机械制造技术基础课程设计 ca6140车床法兰盘（831004）零件的机械加工工艺规程制订及精铣φ90上下两面工序专用夹具的设计（含图纸）

1、 全套图纸联系 QQ153893706机械制造技术基础机械制造技术基础课程设计说明书课程设计说明书题目题目 ： CA6140 车床法兰盘（831004）零件的机械加工工艺规程制订及精铣 90 上下两面工序专用夹具的设计。姓姓 名：名： 专业年级：专业年级： 05 级机制 6 班 院院 系：系：机械与电子工程学院指导教师：指导教师：完成日期：完成日期： 2008 年 9 月 26 日西北农林科技大学机械与电子工程学院西北农林科技大学机械与电子工程学院机械制造技术基础机械制造技术基础课程设计课程设计 内含：内含：1、 机床专用夹具总装图 1 份2、 夹具零件图 4 份3、 零件毛坯图 1 份4、

2、机械加工工艺过程卡片及选定工序的工序卡 1 套5、 课程设计说明书 1 份姓姓 名：名： 专业年级：专业年级： 05 级机制 6 班 院院 系：系：机械与电子工程学院指导教师：指导教师：完成日期：完成日期： 2008 年 9 月 26 日 西北农林科技大学机械与电子工程学院西北农林科技大学机械与电子工程学院目目 录录1、零 件 的 分 析1 1.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺分析.12、工 艺 规 程 设 计.1 2.1 确定毛坯的制造形式1 2.2 基面的选择.1 2.3 制定工艺路线.2 2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.3 2.5 确定切削用量.53、夹具设计.8

3、3.1 夹具分析.8 3.2 夹具设计.83.2.1 定位基准的选择. .83.2.2 考虑夹紧机构.83.2.3 定位误差分析93.2.4 夹具设计及操作的简要说明94、设计小结.105、参考文献.111、零 件 的 分 析1.1 零件的作用 题目所给定的零件是 CA6140 车床上的法兰盘， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。1.2 零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以 20mm 的045. 00孔为中心 ,包括：两个 mm 的端面, 尺寸为 mm 的圆柱面,两个12. 034. 01000017. 04590mm 的端面及上面的 4 个 9mm 的透孔

4、. mm 的外圆柱面及上面的06 . 0456mm 的销孔, 90mm 端面上距离中心线分别为 34mm 和 24mm 的两个平面.并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面.2、工 艺 规 程 设 计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，由于该零件是中批生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 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

5、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，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1） 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取 45 外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有

6、子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。2）精基准的选择主要应该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。2.3 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合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，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，以便使生产成本尽量下降。一.工艺路线方案一工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面,粗车 B 面，粗车 90 的外圆柱面工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面，粗车 90 的端面工序 3 钻、粗铰 20

7、的孔工序 4 钻 4 孔，再钻 6 孔工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面，半精车 B 面，半精车 90 的外圆柱面，车 100、90 的倒角，车 45 两端过渡圆弧，车20 孔的左端倒角工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面，半精车 90 的端面，车 3*2 退刀槽，车 45 的倒角，车 20 内孔的右端倒角工序 7 精车 100 的端面及外圆，精车 B 面工序 8 精车 45 的外圆，精车 90 的端面工序 9 精绞 20 的孔工序 10 钻 49 透孔工序 11 粗、精铣 90mm 圆柱面上的两个平面工序 12 磨 100、45 的外圆柱面工序 13 磨 B 面工序 14 磨 9

8、0mm 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 15 划线刻字工序 16 100mm 外圆无光镀铬工序 17 检查、入库二 .工艺方案二工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面，粗车 B 面，粗车 90 的外圆柱面工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面，粗车 90 的端面工序 3 钻、粗绞 20 的孔 工序 4 粗铣 90 圆柱面上的两个平面工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面，半精车 B 面，半精车 90 的外圆柱面，车 100、90 外圆柱面上的倒角，车 45 两端过渡圆弧，车 20 孔的左端倒角工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面，半精车 90 的端面，车 3*2 退刀槽，车 4

9、5 圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角工序 7 精车 100 的端面及外圆，精车 B 面工序 8 精车 45 的外圆，精车 90 的端面工序 9 精绞 20 的孔工序 10 精铣 90 圆柱面上的两个平面工序 11 钻 4 个 9 的孔工序 12 钻 4 孔，绞 6 孔工序 13 磨 100、45 的外圆柱面工序 14 磨 B 面工序 15 磨 90 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 16 划线、刻字工序 17 100mm 外圆无光镀铬工序 18 检测、入库三.工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一在工序钻 4mm 孔，再钻 6mm03. 00孔由于在设计夹用夹具

10、时要以 90mm 圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣90mm 圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻 4 孔，再钻 6mm 孔工序03. 00前。 并且工序 与工序 序可并为一个工序,否则有点繁琐。改正后即得方案二，综合起来比较合理。2.4 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 HT200，毛坯重量约为 1.4kg，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序及毛坯尺寸如下：1、0017. 045mm 外圆表面：此表面为 IT6 级精度，表面粗糙度需达 Ra0.8，查【4】 金属切削速查速算手册可得：工序名称工序余量工

11、序基本尺寸精车0.645半精车1.445.6粗车347毛坯5502、外圆表面 12. 034. 0100mm:工序名称工序余量工序基本尺寸精车外圆0.6100半精车外圆1.41006粗车外圆4102毛坯61063、B 面中 00.645外圆柱面:工序名称工序余量工序基本尺寸精磨0.245粗磨0.845.2半精车146粗车247毛坯4494、孔 20mm:045. 00工序名称工序余量工序基本尺寸铰孔0.220钻孔1819.8毛坯实心5、90、100 两端面：工序名称工序余量精磨0.2粗磨0.8半精车1粗车2毛坯42.5 确定切削用量工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面，粗车 B 面，粗车 9

12、0 的外圆柱面 机床：CA6140 卧式车床 刀具：采用刀片的材料为 YT15(1) 粗车 100mm 端面查【5】 切削加工简明手册P306 表 734，得=4mm, f =0.9mm/r, pav=1.83r/s(2) 粗车 100mm 外圆柱面查【5】 切削加工简明手册 ，得=2mm, f =0.9mm/r, v=2.50m/spa(3) 粗车 B 面查【5】 切削加工简明手册 ，得=1mm, f =0.9mm/r, v=2.22m/spa工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面，粗车 90 的端面机床：CA6140 卧式车床 刀具：采用刀片的材料为 YT15(1) 粗车 mm 端面0017

13、. 045查【5】 切削加工简明手册P444 表 8-50，得=1.5mm, f =0.7mm/r, pav=3.12m/s(2) 粗车 mm 外圆柱面0017. 045查【5】 切削加工简明手册 ，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=1.48m/spa(3) 粗车 90mm 端面 查【5】 切削加工简明手册 ，得=1mm, f =0.7mm/r, v=2.25m/spa工序 3 钻、粗铰 20 的孔(1) 钻 18mm 孔机床：立式钻床 刀具：高速钢钻头 查【5】P457 表 870，得=9mm, f =0.3mm/r, v=0.52m/spa(2) 粗铰 19.8mm 孔查【5】

14、 切削加工简明手册 ，得=0.9mm, f =0.5mm/r, v=0.30m/spa工序 4 粗铣 90 圆柱面上的两个平面机床：组合机床 刀具：硬质合金三面刃铣刀 YT15 (1) 铣距中心线 34mm 的平面。查【5】 切削加工简明手册 ，得=5mm, f =0.3mm/齿, v=0.12m/spa (2) 粗铣距中心线 24mm 的平面查【5】 切削加工简明手册 ，得=5mm, f =0.3mm/齿, v=0.12m/spa工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面，半精车 B 面，半精车 90 的外圆柱面，车 100、90 外圆柱面上的倒角，车 45 两端过渡圆弧，车20 孔的左端倒

15、角(1) 半精车 100mm 端面查【5】P445 表 851，得=0.5mm, f =0.5mm/r, v=2.1m/spa(2) 半精车 100mm 外圆柱面查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.7mm, f =0.28mm/r, v=2.1m/spa(3) 半精车 B 面查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.5mm, f =0.50mm/r, v=2.13m/spa工序 6 半精车 45 的端面及外圆柱面，半精车 90 的端面，车 3*2 退刀槽，车 45 圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角(1) 半精车 mm 端面0017. 045查【5】P445 表 851，得=0.5mm,

16、 f =0.20mm/r, v=1.97m/spa(2) 半精车 mm 外圆柱面0017. 045查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.7mm, f =0.20mm/r, v=1.57m/spa(3) 半精车 90mm 端面查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/spa工序 7 精车 100 的端面及外圆，精车 B 面(1) 精车 100mm 端面查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=1.56m/spa(2) 精车 100mm 外圆柱面查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.3mm, f =0.20mm/r

17、, v=2.25m/spa(3) 精车 B 面查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/spa工序 8 精车 45 的外圆，精车 90 的端面(1)精车 mm 外圆柱面：查【5】 切削加工简明手册 ，得0017. 045=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/spa(2)精车 90mm 端面：查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.3mm, f pa=0.20mm/r, v=2.25m/s工序 9 精绞 20 的孔查【5】 切削加工简明手册 ，得=0.1mm, f =0.50mm/r, v=0.29m/spa工序 10 精铣 90

18、 圆柱面上的两个平面查【5】 切削加工简明手册 ，得=1mm, f =0.20mm/齿, v=0.20m/spa工序 11 钻、绞 4-9 的孔机床：Z525 立式钻床 刀具：高速钢麻花钻查【5】 切削加工简明手册 ，得=4.5mm, f =0.13mm/s, v=0.50m/spa工序 12 钻 4 孔，扩 6 孔机床：Z525 立式钻床 刀具：高速钢麻花钻(1)钻 4mm 孔查【5】 切削加工简明手册 ，得=2mm, f =0.13mm/齿, v=0.50m/spa(2) 扩 6mm 孔查【5】 切削加工简明手册 ，得=2mm, f =0.13mm/齿, v=0.50m/spa工序 13

19、磨 100、45 的外圆柱面 机床：MQ1350A 轻型外圆磨床(1)磨 100mm 外圆柱面查【5】 切削加工简明手册 ，得：工件速度0.3m/swv纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/stafrf(2)磨 45mm 外圆柱面查【5】 切削加工简明手册 ，得：工件速度18m/minwv纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/stafrf工序 14 磨 B 面机床：MQ1350A 轻型外圆磨床查【5】 切削加工简明手册 ，得：工件速度18m/minwv纵向进给量 0.5B20mmaf切削深度0.0157mm/strf工序 15 磨 90 外圆柱面上距中心轴线

20、 24mm 的平面机床：MQ1350A 轻型外圆磨床查【5】 切削加工简明手册 ，得：砂轮轮速 v=27.5m/s砂工件速度 10m/minwv轴向进给量 0.5B20mmaf切削深度0.015mm/strf最后，将以上各工序切削用量，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡片，见所附卡片。 3、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第 4 道工序铣距零件中心线分别为 24 和 34的两平面的夹具。本夹具将用于组合机床，对工件对铣加工，刀具为镶齿三面刃铣刀。3.1 夹具分析 本夹具主要用来距中心线 24 和 34 的两平面，此

21、平面的形位公差和表面要求均较高，无特殊要求，且加工此平面时 mm 轴的外端面及 20孔0.120.34100045. 00的内表面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，待加工平面对 20的轴线有平行度要求，对 100 的045. 00底端面有垂直度要求，其设计基准为 20孔的中心线。本设计选用以 20045. 00孔的内表面和 的底端面为主要定位基面，另选用 100mm 的上端045. 000.120.34100面作为辅助定位基准。为了降低生产成本，本设

22、计选择采用螺纹夹紧的方式。3.2.2 考虑夹紧机构如上所述，本设计采用螺旋夹紧机构，即由螺杆、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构。螺旋夹紧机构不但结构简单、容易制造，而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都很大，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。3.2.3 定位误差分析夹具的主要定位元件为支撑板和定位销。支撑板夹具装配后的技术要求统一磨，支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过 0.02；定位销需自行设计，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过 0.02。夹具的主要定位元件为短定位销限制了两个自由度,支撑板限制三个自由度,绕铣刀轴线旋转方向的自由度无须限制，因为此方向自由度对加工尺寸没有影响。3.2.4 夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。但由于本夹具是应用于组合机床上，两铣刀同时工作的对铣加工，夹具尺寸不能很大，如果采用机动夹紧，夹具势必过于复杂和庞大，本夹具为了提高生产率和降低生