机械制造基础法兰盘课程设计

1、目录一、序言 (2) 1. 设计目的 (2) 二、零件图工艺分析 （3） 1. 零件结构功能分析 （3） 2.零件技术条件分析 （3） 3.零件结构工艺分析 （3） 三、毛坯选择 （4） 1. 毛坯类型 （4） 2. 毛坯余量确定 （4） 3. 毛坯-零件合图草图（4） 四、机加工工艺路线确定 （5）1. 加工方法分析确定 （5）2. 加工顺序的安排 （5）3.定位基准选择 （6）4.加工阶段的划分说明 （6）5.主要机加工工序 （6）6.工序尺寸及其公差确定 （8）7.设备及其工艺装备确定 （11）8.切削用量及工时定额确定 （11）五、工序夹具设计说明书 （16）1.工序尺寸精度分析 （1

2、6）2定位方案确定 （17）3.定位元件确定（17）4.定位误差分析计算（17）5.设计钻套，连接元件及其夹具体，钻模板（18）6.夹具总草图（18）六、量具设计（18）1.工序尺寸精度分析（18）2.量具类型确定（18）七、课程设计小结（18）八、参考文献 (20)一、序言机械制造技术基础课程设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，

3、为今后参加工作打下一个良好的基础。（一）设计目的机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础课程后、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造技术基础课程设计，应在下述各方面得到锻炼：（1） 能熟练运用制造技术基础课程中的基础理论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） 提高结构设计能力。学生通过设计夹具（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，

4、设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力，学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。二、零件图工艺分析1.零件结构功能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。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，2.零件技术条件分析1）法兰盘本身精度外圆80+0 -0.19 尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra为 1.6um ,52-0.01 -0.029 尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6um， 120+ 1 -1尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra为3.2

5、um，内孔62+ - 0.015公差等级为IT7，36+0.02 -0尺寸公差等级为IT6，65表面粗糙度Ra为1.6um，距离36+0.02 -0为34.5-0.30 -0.80的平面公差等级IT13. 2）位置精度，内孔62+ -0.015相对于基准面A、B的跳动量要为0.04. 3）加工此零件时，应尽量统一定基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。3.零件结构工艺分析此法兰盘是有回转面和平面组成，有零件图可知，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，有良好的减震性，铸造性能好。对法兰盘的基本要求是高强度、高韧

6、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。三、毛坯选择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+0.02 -0 的孔中心线距离分别为54和34.5-0.30 -0.80的两平面，若毛坯外形铸成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），铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（机械加工工艺设计资料），选择错型值为0.7（机械加工工艺设计资料）。2.毛坯余量确定对于批量生产的铸件加工余量（查机械加

7、工工艺设计资料），初步将本零件的加工余量定为5mm，毛坯尺寸偏差查得为+ -1.8.3.毛坯-零件合图草图四、机加工工艺路线确定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。2.加工顺序的安排先粗后精、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80+0 -0.19为粗基准粗车52-0.01 -0.029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

8、外圆，掉头装夹以52-0.01 -0.029的外圆、长度方向为15的右端面为粗基准粗车80+0 -0.19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80+0 -0.19为精基准半精车52-0.01 -0.029的外圆、和120+ -1的外圆粗镗，半精镗36+0.02 -0的内孔，以52-0.01 -0.029的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗镗62.4、62+ -0.015、65、及4X0.5的槽、58的内孔，继续半精镗65、62+ -0.015、及4X0.5的槽，车出M64X1.5的螺纹，以外圆80+0 -0.19为基准粗铣长度为54的左端面和长度为34.5

9、-0.30 -0.80的两平面，以36+0.02 -0的内孔、62.4的内孔和长度为60的右端面及34.5的平面定位钻3-11和3-16.5的孔，然后继续钻出18和4的孔，磨80+0 -0.19的外圆和长度为60和15的左端面，磨52-0.01 -0.029的外圆、长度方向为15的右端面为基准精镗62+ -0.015的孔，以80+0 -0.19的外圆为基准精镗36+0.02 -0的内孔，然后用浮动镗刀精镗36+0.02 -0的内孔并加工出6X6的半圆槽。3.定位基准选择先以80+0 -0.19为基准加工52-0.01 -0.029的外圆、长度方向为15的右端面和120+ -1的外圆，再以52-

10、0.01 -0.029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+0.02 -0的内孔、6X6的半圆槽和长度为60的右端面定位钻孔、扩孔。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。5.主要机加工工序 1) 铸 铸造，清理2) 热处理 正火3) 粗车52-0.01 -0.029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80+0 -0.19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52-0.01 -0.029的外圆和120+ -1的外圆、粗镗36+0.02 -0

11、的内孔、半精镗36+0.02 -0的内孔6) 粗镗62.4、62+ -0.015、65、及4X0.5的槽、58的内孔，半精镗65、62+ -0.015、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34.5-0.30 -0.80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，保证没有铁屑、油污和其他赃物，清洗时间不少于3分钟，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，并用檫布檫净表面。13) 检验14) 表面淬

12、火15) 磨80+0 -0.19的外圆和长度为60和15的左端面、磨52-0.01 -0.029的外圆、长度为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角16) 精镗62+ -0.015的孔17) 精镗36+0.02 -0的内孔18) 用浮动镗刀精镗36+0.02 -0的内孔19) 铣6X6的槽20) 去毛刺吹净21) 检验6.工序尺寸及其公差确定 52-0.01 -0.029工艺落线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸57+ -1.857+ -1.8粗车54.22.80.04654.7+0 -0.046半精车52.41.80.01952.9+0 -0.019磨削520.40.01952-0.01

13、-0.029 80+0 -0.19工艺落线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸85+ -1.885+ -1.8粗车80.44.60.2280.4+0 -0.22磨削800.40.01980+0 -0.19120+ -1工艺落线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸125+ -1.8125+ -1.8粗车121.53.51121.5+0 -1.0半精车1201.52120+ -1 62+ -0.015工艺落线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸57+ -1.857+ -1.8粗镗6030.1960+0.19 +0半精镗61.51.50.07461.5+0.074 +0磨削620.50.0362+ -0.

14、01565工艺落线工序余量工序尺寸铸57粗镗764半精镗165 62.4工艺落线工序余量工序尺寸铸57粗镗5.462.436+0.02 +0工艺落线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸31+ -1.831+ -1.8粗镗33.12.10.1633.1+0.16 0半精镗34.61.50.134.6+0.1 +0半精镗35.610.03935.6+0.039 0浮动镗刀块精镗360.40.0236+0.02 +0 15工艺落线工序余量工序尺寸铸20粗车4.515.5磨削0.515 60工艺落线工序余量工序尺寸铸65粗车4.660.4磨削0.46011工艺落线工序余量工序尺寸钻1111 16.5工艺

15、落线工序余量工序尺寸钻1111扩5.516.518工艺落线工序余量工序尺寸钻18184工艺落线工序余量工序尺寸钻447.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、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，止规。8.切削用量及工时定额确定1）粗车52-0.01 -0.029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20X

16、30）切削用量：ap=10.85 由表得：f=0.9mm/r 由表查得v=46m/min 则n=318x46/57=256.63=257r/min 工时定额：由表得 装夹工件时间为0.08min 由表得：松开卸下工件时间为0.06min 由表得：操作机床时间为：（0.02+0.03）×18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97min 由表得：测量工作时间为：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15min、T基=Ljz/nfap=49

17、7.6×5/257×0.9×10.85=1min 则T总=T1+T2+T3+T4+T基=73.84min2)粗车80+0 -0.19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25×25）ap=4.6，由表得v=53m/min,则n=318v/d=318×53/85=198.3=198r/min工时定额：由表得：装夹工件时间为0.08min 由表得：松开卸下工件时间为0.06min 由表得：操作机床时间为：0.02+0.02×5+0.02+0.03+0.03×3+（0.03+0.0

18、2+0.03+0.02）×9=1.16min 由表得：测量工件时间为：0.1+0.09+0.08=0.27min 由表得：T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min 由表得机动时间为：T2=(0.04+0.03) ×3=0.21min 由表得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15min、T基=Ljz/nfap=460×5/198×0.8×4.6=3.16min 则T总=T1+T2+T基+T3+T4=75.943）半精车52-0.01 -0.029的外圆和120+ -1的外圆、粗镗36+0.02 -0的内

19、孔、半精镗36+0.02 -0的内孔：切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3 由表得：f=0.15mm/r 由表得：v=100m/min 则n=318v/d=318×100/55=578.2=578r/min 工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15minT基=135×5/578×0.15×3=2.29min T总=T1+T2+T基+T3+T4=74.79min粗镗36+0.02 -0的内孔:切削用量：ap=2.1 由表得f=0.mm/r 由表得v=110m/min 则n=318v/d=318×

20、110/31=1129r/min工时定额：(同上)T1=0.8min T2=0.14min T3=60min T4=15minT基=Ljz/nfap=100×5/1129×0.3×2.1=0.7min T总2=76.64min半精镗36+0.02 -0的内孔:工时定额：(同上)T1=0.4min T2=0.07min T3=60min T4=15minT基=Ljz/nfap=50×5/1108×0.15×1.5=1min T总3=76.47min 则T总=227.9min4) 粗镗62.4、62+ -0.015、65、及4X0.5的槽

21、、58的内孔，半精镗65、62+ -0.015、及4X0.5的槽，车出M64X1.5的螺纹切削用量：ap=7由表得 f=0.5mm/r由表得 v=67m/min则 n=318v/d=318×67/57=374r/min工时定额：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15minT基=Lz/nfap=145×5/374×0.5×7=0.55min T总=T1+T2+T基+T3+T4=78.35min半精镗65、62+ -0.015、及4X0.5的槽切削用量：ap=1.5由表得 f=0.15mm/r由表得 v=115m/min

22、则 n=318v/d=318×115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=100×5/590×0.15×1.5=3.77min T总2=80.27min车出M64X1.5的螺纹切削用量：ap=1.6由表得 f=1.2mm/r由表得 v=70m/min则 n=318v/d=318×70/62=359r/min工时定额：T1=0.7min T2=0.07min T3=56min T4=15minT基= Lz/nfap =50×5/359×1.2&

23、#215;1.6=0.36min T总3=71.83min 则T总=230.45min5) 粗铣长度为54的左端面和长度为34.5-0.30 -0.80的两平面切削用量：ap=2.5由表得 f=0.25mm/r由表得 v=120m/min则 n=318v/d=318×120/112=341r/min工时定额：由表得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120×0.25=2.2min由表得操作时间为0.5min 由表得测量工件时间为0.24minT1=1.98min T3=51min T4=15min T基=lz/nfap=300×5/341×0.2

24、5×2.5=7.04min T总=75.02min6) 钻3-11的孔切削用量：ap=15由表得 f=0.6mm/r由表得 v=12m/min则 n=318v/d=318×12/11=347r/min工时定额：由表得T2=Lw+L1+Lt/fn=15+9.35+0/0.6×347=0.12min（Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35）T基=15×11/347×0.6×15=0.05min 由表得装夹工件的时间为0.17min,松卸工件的时间为0.15min，操作时间为0.4min由表得3-3-12的测量工件的时间为

25、0.04min，则T1=0.76min T3=47min T4=15min T总1=62.81min扩3-16.5的孔切削用量：ap=10由表得 f=0.6mm/r由表得 v=25.1m/min则 n=318v/d=318×25.1/16.5=484r/min工时定额：由表得T2=Lw+L1+Lt/fn=(10+1.62)/(0.6×484)=0.04min（Lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)）由表得装夹工件的时间为0.17min,松卸工件的时间为0.15min，操作时间为0.42min,测量工件时间为0.05minT1=0.7

26、9min T3=47min T4=15min T基=10×16.5/484×0.6×10=0.06min T总2=62.89min T总=125.7min7) 钻出18和4的孔切削用量：ap=11 由表得 f=0.8mm/r 由表得 v=13m/min则 n=318v/d=318×13/18=230r/min工时定额：钻出18深2的孔 T2=Lw+L1+Lt/fn=2+5.29+0/0.8×230=0.04 Lf=(dm-dw)/2cotkr=18/2cot120=5.29T基=11×4/230×0.8×11=0.

27、02min由表得装夹工件的时间为0.17min,松卸工件的时间为0.15min，操作时间为0.4min,测量工件时间为0.04min则T1=0.76min T3=47min T4=15min T总=62.99min8）磨80+0 -0.19的外圆和长度为60和15的左端面切削用量：ap=0.4 由表得 f=0.4mm/r 由表得 v=22m/min则 n=318v/d=318×22/80=88r/min由表得装夹工件的时间为0.05min,松卸工件的时间为0.03min，操作时间为0.35min,测量工件时间为0.08min则T1=0.51min T3=60min T4=15min

28、T基=108×0.4/88×0.4×0.4=3.09min T总1=78.6min磨52-0.01 -0.029的外圆、长度为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角切削用量：ap=0.5 由表得 f=0.15mm/r 由表得 v=115m/min则 n=318v/d=318×115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=50×5/1087×0.15×1=1.53min T总=77min9) 用浮动镗刀精镗36+0.02 -0

29、的内孔、铣6X6的槽切削用量：ap=0.4 由表得 f=0.15mm/r 由表得 v=140m/min则 n=318v/d=318×140/36=1237r/min工时定额：（同上）T1=0.4min T2=0.07min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=50×5/1237×0.15×0.4=3.37min T总=78.84min五、工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体要求如下：钻3-11的孔，深度为15.5，并扩3-16.5的孔，深度为10.25，无其它技术要求，该工序在摇床上加工，

30、零件属中批量生产2定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即X移动、Y移动、X转动、Y转动、Z转动，为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制Z移动一个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要定位基准与设计基准重合选以36+0.02 -0的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面为定位基准。3.定位元件确定1）选择定位元件由于本工序定位面是36+0.02 -0的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面和一个芯轴。2）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件位置尺寸及其极限偏差：由图可知此工序的加工精度要求不高，由于其定位孔是36+0.02 -0，所以芯轴的尺寸为：基本尺寸为34.6，公差为 + -0.05.根据工件的实际情况，底板的长度选为134.5mm，宽度为134.5mm，高度为70.4mm。4.定位误差分析计算1) 分析计算孔的深度尺寸15.5的定位误差：用内控表面定位和平面定位，工件定位面是内控面表面，定位元件的定位工作面是芯轴表面和平面，定位基准室内孔中心线，当工件内孔直径发生变化时其中心线和芯轴中心发生相对移动。芯轴定位误差计算如下： jb=0, db=1/2(Dmax-dmin)=0.075, dw=db=0.075 由于孔的公差属于自由公差，取13级公差，则dw=0