CA法兰盘零件机械加工工艺规程及工艺装备

1、目录一、序言 11、零件的分析 12、零件的作用 1二、工艺规程设计 11、确定毛坯的制造形式 12、 定位基准的选择 23、制定工艺路线 24、毛坯尺寸的确定与机械加工余量 .95、确定切削用量及基本工时 .12三、夹具设计 131、 问题的提出 1.32、 夹具设计 133、夹具结构设计及操作简要说明 13四、参考文献 14序言机械制造工艺课程设计是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复 习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它对我们四年的大学学习生活具有重要意义。设计题目给定的零件是 CA6140 车床法兰盘( 0404)零件，该零件年产量为 4000件，设其 备品率

2、为4%,机械加工废品率 为1%，则该零件的年生产纲领为： N=Qn(1+ + )=4000 X 1(1+4%+1%)=4200( 件/年)法兰盘的年产量为 4200件,查表可知该产品为中批生产。一 零件的分析(一) 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。 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。该零件年产量为4000件,设其备品率为 4%,机械加工废品率为 1%,则该零件的年生产纲领为：

3、N=Qn(1+ + )=4000 X 1(1+4%+1%)=4200(件/年),法兰盘的年产量为4200 件,查表可知该产品为中批生产。(二) 零件的工艺分析 法兰盘共有三组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1以20的孔为中心加工表面；2 俩端面；3以90为中心的加工表面。它们之间的位置要求主要是：(1) 100mm左端面与 45 mm孔中心轴的跳动度为;(2) 90mm右端面与45 mm孔中心轴线的跳动度为 。经过对以上加工表面的分析, 我们可先选定粗基准, 加工出精基准所在的加工表面, 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(一) 确定毛

4、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,采用方法为砂模机器造型。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。（二）基准的选择1 粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准， 但本零件各面均需加工， 此时应以加工余量最小的面为粗基准， 所以对于本零件可以先以法 兰盘右端45的外圆及90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45 mm外圆可同时削除五个自由度，再以 90 的右端面定位可削除自由度。2 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合

5、与统一基准原则。以20mm孔为精基准。（三）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 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。1 工艺路线方案一（一） 工序I粗车 100mm柱体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端 45 mm为粗基准（二） 工序n钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。（三） 工序川粗车45,90的外圆，粗车各端面，粗车曲0的倒角，粗车3x2的槽，R5的圆角。以20

6、为精基准。（四） 工序W半精车 90外圆及各端面，车槽 3X 2, R5的圆角。（五） 工序V半精车100左右端面及外圆，精车100的左端面。（六） 工序W 粗铳90的左端面；粗铳、精铳 90柱体右侧面。（七）工序四 钻49孔。（八） 工序忸钻4孔，铰6孔。 45 外圆。（九） 工序区磨削100的右端面，90外圆及左右端面,（十）工序X磨削外圆面 100,90。（十一）工序幻刻字刻线。（十二）工序刘镀铬。（十三）工序XM检测入库。2 工艺路线方案二（一） 工序I钻、扩、铰20的孔，以右端45的外圆为粗基准。（二） 工序H粗车100外圆，B面，90外圆及右侧面，3x2槽，45外圆。粗车 零件左右

7、端面（三） 工序川粗车零件左右端面，并倒 20孔的倒角，以及零件右端 45度倒角。（四） 工序W半精车100外圆，90外圆。（五） 工序V半精车零件左端面。（六） 工序W精车100外圆，并倒 100,90的倒角。（七） 工序四精车零件在端面。（八） 工序忸粗铳 90的左端面；粗铳、精铳 90柱体右侧面。（九） 工序区钻4 9孔。（十）工序X钻4孔，铰6孔。（十一）工序幻 磨削90外圆及右侧 45外圆。（十二）工序刘抛光B面。（十三）工序XM 刻字画线。（十四）工序XW 镀铬。(十五)工序XV检测入库。3工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以20孔为精加工基准，而方案一则是

8、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。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。(四) 毛坯尺寸的确定与机械加工余量由于本零件材料为灰铸铁，由工艺手册得，毛坯为双侧加工，MA为G,加工精度为8到10级，这里选取9级。则，由机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得：零件延轴线方向的加工余量为：2x2.5mm=5mm100径向加工余量为 6mm,轴向加工余量为 2x2.5mm=5mm90径向加工余量为 2x2.5mm=5mm，轴向加工余量为 2x2.5mm=5mm45径向加工余量为 2x2.5mm=5mm由机械零件工艺性手册表：2-64得：100,90柱

9、体圆角为：R=2mm ;右端 45的圆角为：R=4mm;铸件上连接法兰的过渡部分尺寸确定为：R=5mm , C=3mm , H=15mm。由以上资料得出毛坯尺寸图(见附图)。(五) 确定切削用量及基本工时工序I 钻，扩，铰20孔1.加工条件工件材料：HT200硬度170 241HB，取190HB，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰 20孔机床：转塔车床 C365L 2.计算切削用量1) 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=0.700.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L 车床进给量取f =0

10、.76mm/r。查切削用量简明手册取 V =13m/minns=1000v/Hd=230r/minw按机床选取n =238r/m,故 v = dwn w1000 =18m/m in(3) 计算基本工时：T= ( L+L1+L2 ) /(f X n)=0.66min。2) 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：查切削用量简明手册得： f=0.901.1mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L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 扩=(1/21/3)Vc 钻查切削用量简明手册取 VC

11、 =0.29m/s=17.4m/minVC= (1/21/3) VC =5.88.7m/min=93140r/minw按机床选取 n =136r/m,故 v =兀 d wnw/100° =8.5m/min(3)计算基本工时：T= ( L+L1+L2 ) /(f X n)=(91+14+2)/(0.92 X 136)=0.86min。其中 L=91 , L1=14,L2=23) 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ap=0.12。由切削用量简明手册表 2.11 f=1.32.5mm/r,取f=1.68由切削用量简明手册表2.30 得 Vc9d0v

12、FaFf yv =7.9m/min=125.8 r/minw按机床选取nw =136 r/min所以实际切削速度 V=dw nw/1000=8.54m/min(3)计算基本工时：T=(L+L1+L2)/(f* n) =0.44min工序n 粗车 100外圆、车B面。车 90外圆及右侧面、3x2槽、45外圆1. 加工条件机床选择：CA6140车床刀具1:刀片材料 YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm ,o0=10刀具2 :刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45刀具3 :刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25 2计算切削用量(1)粗车100外圆 用刀具11) 确定背吃刀量a (

13、即切深a )粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2) 确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm ,则进给量为0.60.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。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0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3) 确定切削速度V根据切削用量简明手册表1.27VW Tma p按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2 8）选择与172r/min相近似的机床转速 n =200r/min,则实际切削速度

14、V = 66.6m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.149m in（2）粗车 90外圆 选择刀具：用刀具 1。1）确定背吃刀量 粗车外圆ap=1.1mm。2）确定进给量由切削用量简明手册 HT200 ,刀杆尺寸16 x25,工件直径为 90mm,则f=0.60.9 mm/r。再此处省略NNNNNNNNNNNN=1000vm d=89r/m inw按CA6140说明书，选择与 89r/min相近似的机床转速 n =100r/min,则实际切削速度V =15.7m/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：T= 0.674min工序W半

15、精车 100外圆、B面，90外圆、45外圆1加工条件机床选择：CA6140车床刀具1:刀片材料 YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm ,o0“T00飞0kr=600o'o九 s = 5k'=8 o 0 = 5”e = 0.51 刀尖圆弧半径 0.5mm 2计算切削用量（1）半精车100外圆用刀具11）确定背吃刀量a （即切深a ）半车的余量为0.9mm，次走刀完成，即a =0.9mm。2）确定进给量查切削用量简明手册表 1.6:加工材料 HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm , 表面粗糙度为 6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm，则进给量为 0.250.40

16、mm/r。再根据CA6140车 床说明书，取横向进给量取 f =0.30mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3）确定切削速度V根据切削用量简明手册表 1.27VcPTma Xvf yv=103.071 m/minns=1000v/Hd=309.971 r/minw按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2 8）选择与309.871r/min相近似 的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V = 106.509m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.2.6m in（2）半精车 90外圆 选择刀具：用刀具 1。1） 确定背吃刀量半精车外圆

17、ap=1.4mm。2）确定进给量由切削用量简明手册表 1.6, HT200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半 径0.5mm，工件直径为 90mm，贝U f=0.250.40 mm/r。再根据 CA6140车床说明书，取横向 进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度 T=60mm。3）确定切削速度VC根据切削用量简明手册表 1.27VcP Tma Xv f yv=103.071m/min=1000vns d=353.719 r/minwn =400r/min,则实际切削速度按CA6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速V =116.557 m/min

18、。4）计算基本工时：T= （ L+L1+L2+L3 ）x i/（f x n）=0.115min半精车45外圆选择刀具11）确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则 ap=1.4mm。2）确定进给量由切削用量手册，HT200，刀杆尺寸16x 25, ap=1.1,工件直径为 45mm，表面粗糙度为6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm，则f=0.250.40mm/r。再由简明手册表4.2 3查取f =0.30mm/r。3）确定切削速度VC根据切削用量手册表 1.27查取：Vc=Cv.TmaXVf 几=103.°71 m/min=686.719r/minw按CA6140车床说明书，选择与 686.7

19、19r/min相近似的机床转速 n =710r/min,则实际切削速V = 107.457m/min 。4）计算基本工时：T= （ L+L1+L2+L3 ）x i/（f x n） =0.246min。工序V 半精车零件左端面，即100左端面1. 加工条件机床选择：CA6140车床刀具1:刀片材料 YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm ，o00=10 0=60kr=60'o0.5mm0( 0 = 5 Ye = 0.51刀尖圆弧半径2. 计算切削用量半精车100左端面1）确定背吃刀量a （即切深a ）半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即 a =0.9mm。2）确定进给量查切削用量简明

20、手册表 1.6:加工材料 HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm , 表面粗糙度为 6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm，则进给量为 0.250.40 mm/r。再根据CA6140车 床说明书，取横向进给量取 f =0.30mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3）确定切削速度V根据切削用量简明手册表1.27VcGTma 屮=103.071 m/min=316.235 r/minw按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2 8）选择与316.235r/min相近似 的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V = 106.509m/min。4）计算基本工时：

21、按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=1.158m in工序W 精车 100外圆，并倒 90,100的倒角1）确定背吃刀量a （即切深a ）半车的余量为0.5mm，次走刀完成，即 a =0.5mm。2）确定进给量查切削用量简明手册表 1.6：加工材料 HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm , 表面粗糙度为1.6,刀尖圆弧半径 0.5mm，则进给量为 0.100.15 mm/r。再根据CA6140车 床说明书，取横向进给量取 f =0.12mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3）确定切削速度V根据切削用量简明手册表 1.27Xv=142.020 m/min二 G T=452

22、.292 r/minw按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2 8）选择与452.292r/min相近似 的机床转速 n =450r/min,则实际切削速度 V = 141.3m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算： T=0.315min工序四精车零件左端面，即100左端面1）确定背吃刀量a （即切深a ）半车的余量为0.5mm，次走刀完成，即 a =0.5mm。2）确定进给量查切削用量简明手册表 1.6:加工材料 HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm , 表面粗糙度为1.6,刀尖圆弧半径 0.5mm，则进给量为 0.100.15

23、mm/r。再根据CA6140车 床说明书，取横向进给量取 f =0.12mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3）确定切削速度V根据切削用量简明手册表1.27Vc=6TmaXVf *=142.°20 口血门=452.292 r/minw按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.2 8）选择与452.292r/min相近似 的机床转速 n =450r/min,则实际切削速度 V = 141.3m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=2.00mi n工序忸粗铳90左右侧面，精铳 90右侧面1加工条件：机床的选择：X62W，功率7.5KW，装夹系统刚

24、性好；刀具的选择：铳刀材料为YG6，由ap=8, ae=1121mm，根据工艺手册表 3.1 28,铳刀选择为 80110mm;由切削手册表6-7选择刀具如下：粗铳刀为粗齿圆柱形铳刀d 0 = 1°°，L =80 , d -40 ,oo000=15，0=12，: "40 45，z=10；精铳刀为细齿圆柱形铳刀d1°°，0 000L =80，d =40，r 0 =15，: 0=12，: =30 35，Z=14，圆柱铳刀寿命为 180min2切削用量选择：（1）粗铳左侧面，粗铳刀具1）切削用量 ap=8，ae=11mm，一次完成2）确定进给量 由切

25、削手册表 3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取 f =0.14-0.24mm/z,取 f =0.24mm/z。zz3）确定切削速度 Vc由切削手册表 3,27Vc 二 cvdyVaUVzPv=H9.619m/minwns=1000V/Hd=380.952r/min根据X61W机床说明书（见切削手册表4.2-39）取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为 Vc =149.15m/min当n =475r/min 时，工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz x z x n机=0.24 x 10 x475=1140mm/mi n.X62W 机床说明书（见

26、切削手册表 3.23）取fm=950mm/min4）计算基本工时T=（L+L1）/fm=（38+5）/950=0.0453 min（2）粗铳右侧面，粗铳刀具（1）粗铳左侧面，粗铳刀具1） 切削用量ap=8, ae=10mm,俩次完成2）确定进给量 由切削手册表 3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取 f =0.14-0.24mm/z,取 f =0.24mm/z。3）确定切削速度 Vc由切削手册表 3,27yVaUVzPv =160.952m/minn广曲dwzz=512.586r/min根据X61W机床说明书（见切削手册表 4.2-39）取主轴转速n =600

27、r/min.则实际切削速度为 Vc =188.4m/min当n =600r/min 时，工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz x z x n机=0.24 x 10 x600=1440mm/mi n.X62W 机床说明书（见切削手册表 3.23）取fm=950mm/min4）计算基本工时T=（L+L1）/fm=（48.2+5+38）/950=0.096 min（3）精铳右侧面精铳刀具1） 切削用量ap=8, ae=1mm，一次完成2）确定进给量 由切削手册表 3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取 f 亿取 f z=0.24mm/z。3）确定切削速度 Vc由

28、切削手册表 3,27Vc 二 GdyVaUVzPv =404.312m/minwns=1000v/旬=1287.618r/min根据X61W机床说明书（见切削手册表 4.2-39）取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为 Vc 370.52m/min当n =1180r/min 时，工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz x zx n机=0.24 x 14 x1180=2832mm/mi n.X62W 机床说明书（见切削手册表 3.23）取fm=1180mm/min4）计算基本工时T=（L+L1）/fm=（48.2+5）/1180=0.0451min工序区 钻4-9孔1) 刀具选择

29、选用9高速钢，锥柄标准麻花钻。选用Z525型摇臂钻床。2) 确定切削用量4个孔共走四次刀。由切削用量手册f=0.47 0.57mm/r,由钻床取f=0.40mm/r.由切削用量手册，取 V查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331 r/min由钻床说明书，取 n机=850r/min,故3) 计算基本工时：其中 L1=8，L2=0, L=84T= 4x0.047mi n=0.188mi n工序乂(1) 钻4mm孔，铰6mm孔选用Z525型摇臂钻床。1) 刀具选择：由工艺手册选用高速钢锥柄标准花钻。2) 确定切削用量：查切削用量手册f=0.180.22mm/r,由钻床取 f=0.

30、22mm/r.由切削用量手册取 V=0.46m/s=27.6m/mi n=197r/m由 Z525 钻床取 n =1700r/min.故 VC =21m/min.3) 基本工时：L1=10 , L2=0 , L=12.5T= 0.07min(2) 铰6孔1) 刀具选择：6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4 0.6,耐用度T=60min。2) 确定切削用量：(a)加工余量为 2mm,故背吃刀量 asp=1mm。查切削用量手册f=0.27 0.33mm/r,由工 艺手册f=0.26mm/r。(b)确定切削速度：计算切削速度V广(Cvd T“aXvf yv)kv，其中KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3V = 0.21m/s=12.8m/minn = 679r/min取 n =670V =8.415 m/min3) 基本工时：其中 L仁 10 , L2=2 , L=7T= 0.109min工序幻 磨削90外圆以及零件右端 45外圆1. 选择砂轮： WA46KV6P350x40x122. 切削用量的选择。砂轮转速n砂=1500 r/min , v砂=27.5m/s轴向进给量fa=0.5B=20mm