2022年法兰盘工艺设计说明书..docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录序言 . 2 21 零件的分析 . 1.1 零件的作用 . 1.2 零件的工艺分析 . 2. 工艺规程设计 . 2 2 3 33 4 572.1 确定毛坯制造方法,初步确定毛坯外形. 2.2 基准的挑选 . 2.3 制定工艺路线 . 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定. 2.5 确定切削用量及基本工时. 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 序 言机械制造工艺课程设计是在我们学完技术基础可和大部分的专业课后的一次较为接近实际的专业检验练习,基本上涵

2、盖了所学的的全部专业学问,是对高校来的一次较为全面的复习与测试；工艺设计作为一个比较重要的就业方向,所以搞好这次机械工艺设计是具有重要意义的；就个人而言, 期望在这次设计过程中发觉平常学习中的不足,并且在过程中完善它；以及把所学的各种学问联系起来使之成为一个总体；巩固所学学问加强与之实际的联系为锤炼独立分析问题,资料查找, 进而独立解决问题的才能为将来可能从事的工作打下基础,为后续的课程学习供应基础；由于才能体会所限,设计中存在诸多不足之处,恳请老师赐予指导；1 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘,主要是用来安装在机床上,起到导向的作用使机床实现进给运动,

3、零件上精度要求较高的两个平面用以装 配,4 个孔是用于连接其他机构或零件的；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 100mm外圆上标有刻度线, 用来对齐调剂刻 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 20 mm 上部为 20 mm 的定位孔,实现精确定位；法兰盘中部的通孔就给传递力矩的标明通过, 本身没有受到多少力的作用；该零件年产量为 4000 件,设其备品率为4%, 机 械 加 工 废 品 率为1%, 就 该 零 件 的 年 生 产 纲 领 为 ：N=Qn1+ + =4000 11+4%+1%=4200件 / 年 ,查表可知该产品为中

4、批生产；1.2 零件的工艺分析法兰盘是一回转体零件 , 法兰盘共有三组加工表面,他们之间有肯定的位置要求；现分述如下：1. 以 1000.12mm外圆为中心的加工表面：0.34这一组加工表面包括： 45mm 外圆、端面及倒角； 100mm外圆,过度倒2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 圆 R5； 20 内孔及其左端倒角 C1.5；2. 以 450.0017外圆为中心的加工表面：这一组加工表面包括：内孔的右端倒角 C1；端面, 90mm外圆,端面,倒角 C1.5；切槽 3 2；3. 以 2000. 045mm的孔为

5、中心加工表面：这一组加工表面包括： 45mm外圆,端面； 100mm外圆,端面,侧面； 90mm外圆； 45mm外圆,过度圆角R5；4X 9mm孔和同轴的 6mm孔；它们之间有肯定的位置要求,主要是：（一） 左端面与 20mm孔中心轴的跳动度为 0.03 ；（二） 右端面与 20mm 孔中心轴线的跳动度为 0.03 ；（三） 45mm的外圆与 20mm孔的圆跳动公差为 0.03 ；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；2. 工艺规程设计2.1 确定毛坯制造方法,初步确定毛坯外形零件材料为 HT2

6、00,由于零件年产量为4200 件,已达到中批生产的水平,而且零件轮廓尺寸不大,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纳铸造成型； 零件外形并不复杂, 因此毛坯外形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打算；2.2 基准的挑选基准挑选是工艺规程设计中的重要工作之一；基面挑选得正确与合理, 可以使加工质量得到保证,生产率得以提高；否就,加工工艺过程中会问题百出,更有甚着,仍会造成零件大批报废,使生产无法正常进行；1）粗基准的挑选挑选粗基准主要是挑选第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序供应精基准； 挑选粗基准的动身点是： 一要考虑如

7、何安排各加工表面的余量：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；这两个要求经常是不能兼顾的, 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 （这就是粗基准挑选原就里的余量足够原就）现选取外3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,排除工件的 5 个自由度,达到完全定位；2）精基准的挑选精基准的挑选主要考虑基准重合与统一基准原就；以

8、20mm孔为精基准；当设计基准与工序基准不重合时,应当进行尺寸换算,这在以后仍要特地运算,此处不在重复；2.3 制定工艺路线制定工艺路线的动身点, 应当是使零件的几何外形, 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,可以考虑采纳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,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降；1）工艺路线方案一工序 1：粗车 45mm柱体的右端面,粗车右端面,车槽32mm,粗车、半精车外圆,车右端倒角；工序 2：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、 9

9、0mm左端面,粗车外圆 45mm、 100mm,半精车外圆 45mm、 100mm、 90mm,车 100mm柱体的倒角,半精车 45mm柱体的过度倒圆；工序 3：精车 100mm左端面, 90mm右端面；工序 4：钻、扩、粗铰、精铰孔 20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角工序 5：粗铣、精铣 900mm柱体的两侧面；工序 6：钻 4mm孔,扩、铰 6mm孔工序 7：钻 4X 9mm透孔；工序 8：磨削外圆面 100mm, 90mm ；工序 9：磨削 B 面,及 45mm 外圆面、 100mm右端面、 90mm左端面；工序 10：B 面抛光；工序 11： 100mm外圆刻字刻线；工序 12： 1

10、00mm外圆无光镀铬；工序 13：检测入库；2）工艺路线方案二工序 1 粗车 100mm柱体左端面、外圆,粗车 B 面工序 2 钻中心孔 18mm,扩孔 19.8mm,粗铰 19.94mm、精绞 20mm孔工序 3 粗车右 45mm柱体右端面、外圆, 90mm外圆及右端面,4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工序 4 半精车 100mm左端面、外圆,半精车B 面并倒角 C1.5,半精车 90mm外圆, 20 左侧倒角 C1工序 5 半精车右 45mm外圆及右端面,倒角C7,半精车 90mm右侧面,切槽 32mm,

11、车 20mm孔右端倒角 C1工序 6 精车 100mm柱体左端面、外圆,精车B 面,车过渡圆角R5 工序 7 粗铣、精铣 90mm柱体的两侧面工序 8 钻 4X 9mm 透孔工序 9 钻 4mm孔,扩、铰 6mm孔工序 10 磨削 B 面工序 11 磨削外圆面 100mm、 90mm工序 12 磨削 90mm凸台距离轴线 24mm 的侧平面工序 13 金刚石车 45mm外圆、 90mm右侧面工序 14 B 面抛光工序 15 100mm划线刻字工序 16 100mm外圆无光镀铬工序 17 检测入库；3）工艺方案的比较与分析450.0017表面是多次加工的基准, 方案一中在加工其外圆表面的同时进行

12、了导角,工序较为集中,也便利装夹,在肯定程度上提高了生产效率；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,由于各端面及外圆柱面都与 20 0 0 . 045 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孔 20 0 0 . 045 为定位基准,应选用方案二；2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定依据上述原始资料及加工工艺,参照有用机械加工工艺手册 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：（单位 mm）工序（或 工序（或工 工序（或工步）工序（或工 表 面 粗工序（或工加工表面 工步）名 步）基本尺 经济精度 步

13、）尺寸及 糙 度步）余量称 寸 公差等级 公差 其偏差（Ra ）粗车 3 6.3 右端面毛坯 3 精车 0.8 41 IT7 0.025 41 1.6 90突台右端 半精车 1.0 41.8 IT9 0.062 41.8 0.031 3.2 粗车 1.2 42.8 IT11 0.160 42.8 0.08 6.3 毛坯 3 44 2.2 44 1.1 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 槽 3 2 粗车 毛坯2Z=9 41 IT13 0.39 41 1.0 6.3 2Z=9 50 2.0 50 磨削2Z=0.3

14、45 IT6 0.017 45 0.8 45 外半精车2Z=1.0 45.3 IT9 0.062 45.3 3.2 圆粗车2Z=3.7 46.3 IT11 0.160 46.3 6.3 毛坯2Z=5 50 2.0 50 1.0 铰2Z=0.2 20 IT8 0.045 20 1.6 扩 内孔 20 钻2Z=1.8 19.8 IT10 0.084 19.8 6.3 2Z=18 18 IT12 0.18 18 12.5 毛坯实心91 IT8 0.054 91 1.6 精车Z=0.8 100 左半精车0.7 91.8 IT9 0.087 91.8 3.2 端面粗车1.5 92.5 IT11 0.22

15、 92.5 0.11 6.3 毛坯3 94 2.2 94 1.1 磨削2Z=0.4 100 IT8 0.054 100 0.8 100 外半精车2Z=1.1 100.4 IT11 0.22 100.4 3.2 圆粗车2Z=3.5 101.5 IT11 0.22 101.5 6.3 毛坯2Z=5 105 2 105 1.0 磨削Z=0.4 41 IT7 0.017 41 0.4 100 右半精车Z=1.1 41.4 IT9 0.062 41.4 3.2 端面粗车Z=4 42.5 IT11 0.16 42.5 6.3 毛坯Z=3 44 IT7 2.0 44 1.0 磨削2Z=0.3 45 0.01

16、7 45 0.4 45 外半精车2Z=1.0 45.3 IT9 0.062 45.3 3.2 圆粗车2Z=3.7 46.3 IT11 0.160 46.3 6.3 毛坯2Z=5 50 IT8 2.0 50 1.0 磨削Z=0.4 8 0.022 8 0.4 90突台半精车Z=1.1 8.4 IT9 0.036 8.4 3.2 左端粗车Z=1.5 9.5 IT11 0.09 9.5 6.3 毛坯Z=3 11 IT8 0.2 磨削2Z=0.4 90 0.054 90 0.8 90外圆半精车 粗车2Z=1.1 90.4 IT9 0.087 90.4 3.2 2Z=3.5 91.5 IT11 0.22

17、 91.5 6.3 毛坯2Z=5 95 IT10 2.0 95 1.0 铰2Z=0.1 4 0.048 4 6.3 4 孔钻2Z=3.9 3.9 IT11 0.075 3.9 12.5 毛坯实心6 IT10 0.048 6 3.2 铰2Z=0.2 6 孔钻2Z=1.8 5.8 IT11 0.075 5.8 12.5 毛坯2Z=4 4 IT11 0.075 4 12.5 90（左）精铣1.0 58 IT9 0.074 58 3.2 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 两侧面粗铣31.0 59 IT12 0.3 59

18、 12.5 90右侧毛坯32 90 IT13 0.54 90 0.4 磨削0.4 24 IT8 0.33 24 面毛坯2Z=9 9 IT13 0.22 9 6.3 钻12.5 4X 9 孔毛坯实心2.5 确定切削用量及基本工时工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面,粗车 1. 加工条件B 面,粗车 90 的外圆柱面工件材料： HT200 b=220MPa 砂型铸造机床： CA6140卧式车床YT15,刀杆尺寸 16x25mm 2 , K =90 ,0=15 , 刀具：采纳刀片材料为0=12 ,=0.5mm 2运算切削用量1 粗车 100mm端面1 已知毛坯长度方向的加工余量为 3+0.8-0.

19、7mm, 考虑的模铸拔模斜度,a =4mm 2 进给量 f 依据有用机械加工工艺手册中表 2.4-3, 当刀杆尺寸为 16 25 mm 2 ,a 35mm,以及工件直径为 100 时,f =0.71.0mm/r 按 CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r 3 运算切削速度,按切削手册表 1.27, 切削速度的运算公式为 寿命 T=60min C vv cT ma xpv f y v k v m/min 其中：C =342, x =0.15, y =0.35, m=0.2 ；修正系数 k 见切削手册表 1.28, 即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k k

20、v =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97 ；所以342vc60 0 2.x 4 .0 15x .0 5 0 . 35 v x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6m/min 4 确定机的主轴转速 ns= 1000 cv = 1000 158 . 6 504r/min d W x100按机床说明书 见工艺手册表 4.2-8, 与 504r/min 相近的机床转速为480r/min 及 600r/min ；现选取 n =480r/min ；所以实际切削速度 v=110r/min/ ；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页

21、精选学习资料 - - - - - - - - - 5 切削工时,按工艺手册表6.2-1 ；L=10020=40mm, 1l =2mm, 2l =0, 3l =0 2 tm=ll1nwl2l3=402=0.098min f4800.92 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,依据机械加工工艺手册取 f=0.9mm/r 3 运算切削速度 v cT ma Cxp vv f y v k v132m/min 4 确定机床主轴转速 ns= 1000 cv = 1000 132 420r/min d W x100按机床说明书 见

22、工艺手册表 4.2-8 与 420r/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 = dn = 100 480 150 m / min1000 1000 5 检验机床功率 主切削力 F 按切削手册表 1.29 所示公式运算F C F c a xp F c f y F c v c n F c k F c其中 C F c2985,x F c1.0 ,y F c0.65 ,n F c-0.15 ,k Mp = b n F = 600 0 . 65=0.63 k kr =0.61 650 6500 . 65 .0 15F =2985 1.0 0.5 15

23、0 0.63 0.89=1122.4N 切削时消耗功率 P F c v c41122 4. x 15042.81KW 6x 10 6 x 10由有用机械加工工艺手册表7-4 中 CA6140机床说明书可知, CA6140主电机功率为 7.5kw. 转速为 480r/min 时主轴传递的最大功率为 4.5kw. 所以机床功率足够,可以正常加工；6 校验机床进给系统强度已知主切削力F 1122.4N. 径向切削力F 按切削手册表 1.29 所示公式运算F CFpax Fpfy Fpvn FpkFppc其中CFp1940,x Fp0.9 ,yFp0.6 ,n Fp-0.3 ,8 名师归纳总结 - -

24、 - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - kMp=b 650nF=2200. 85=0.59 kkr=0.5 650所以F =1940 1.50.90.5.0615003.0.590.5=203N 而轴向切削力F CFfax FffyFfvnFfkFfn Ff-0.4 ,pc其中CFf2880,Fxf1.0 ,yFf0.5 ,kM=b 650nF=2201.0=0.34 150.04k =1.17 650轴向切削力F =2880 1.50.505.0.341.17=442N 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1, 就切削罗在纵向进给方向对

25、进给机构的作用力为 F=F + F +F =442+0.11122.4+203=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承担的最大纵向力为 故机床进给系统可正常工作；3530N见切削手册 表 1.307 切削工时：t= l l 1 l 2 其中 l=10mm 1l =4mm 1l =2mm n w f所以 t= 10 4 20.1min 480 0.93 粗车 B 面1 切削深度；单边余量 Z= 55 50 1 =2mm.分 1 次切除22 进给量 依据机械加工工艺手册取 f=0.9mm/r 3 运算切削速度 v cT ma Cxp vv f y v k v其中：C =342,

26、x =0.15, y =0.35, m=0.2 ；修正系数 k 见切削手册表 1.28, 即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k kv =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97 ；所以v c60 2.04 .0 342159.0 0 . 35 v 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=126m/min 4 确定机的主轴转速 ns= 1000 cv = 1000 126 378r/min d W 106按机床说明书 见工艺手册表 4.2-8, 与 378r/min 相近的机床转速为400r/min ；现选取 n =400r/min ；9 名师归

27、纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所以实际切削速度cv =dn = 1000106400133 m/min1000t m =5 切削工时,按工艺手册表6.2-1 ； tm=ll1fl2i ;其中 l=30mm nwll1fl2i=40020.915=0.83min nw工序 2 钻、扩、铰 20 的中心孔1 钻 18mm孔机床： Z525摇臂钻床刀具：依据机械加工工艺手册表10-61 选取高速钢钻头 W18Cr4V. 1 进给量 据切削手册表 10-66, 当铸铁 HB200时,D= 18 时,取 f=0.3mm/r 2

28、 切削速度 依据机械加工工艺手册表 10-70, 及 10-66, 查得 V=35m/min. 3 确定机床主轴转速ns=1000 cv = d W100035619.2r/min 相近的机床转速为18按机床说明书 见工艺手册表 4.2-2,与 619.2r/min555r/min ；现选取n =555r/min ；所以实际切削速度cv =dn = 100018555314.m/min1l =10mm; 10004 削工时,按工艺手册 表 6.2-1 ； tm=ll1fl2i ; 其中 l=91mm; nw2l =4mm; tm=ll1fl2 =5105=0.63min nw550.32 19

29、.8mm孔依据有关资料介绍, 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1 1f 1 . 2 1 . 8 f 钻 v v 钻2 3式中的 f 钻、v 钻加工实心孔进的切削用量；现已知f 钻 =0.36mm/r 切削手册 表 2.7 v 钻 =42.25m/min 切削手册 表2.13 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 进给量 取 f=1.5 0.36=0.51mm/r 按机床选取 0.5mm/r 2 切削速度 v=0.4 42.25=16.9m/min. 3

30、 定机床主轴转速ns=1000 cv = d W100016.9271.8r/min 相近的机床转速为19.8按机床说明书 见工艺手册表 4.2-2,与 271.8r/min275r/min ；现选取n =275r/min ；所以实际切削速度v =dn = 1000198.275174.m/min1l =10mm; 10004 削工时,按工艺手册表 6.2-1 ；t m=ll 1fl2i ; 其中 l=91mm; nw2l =4mm; tm=ll1fl2 =105=0.78min nw2750.53 粗绞孔至 19.94mm、精绞孔至 2000.045mm 1 进给量取 f=1.5 0.36=

31、0.51mm/r 按机床选取 0.5mm/r 2 削速度按切削手册选取 v=0.4 48.25=19.3m/min. 3 定机床主轴转速ns=1000 cv = d W100019.3298.3r/min 相近的机床转速为20按机床说明书 见工艺手册表 4.2-2,与 298.3r/min275r/min ；现选取n =275r/min ；所以实际切削速度cv =dn = 10002027517.2 m/min1l =7mm; 10004 工时,按工艺手册表6.2-1 ；t m =ll1fl2i ; 其中 l=91mm; nw2l =3mm; tm=ll1fl2 =101=0.73min nw

32、2750.5工序 3 粗车 45 端面及外圆柱面,粗车 90 右端面机床： CA6140卧式车床11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 刀具：采纳刀片的材料为YT15,刀杆尺寸 16 25mm 2 , K =90 ,0=15 , 0=12 , =0.5mm 1 粗车 45 00 . 017 mm端面1 切削深度；单边余量 Z=1.2mm 2 运算切削速度 v cT ma Cxp vv f y v k v其中：C =342, x =0.15, y =0.35, m=0.2 ；修正系数 k 见切削手册表 1.28,

33、即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97 ；所以342v c60 2.0.1 2 0 . 150 . 9 .0 35 v 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=187m/min 3 确定机床主轴转速 ns= 1000 cv = 1000 187 553r/min d W 50按机床说明书 见工艺手册表 4.2-8, 与 553r/min 相近的机床转速为600r/min ；现选取 n =600r/min ；所以实际切削速度 cv = dn = 50 600 94 m / min1000 10005 切削

34、工时,按工艺手册表 6.2-1 ； t m= l l 1 l 2 i ; 其中 l=25mm; n w f1l =4mm; 2l =2mm; t m= l l 1 l 2 i= 31 x1=0.06min n w f 600x0.92 粗车 45 00 . 017 mm外圆柱面1 切削深度 单边余量为 Z=2.2mm 分两次切除；2 进给量 依据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3 运算切削速度其中：v cTmCvfy vk vk 见切削手册ax vpC =342, x =0.15, y =0.35, m=0.2 ；修正系数表 1.28, 即kMv=1.44 , ksv=0.8 , k

35、=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97 ；所以12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - vc60 02.23420 8.0.35v1.440.81.040.810.97=89m/min 0 2.15 4 确定机床主轴转速 ns= 1000 cv = 1000x 89 753r/min d W x50按机床说明书 见工艺手册表 4.2-8, 与 753r/min 相近的机床转速为750r/min ；现选取 n =750r/min ；所以实际切削速度 cv = dn = x 50 750 117 .

36、75 m / min1000 1000 5 切削工时,按工艺手册表 6.2-1 ；t m= l l 1 l 2 i ; 其中 l=41mm; n w f1l =4mm; 2l =0mm; t m= l l 1 l 2 i= 45 x2=0.09min n w f 750 0.83 粗车 90mm端面1 切削深度 单边余量为 Z=1.2mm 一次切除；2 进给量 依据机械加工工艺手册取 f=0.8mm/r 3 运算切削速度C vv cT ma p x v f y v k v其中：C =342, x =0.15, y =0.35, m=0.2 ；修正系数 k 见切削手册表 1.28, 即 k Mv =1.44 , k sv =0.8 , k =1.04 , k krv =0.81 , k Bv =0.97 ；所以v c60 2.0.1 2 3420 . 150 . 8 0 . 35 v