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王马强机械制造工艺学课程设计说明书

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16

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湖 南 农 业 大 学
全日制普通本科生课程论文（设计)

法兰盘加工工艺及夹具设计
FLANGE AND THE FIXTURE DESIGN PROCESS

学生姓名:王马强
学 号:200640919127
年级专业及班级：2006级机电（教育)班
指导老师及职称:陈志亮、董亮教授
学 院：科学技术师范学院

湖南·长沙
提交日期：2009年6月

目 录

摘 要： 3
关键词： 3
1 前言 4
2 零件的分析 4
2.1 零件的作用 4
2。2 零件的工艺分析 4
2 工艺规程设计 5
2.1 确定毛坯的制造形式 5
2.2 生产类型 6
2。3 工艺安排的基本倾向 6
2。4 设备选择 6
2.5 工艺手段 6
2.6 基面的选择 6
2.7 工件表面加工方法的选择 7
2。8 制订工艺路线 8
2。9 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9
2.10 确定切削用量和基本工时 9
3 结论 13
参考文献 13

法兰盘加工工艺及夹具设计
学 生：王马强
指导老师：董 亮
（湖南农业大学科学技术师范学院,长沙 410128)

摘 要：本课程设计主要内容是法兰盘（CA6140车床)的加工工艺过程设计，在课程设计过程中完成了零件图、毛坯图、的绘制.机械制造工艺学课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的复习,也是一次理论联系实际的训练。能够顺利的完成这次课程设计,首先得助于董亮老师的悉心指导，同学们的耐心解答.在设计过程中，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在同学们的帮助下，通过请教老师，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题.在此，十分感谢董亮老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。
关键词：法兰盘;工艺；设计；

FLANGE AND THE FIXTURE DESIGN PROCESS
Student：WangMaqiang
Tutor:DongLiang
（College of Science and Technology, Hunan Agricultural University， Changsha 410128, China）

Abstract: This course is primarily designed flange (CA6140 lathe） in the course of the design process， the process of curriculum design in completed parts map, blank map， the map。 Machinery manufacturing technology in our curriculum design is based on the completion of all courses, technical basic course, after the majority of courses。 This is what we have learned on the course of an in—depth comprehensive review， is also a theory with practice and training。 The smooth completion of the course design, first of all have to help Dong Liang guidance teachers， the students answered the patient. During the design process， the lack of actual production experience.Resulted in the design of many of the problems encountered。 However, the help of students, through to ask teachers, through information， search tool, the design process to solve the issues one after another。 At this point, very grateful to the teacher's careful guidance Dong Liang, thanks to the students to help each other.个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理,勿做商业用途
Key words： Flange;Technology;design

1 前言
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。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。
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学课程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 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且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。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,我通过这次课程设计,锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，对零件的加工设计程序有了比较深的认识。
由于能力有限，加上只有一周不到的时间,尚有许多不足之处，希望老师给予指导。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的法兰盘.主要是要来安装在机床上,起到导向的作用使机床实现进给运动。
2。2 零件的工艺分析
CA6140车床共有八处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:
1、以为基准面加工表面
这一组加工表面包括： ，的右端面
2、以  端面为基准, 先用的钻头钻孔，然后再用铰刀铰孔
由于孔与有跳动的要求，所以要以 端面为基准
3、以  端面为基准，车、、外圆，并导，和,
4、要以孔为基准，精车所有外圆面,使其达到要求
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。
2 工艺规程设计
2。1 确定毛坯的制造形式
①、确定毛坯类型
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。
②、规定毛坯精度等级
根据加工要求和经济性原则，采用砂型机器造型及壳型铸造，公差等级CT为：8—10级（查工艺手册)。
③、给出加工表面的总余量
根据“砂型机器造型及壳型铸造，公差等级CT为：8-10级”，选取公差等级为9级，查得加工余量等级为9级：加工总余量等于5mm。
④、制定毛坯技术要求
毛坯硬度191HBS
铸造起摸角度为2°
未注铸造倒角为R3—6
⑤、绘制毛坯—零件综合图

详见“毛坯图”。

2.2 生产类型
大批大量生产
2。3 工艺安排的基本倾向
工序分散原则
2。4 设备选择
通用设备+专用工装
2。5 工艺手段
常规手段
2.6 基面的选择
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,更有甚者,还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择。对于零件而言，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，现选取孔外轮廓表面作为粗基准。
（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,应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
2。7 工件表面加工方法的选择
工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。4—6、表1.4—7、表1.4—8等,其加工方法选择如下:
一． 外圆面:公差等级为IT6～IT8，表面粗糙度为 , 采用粗车→半精车→磨削的加工方法.
二． 20内孔：公差等级为IT7～IT8，表面粗糙度为 ，采用钻→扩→铰的加工方法,倒角用车刀加工。
三． 外圆面：公差等级为IT13～IT14，表面粗糙度为 ,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
四． 90外圆：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车-半精车—磨削。
五． 100外圆面:公差等级为IT11，表面粗糙度为 ，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
六． 右端面：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车。
七． 90突台右端面:未注公差等级,根据GB1800-79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车→半精车→精车.
八． 90突台左端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
九． 100突台左端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，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GB1800-79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗车。
十一。 100突台右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
十二. 90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800-79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，采用的加工方法为粗铣→精铣.
十三。 90突台距离轴线24mm的被铣平面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，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GB1800-79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ,采用的加工方法为钻削。
十五。 4的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，采用的加工方法为钻削.
十六。 6的孔：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 ，采用的加工方法为钻→铰。
2。8 制订工艺路线
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，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
工序一 车端面及外圆,以为粗基准,选用CA6140机床
工序二 以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔,再铰孔达到的尺寸
工序三 以外圆面为基准,粗车、外圆、外圆，并导，和
工序四。以外圆面为基准，导，和
工序五 内孔为基准精车左端面和右端面和保证跳动在0。03内，并车槽
工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面，保证尺寸为34。
工序七 以刚铣的平面定位，，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24
工序八，再以一个铣好的面定位利用另外一个面夹紧，钻的通孔，再扩孔到孔，保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度.
工序九 以孔为基准面，利用专用夹具,钻4个孔.
工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度
工序十一 B面抛光
工序十二 φ100的左端面刻字
工序十三 φ100的外圆无光镀铬
工序十四 检验、入库
2.9 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“CA6140车床法兰盘”，零件材料为HT200，硬度190~210HB，毛坯重量1。4kg,生产类型大批量,铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（，端面)。
查《机械加工工艺手册》(以下称《工艺手册》)，取φ45,φ100端面长度余量均为5（均为双边加工）.
车削加工余量为：粗车 2mm；精车 0.7mm
2. 内孔      
工序尺寸加工余量：钻孔  2mm；扩孔  0.125mm;铰孔  0.035mm；精铰  0mm
3。 其他尺寸铸造得到
由于本设计规定的零件为大批大量生产,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。
取余量为：7mm
因此可以确定毛坯的尺寸(毛坯图）
2.10 确定切削用量和基本工时
工序Ⅰ：以外圆为粗基准，粗车外圆及其右端面。
1. 加工条件:
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HBS=190～241，铸造。
加工要求：粗车外圆，尺寸保证到。
机床:CA6140车床。
刀具：YT15，端面车刀
2.确定加工时间:由于余量为8mm，因此分二次切削,吃刀深度为=4mm
查《切削用量简明手册》，进给量f=0.4mm/r
计算切削速度,耐用度t=45min
===161m/min （2。70m/s）
3。确定机床主轴转速：
===15。72r/s （935r/min)
按机床取=900r/min=15r/s
实际切削速度为v=15r/s
车外圆时==15。3s （0.26min)

车端面时(端面车刀）

工序II以外圆面为基准,钻通孔，先用钻的钻头钻孔，再铰孔达到的尺寸
查《切削用量简明手册》，进给量f=0。36mm/r
d取16mm时v=14m/min

根据z525钻床说明书，可考虑选择，故取

钻、扩孔时= =2。65min
铰孔时 f=0。27mm/r
取

工序III 车削条件和参数跟工序I差不多.
1.工件材料:HT200，σb =0.16GPa HBS=190~241，铸造。
加工要求：粗车、外圆、外圆，导,和
机床:CA6140车床。
刀具：YT15，端面车刀
2。确定加工时间：粗车外圆时:由于余量为6mm，因此分二次切削,吃刀深度为=3mm
查《切削用量简明手册》,进给量f=0。4mm/r
粗车外圆时：由于余量为16mm，因此分4次切削，吃刀深度为=4mm
查《切削用量简明手册》，进给量f=0.4mm/r
计算切削速度，耐用度t=45min
===161m/min (2.70m/s)
3。确定机床主轴转速：
粗车外圆和粗车外圆时：
1=2==8.11r/s （482。37r/min)
按机床取=475r/min=8r/s
实际切削速度为v=8r/s
车外圆时=28.75s （0。48min)
车端面时(端面车刀)
tm2=18s(0.3min）
工序IV =
工序V 刀号YG6 查手册 余量为0.6mm
取f=0.56mm/r
n=
根据CA6140 选
实际切削速度

工序VI 由于铣的量为21mm 故要三次粗铣，一次精铣
分别为

工序VII 由图可知余量为11mm，故可分二次粗铣，一次精铣

工序Ⅷ：先用钻头钻通孔,再扩孔到，再叫空铰孔到达所要求的精度
查手册，知钻孔时，钻的钻头孔：

查手册取标准值
铰孔时、、、、、、

取

工序Ⅸ：由于钻4个孔,先用的钻头钻，然后再铰孔
钻孔时:、
铰孔时:、
由于速度是一样的所以

查表可知道取

工序Ⅹ：、两外圆面，和、两端面，使其达到所要求的粗糙度。
1选择砂轮：GB46ZR1A6P
2切许用量的选择:
N砂=1500、 V砂=27.5
轴向进给量/r
工件速度
径向进给量 双行程
3 切削工时
M=60s=1min（公式同前）
3 结论
本次课程设计,囊括了我大学以来所有关于机械的课程。通过这次设计,我对机械方面的知识掌握得更加的牢固，理解的更加透彻，对我今后的学习和工作都将起到很好的引导作用.

参考文献
[1］ 纪名刚. 《机械设计》,2006年5月出版
［2] 侯书林、朱海。 《机械制造基础》，2006年7月出版
［3］ 王先逵。 《机械制造工艺学》，2006年1月出版
［4］ 陈志亮. 《机械制造工艺学课程设计指导书》
［5］ 贾亚洲。 《切削用量简明手册》，2006年5月出版
[6］《机械加工工艺手册》（软件版)
[7] 朱冬梅。 《画法几何及机械制图》，2000年12月出版
［8］ 徐学林. 《互换性与测量技术基础》，2007年3月出版
［9］ 顾锋,左晓明。 《AutoCAD2005中文版基础教程》，2006年2月出版

致 谢
本论文是在董亮老师的悉心指导和热情关怀下完成的,在此，我向董老师表示衷心的感谢,祝愿他在以后的日子里事业能蒸蒸日上。