CA6140车床法兰盘831004零件的机械加工工艺规程制订及精铣Φ90上下两面工序专用夹具的设计.doc

机械制造技术基础课程设计说明书题目 ： CA6140车床法兰盘零件的机械加工工艺规程制订及铣距90端面中心线24mm面工序专用夹具的设计。姓 名： 专业年级：院 系：机械动力工程学院机械制造技术基础课程设计 内含：1、 机床专用夹具装配图1份2、 零件图1份3、 零件毛坯图1份4、 夹具体图1份5、 机床专用夹具装配图(草图)1份6、 机械加工工艺过程卡片及选定工序的工序卡1套7、 课程设计说明书1份姓 名： 专业年级： 机械班 院 系：机械动力工程学院学号： 目 录1、零 件 的 分 析1 1.1零件的作用 .11.2 零件的工艺分析.12、工 艺 规 程 设 计.1 2.1确定毛坯的制造形式1 2.2基面的选择.1 2.3制定工艺路线.2 2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.3 2.5确定切削用量.53、夹具设计.8 3.1 夹具分析.8 3.2夹具设计.83.2.1 定位基准的选择. .83.2.2考虑夹紧机构.83.2.3 定位误差分析93.2.4 夹具设计及操作的简要说明94、设计小结.105、参考文献.111、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， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。1.2 零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以20mm的孔为中心 ,包括：两个mm的端面, 尺寸为mm的圆柱面,两个90mm的端面及上面的4个9mm的透孔. mm的外圆柱面及上面的6mm的销孔, 90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面.并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面.2、工 艺 规 程 设 计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，由于该零件是中批生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。2.2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，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1） 粗基准的选择 选择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）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。2.3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，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。一.工艺路线方案一工序 1 粗车100端面及外圆柱面,粗车B面，粗车90的外圆柱面工序 2 粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面工序 3 钻、粗铰20的孔工序 4 钻4孔，再钻6孔工序 5 半精车100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90的外圆柱面，车100、90的倒角，车45两端过渡圆弧，车20孔的左端倒角工序 6 半精车45的端面及外圆柱面，半精车90的端面，车3*2退刀槽，车45的倒角，车20内孔的右端倒角工序 7 精车100的端面及外圆，精车B面工序 8 精车45的外圆，精车90的端面工序 9 精绞20的孔工序 10 钻49透孔工序 11 粗、精铣90mm圆柱面上的两个平面工序 12 磨100、45的外圆柱面工序 13 磨B面工序 14 磨90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序 15 划线刻字工序 16 100mm外圆无光镀铬工序 17 检查、入库二 .工艺方案二工序 1 粗车100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90的外圆柱面工序 2 粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面工序 3 钻、粗绞20的孔 工序 4 粗铣90圆柱面上的两个平面工序 5 半精车100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90的外圆柱面，车100、90外圆柱面上的倒角，车45两端过渡圆弧，车20孔的左端倒角工序 6 半精车45的端面及外圆柱面，半精车90的端面，车3*2退刀槽，车45圆柱面两端的倒角，车20 内孔的右端倒角工序 7 精车100的端面及外圆，精车B面工序 8 精车45的外圆，精车90的端面工序 9 精绞20的孔工序 10 精铣90圆柱面上的两个平面工序 11 钻4个9的孔工序 12 钻4孔，绞6孔工序 13 磨100、45的外圆柱面工序 14 磨B面工序 15 磨90外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序 16 划线、刻字工序 17 100mm外圆无光镀铬工序 18 检测、入库三.工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一在工序钻4mm孔，再钻6mm孔由于在设计夹用夹具时要以90mm圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻4孔，再钻6mm孔工序前。 并且工序 与工序 序可并为一个工序,否则有点繁琐。改正后即得方案二，综合起来比较合理。2.4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，毛坯重量约为1.4kg，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。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，工序及毛坯尺寸如下：1、mm外圆表面：此表面为IT6级精度，表面粗糙度需达Ra0.8，查【4】金属切削速查速算手册可得：工序名称工序余量工序基本尺寸精车0.645半精车1.445.6粗车347毛坯5502、外圆表面mm:工序名称工序余量工序基本尺寸精车外圆0.6100半精车外圆1.41006粗车外圆4102毛坯61063、B面中外圆柱面:工序名称工序余量工序基本尺寸精磨0.245粗磨0.845.2半精车146粗车247毛坯4494、孔20mm:工序名称工序余量工序基本尺寸铰孔0.220钻孔1819.8毛坯实心5、90、100两端面：工序名称工序余量精磨0.2粗磨0.8半精车1粗车2毛坯42.5确定切削用量工序 1 粗车100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90的外圆柱面 机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15(1) 粗车100mm端面查【5】切削加工简明手册P306表734，得=4mm, f =0.9mm/r, v=1.83r/s(2) 粗车100mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得=2mm, f =0.9mm/r, v=2.50m/s(3) 粗车B面查【5】切削加工简明手册，得=1mm, f =0.9mm/r, v=2.22m/s工序 2 粗车45端面及外圆柱面，粗车90的端面机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15(1) 粗车mm端面查【5】切削加工简明手册P444表8-50，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=3.12m/s(2) 粗车mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=1.48m/s(3) 粗车90mm端面 查【5】切削加工简明手册，得=1mm, f =0.7mm/r, v=2.25m/s工序 3 钻、粗铰20的孔(1) 钻18mm孔机床：立式钻床 刀具：高速钢钻头 查【5】P457表870，得=9mm, f =0.3mm/r, v=0.52m/s(2) 粗铰19.8mm孔查【5】切削加工简明手册，得=0.9mm, f =0.5mm/r, v=0.30m/s工序 4 粗铣90圆柱面上的两个平面机床：组合机床 刀具：硬质合金三面刃铣刀YT15 (1) 铣距中心线34mm的平面。查【5】切削加工简明手册，得=5mm, f =0.3mm/齿, v=0.12m/s (2) 粗铣距中心线24mm的平面查【5】切削加工简明手册，得=5mm, f =0.3mm/齿, v=0.12m/s工序 5 半精车100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90的外圆柱面，车100、90外圆柱面上的倒角，车45两端过渡圆弧，车20孔的左端倒角(1) 半精车100mm端面查【5】P445表851，得=0.5mm, f =0.5mm/r, v=2.1m/s(2) 半精车100mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得=0.7mm, f =0.28mm/r, v=2.1m/s(3) 半精车B面查【5】切削加工简明手册，得=0.5mm, f =0.50mm/r, v=2.13m/s工序 6 半精车45的端面及外圆柱面，半精车90的端面，车3*2退刀槽，车45圆柱面两端的倒角，车20 内孔的右端倒角(1) 半精车mm端面查【5】P445表851，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=1.97m/s(2) 半精车mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得=0.7mm, f =0.20mm/r, v=1.57m/s(3) 半精车90mm端面查【5】切削加工简明手册，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s工序 7 精车100的端面及外圆，精车B面(1) 精车100mm端面查【5】切削加工简明手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=1.56m/s(2) 精车100mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s(3) 精车B面查【5】切削加工简明手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s工序 8 精车45的外圆，精车90的端面(1) 精车mm外圆柱面：查【5】切削加工简明手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s(2) 精车90mm端面：查【5】切削加工简明手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s工序 9 精绞20的孔查【5】切削加工简明手册，得=0.1mm, f =0.50mm/r, v=0.29m/s工序 10 精铣90圆柱面上的两个平面查【5】切削加工简明手册，得=1mm, f =0.20mm/齿, v=0.20m/s工序 11 钻、绞 4-9的孔机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢麻花钻查【5】切削加工简明手册，得=4.5mm, f =0.13mm/s, v=0.50m/s工序 12 钻4孔，扩6孔机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢麻花钻(1) 钻4mm孔查【5】切削加工简明手册，得=2mm, f =0.13mm/齿, v=0.50m/s(2) 扩6mm孔查【5】切削加工简明手册，得=2mm, f =0.13mm/齿, v=0.50m/s工序 13 磨100、45的外圆柱面 机床：MQ1350A轻型外圆磨床(1) 磨100mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得：工件速度0.3m/s纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/st(2) 磨45mm外圆柱面查【5】切削加工简明手册，得：工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/st工序 14 磨B面机床：MQ1350A轻型外圆磨床查【5】切削加工简明手册，得：工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm切削深度0.0157mm/st工序 15 磨90外圆柱面上距中心轴线24mm的平面机床：MQ1350A轻型外圆磨床查【5】切削加工简明手册，得：砂轮轮速 v=27.5m/s工件速度 10m/min轴向进给量 0.5B20mm切削深度0.015mm/st最后，将以上各工序切削用量，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡片，见所附卡片。 3、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4 道工序铣距零件中心线分别为24和34的两平面的夹具。本夹具将用于组合机床，对工件对铣加工，刀具为镶齿三面刃铣刀。3.1 夹具分析 本夹具主要用来距中心线24和34的两平面，此平面的形位公差和表面要求均较高，无特殊要求，且加工此平面时mm 轴的外端面及20孔的内表面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。3.2夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，待加工平面对20的轴线有平行度要求，对100的底端面有垂直度要求，其设计基准为20孔的中心线。本设计选用以20孔的内表面和的底端面为主要定位基面，另选用100mm的上端面作为辅助定位基准。为了降低生产成本，本设计选择采用螺纹夹紧的方式。3.2.2考虑夹紧机构如上所述，本设计采用螺旋夹紧机构，即由螺杆、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构。螺旋夹紧机构不但结构简单、容易制造，而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都很大，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。3.2.3 定位误差分析夹具的主要定位元件为支撑板和定位销。支撑板夹具装配后的技术要求统一磨，支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过0.02；定位销需自行设计，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,支撑板限制三个自由度,绕铣刀轴线旋转方向的自由度无须限制，因为此方向自由度对加工尺寸没有影响。3.2.4 夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。但由于本夹具是应用于组合机床上，两铣刀同时工作的对铣加工，夹具尺寸不能很大，如果采用机动夹紧，夹具势必过于复杂和庞大，本夹具为了提高生产率和降低生产成本，考虑简单、经济、实用, 减轻工人劳动强度，采用螺旋夹紧机构,操作非常简单,先拧松夹紧螺母,稍旋转弯头压板，将工件放置在夹具支撑板上，由定位销定位,再将压板旋转复位，拧紧螺母达到夹紧要求即进行铣削加工.本工序采用的是专用的组合机床，高速钢镶齿三面刃铣刀来铣侧端面，因而不需要很大的夹紧力，而且可以采用长柄扳手，只需拧松两个夹紧螺母即可，因而工人的劳动强度不大。4、设计小结本次课程设计是对上学期所学机械设计制造基础课程和生产综合实习的检测和应用，将课本上所学的和实习中看到的结合起来，在此基础上，发挥自己的创造力，进行实际设计工艺过程和夹具。在本次设计过程中，我们阅读了一些技术资料及设计手册，认真探讨了机械领域内的各种基本问题。因此，本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识，而且也对自己的知识面进行了拓宽。此外，本次设计在绘图的过程中，使用了AUTOCAD绘图软件，并同时进行了手工绘图，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图识图的能力。但知识所学有限，实际经验更加不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处。如：各部分时间分配不是很合理，虽然得到了计算机绘图的锻炼，但手工绘图相比下占的比例少了一些，还有夹具设计中，加紧机构为手动，尽管降低成本，但过于简单。这些在以后的设计中都是需要改进的。最后，在这里，感谢冯老师、王老师、刘老师三位指导教师的认真指导和同学们的帮助。5、参考文献【】 曾志新，吕明主编机械制造技术基础，武汉理工大学出版社2007.1【】 冯涛、王宏斌、刘志杰主编机械制造技术基础课程设计指导书，西北农林科技大学出版社2006.2【】 吴宗泽主编机械设计手册，高等教育出版社 2005.4【】金属切削速查速算手册【】切削加工简明实用手册