（课程设计）CA6140车床法兰盘84003工艺及夹具设计说明书

课 程 设 计 说 明 书 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 目 录 1、 工艺设计说明书 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 2、 夹具设计说明书 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 3、 课程设计体会 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 第一部分 工艺设计说明书 1. 零件图工艺性分析 1.1 零件结构功用分析 法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。 1.2 零件技术条件分析 1）法兰盘本身精度： 外圆 8019.00 尺寸公差等级 IT11，表面粗糙度 Ra 为 1.6 m， 52029.001.0 尺寸公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra为 1.6 m， 120 1 尺寸公差等级 IT14，表面粗糙度 Ra为 3.2 m，内孔 62 015.0 公差等级为 IT7， 36002.0 尺寸公差等级 IT6， 65 表面粗糙度 Ra为 1.6 m，距离 36002.0 为 34.580.030.0 的平面公差等级 IT13。 2）位置精度，内孔 62 015.0 相对于基准面 A、 B的跳动量要求为 0.04。 3） 加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加 工精度。 1. 3 零件结构工艺性分析 此 法兰盘是由回转面和平面组成， 由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料 HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良 好的减振性，铸造性能好 。 对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。 本次设计的零件图如下： 法 兰 盘 2. 毛坯选择 2.1 毛坯类型 1、 根据零件材料 HT150确定毛坯为铸件，由于要加工与 36 02.00的孔中心线距离分别为 54 和 34.5 30.080.0的两平面，若毛坯外型铸成 120的外圆，材料浪费太严重，因此将两平面直接铸出。且 3- 11和 3- 16.5的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工 。 2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料 P4表 1.2-1），铸造的毛坯尺寸公差等级为 8级（查机械加工工艺设计资料 P6表 1.2-5），选择错型值为 0.7（查机械加工工艺设计资料 P6 表 1.2-4）。 2.2 毛坯余量确定 对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 P7 表 1.2-7），初步将本零件的 加工余量定为 5mm， 毛坯尺寸偏差由表 1.2-2查得为 1.8. 2.3 毛坯零件合图草图 3机加工工艺路线确定 3.1 加工方法分析确定 该零件是法兰盘，中批量生产。由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。 3.2 加工顺序的安排 本着先粗后 精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以 外圆 8019.00 为粗基准粗车 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15的右端面、长度方向为 60 的右端面和 120 1 的外圆，调头装夹以 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准粗车 8019.00 的外圆、长度方向为 60 的左端面和长度方向为 15 的左端面，再以粗车后的 外圆 8019.00 为精基准半精车 52029.001.0 的外圆、和 120 1 的外圆粗镗，半精镗 36 02.00的内孔 ，以 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15的右端面为基准粗镗 62.4、 62 015.0 、 65、及 4X0.5 的槽、 58 的内孔，继续半精镗 65、 62 015.0 、 及 4X0.5的槽， 车出 M64X1.5的螺纹 ， 以 外圆 8019.00为基准粗铣长度为 54 的左端面和长度为 34.5 30.080.0的两平面， 以 36 02.00的内孔、 62.4内孔和长度为 60的右端面及 34.5的平面定位钻 3- 11 和 3- 16.5 的孔，然后扩 3- 16.5 的孔，然后在继续钻出 18 和 4 的孔， 磨 8019.00 的 外圆和长度为 60和 15的左端面，磨 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面并切出 3X0.5 的槽然后倒角，以 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准精镗 62 015.0 的孔，以 8019.00 的外圆为基准精镗 36 02.00 的内孔，然后用浮动镗刀块精镗 36 02.00的内孔并加 工出 6X6的半圆槽。 3.3 定位基准选择 先以 8019.00 为基准加工 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15的右端面和 120 1 的外圆，再以 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔和螺纹，以 36 02.00的内孔、 6X6的半圆槽和长度为 60的右端面定位钻孔、扩孔。 3.4 加 工阶段的划分 说明 加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。 3.5 主要机加工工序简图 1、铸 铸造、清理 2、热处理 正火 3、粗车 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面、长度为 60 的右端面、 120 1 的外圆 4、粗车 8019.00 的外圆、长 度方向为 60的左端面和长度方向为 15的左端面 5、半精车 52029.001.0 的外圆和 120 1 的外圆、粗镗 36 02.00 的内孔、 半精镗 36 02.00的内孔 6、粗镗 62.4、 62 015.0 、 65、及 4X0.5 的槽、 58 的内孔、半精镗 65、 62 015.0 及 4X0.5 的槽、 车出 M64X1.5的螺纹 7、粗铣长度为 54 的左端面和长度为 34.5 30.080.0的两 平面 8、 钻 3- 11 的孔 、 扩 3- 16.5 的孔 9、 钻出 18 和 4 的孔 10、热处理：退火 11、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺） 12、清洗吹净 在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于 3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。 13、检验 14、表面淬火 15、磨 8019.00 的外圆和长度为 60和 15的左端面、磨 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面并切出 3X0.5的槽然后倒角 16、精镗 62 015.0 的孔 17、精镗 36 02.00的内孔 18、 用浮动镗刀块精镗 36 02.00的内孔并加工出 6X6的半圆槽 19、去毛刺吹净 20、检验 4.工序尺寸及其 公差确定 52029.001.0 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 57 1.8 57 1.8 粗车 54.2 2.8 0.046 54.7046.00 半精车 52.4 1.8 0.019 52.9019.00 磨削 52 0.4 0.019 52029.001.0 8019.00 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 85 1.8 85 1.8 粗车 80.4 4.6 0.22 80.422.00 磨削 80 0.4 0.19 8019.00 120 1 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 125 1.8 125 1.8 粗车 121.5 3.5 1 121.50.10 半精车 120 1.5 2 120 1 62 015.0 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 57 1.8 57 1.8 粗镗 60 3 0.19 60019.0 半精镗 61.5 1.5 0.074 61.50074.0 精镗 62 0.5 0.03 62 015.0 65 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 57 粗镗 7 64 半精镗 1 65 62.4 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 57 粗镗 5.4 62.4 36002.0 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 31 1.8 31 1.8 粗镗 33.1 2.1 0.16 33.1016.0 半精镗 34.6 1.5 0.1 34.601.0 精镗 35.6 1 0.039 35.60039.0 浮 动 镗刀块精镗 36 0.4 0.02 36002.0 15 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 20 粗车 4.5 15.5 磨削 0.5 15 60 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 65 粗车 4.6 60.4 磨削 0.4 60 11 工艺路线 工序余量 工序尺寸 钻 11 11 16.5 工艺路线 工序余量 工序尺寸 钻 11 11 扩 5.5 16.5 18 工艺路线 工序余量 工序尺寸 钻 18 18 4 工艺路线 工序余量 工序尺寸 钻 4 4 5.设备及其工艺装备确定 所用的设备有： CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。 夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。 刀具有： 90 度车刀、车用镗刀、铣刀、 11、 4、 18、 16.5 钻头、砂轮、切断刀。 量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。 6切削用量及工时定额确定 （ 1） 粗车 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15 的右端面、长度为 60 的右端面、 120 1 时：（ T1=T 辅 T2=T 机 T3=T 工 T4=T 休） （车刀刀杆尺寸 BXH取 20X30） 切削用量： ap=10.85 由表 5.3-1 得： f=0.9mm/r 由表 5.3-20 查得 v=46m/min 则 n=318x46/57=256.63=257r/mm 工时定额： 由表 3.3-1得：装夹工件时间为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， 由表 3.3-3得：操作机床时间为： （ 0.02+0.03） X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min 由表 3.3-4得：测量工件时间为： 0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表 3.3-33 得布置工作地、休息和 生理时间分别为： T3=56min、 T4=15min T 基 =Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min 则 T 总 =T1+T2+T3+T4+T 基 =73.84min （ 2） 粗车 8019.00 的外圆、长度方向为 60 的左端面和长度方向为 15 的左端面 ： 切削用量：（车刀刀杆尺寸 BXH取 25X25） ap=4.6 ，由表 5.3-1得 f=0.8，由表 5.3-20查得 v=53m/min，则 n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min 工时定额 ： 由表 3.3-1得：装夹工件时间为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， 由表 3.3-3得：操作机床时间为： 0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（ 0.03+0.02+0.03+0.02） X9=1.16min 由表 3.3-4得：测量工件时间为： 0.1+0.09+0.08=0.27min T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min 由表 5.4-1得机动时间为： T2=（ 0.04+0.03） X3=0.21min 由表 3.3-33 得布置工作地、 休息和生理时间分别为： T3=56min、 T4=15min T 基 =Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min 则 T总 =T1+T2+T 基 +T3+T4=75.94 （ 3） 半精车 52029.001.0 的外圆和 120 1 的外圆、粗镗 36 02.00 的内孔、 半精镗 36 02.00的内孔 ： 切削用量：（刀尖圆弧半径取 0.5） ap=3 由表 5.3-2得： f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得： v=100m/min 则 n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min 工时定额：（同上） T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15min T 基 =135x5/578x0.15x3=2.29min T 总 1=T1+T2+T3+T4+T 基 =74.79min 粗镗 36 02.00的内孔 ： 切削用量： ap=2.1 由表 5.3-3得 f=0.3mm/r 由表 5.3-20 得 v=110m/min 则 n=318v/d=318x110/31=1129r/min 工时定额：（同上） T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min T 基 =lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7min T 总 2=76.64min 半精镗 36 02.00的内孔 ： 切削用量： ap=1.5 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=115m/min 则 n=318v/d=318x115/33=1108r/min 工时定额：（同上） T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T 基 =lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1min T 总 3=76.47min 则 T总 =227.9min (4) 粗镗 62.4、 62 015.0 、 65、及 4X0.5 的槽、 58 的内孔、半精镗 65、 62 015.0 及 4X0.5 的槽、 车出 M64X1.5的螺纹 时： 切削用量： ap=7 由表 5.3-3得 f=0.5mm/r 由表 5.3-20 得 v=67m/min 则 n=318v/d=318x67/57=374r/min 工时定额：（同上） T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15min T 基 =lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55min T 总 1=T1+T2+T3+T4+T 基 =78.35min 半精镗 65、 62 015.0 及 4X0.5 的槽 时： 切削用量： ap=1.5 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=115m/min 则 n=318v/d=318x115/62=590r/min 工时定额：（同上） T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min T 基 =100x5/590x0.15x1.5=3.77min T 总 2=80.27min 车出 M64X1.5的螺纹 ： 切削用量： ap=1.6 由表 5.3-1得 f=1.2mm/r 由表 5.3-20得 v=70m/min 则 n=318v/d=318x70/62=359r/min 工时定额： T1=0.74min T2=0.07min T3=56min T4=15min T 基 = lz/nfap=50X5/359X1.2X1.6=0.36 min T总 3=71.83min 则 T总 =230.45min (5) 粗铣长度为 54的左端面和长度为 34.5 30.080.0的两 平面 ： 切削用量： ap=2.5 由表 6.3-2得 f=0.25mm/r 由表 6.3-21 得 v=120m/min 则 n=318v/d=318x120/112=341r/min 工时定额：由表 6.4-1得 T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min 由表 3.3-7 得操作时间为 0.5 min 由表 3.3-8 得测量工件时间为0.24min T1=1.98min T3=51min T4=15min T 基 =lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04min T 总 =75.02min (6) 钻 3- 11 的孔 ： 切削用量： ap=15 由表 7.3-1得 f=0.6mm/r 由表 7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min 工时定额： T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12 min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35) T基 =15X11/347X0.6X15=0.05 min 由表 3.3-9得装夹工件的时间为 0.17 min 由表 3.3-10 得松卸工件的时间为 0.15 min 由表 3.3-11 得操作时间为 0.4 min 由表 3.3-12 得测量工件的时间为 0.04min 则 T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总 1=62.81min 扩 3- 16.5 的孔 ： 切削用量： ap=10 由表 7.3-2得 f=0.6mm/r 由表 7.3-12得 v=25.1m/min 则 n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min 工时定额：由表 7.4-1得 T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min 【 lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】 由表 3.3-9 得装夹工件时间为 0.17min 由表 3.3-10 的松卸工件时间为0.15min 由表 3.3-11得操作机床时间为 0.42 min 由表 3.3-12得测量工件时间为 0.05min T1=0.79min T3=47min T4=15min T 基 =10x16.5/484x0.6x10=0.06min T 总 2=62.89 min T 总 =125.7 min （ 7） 钻出 18 和 4 的孔 切削用量： ap=11 由表 7.3-1得 f=0.8mm/r 由表 7.3-11得 v=13m/min n=318v/d=318x13/18=230r/min 工时定额： 钻 18 深 2 的孔： T2=Lw+Lf+Lt/fn=2+5.29+0/0.8X230=0.04 min (Lf=dm/2cotkr=18/2cot120=5.29) T 基 =2X18/230X0.8X2=0.1 min 钻 4 深 11 的孔： T2=Lw+Lf+Lt/fn=11+1.18+0/0.8X230=0.07 min (Lf=dm/2cotkr=4/2cot120=1.18) T基 =11X4/230X0.8X11=0.02 min 由表 3.3-9得装夹工件 的时间为 0.17 min 由表 3.3-10 得松卸工件的时间为 0.15 min 由表 3.3-11 得操作时间为 0.4 min 由表 3.3-12 得测量工件的时间为 0.04min 则 T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总 =62.99min （ 8） 磨 8019.00 的外圆和长度为 60和 15的左端面 ： 切削用量： ap=0.4 由表 10.2-2得 f=0.4mm/r v=22m/min 则 n =318v/d=318X22/80=88r/min 工时定额：由表 3.3-13得装夹和松卸时间为 0.05 min 0.03 min 由表 3.3-15 得操作时间为 0.35min 由表 3.3-16得测量工件时间为 0.08min T1=0.51min T3=60min T4=15min T 基 =108x0.4/88x0.4x0.4=3.09min T 总 1=78.6min 磨 52029.001.0 的外圆、长度方向为 15的右端面并切出 3X0.5的槽然后倒角 切削用量： ap=0.4 由表 10.2-2得 f=0.4mm/r v=22m/min 则 n =318v/d=318X22/52=135r/min 工时定额：由表 3.3-13得装夹和松卸时间为 0.05 min 0.03 min 由表 3.3-15 得操作时间为 0.35min 由表 3.3-16得测量工件时间为 0.21min T1=0.64min T3=60min T4=15min T 基 =103x0.4/135x0.4x0.4=1.91min T 总 2=77.55min T总 =156.15min (9) 精镗 62 015.0 的孔 ： 切削用量： ap=0.5 由表