法蘭盤加工工藝.doc

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1、河北科技學院畢業(yè)設計（論文）

2、 目 錄 摘要 II 關鍵詞 II 1零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分析 1 2工藝規(guī)程設計 2 2.1確定毛坯 2 2.2基面的選擇 2 2.3零件表面加工方法的選擇 3 2.4 制定工藝路線 4 2.5機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 5 2.6確定切削用量 8 總結 17 致謝 18 參考文獻 19 19 摘 要 本次畢業(yè)設計的課題是CA6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及工藝分析主要

3、內容如下： 首先，對零件進行分析，主要是零件主用的分析和工藝分析，通過零件分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據選好的基準， 制定工藝路線，通常制定兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證的一種工序。 最后，根據已經選定的工序路線，確定每一步的切削用量，并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率。然后把設計的過程整理為圖紙。通過以上的概述，這個設計基本完成。 關鍵詞：加工工藝；工藝分析；路線

4、 1零件的分析 1.1零件的作用 題目所給定的零件是CA6140車床上的法蘭盤。 CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標明刻度，實現縱向進給。 45 45 45 45 2 技術要求：1.刻字字形高5mm，刻線寬0.3mm，深0.5mm； 2．B面拋光；

5、 3. Φ100mm外圓無光鍍珞。 1.2零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ20為中心 ,包括:兩個Φmm的端面, 尺寸為Φmm的圓柱面,兩個Φ90mm的端面及上面的4個Φ9mm的透孔. Φmm的外圓柱面及上面的Φ6mm的銷孔, Φ90mm端面上距離中心線分別為34mm和24mm的兩個平面. 這組加工表面是以Φ20mm為中心,其余加工面都與它有位置關系,可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 2工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯 1)選擇毛坯 該零件材料為HT

6、200。由于其鑄造性能良好，且為中批生產，可選擇砂型鑄造機器造型。 2)毛坯尺寸及公差在后面確定 3)設計毛坯圖 1.確定圓角半徑為了減少鑄件的應力集中，取鑄件的圓角半徑為R5。 2.確定分模面由零件的結構特征知，可選過軸線的平面為分模面，采用倆箱造型。 3.確定起模斜度由于鑄件要求加工，按增加壁厚的法確定。查【9】《材料成型工藝基礎表》2.7，取起模斜度為1。 4.確定毛坯的熱處理方式 鑄件鑄造后應安排時效處理，以消除殘余的鑄造應力，防止在機械加工過程中出現變形情況。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工品質得到保證

7、，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 1）粗基準的選擇 選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現選取Φ45外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達到完全定位。

8、2）精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 2.3零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓，孔，端面，槽等，材料為HT200，以公差等級和表面粗糙度要求，參考【3】《機械加工工藝手冊》確定各表面加工方法如下： 1） Φ100mm的左端面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度為Ra1.6μm，需要粗車，半精車，精車。 2） Φ100mm的外圓柱面：公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.8μm，需要粗車，半精車，精車。 3） B面：其中倆端面尺寸精度不高，外圓柱面公差等級為IT9，但表面粗糙度都

9、為Ra0.4，需要粗車，半精車，精車，拋光。 4） Φ90mm右端面：尺寸精度不高，表面粗糙度為Ra1.6μm，需要粗車，半精車，精車。 5） Φ90mm外圓柱面：為未注公差，表面粗糙度為Ra0.4μm，需要粗車，半精車，磨削。 6） Φmm外圓柱面：公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra0.8μm，需要粗車，半精車，精車。 7） Φmm端面：尺寸精度不高，表面粗糙度為Ra1.6μm，需要粗車。 8） Φ20mm孔：公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6μm，需要鉆孔，粗鉸，精鉸。 9） 距軸線34mm的平面：尺寸精度不高，表面粗糙度為Ra3.2μm，需要粗銑，精銑。 10） 距軸

10、線24mm的平面：尺寸精度不高，表面粗糙度為Ra0.4μm，需要粗銑，精銑，磨削 11）4-Φ9mm的孔：為未注尺寸公差，公差等級按IT14，表面粗糙度Ra6.3μm，需要鉆。 12）Φ4mm及Φ6mm孔：Φ4mm孔公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra6.3μm，Φ6mm孔公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra3.2μm，需要鉆孔，擴孔。 2.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，并且使生產成本盡量少。因此按照先加工基準面及先粗后精，并考慮經濟效果，該零件的加工路線如下： 工序 01 以Φmm端面及外圓柱面定位，粗車

11、Φ100mm端面及外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90外圓柱面。選用CA6140臥式車床。 工序02 以Φ100mm端面及外圓柱面定位，粗車Φmm端面及外圓柱面，粗車Φ90mm右端面。選用CA6140臥式車床。 工序 03 以Φ100mm端面及外圓柱面定位，鉆Φ20mm孔，并粗鉸。 工序 04 以Φ20mm孔及Φ100mm端面定位，粗銑，精銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面。選用X52K立式銑床及專用夾具。 工序 05 以Φmm端面及外圓柱面定位，半精車Φ100mm端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90外圓柱面。選用CA6140臥式車床。 工序 06 以Φ100mm端面及外圓柱面

12、定位，半精車Φmm端面，半精車Φ90mm右端面。選用CA6140臥式車床。 工序 07 以Φmm外圓柱面及Φ90右端面定位，精車Φ100mm端面及外圓柱面，精車B面，倒角。選用CA6140臥式車床。 工序 08 以Φ100mm端面及外圓柱面定位，精車Φmm外圓柱面，精車Φ90mm右端面，倒角，車退刀槽。選用CA6140臥式車床。 工序 09 以Φ100mm端面及外圓柱面定位，精鉸Φ20mm孔。選用Z525立式鉆床及專用夾具。 工序 10 以Φ20mm孔及Φ100mm端面定位，鉆4-Φ9mm的孔。選用Z525立式鉆床及專用夾具。 工序 11 Φ90mm右端面及一個Φ9孔，

13、Φ20mm孔定位，鉆Φ4mm孔，擴Φ6mm孔。選用Z525立式鉆床及專用夾具。 工序 12 以Φmm端面及外圓柱面定位，磨Φ90mm外圓柱面。選用M1420A磨床。 工序 13 以Φ20mm孔及Φ100mm端面定位，磨距軸線24mm的平面。選用M1420A磨床及專用夾具。 工序 14 B面拋光。 工序 15 劃線刻字。 工序 16 檢查。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 2.5機械加工余量，工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤”零件材料為HT200，硬度200HBS，毛坯重量約為2.8KG，生產類型為中批生產，采用鑄造毛坯。 根據上述原始資料

14、及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1).Φmm外圓表面 此外圓表面為IT6級，參照【3】《機械加工工藝手冊》表2-5-1尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 Ra/μm 精車外圓 0.6 45 0.017 Φ 0.8 半精車外圓 1.4 45.6 0.062 Φ 3.2 粗車外圓 3 47 0.25 Φ 6.3 毛坯 5 50 2 Φ 2).外圓表面Φmm 2-5-2尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差

15、 工序尺寸及公差 Ra/μm 精車外圓 0.6 100 0.22 Φ 0.8 半精車外圓 1.4 100．6 0.087 Φ 3.2 粗車外圓 4 102 0.35 Φ 6.3 毛坯 6 106 2.5 Φ 3)．B面中外圓柱面 2-5-3尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 Ra/μm 拋光 0.2 45 0.6 Φ 0.4 精車外圓 0.8 45.2 0.039 Φ 0.8 半精車外圓 1 46 0.062 Φ 3.2 粗車 3 47

16、 0.25 Φ 6.3 毛坯 5 50 2 Φ 4)．孔Φ20mm 2-5-4尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 Ra/μm 精鉸 0.2 20 0.045 Φ20 1.6 粗鉸 0.8 19.8 0.084 Φ19.8 3.2 鉆孔 19 19 0.33 Φ19 12.5 毛坯 0 5). Φmm的端面 (1）鑄件重量為2.8kg，Φmm端面的單邊加工余量為2.0～3.0，取Z=2.0mm，，則鑄件的偏差為； (2）精車余量：單邊為0.4mm精

17、車公差既為零件公差-0.08； (3）半精車余量：單邊為0.6mm，精車公差的加工精度為IT9，因此可以知道本工序的加工公差為-0.12mm； (4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗車公差：現在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級，因此，可以知道本工序的加工公差為-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；Φmm端面的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見下圖： 由圖可以知道：毛坯名義尺寸為：94+2=96（mm） 毛坯

18、的最大尺寸：96+0.7=96.7（mm） 毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2（mm） 粗車后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm） 粗車后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm） 半精車后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm） 半精車后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm） 精車后尺寸為94mm 加工余量計算表 工序 加工尺寸 及公差 鑄造毛坯 粗車 半精車 精車 加工前尺寸 最大 96.7 95.2 94.6 最小 95.2 94.88 94.48 加工后尺寸 最大 96.

19、7 95.2 94.6 94.04 最小 95.2 94.88 94.48 93.96 加工余量 2 1.2 0.6 0.2 加工公差 -0.32 -0.12 -0.08 2.6確定切削用量 切削用量包括背吃刀量，進給量f，和切削速度v。確定順序是先確定，f，在確定v。我只確定01，02，03, 04, 05， 06， 07工序的切削用量。 01工序 1.加工條件 工件材料：HT200 δb=220MPa 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15, =1

20、2,=0.5mm 2．計算切削用量 (1) 粗車Φ100mm端面 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進給量f當刀桿尺寸為1625 mm，>3~5mm，以及工件直徑為100時，f =0.7~1.0mm/r 按CA6140車床進給量取 f =0.9mm/r 3) 計算切削速度切削速度的計算公式為(壽命T=60min) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所

21、以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉速 ns== 504r/min 按CA6140機床轉速,取=480r/min。所以實際切削速度v=110r/min/。 (2) 粗車Φ100mm外圓柱面，同時應檢驗機床功率及進給機構強度 1) 切削深度，單邊余量Z=2mm,分二次切除，=1。 2) 進給量取f=0.9mm/r 3)計算切削速度　?。?32m/min 4)確定機床主軸轉速　　 ns== 420r/min 按CA6140機床轉速取480r/min 所以實際切削速度=

22、= 5)根據檢驗機床功率公式計算 　　　　　　　　　＝ 　　　　　其中?。?985，＝1.0，＝0.65，＝-0.15， ===0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削時消耗功率＝＝＝2.81(KW) CA6140主電機功率為7.5kw.轉速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。 6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度　已知主切削力＝1122.4N.徑向切削力公式計算 ＝ 其中?。?940，＝0.9，＝0.6，＝-0.3

23、， ===0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而軸向切削力 ＝ 其中?。?880，＝1.0，＝0.5，＝-0.4， ===0.34 =1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數μ=0.1,則切削羅在縱向進給方向對進給機構的作用力為F=+μ(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530N)故機床進給系統(tǒng)可正常工

24、作。 　　7)切削工時　　　t=　其中l(wèi)=10mm 　 =4mm =2mm 所以　　　　t=＝0.1min (3)粗車B面 1) 切削深度=4。 2) 進給量取f=0.9mm/r 3) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=126m/min 4) 確定機的主軸轉速 ns== 378r/min 按CA6140機床轉速取=400r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時

25、。 　　　　　　t=i ;其中l(wèi)=30mm t=i=15=1.25(min) (4) 粗車Φ90mm端面 1) 切削深度 =1.2mm。 2) 進給量取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=122m/min 4) 確定機床主軸轉速ns== 431r/min 按CA6140機床的轉速取=480r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時 　t

26、=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm; t=i==0.07(min) 工序02 加工條件： 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,=12, =0.5mm (1) 粗車Φmm端面 1) 切削深度=1.2mm 2) 計算切削速度　　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=187m/min 3) 確定機床主軸轉速

27、ns== 553r/min 按CA6140機床轉速取=600r/min。 所以實際切削速度== (2) 粗車Φmm外圓柱面 1) 切削深度=2.2。 2) 進給量取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉速ns== 753r/min 按CA6140機床取=750r/min。 所以實際切削速度== (3) 粗車Φ90mm端面 1) 切削

28、深度=1.2。 2) 進給量取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=122m/min 4) 確定機床主軸轉速ns== 431r/min 按CA6140機床取=480r/min。 所以實際切削速度== 工序 03 (1) 鉆Φ18mm孔 進給量 f=0.3mm/r。 切削工時 t=0.63min。 (2) Φ19.8mm孔 進給量 f=0.5mm/r。 切削工時 t=0.

29、78min。 工序 04 (1) 磨B面及Φ90mm外圓柱面 進給量 f=20mm。 切削深度 =0.0157/st。 切削工時 t=2.5min。 (2) 磨Φ90mm外圓柱面 進給量 f=20mm。 切削深度=0.0157/st。 工序 05 (1)鉆4-Φ9mm孔 進給量 f=0.13mm/r。 工序 06 (1)鉆Φ4mm孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：選取高速鋼麻花鉆Φ4. 1)進給量取f=0.13mm/r 2)切削速度得 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉速ns== 238

30、8r/min 按Z525立式鉆床選取=2012r/min。 所以實際切削速度== (2) 擴 Φ6mm孔 刀具 選取直柄機用鉸刀Φ6. 1) 進給量 取f=0.13mm/r 2) 切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機床主軸轉速ns== 1592r/min 按Z525立式鉆床取=1426r/min。 所以實際切削速度 == 工序 07 （1）粗銑距中心線34mm的平面 進給量 f=0.3mm/齒。 切削深度 =5mm。 （2）粗銑距中心線24mm的平面 進給量 f=0.3mm/齒。 切削深度 =5mm。 （

31、3）精銑上倆平面 進給量 f=0.2mm/齒。 切削深度 =1mm。 最后，將以上部分工序切削用量，工時定額的計算結果，連同其他加工數據，一幷填入機械加工工藝綜合卡片。 總 結 本次課程設計過程中培養(yǎng)了我的綜合運用機械制造技術課程及其他課程理論知識來解決實際問題的能力，真正做到了學以致用。在此期間我和同學之間互相幫助，共同面對機械制造技術課程設計當中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團隊精神。在設計過程中，我以下三點體會很深： 一、溫故而知新。課程設計開始時，對于理論知識學習不夠扎實的我深感“書到用

32、時方恨少”，于是重拾教材與設計手冊，對知識系統(tǒng)而全面進行了梳理，遇到難處先是獨立思考再向同學請教，終于熟練掌握了基本理論知識，而且領悟諸多平時學習難以理解掌握的較難知識，學會了如何思考的思維方式，找到了設計的靈感。 二、繪圖能力提高。本次設計在繪圖的過程中，使用了AUTOCAD、PRO-E、等二維和三維繪圖軟件，這些都不同程度地使我學到了更多的知識，進一步提高了我繪圖識圖的能力。 三、過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終按期完成了課程設計的任務。 由于本人知識有限，實際經驗不足，因此我的設計還存在著很多的不足之處，請老師指正！

33、 致 謝 本論文設計在李老師的悉心指導和嚴格要求下已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著李老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設計期間，李老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，李老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計。在此向李老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠

34、很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現，順利完成畢業(yè)論文。 同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。 我還要感謝同組的各位同學以及我的各位室友，在畢業(yè)設計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！ 參考文獻 [1]李益民.機械制造工藝設計簡明手冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社,2005.7 [2]薛源順.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社,2000.11 [3]孟少安.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社,1991.9 [4]陳宏鈞.機械加工技師綜合手冊.機械工業(yè)出版社,2006.7 [5]崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南.化學工業(yè)出版社,2006.12 [6]張世昌.機械制造技術基礎.高等教育出版社,2007.5 [7]符煒.實用切削加工手冊. 湖南科學技術出版社,2002 [8]王紹俊.機械制造工藝設計手冊.機械工業(yè)出版社,1985.11 [9]柳秉毅.材料成型工藝基礎.高等教育出版社,2005.6