制定CA6140车床法兰盘的加工工艺说明书设计钻4×φ9mm孔的钻床夹具.doc

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1、目录序言- 1 -一、零件的分析- 1 -1. 零件的作用- 1 -2. 零件的工艺分析- 1 -二、工艺规程设计- 2 -1.确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状- 2 -2.基准的选择- 2 -3.工件表面加工方法的选择- 2 -4. 制定工艺路线- 3 -5.机械加工余量、工序尺寸及毛配尺寸的确定- 5 -6.确定切削用量及基本工时：- 6 -三夹具设计- 23 -四总结- 24-五参考文献- 24 -序言机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。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设计中的基本理论

2、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.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，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。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，

3、学到了很多课堂上没有学到的东西。 一、零件的分析1. 零件的作用 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，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的100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 4mm上部为6mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。2. 零件的工艺分析法兰盘的加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：a. 以 45 mm外圆为初基准的加工表面 b. 以 20mm孔为中心的加工表面它们之间有一定的位置要求，主要是：（一） 100mm左端面

4、与孔20mm中心的轴向跳动度为0.03 ；（二） 90mm右端面与孔20mm中心的轴向跳动度为0.03 ；（三） 的45mm外圆与孔20mm中心的径向圆跳动为 0.03mm。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定45mm外圆为粗基准，加工出精基准孔20mm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。二、工艺规程设计1.确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零件材料是HT200。零件年产量是中批量,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用铸造成型的金属型铸造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状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

5、加工余量后再决定。2.基准的选择 基面的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。、 粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45mm的外圆及 90mm的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45mm外圆可同时消除四个自由度，

6、再以90mm的右端面定位可限制两个自由度。、 精基准的选择主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。 这在以后还要专门计算，此处不再计算。3.工件表面加工方法的选择 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1.46、表1.47、表1.48实用机械加工工艺手册表3-5、表3-6、表3-8、表3-31等，其加工方法选择如下：一100mm外圆面：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为 0.8, 采用粗车半精车磨削的加工方法。二20mm内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为1.6 ，采用钻扩铰精铰的加工方法，倒角用车刀加

7、工。三 45mm外圆面：公差等级为IT6IT7，表面粗糙度为0.4 ，采用粗车半精车磨削的加工方法。四 90mm外圆：公差等级为IT8IT10，表面粗糙度为 6.4，采用的加工方法为粗车半精车。五45mm外圆面：公差等级为IT6IT7，表面粗糙度为0.8 ，采用粗车半精车粗磨精磨的加工方法。六 右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT8IT11，表面粗糙度为6.3 ，采用的加工方法为粗车。七 90mm突台右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6 ，采用的加工方法为粗车半精车精车。八 90mm突台左端面：未注公差等级，根据GB180079规

8、定公差为IT13，表面粗糙度为0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。九100mm突台左端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 1.6，采用的加工方法为粗车半精车精车。十槽32：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。十一. 100mm突台右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。十二. 90mm突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为粗铣精铣.十

9、三. 90mm突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 0.4，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GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为钻削。十五. 4mm的孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3 ，采用的加工方法为钻削。十六. 6mm的孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为钻铰。4. 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术

10、要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。 工艺路线方案一(一)工序粗车100mm柱体左端面。(二)工序 钻、扩、粗铰、精铰20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。(三)工序 粗车100mm柱体右端面，粗车 90mm柱体左端面，车45mm柱体的过度倒圆，粗车外圆45mm、100mm、90mm，半精车外圆45mm、100mm、90mm，车100mm柱体的倒角。(四)工序 粗车、半精车、精车90mm右端面，车槽32，粗车、半精车45 mm外圆并在孔20mm右端倒角。(五)工序

11、半精车100mm左、右端面、 90mm左端面，精车100mm左右端面、90mm左端面。(六)工序 粗铣、精铣90mm柱体的两侧面。(七)工序 钻4mm孔，铰6mm孔。 (八)工序钻 49孔。(九)工序 磨削外圆面100mm、90mm 。 (十)工序 磨削B面，即45mm外圆面、100mm右端面、90mm左端面。 (十一)工序 刻字刻线。(十二工序XIV 镀铬。（十三）工序 终检。 工艺路线方案二(一)工序 车柱体的右端面，粗车90mm右端面，车槽32，粗车、半精车外圆45 mm，车右端倒角。(二)工序粗车100mm柱体左、右端面，粗车90mm柱体左端面，半精车100mm左、右端面、90mm左端

12、面，粗车外圆45mm、100mm、90mm，半精车外圆45mm、100mm、90mm，车 100柱体的倒角，车45mm柱体的过度倒圆。(三)工序精车 100左端面，90mm右端面。(四)工序钻、扩、粗铰、精铰孔 20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角。(五)工序粗铣、精铣90mm柱体的两侧面。(六)工序 钻 4孔，铰 6孔。(七)工序钻 49孔。(八)工序磨削外圆面100mm，90mm。(九)工序 磨削B面，即45mm外圆面、100mm右端面、90mm左端面。(十)工序 刻字刻线。(十一)工序 镀铬。(十二)工序 检测入库。工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案一是从左端面加工到右侧

13、，以45 mm的外圆作为粗基准加工左端面及20mm的孔又以孔为精基准加工，而方案二则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。5.机械加工余量、工序尺寸及毛配尺寸的确定各加工表面的工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度查机械加工工艺手册，机械工艺设计手册表1-28如下表：加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（ ）公差等级公差右端面 粗车4.56.3毛坯4.590突台右端精车0.841IT70.02541

14、 1.6半精车1.041.8IT90.06241.8 0.0313.2粗车1.242.8IT110.16042.8 0.086.3毛坯3442.244 1.1槽32粗车2Z=941IT130.3941 6.3毛坯2Z=9502.050 1.045 外圆磨削2Z=0.345IT60.01745 0.8半精车2Z=1.045.3IT90.06245.3 3.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.3 6.3毛坯2Z=5502.050 1.0内孔20铰2Z=0.220IT80.04520 1.6扩2Z=1.819.8IT100.08419.8 6.3钻2Z=1818IT120.1818 1

15、2.5毛坯实心100左端面精车Z=0.891IT80.05491 1.6半精车0.791.8IT90.08791.8 3.2粗车1.592.5IT110.2292.5 0.116.3毛坯3942.294 1.1100外圆磨削2Z=0.4100IT80.054100 0.8半精车2Z=1.1100.4IT110.22100.4 3.2粗车2Z=3.5101.5IT110.22101.5 6.3毛坯2Z=51052105 1.0100右端面磨削Z=0.441IT70.01741 0.4半精车Z=1.141.4IT90.06241.4 3.2粗车Z=442.5IT110.1642.5 6.3毛坯Z=

16、3442.044 1.045 外圆磨削2Z=0.345IT70.01745 0.4半精车2Z=1.045.3IT90.06245.3 3.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.3 6.3毛坯2Z=5502.050 1.090突台左端磨削Z=0.48IT80.0228 0.4半精车Z=1.18.4IT90.0368.4 3.2粗车Z=1.59.5IT110.099.5 6.3毛坯Z=3110.290外圆磨削2Z=0.490IT80.05490 0.8半精车2Z=1.190.4IT90.08790.4 3.2粗车2Z=3.591.5IT110.2291.5 6.3毛坯2Z=5952.0

17、95 1.04孔铰2Z=0.14IT100.0484 6.3钻2Z=3.93.9IT110.0753.9 12.5毛坯实心6孔铰2Z=0.26IT100.0486 3.2钻2Z=1.85.8IT110.0755.8 12.5毛坯2Z=44IT110.0754 12.590（左）两侧面精铣1.058IT90.07458 3.2粗铣31.059IT120.359 12.5毛坯3290IT130.5490 90右侧面磨削0.424IT80.3324 0.4毛坯6.34-9孔钻2Z=99IT130.229 12.5毛坯实心毛坯 ：级精度金属型铸造 材料：HT200 6.确定切削用量及基本工时：一工序粗

18、车100左端面（1）选择刀具选用93偏头端面车刀，参看机械制造工艺设计简明手册车床选用CA6140车床，中心高度210mm。选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10，后角8，主偏角93，副偏角10，刀尖圆弧半径0.5mm,刃倾角-10。（2）确定切削用量（a)确定背吃刀量ap(即切深a)粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即ap=4.5mm。（b)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16*25、工件直径100mm、切削深度a=4.5mm，则进给量为0.7-1.0。再根据CA6140车床及机械制造工艺设计手册表3-13

19、查取横向进给量取f=0.73mm/r。(c)选择磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8-1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。(d)确定切削速度V根据切削用量简明手册表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182-199HBS），a=4.5mm，f=0.73mm/r，查出V=1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册表1.28，查得切削速度的修正系数为： KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85，Kkv=1.0。则V= V*KTv*Ktv*Kkrv

20、*Kmv*Ksv*Kkv=1.05*60*1.0*1.0*0.73*1.0*0.85*1.0=44m/minn=140r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计手册表4.11）选择与140r/min相近似的机床转速n=136r/min,则实际切削速度V=42.7m/min。(e)校验机床功率车削时功率P可由切削用量简明手册表1.25查得：在上述各条件下切削功率P=1.7-2.0，取2.0。由于实际车削过程使用条件改变，根据切削用量简明手册表1.29-2，切削功率修正系数为：Kkrpc=KkrFc=0.89,Kropc=KroFc=1.0。则：P= PKkrpcKrop=1.87KW根据

21、CA6140车床当n=136r/min时，车床主轴允许功率PE=7.36KW。因PPE，故所选的切削用量可在CA6140上加工。（f）校验机床进给机构强度车削时的进给力Ff可由切削用量手册查表得Ff=1140N。由于实际车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册查得车削过程的修正系数：Kkrf=1.17,Krof=1.0,K=0.75,则Ff=1140*1.17*1.0*0.75=1000N根据CA6140车床说明书(切削用量简明手册),进给机构的进给力Fmax=4100N(横向进给)因FfFmax，所选的f=0.73进给量可用。综上，此工步的切削用量为：a=4.5mm，f=0.73, n=

22、136r/min, V=42.7m/min。（3）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：L=L0+L1+L2+L3,由于车削实际端面d0=0,L1=4,L2=2,L3=5，则L=100/2+4+2+5=61mm.T=L*i/(f*n)=611/(0.73136)=0.61min二工序(一)钻18孔（1）刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用18高速钢锥柄标准花钻。（2）切削用量选择：查切削用量手册得：f=0.70-0.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册CA6140车床进给量取f=0.76mm/r。查切削用量简明手册取V=0.33m/s=19.8m/minn=1000V/(

23、D)=100019.8/3.1418=350r/min按机床选取n=322r/m,故V=Dn/1000=3.1418322/1000=18m/min(3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+11+0)/(0.76322)=0.42min。其中L=91，L1=（D/2）cotKr+2=11,L2=0(二)扩19.8孔（1）刀具选择：选用19.8高速钢锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量选择：查切削用量简明手册得：f=0.90-1.1mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册CA6140车床进给量取f=0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训教程得公式：VC=（

24、1/2-1/3）VC查切削用量简明手册取VC=0.29m/s=17.4m/minVC=（1/2-1/3）VC=5.8-8.7m/minn=1000 VC/D=1000(5.8-8.7)/(3.1418)=93-140r/min按机床选取n=136r/m,故V=Dn/1000=3.1419.8136/1000=8.5m/min (3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+14+2)/(0.92136)=0.86min。其中L=91，L1=14,L2=2(三)粗铰19.94（1）刀具选择：19.94高速钢锥柄铰刀。后刀面磨钝标准为0.4-0.6，耐用度T=60min（2）确定切削

25、用量：背吃刀量asp=0.07查切削用量简明手册得：f=1.0-2.0mm/r，取f=1.68mm/r。计算切削速度V=CVdoZvKV/(601mTmapXvfYv),其中CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3,KV=(190/HB)0.125=1,则：V=15.6(19.94)0.2/6010.336000.3(0.07)0.1(1.68)0.5=0.14m/s=8.4m/minn=1000V/(d)=10008.4/(3.1419.94)=134r/min按机床选取n=132r/minV=dn/1000=3.1413219.94/1000=8.26m/min

26、(3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+14+2)/(1.68132)=0.48min。其中L=91，L1=14,L2=2(四)精铰20（1）刀具选择：20高速钢锥柄机用铰刀（2）确定切削用量：背吃刀量asp=0.03。切削速度与粗铰，故n=132r/mmin。由切削用量简明手册f=1.0-2.0mm/r,取f=1.24VC=dn/1000=3.141322010008.29r/min(3)计算基本工时：T=(L+L1+L2)/(f*n)=(91+14+2)/(1.24*132)=0.65min其中L=91,L1=14,L2=2(五)倒角（内孔左侧）（）刀具选择：用粗车1

27、00外圆左端面的端面车刀。（）确定切削用量：背吃刀量asp=1.0mm,手动一次走刀。V30，n1000V/(d)1000*30/(3.14*20）=477.7r/min由机床说明书，n430r/minVC=dn/1000=3.14*430*20/1000=27m/min三工序(一)粗车90左端面（1）选择刀具：与粗车100左端面同一把。（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量asp粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a=4.5mm。(b)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16*25、工件直径90mm、切削深度a=4.5mm，则进

28、给量为0.7-1.0。再根据CA6140车床及机械制造工艺设计简明手册表423查取横向进给量取f=0.73mm/r。(c)确定切削速度VC：根据切削用量简明手册表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182-199HBS），a=4.5mm，f=0.73mm/r，查出V=1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量手册表1.25，查得切削速度的修正系数为： KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85，Kkv=1.0。则V= V*KTv*Ktv*Kkrv*Kmv*Ksv*Kkv=1.05*60*1

29、.0*1.0*0.73*1.0*0.851.0=44m/minn=155r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.22）选择与155r/min相近似的机床转速n=136r/min,则实际切削速度V=nD/1000=3.14*90*136/1000=38.4m/min。综上，此工步的切削用量为：a=4.5mm，f=0.73, n=136r/min, V=38.4m/min。（3）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3(其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0)=(9045)/2+4+0+0=26.5mmT=26.51/(0.73136)=0.267mi

30、n。(二)粗车100右端面(1）选择刀具：与粗车100左端面同一把。（2）确定切削用量:（a）确定背吃刀量asp:粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a=4.5mm。(b)确定进给量：查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16*25、工件直径100mm、切削深度a=4.5mm，则进给量为0.7-1.0。再根据CA6140车床及机械制造工艺设计简明手册表423查取横向进给量取f=0.73mm/r。(c)确定切削速度VC：根据切削用量简明手册表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182-199HBS），a=4.5mm，f=0.73mm

31、/r，查出V=1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据切削用量简明手册表1.25，查得切削速度的修正系数为：KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85，Kkv=1.0。则V= V*KTv*Ktv*Kkrv*Kmv*Ksv*Kkv=1.05*60*1.0*1.0*0.73*1.0*0.851.0=44m/minn=140r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.22）选择与140r/min相近似的机床转速n=136r/min,则实际切削速度V=nD/1000=3.14100136/10

32、00=42.7m/min。综上，此工步的切削用量为：a=4.5mm，f=0.73, n=136r/min, V=42.7m/min。（3）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3(其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0) L=(10045)/（2+4+0+0）=36.5mmT=36.51/(0.73136)=0.367min。(三)半精车100左端面（1）选择刀具：与粗车100左端面同一把。(2）确定切削用量：（a）确定背吃刀量：加工余量为z=0.7,可一次走刀完成，asp=0.7。b）确定进给量：由机械制造工艺设计简明手册表314表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10，刀尖半径0.5，则进给量为0.18-0.25mm/r,再根据机械制造工艺设计简明手册表4.23查取横向进量f=0.24mm/r。（c）确定切削速度VC：根据切削用量简明手册表1.11查取：VC=2.13(由182-199HBS、asp=0.7、f=0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.2