法兰盘---课设.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流法兰盘-课设.精品文档.机械制造工艺学课程设计任务书题目: 设计”CA6140车床法兰盘831004”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程综合卡片 1张 4.结构设计装配图 1张 5.结构设计零件图 1张 6.课程设计说明书 1张 班级 机械081 姓名 李明敏 学号 200833315128 指导教师 机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 法兰盘机械而加工工艺过程及夹具设计 设计者 指导老师序言机械制造工艺学课程设计使我们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.

2、这是我们在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。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、 零件的分析（一） 零件的作用法兰盘只是一个统称，通常是指在一个类似盘状的金属体色的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。它的作用是连接及传动。CA6140卧式车床上的法兰盘（如图1），为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱

3、固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。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mm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mm上部为mm定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的mm标明通过，本身没有受到多少力的作用。（二） 零件的工艺分析 CA6140车床法兰盘共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1以20mm孔为精基准的加工表面。这一组加工表面包括：一个20的孔及其倒

4、角；一个100外圆及其倒角；45外圆及其倒圆；90外圆及其倒角；45外圆及其倒角；90两端铣平面（分别距离20轴为24mm和34mm两端）；100左端面和90右端面；49通孔。2. 以90右端面为加工表面。这一组加工表面包括：100右端面；90左端面；45右端面；32退刀槽；4和6孔。这两组加工表面之间存在着一定的位置要求，主要是：（1）左端面与孔形位公差0.03mm。（2）右端面与孔形位公差0.03mm。（3）孔轴线与右端面位置公差0.6mm经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，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。 图1 法兰盘零件

5、图二、 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 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。零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。（二）基面的选择基面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。（1） 粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，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互

6、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，现选取的加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘限制5个自由度，再通过尾座限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行车削。（2） 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：基准重合的原则；基准不变的原则；互为基准，反复加工的原则；自为基准的原则；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，以并采用一面两孔的形式定位，限制6个自由度为完全定位。（三）制定工艺路线制定工艺路线得出发点，应当是使

7、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，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。于是制定了一下加工路线：工序I 半精车mm左右端面，半精车mm，mm外圆及左右端面，并倒45倒角。工序II 半精车mm圆柱侧面及R5mm的圆角，mm圆柱侧面。工序III 车32的退刀槽，半精车mm的45锥面。工序IV 铣mm分别距离轴线34mm和24mm的两个端面。工序V 钻、扩，mm的台阶孔。工序VI 钻、扩、镗mm的孔，并倒45倒角。工序VII 钻、扩mm的孔。工序VIII 磨 mm

8、，磨mm圆柱侧面。工序IX 磨mm分别距离轴线34mm和24mm的两个端面。工序X 抛光B面。工序XI mm的左端面刻字。工序XII mm的外圆无光渡铬。工序XIII 检查。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片。（四） 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，毛坯采用铸造。根据上述原始资料及加工工艺，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：1. 车外圆表面（mm，mm外圆，圆柱侧面） 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-4.因为最大零件尺寸为100mm。取其车削公差等级为IT1011，

9、故取直径余量2Z=3mm。2.孔 毛坯为实心，不冲出孔。其基本尺寸为20mm，取精度等级IT78。查工艺手册表2.3-9以及2.3-12确定工序尺寸及余量如下： 钻孔：16mm 扩孔：19.8mm 2Z=3.8mm 镗孔：mm 2Z=0.2mm。3. 孔 毛坯为实心，不冲出孔。其基本尺寸为9mm，为自由精度要求。查工艺手册表2.3-9确定工序尺寸及余量如下： 钻孔：8mm 扩孔：9mm 2Z=1mm。4.钻台阶孔，mm毛坯为实心，不冲出孔。其基本尺寸分别为4mm和6mm，查工艺手册表2.3-9确定工序尺寸及余量如下： 钻孔：4mm 扩孔：6mm 2Z=2mm。5.铣mm的两个段平面其余量如下：

10、 粗铣：10mm（离20中心轴为34 mm） 精铣：0.8mm 粗铣：20mm (离20中心轴为24 mm) 精铣：0.8 mm6.磨削抛光查工艺手册表2.3-21工件的取余量为0.2mm.其他尺寸直接铸造得到。由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。详见CA6140卧式车床法兰盘的毛坯图（图2）。图2 法兰盘毛坯图（五）确定切削用量及基本用时工序I 半精车mm左右端面，半精车mm，mm外圆及左右端面，并倒45倒角。1. 加工条件工件材料：HT200，=200MPa、铸造。加工要求：半精车mm左右端面，半精车mm，mm外圆及

11、左右端面，并倒1.545倒角。机床：C620-1卧式车床。刀具：外圆车刀，刀具材料YG6，刀片厚度4.5mm，刀杆尺寸BH=16mm25mm。由切削用量简明手册查得。（以下简称为切削手册）2.计算切削用量（1）半精车mm左端面1）根据毛坯尺寸得到该端面的余量为3mm，故一次走刀完成即=3mm。2）进给量f 根据切削手册表1.4，当刀杆尺寸BH=16mm25mm，3mm以及直径为100mm时f=0.60.9mm/r正在根据切削手册表1.30，取f=0.8mm/r3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min），取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。4）确定机床主

12、轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=230r/min则实际切削速度为74.4r/min5） 切削工时，按工艺手册表6.2-1（2） 车mm外圆 1）单边余量Z=1.5mm，可以一次切除，故取=1.5mm。 2）进给量f 根据切削手册表1.4，f=0.8mm/r 3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。 4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=230r/min则实际切削速度为74.4r/min 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 （3）车mm右端面1）根据毛坯尺寸得到该端面的余量为3mm，故一次走刀完成即

13、=3mm。 2）进给量f根据切削手册表1.4取f=0.8mm/r3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=230r/min则实际切削速度为74.4r/min 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 （4）车mm左端面 1）根据毛坯尺寸得到该端面的余量为3mm，故一次走刀完成即=3mm。 2）进给量f根据切削手册表1.4取f=0.8mm/r3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。4）确定机床主

14、轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=230r/min则实际切削速度为67.2r/min。 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 （5）半精车mm外圆1）单边余量Z=1.5mm，可以一次切除，故取=1.5mm。2）进给量f 根据切削手册表1.4，f=0.8mm/r3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=230r/min则实际切削速度为65.0r/min 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 （6）车mm右端面 1）根据毛坯尺寸得到该端面的余量为3mm，故一次走刀完成即

15、=3mm。 2）进给量f根据切削手册表1.4取f=0.8mm/r3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=230r/min则实际切削速度为67.2r/min。 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1（7）倒mm右端面1.545倒角根据切削手册表1.8，取成形进给速度f=0.08mm。根据一般资料，取切削速度v=16m/min则按工艺手册表4.2-8，取转速为58r/min，则切削速度为18.2m/min切削工时（8） 倒mm左端面1.545倒角根据切削手册表1.8，取成

16、形进给速度f=0.08mm。根据一般资料，取切削速度v=16m/min则按工艺手册表4.2-8，取转速为58r/min，则切削速度为18.2m/min切削工时工序II 车mm圆柱侧面及R5mm的圆角，mm圆柱侧面。1.加工条件工件材料：HT200，=200MPa、铸造。加工要求：车mm圆柱侧面及R5mm的圆角，mm圆柱侧面。机床：C620-1卧式车床。刀具：外圆车刀，刀具材料YG6，刀片厚度4.5mm，刀杆尺寸BH=16mm25mm。由切削手册查得。2.计算切削用量（1） 车mm圆柱侧面 1）单边余量Z=1.5mm，可以一次切除，故取=1.5mm。 2）进给量f 根据切削手册表1.4，f=0.

17、4mm/r 3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。 4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=760r/min则实际切削速度为114.6r/min 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1（2） mm圆柱侧面 1）单边余量Z=1.5mm，可以一次切除，故取=1.5mm。 2）进给量f 根据切削手册表1.4，f=0.4mm/r 3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。 4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=760r/mi

18、n则实际切削速度为114.6r/min 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1（2） 面圆角 根据切削手册表1.8，取成形进给速度f=0.08mm。根据一般资料，取切削速度v=16m/min则按工艺手册表4.2-8，取转速为120r/min，则切削速度为16.9m/min切削工时工序III 车32的退刀槽，车mm的45锥面。1.加工条件工件材料：HT200，=200MPa、铸造。加工要求：车32的退刀槽，车mm的45锥面。机床：C620-1卧式车床。刀具：切断刀，刀片厚度4.5mm，刀杆尺寸BH=16mm25mm。由切削手册查得。2.计算切削用量（1）车32的退刀槽 1）单边余量Z=2mm，可以

19、一次切除，故取=2mm。 2）进给量f 根据切削手册表1.4，f=0.4mm/r 3）计算切削速度 按切削手册表1.27，切削计算公式为（m/min）取，T=60min时，根据切削手册表1.28取=1。 4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，取n=305r/min则实际切削速度为43.1r/min 5）切削工时，按工艺手册表6.2-1（2） 车mm的45锥面根据切削手册表1.8，取成形进给速度f=0.08mm。根据一般资料，取切削速度v=16m/min则按机床说明书取转速为120r/min，则切削速度为17m/min切削工时工序IV 粗精铣mm分别距离轴线34mm和24mm的两个端面。（

20、1） 粗铣mm距离轴线34mm端面机床：组合机床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15. 铣刀寿命T=180min，D/Z=100/10，B=401）削深度 2=10mm，所以有=5mm2）给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119得，进给量f=0.20.35mm/齿，按机床行选取f=0.3mm/齿3）切削速度 根据机械加工工艺手册表10-70，及10-66，查得v=115min/s，即v=6.9m/min。4）定机床主轴转速21.97r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=

21、22.5r/min。所以实际切削速度当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=0.31022.5=67.5(mm/min)查机床说明书有=60(mm/min)（2）粗铣距中心线24mm的平面。机床：组合机床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT15。 铣刀寿命T=180min，D/Z=100/10，B=40。1) 切削深度 4=20mm 所以有=5mm2) 进给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119得，进给量f=0.20.35mm/齿，按机床行选取f=0.3mm/齿3) 切削速度 根据机械加工工艺手册表10-70，及10-66，查得v=11

22、5min/s。即v=6.9m/min。4) 确定机床主轴转速21.97r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与21.97r/min相近的机床转速为22.5r/min。现选取=22.5r/min。所以实际切削速度当=22.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=0.31022.5=67.5(mm/min)查机床说明书有=60(mm/min)（3）精铣上两平面1) 切削深度 查机械加工工艺师手册表10-119，取=0.8mm。2) 进给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119，按机床行选取f=0.2mm/齿。3) 切削速度 根据机械加工工艺手册表10-70，及10-66，

23、查得v=190min/s。即v=11.4m/min。4) 确定机床主轴转速36.3r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=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=0.21037.5=75(mm/min)查机床说明书有=80(mm/min)。工序V 钻、扩，mm的台阶孔。（1） 钻孔mm机床：Z525立式钻床 刀具：选取高速钢麻花钻mm。进给量 查切削手册表2.7，取。切削速度 查切削手册表2.13，取。查工艺手册表4.2-15，取，所以实际切削速度。切削工时（2）扩孔mm进给

24、量 根据切削手册查表2.10，取切削速度 扩孔的切削速度根据其他资料，确定为其中味钻头同样尺寸实心孔时的切削速度查工艺手册表4.2-15，取。切削工时工序VI 钻、扩、镗mm的孔，并倒45倒角。（1）钻孔机床：Z525立式钻床 刀具：选取高速钢麻花钻mm。进给量 查切削手册表2.7，取。切削速度 查切削手册表2.13，取。查工艺手册表4.2-15，取，所以实际切削速度。切削工时（2）扩孔进给量 根据切削手册查表2.10，取切削速度 扩孔的切削速度根据其他资料，确定为其中味钻头同样尺寸实心孔时的切削速度查工艺手册表4.2-15，取。切削工时（3）镗孔mm单边余量Z=0.1mm，一次镗取余量，。进

25、给量 根据相关手册，取。查工艺手册表4.2-15，取切削工时 （4）倒145倒角根据切削手册表1.8，取成形进给速度f=0.08mm。根据一般资料，取切削速度v=16m/min则按工艺手册表4.2-8，取转速为272r/min，则切削速度为17.1m/min切削工时工序VII 钻、扩mm的孔。（1）钻孔机床：Z525立式钻床 刀具：选取高速钢麻花钻mm。进给量 查切削手册表2.7，取。切削速度 查切削手册表2.13，取。查工艺手册表4.2-15，取，所以实际切削速度。切削工时（2）扩孔进给量 根据切削手册查表2.10，取切削速度 扩孔的切削速度根据其他资料，确定为其中味钻头同样尺寸实心孔时的切

26、削速度查工艺手册表4.2-15，取。切削工时工序VIII 磨 mm,磨mm圆柱侧面。 （1）磨mm外圆柱面机床MQ1350A轻型外圆磨床1）选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料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。查工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st（2）磨45mm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第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨

27、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350x40x127 2）切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 切削用时式中 D-被加工直径 b-加工宽度 Z-单边加工余量 K-系数 V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.3(min) 工序IX 磨mm分别距离轴线34mm和24mm的两个端面。（1） 磨mm分别距离轴线24mm的端面。机床 MQ1350A轻型外圆磨床1）选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料A46KV6P 3

28、5040127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表33-42有砂轮轮速n=1500r/min (见机床说明书) v=27.5m/s工件速度10m/min轴向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.015mm/st（2） 磨mm分别距离轴线34mm端面1）选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料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。查机械加工工艺手册表

29、33-42有砂轮轮速n=1500r/min (见机床说明书) v=27.5m/s工件速度10m/min轴向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.015mm/st工序X 抛光B面。（1）B面抛光机床MQ1350A轻型外圆磨床1）选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料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350401272）切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计

30、算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片，见所附卡片。三、 夹具设计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7道工序钻、扩mm的孔的夹具。本夹具将用于Z525立式钻床，选取高速钢麻花钻。（一） 问题的提出 本夹具主要用于钻、扩mm的孔，其加工无特殊的要求。此时分别距离mm轴线34mm和24mm的两个端面，以及mm的孔内表面已经加工出来，可作为定位面。因此本工序加工时，精度不是主要问题。（二） 夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知，距离mm轴线34mm和24mm的两个端面，mm的孔内表面已经加工出来。本设计选用以20孔的内表

31、面和的底端面为主要定位基面。以距离mm轴线34mm和24mm的两个端面进行辅助定位。本设计采用滑动压块，及偏心轮进行夹紧。2. 切削力及夹紧力的计算刀具：选取高速钢麻花钻mm。钻加工时的轴向力：（由切削手册表2.32得）查切削手册表2.32得，。查表2.33，得到，则代入上述公式钻削轴向力为钻加工时的扭矩：（由切削手册表2.32得）查切削手册表2.32得，。查表2.33，得到，则代入上述公式钻削扭矩为产生横向力：最小夹紧力： 实际过程中，夹紧力大于最小夹紧力，可安全工作。3.定位误差分析夹具的主要定位元件为支撑板和定位销。支撑板尺寸与公差都是选取的标准件，其公差由标准件决定，并且在夹具装配后的

32、技术要求统一磨，支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过0.02；定位销选取标准件，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的 垂直度误差不超过0.02。夹具的主要定位元件为短定位销限制了两个自由度，另外的自由度有两滑动压块和偏心轮限制。因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用标准件，故定位误差在此可忽略。4. 夹具的设计及操作的简要说明在设计夹具时，首先我设想通过已加工的20孔的内表面和的底端面，通过短定位销和支撑板组合限制零件2个自由度，在通过将距离mm轴线34mm和24mm的两个端面进行加紧限制剩余的自由度。在夹具装夹时，首先将零件20孔的内表面和支撑板和短定位销进行配合

33、安装，其次通过可移动滑动压板对零件进行距离mm轴线34mm和24mm的两个端面进行一次加紧，在设计的位置对可滑动压板用六角头螺栓和夹具体固定，最后通过使用左滑动压板上的偏心轮对零件进行进一步夹紧。夹具装配图如图3。图3.夹具装配图四、 参考文献1艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，19942哈尔滨工业大学李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社，19943东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，19904陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，20095李洪主编，机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，1990