工艺学课程设计说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 设计CA6140法兰盘 设计者： 甘悦名 指导老师： 林远艳 设计日期： 2013年6月3日 评定成绩： 桂林航天工业学院 机械工程系 序言 机械制造工艺学课程设计是在我们大学学习中必要的过程，是技术基础课，大部分专业课以及参加了生产实习之后的一种实际应用，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们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时间知识，正确地解决一个零件 在加工中的定位、加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

2、设计能力。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，设计出高校、省力、经济隔离而且能保证加工质量的夹具的能力。3、 学会运用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练与运用。课程设计的目的和要求1、 课程设计的目的机械制造工艺课程设计是机械制造工艺学课程教学的一个辅助环节，是一个重要不可或缺的实践教学环节，它是学生全面综合运用本课程及其有关已修客车呢过的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它对于培养学生学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力。本课程设计目的在于：1、 培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程的理论知识，结合金工

3、实习、生产实习中学到的实践知识、独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2、 培养学生解决工艺问题的能力，使学生熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，知道学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。3、 进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。4、 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高校、省力、经济合理的专用夹具的能力。2、 课程设计的要求设计内容： 1、产品零件图 1张； 2、产品毛坯图 1

4、张；3、机械加工工艺过程卡片 1份；4、机械加工工序卡片 1张（一道工序）； 5、课程设计说明书 1份（3千字，A4）；6、 夹具设计装配图 1张（A2）； 7、夹具设计零件1张（选做）8、装袋（桂林航院课程设计专用袋、不用档案袋）1、 零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是法兰盘（见附图1），其为盘类零件，用于卧式车窗上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外援相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴的三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。（2） 零件的工艺分析法兰盘共有两组加工表面，它们之间的位置要求分析如下：1、 以孔为重心的加工表面这一组加工表面包括：孔及

5、其倒角以及与其垂直的断面，外表面，两个M641.5的槽，孔以及与其端面，外表面B及退刀槽，三个互成的16.5阶梯孔的两端面。2、 以A面为基准的加工表面这一组加工表面包括：三个互成的16.5阶梯孔，M、N两个端台。这两组表面之间有着一定的位置要求，具体如下：孔对B端面的径向跳动公差为0.04mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。2、 工艺规程设计（1） 确定毛坯的制造形式零件材料是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。零件形状并不

6、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。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。（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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。1、 粗基准的选择按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准），孔与B端面有0.04mm的圆跳动公差要求，现选择外表面B为粗基准，利用三爪卡盘自定心卡盘加持外圆A，并且使卡盘端面紧靠A端面，这样可以消除所有六个自由度，达到完全定位。2、

7、 精基准的选择精基准的选择主要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。（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保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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，一边使生产成本降低。1、 工艺路线方案一工序1 粗车16.5端面，粗、精车外圆及倒角，车两个槽64，车外圆、退刀槽及倒角，车端面A。工序2 扩孔，扩孔，铰孔，铰孔工序3 车两个槽M641.5，车孔60H7倒角工序4 铣，铣端面M，铣端台N工序5 钻三个空16.5，

8、钻三个孔11工序6 拉槽66工序7 磨外圆，磨外圆工序8 表面处理，检验入库2、 工艺路线方案二工序1 粗车外圆柱面，车120外圆柱面，车端面及倒角，车16.5端面及倒角，精车外圆80m6，粗车孔，精车孔及倒角，粗车58孔及退刀槽倒圆，精车58孔及退刀槽倒圆，车螺纹M641.5.车两个密封槽64.工序2 车端面，车端面A，车外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔，精车孔。工序3 钻三个孔16.5，钻三个孔11.工序4 拉槽66.工序5 铣端台M，铣端台N。工序7 表面处理，检验入库。3、 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一选择对孔进行铸造然后再精加工（扩孔、铰孔），对孔采取先扩后铰。

9、在加工过程中，要进行七次装夹，用五套夹具，共八道工序。方案二选择对孔进行先钻后车，对孔先采取粗车后精车。在加工过程中，要进行六次装夹，用五套夹具，共七道工序。相比之下，方案工序更为简单。在工序安排中，装夹次数越多，定位次数越多，造成的定位误差也就越大，而且所用的工时会越多。而且方案一没能完成车螺纹M641.5工序。除此之外，方案二的010、020工序可合并为一个工序，两个方案都没有考虑到零件毛坯为铸件，因而在所有精加工之前，应先安排除砂工序。综合考虑以上各方面，对方案进行改造，改进后的具体工艺确定方案如下：工序1 除砂。工序2 粗车外圆柱面，车120外圆柱面，车端面及倒角，车16.5端面及倒角

10、，精车外圆，粗车孔，精车孔及倒角，粗车58孔及退刀槽倒圆，精车58孔及退刀槽倒圆，车螺纹M641.5.车两个密封槽64。（以车外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持外圆柱面）车端面，车端面A，车52m6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔，精车孔（以80m6外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持）工序3 钻三个通孔11，钻三个孔16.5，忽沉头孔16.5（以端面A为精基准）工序4 拉槽6x6。工序5 铣端面A，铣端台B。工序6 磨外圆，磨外圆。工序7 表面处理，检验入库。以上内容详见附表工艺过程卡。（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HT150，毛坯的质量为kg，生产类型为大批

11、量生产，采用铸件。根据上述原始资料集加工工艺，分别确定加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（，）外圆，表面粗糙度要求，公差等级为6级，查机械加工技术手册（一下简称手册）采用先车（只能达到7级精度），然后再磨（可达到6级精度）。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，精车双边余量为2Z=1mm，查手册选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。外圆52m6，表面粗糙度要求为，公差等级为6级，查手册表3-9采用先车，然后再磨。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，精车双边余量为2Z=1mm，查手册表15-13，选用磨削双边余量为2Z=0.4mm。外圆120，选用粗

12、车的双边余量为2Z=2mm。2、 内孔表面（，）内孔，查手册表3-9，采取先粗车在粗车。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，查手册9-11，选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。内孔，查手册表3-5为9级公差要求，查手册表3-9，采取先钻孔后精车。根据其迟钝，选用钻孔的双边余量为2Z=35.6mm，查手册9-11，选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。3、 外圆端面加工余量及公差（及端面）外圆80m6端面粗糙度要求为，轴向无公差要求。查手册表3-13，粗铣的表面粗糙度为3.2-，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm。外圆523m6端面的粗糙度要求为，轴向无公差要

13、求。查手册表3-13，粗铣的表面粗糙度为3.2-，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm。4、 16.5端面16.5端面的粗糙度要求为，轴向无公差要求。查手册表3-13，粗铣的表面粗糙度为3.2-，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm。5、 端面A端面A粗糙度要为，轴向无公差要求。查手册表3-13，粗铣的表面粗糙度为3.2-，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm。6、 端台M、N端台距内孔中心的距离为54mm，无公差要求，表面粗糙度要求为，计算的得其需切削量为，根据手册叙述，选用一次铣削成型。端台M距内孔36中心的距离为，表面粗糙

14、度为，公差为，查机械制图表8.5为12级公差要求，计算得其需切削量为。根据手册叙述，选分四次铣削成型。（5） 确定切削用量及基本工时 工序1 除砂。工序2 粗、静车外圆柱面，车外圆柱面，车80m6端面及倒角，车16.5端面及倒角，粗车孔，精车60H7孔及倒角，车螺纹M641.5，车两个密封槽64。（以车外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持外圆柱面）车52m6端面，车端面A，粗、精车外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔，精车孔。（以80m6外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持）工件材料：HT150，金属模铸造。加工要求：车外圆及倒角，表面粗糙度要求为1.6,6级公差要求，车两个槽M641.5；车外圆、退刀槽

15、及倒角，表面粗糙度要求为3.26级公差要求；车端面A表面粗糙度要求为6.3。机床：C620-1卧式车床。刀具：YT15外圆车刀、YT15端面车刀、YT内圆车刀、高速钢螺纹车刀，刀杆尺寸为1625.切削用量：1、 粗车外圆柱表面1） 进给量f根据手册表8-58当刀杆尺寸为16mm25mm，=1mm工工件直径为80mm时f=0.8-1.2mm/r取f=0.8mm2）计算切削速度 根据手册表8-60，切削速度的计算公式为（寿命选60T）其中：，修正系数见手册表8-61至表8-69，即所以， =71.85（m/min）3）确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-563、 车外圆柱面1） 进给量f

16、 根据手册表8-58取f=1.0mm/r2） 切削速度 根据手册表8-603） 确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-565、 车16.5端面及倒角1） 进给量f 根据手册8-58取f=0.4mm/r2） 切削速度 根据手册表8-603） 确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-566、 粗车孔1）进给量f 根据手册8-58取f=0.6mm/r2） 切削速度 根据手册表8-603） 确定切削速度4） 切削工时 根据手册表8-56（min）8、 车螺纹M641.5采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时走刀次数为i=4；精车螺纹时，走刀次数为i=2.螺距t=1.5mm，所以进给量f=1.

17、5mm/r。1） 切削速度 根据手册表8-60粗车螺纹时 精车螺纹时 2） 确定机床主轴转速粗车螺纹时：精车螺纹时：3） 切削工时 根据手册表8-56粗车螺纹时：精车螺纹时：9、 车两个密封槽641）进给量f 根据手册8-58取f=0.5mm/r2） 切削速度 根据手册表8-603） 确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-5810、 车1）进给量f 根据手册8-58取f=0.5mm/r2）切削速度 根据手册表8-603） 确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-5611、 车端面A1） 进给量f 根据手册8-58取f=1.0mm/r2）切削速度 根据手册表8-603）确定机床主轴

18、转速4）切削工时 根据手册表8-5612、 粗车1）进给量f 根据手册8-58取f=0.4mm/r2）切削速度 根据手册表8-603）确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-5613、 精车外圆柱面及倒角1）进给量f 根据手册8-58取f=0.4mm/r2）切削速度 根据手册表8-603）确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-5614、 钻孔1） 进给量 f =0.2mm/r2） 切削速度 3） 确定机床主轴转速4） 切削工时 根据手册表8-5615、精车孔1）进给量f 根据手册8-58取f=0.3mm/r2）切削速度 根据手册表8-603）确定机床主轴转速4）切削工时 根据手册

19、表8-56工序3 钻三个孔11，钻三个孔16.5，忽沉头孔16.5机床：立式钻床Z525刀具：高速钢钻头切削用量：1、 钻三个孔11刀具材料：高速钢1） 进给量 f=0.2mm/r （见手册表10-15）2） 切削速度 （见手册表10-15）3） 确定机床主轴转速4)切削工时 根据手册表8-562、 钻三个阶梯孔16.5刀具材料：高速钢1）进给量 （见手册表10-15）取f=0.2mm/r2) 切削速度 （见手册表10-15）3)确定机床主轴转速4)切削工时 根据手册表8-563、 忽沉头孔16.5工序4 拉槽66机床：卧式拉床L6120刀具：高速钢拉刀切削用量：1）进给量 （见手册表10-1

20、5）取f=0.3mm/r2）切削速度 （见手册表10-15）3） 确定机床行程数4） 切削工时 根据手册表8-56工序5 铣端台M，铣端台N机床：立式铣床X63刀具：镶齿三面刃铣刀（高速钢）切削用量：1、 铣端面N1） 进给量 f=2.0mm/r2） 切削速度 3） 切削深度 4） 确定机床主轴转速5）切削工时 根据手册表8-562、 铣端台M1） 进给量 f=2.0mm/r2） 切削速度 3） 切削深度 由于该工序余量较大（），所以分四次铣削成型。根据手册叙述，通常铸铁件铣削深度为5-7mm，所以，前三次选用，第四次选用。4） 确定机床主轴转速5） 切削工时 根据手册表8-56工序6 磨外圆，磨外圆机床：外圆磨床M1412刀具：根据表15-2至15-7，选用WA46KV6P20032125型砂轮。其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为20032125（DBD）1、 磨外圆1） 工件速度 见手册表15-122） 进给量 轴向 径向 见手册表13-83） 切削深度 4） 砂轮速度 V=35m/min5) 确定机床主轴转速 6） 加工工时 式中，L加工长度，40mm； 单面加工余量，0.2mm； K系数，1.10； 工作台轴向移动速度； 工作台往返一次