.1初步分析 由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体要求如下：钻

18、4-11的通孔，深度为15mm，并扩4-18的孔，深度为11mm，无其它技术要求，该工序在钻床上加工，零件属中批量生产。3.2工件装夹方案的确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即X移动、Y移动、X转动、Y转动、Z转动，为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制Z移动一个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要定位基准与设计基准重合选以100的外圆和长度为40mm的右端面及长度为13的平面为定位基准。在加工过程中，应该对工件的6个自由度都进行限制，通过一个V型块与56h6外圆柱面配合来限制工件的自由度，这样，达到工件的全定位。考虑到工件为大批生产，为提高生产效率，减轻

19、工人劳动强度，宜采用尽可能简单的加紧装置，该设计中采用一个螺杆、螺母与一块压板作为压紧装置，只需拧紧一次螺母，即可以完成整个加工工序。在加工完成后，只需松一次螺母，就可以取出工件，较为简便。由于该夹紧装置主要是压紧工件，限制Z方向的自由度，而本工序采用的是Z525钻床，作用在Z方向的切削力很小，因而不需要很大的加紧力。3.3定位基准的选择 由零件图可知B、E两个端面对阶梯孔11、孔18都有一定的位置精度要求，应以所确定平面B和为定位基准，限制三个不定度。为保证工件位置精度加工时的稳定性，又考虑到夹具的尽可能简化，选用端面E、孔30为第一和第二定位基准，通过V型块和挡板实现定位。又为了保证加工时

20、的稳定性，选用阶梯孔下端面为第三定位基准，通过其与定位装置基座上端面压紧实现定位。图3.13.4定位误差分析.1) 分析计算孔的深度尺寸15.5的定位误差：用外圆表面定位和平面定位，工件定位面是外圆柱面表面，定位元件的定位工作面是B端面和外圆柱面，定位基准外圆柱中心线，当工件内孔直径发生变化时其中心线和B端面发生相对移动。B端面定位误差计算如下： jb=0, db=1/2(Dmax-dmin)=0.075, dw=db=0.075 由于孔的公差属于自由公差，取13级公差，则dw=0.0751/3T ，因此定位准确。2) 分析计算平面定位误差：jb=0, db=0, dw=03.5切削力及加紧力

21、计算参考资料得：式中K是轴向力的修正系数，可通过查表查得，f是钻孔进给量查表可得求出钻18孔的切削力F=3622N其中f=0.4mm/r求出钻11孔的切削力F=1758N其中f=0.3mm/r它们均小于机床的最大进给力7840N。查表知道夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F与切削力F之间的关系为F=KF式中K为安全系数。参考文献，当夹紧力与切削力方向相反时，取K=3所以F=KF=10866N由于采用了铰链压板，其受力为F=5433N从强度考虑，因一个M12的螺栓能承受5690N的许用夹紧力，所以用M12的螺栓完全能满足强度要求。3.6其它元件的选择与设计 由于此工件是中批量生产，固选

22、用GB2264-80快换钻套，选用固定式钻模板。根据钻床T型槽的宽度，决定选用GB2264-80宽度B=14，公差带为h6的A型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体，其基本厚度选为20mm并在夹具底部两端设计出供T型槽用螺栓紧固夹具用的U型槽耳座。4总结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。通过这次课程设计对我们学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼我们问题、解决问题的能力，为

23、今后参加工作打下一个良好的基础。在设计过程中我们发现了许多在学习和应用知识的不足之出，尤其锻炼了我们结合实际综合考虑问题的思路和解决问题的能力。我们深刻体会到基础知识必须要扎实才能有更好的学习和创造性的思维。所以在今后的学习和工作中，我们要更多的注重基础知识的学习。另外在设计过程中我们还有许多小的错误导致拖延了设计时间和扰乱设计思路，让我们明白了“把一件简单的事做好就不是一件容易的事”的道理。从而，我们无论做什么事都要努力尽力去做好。参考文献【1】 机械制造技术基础课程设计，华中科技大学出版社，柯建宏【2】 机械制造技术基础，华中科技大学出版社，熊良山【3】 机械加工工艺手册.北京机械工业出版社，1991.9，孟少龙【4】 切削用量简明手册.北京机械工业出版社，艾兴【5】 机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨工业大学出版社，李益民【6】 机械制造工艺学课程设计指导书.北京机械工业出版社，2000.10，赵家奇【7】 机械制造及其设备指导手册. 北京机械工业出版社，1997.8，李云