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1、廣東工業(yè)大學華立學院 課 程 設 計（論文） 課程名稱 機械制造技術基礎 題目名稱 法蘭盤制造工藝 學 部（系）機電與信息工程學部 專業(yè)班級 10 機械設計制造及其自動化 3 班 學 20 12 年 12 月 28 日 序言 隨著社會的發(fā)展、科技的進步，機械行業(yè)對專業(yè)人才的需求在不斷變化， 特別是隨著數控技術的應用和先進設備的增加，對既有扎實專業(yè)理論基礎，又 會動手的職業(yè)技術人才需求越來越多。所以為了深化課程學習，我以極高的熱 情對待這次課程設計。通過課程設計這一實踐環(huán)節(jié)，使我更好地理解和掌握本 課程的基本理論和方法，進一步提高查閱技術資料、繪制零件圖等能力,按照一 個簡單機械系統(tǒng)的功能

2、要求，綜合運用所學知識，并對其中某些機構進行分析 和設計。 ” “以設計為主線，分析為設計服務，立足點是機械系統(tǒng)的方案設計”是機 械制造工藝與裝備設計的新體系。 通過本次課程設計，應該得到下述各方面的鍛煉： 能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的 實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工 藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件 的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、 能夠做到熟練運用

3、。 我們應該能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學 到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程 度零件的工藝規(guī)程的能力，能熟練運用有關手冊、圖表等技術資料，進一步鞏 固識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能，為今后的畢業(yè)設計及未來從 事的工作打下良好的基礎。 目錄 1零件的分析 .................................................................................................................1 1.1 零件的作用 ............

4、.............................................................................................1 1.2 材料分析 .............................................................................................................1 1.3 結構分析 ............................................................................

5、.................................1 1.4 零件的工藝分析 .................................................................................................1 1.5 尺寸精度分析 .....................................................................................................1 2工藝規(guī)程設計 ................................

6、.............................................................................2 2.1 確定毛坯的制造形式 .........................................................................................2 2.2 基面的選擇 .........................................................................................................2

7、 2.3 制定工藝路線 .....................................................................................................2 2.4 機械加工余量與工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .................................................3 總 結 .........................................................................................................

8、...............17 參考文獻 ......................................................................................................................17 1 1零件的分析 1.1 零件的作用 題目所定的零件時法蘭盤，法蘭盤，也就是過渡盤，用于不通尺寸規(guī)格的 兩個同 心工件鏈接的作用，是車床上的重要零件。 1.2 材料分析 零件為 HT150 鑄造毛坯，金屬模鑄造，HT150 為灰鑄鐵。 化學成分：C% =2.54.0 Si %=1.02.5 Mn%=0.5

9、1.4 微量 S、P。 顯微組織：片狀石墨基體組織（F、F+P、P) 灰鑄鐵（也叫灰口鑄鐵），最小抗拉強度 150，屬于中強度鑄鐵件，鑄造 性能好，工藝簡單，鑄造應力小，可不用人工時效；有一定機械強度和良好的 減震性。適用于制造承受中等應力的零件，在弱腐蝕環(huán)境工作的零件。如蓋， 軸承座，閥體，手輪等 1.3 結構分析 法蘭盤為異形盤類回轉體零件，法蘭盤內孔與主軸的中間軸承的外圓相配 合。法蘭盤的主要作用是使齒輪正確嚙合，能夠標明刻度實現縱向進給。 1.4 零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉零件，這一組加工表面以 30 的孔為中心的加工表面包括 50H6、85、124、M12 的螺紋孔，50 的內孔

10、中內含 6 的傾斜長孔。 1.5 尺寸精度分析 尺寸精度分析：零件內外尺寸大部分未標注公差，可按 IT13 確定工件尺寸 公差，經查公差表各尺寸公差分別為： 零件外形： 016.52.038084.52.072.034 零件內形： 2. 孔心距: 2 2工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為 HT150，由于該零件時單件小批量生產而零件輪廓尺寸不大， 故采用金屬模鑄造。 2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確及合理可 以保證加工質量提高生產效率，否則就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還 會造成零件的大批報廢使生產無法進行。

11、 （1）粗基準的選擇 對于一般的盤套類零件而言，以外圓面作為基準是完全合理的，按有關粗 基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準； 當零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不 加工表面作為粗基準） ，現取法蘭盤 50H6 的外圓面，以 124 的端面作肩， 利用三爪卡盤限制 4 個自由度，又有軸向移動和轉動沒有限制，那么利用 124 的肩限制軸向的移動，屬不完全定位。 （2）精基準的選擇 精基準的選擇主要應考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合 時，應該進行尺寸換算，以 50 的中心軸線加工出 85 的中心軸線為精基準。 （3）工件

12、的定位誤差 顯然因定位基準因工序基準不確定產生的誤差稱為基準不統(tǒng)一誤差，其大 小等于定位基準與工序基準之間的位置誤差。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀尺寸精度等技術要求能 得到合理的保證，在生產綱領已確定為單件小批量生產的條件。其工序過程如 下 其工藝路線如下： 工序 0： 鑄造毛坯，需加工部位單邊留 3mm 余量。 工序 5： 1）車外圓 85 及臺階面，留精車余量，單邊 0.11mm。 2）平右端面，總長達 72mm，倒角 C1。 3）粗精車兩個環(huán)槽 653，達到要求。 4）粗精車 62k7，達到要求。 工序 10： 1)粗車外圓 56H6,平臺階面，留

13、精車余量，單邊 0.1mm。 2）車環(huán)槽 31，達到要求。 3）精車外圓 56H6，平臺階面達到要求。 4）平左端面，總長達到 69mm，倒角，達到要求。 5）車內孔 38，倒角并達到要求。 3 工序 15： 1）鉆 79 孔達到要求。 2）锪 715 深孔，達到要求 3）鉆攻 M12。 工序 20： 用專用夾具，鉆 6 深孔。 工序 25： 銑缺邊，達到要求。 工序 30： 去毛刺，清洗。 工序 35： 終檢。 工序 40： 入庫。 2.4 機械加工余量與工序尺寸及毛坯尺寸的確定 工序 0 ：鑄造毛坯，選用 HT150 工序 5 ： 表 2-1 車外圓 85 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量

14、 ap (mm) 2 1 進給量 f (m/r) 0.5 0.5 表 2-2 平右端面 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2 1 進給量 f (m/r) 0.5 0.5 表 2-3 粗精車兩個環(huán)槽 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2 1 4 進給量 f (mm/r) 0.5 0.5 表 2-4 粗精車 62k7 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2 1 進給量 f (mm/r) 0.5 0.5 選擇刀具材料及量具：YT15，游標尺寸，三爪卡盤，刀桿尺寸 16mmX25mm。 2.4.1 車外圓 85 （1）第一次走刀 計算切削用量 粗車外圓 8

15、0 留精車余量單邊 0.1 mm。 1）查表 2-1 得：第一次走刀 ap=2mm f=0.5mm/r 其中 Cr=242，代入數據算出 Vc=110.934 m/minvyxpmVckfaTCvv 2）確定機床主軸轉速 ，經查表取 n= 400r/min。in/3.8 10nrdwC mi/296.4V 3）檢驗機床功率. Fc=CFc. KFeapxFcfyenFc 其中，CFc=2795 ， xFe=1.0 ，nFc=-0.15 ,Kmp= =0.94 75.0)6( ,KFr=0.89 Fc=1011.09N。 切削消耗的功率 pc 為： Pc= KWFcV5.360278 由

16、CA6140 機床說明書可知 CA6140 動機功率為 7.8KW，當主轉速為 400r/min,主 軸傳遞最大功率為 4.5KW，所以機床功率足夠可以正常加工。 4）檢驗機床進給系統(tǒng)強度： 已知主切削力 Fc=1011.09N，徑向切削力 Fp，按切削手冊表 1.2P 所示公式 計算。 5 已知：CFp=1940 ,XFp=0.9 ,yFp=0.6 ,nFp=-0.3 故代入公式如下； Fp=CFp. . . .KFpxFpaypfVcyFp Kmp= =0.897；351)60( 得 Fp=150.9N 而軸向切削力，Ff=CFf, , , , KFf，CFf=2880,XFf=1 ax

17、FfyFfVcAf ,yFf=0.5 ,nFf=-0.4, Km=0.923 , Kk=1.17 于是軸向切削力 Ff=2880 x2x x x0.923x1.17=377.8305.084.12.0 取機床導軸與床鞍間的摩擦系數為 0.1，則切削力在縱向進給方向尺寸進給機 構的作用力為： F=Ff+ =494.029N)9.150.(.03.7)Fpc 5）切削工時計算： = 0.225min5.4021fnLt （2）第二次走刀： 1） ap= 1 mm 2） f=0.5mm/r 3） = 123.099 m/minvyxpmVckfaTC

18、vv 4）確定機床主軸轉速 ，經查表取 n=450r/min。min/6149.508714.39201n rxdwC in/Vm 5)切削工時 =0.20min5.0431xfnLt 2.4.2 平右端面 （1） 第一次走刀 1）ap=2mm 2) f=0.5mm/r 3） m/min943.10.97081.4.1265.520 xxvc 4）確定機床主軸轉速 經查表按機床選取 n=400r/min。 6 min/28.1630Vdn 5)切削工時 =0.11minf

19、Lt1 （2）第二次走刀 1）ap=1mm 2) f=0.5mm/r 3） =123.099m/minvyxpmVckfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 按機床查表取 n=450r/min。in/038.17dn 5）切削工時 =0.09minfnLt 2.4.3 粗精車兩個內環(huán)槽 （1）第一次走刀 1）ap=1mm 2) f=0.5mm/r 3） =109.078m/minvyxpmVckfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機

20、床查表取 n=250r/min。in/2170.610nrdwC i/.58Vm 5）切削工時 =0.094minfnLt1 （2） 第二次走刀 1） ap=0.1mm 2) f=0.5mm/r 3) =130.24648m/min vyxpmVckfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 7 ，經按機床查表取 n=320r/min。min/.185.32910nrdVwC 10V dn 5）切削工時 =0.29minfnL

21、t1 2.4.4 粗精車 62k7 （1）第一次走刀 1）ap=2mm 2) f=0.5mm/r 3) =109.078m/minvyxpmVckfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=400r/min。in/684.01nrdwC min/7.106V dn 5) 切削工時 =0.0.155minfnLt1 (2) 第二次走刀 1）ap=1mm 2) f=0.5mm/r 3) =130.2464m/min51.0826.

22、1..09744xxkfaTCvvyxpmVcv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=500r/min。in/97.810nrdwC 8 min/45.1308514.3Vxdn 5) 切削工時 =0.12min.529fnLt 工序 10 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定。 外圓表面 50h6，毛坯尺寸單邊 3mm 余量，即 56h6，長 15mm 留精加工余量 0.1mm，車環(huán)槽，毛坯 50.2h6，達 3X1。 精車外圓 50h6 平臺階面。 毛坯 50.2h6 長 12mm。 平左端面，毛坯單邊

23、 3 mm，Rab6.3 半精車大要求。m 車內孔 38，毛坯 32，Rab6.3 半精車長 22 mm。 加工余量、刀量、進給量表及走到次數。 表 2-5 車外圓 50h6 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2 0.9 進給量 f (m/r) 0.5 0.5 表 2-6 平臺階面 124 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2 0.9 進給量 f (m/r) 0.5 0.5 表 2-7 車環(huán)槽，3X1 第一次走刀 背吃刀量 ap (mm) 1.1 9 進給量 f (mm/r) 0.51 表 2-8 精車外圓 50h6 第一次走刀 背吃刀量 ap (mm) 0.0

24、8 進給量 f (mm/r) 0.5 表 2-9 平部分面 第一次走刀 背吃刀量 ap (mm) 0.1 進給量 f (mm/r) 0.51 表 2-10 平左端面 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2.8 0.2 進給量 f (mm/r) 0.51 0.51 表 2-11 車內孔 38 第一次走刀 第二次走刀 背吃刀量 ap (mm) 2.8 0.2 進給量 f (mm/r) 0.51 0.51 10 刀具材料 YT15，游標尺寸，三爪卡盤，刀桿尺寸 16mmX25mm。 2.4.5 車外圓 50h6 (1) 第一次走刀 計算切削用量粗車外圓 50h6，平臺階面，留精車余量單

25、邊 0.1 mm。 1) ap=2mm 2) f=0.5mm/r 3) 其中 Cr=242，Xv=0.15, yv=0.35,m=0.2。代入數vyxpmVckfaTCvv 據算出 Vc=105.078。 4）確定機床主軸轉速 ，經查表取 n=710r/min。in/5.9710nrdwC min/846.12064.31Vx 5）檢驗機床功率. Fc=CFc. KFeapxFcfyenFc 其中，CFc=2795 ， xFe=1.0 ，nFc=-0.15 ,Kmp= =0.94 75.0)6( ,KFr=0.89 Fc=1011.09N。 切削消耗的功率 pc 為： Pc=

26、KWFcV1038.269.0 由 CA6140 機床說明書可知 CA6140 動機功率為 7.8KW，當主轉速為 710r/min,主 軸傳遞最大功率為 5.5KW，所以機床功率足夠可以正常加工。 6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度，已知主切削力 Fc=1011.09N，徑向切削力 Fp， 按切削手冊表 1.2P 所示公式計算。 已知：CFp=1940 ,XFp=0.9 ,yFp=0.6 ,nFp=-0.3 故代入公式如下； Fp=CFp. . . .KFpxFpaypfVcyFp Kmp= =0.897；351)60( 得 Fp=150.9N 而軸向切削力，Ff=CFf, , , , KFf,

27、 CFf=2880, XFf=1 axFfyfcAFf ,yFf=0.5 ,nFf=-0.4, Km=0.923 , Kk=1.17 于是軸向切削力 Ff=2880 x2x x x0.923x1.17=377.8305.084.12.0 取機床導軸與床鞍間的摩擦系數為 0.1，則切削力在縱向進給方向尺寸進給機 構的作用力為： F=Ff+ =494.029N)9.150.(.3.7)Fpc 11 7)切削工時計算 =0.04788min5.071xfnLt （2）第二次走刀： 1）ap=0.9mm 2) f=0.5mm/r 3）v c =125.237

28、 4）確定機床主軸轉速 ，經查表取 n=710r/min。min/57.6421.301nrxdVwC i/98.0.51 5)切削工時 =0.04478min5.7xfnLt 2.4.6 平臺階面 124 (1) 第一次走刀 1）ap=2mm 2) f=0.5mm/r 3) m/min078.194.7081.94.1256.20 xxvc 4）確定機床主軸轉速 ，經查表按機床選取 n=250r/min。min/491.710nrdVwC i/3. 5)切削工 時 =0.312minfn

29、Lt1 （2）第二次走刀 1）ap=0.9mm 2) f=0.5mm/r 3） =130.237m/minvyxpmVckfaTCvv 12 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=320r/min。min/237.10nrd VwC i/59.4 5） 切削工時 =0.236minfnLt1 2.4.7 車環(huán)槽，3X1 達要求 （1） 只車一刀 1）ap=1.1mm 2) f=0.51mm/r 3） =126.238m/minvyxpmVckfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=900r/min。in/5.801nrd

30、wC mi/62.140V 5）切削工時 =0.00893minfnLt 2.4.8 精車外圓 50h6 (1)第一次走刀 毛坯 50.2h6 1) ap=0.08mm 2) f=0.5mm/r 3) =175.129m/minvyxpmVckfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=1400r/min。in/.27105nrdwC mi/69.V 5) 切削工時 13 =0.01725minfnLt1 2.4.9 平部分面 (1)第一次走刀 1）ap=0.08mm 2) f=0.51mm/r 3) =175.129m/minvyxpmVc

31、kfaTCvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=450r/min。in/786.910nrdwC mi/21.V 5) 切削工時 =0.16156minfnLt1 2.4.10 平左端面 (1) 第一次走刀 1）ap=2.8mm 2) f=0.51mm/r 3) =109.72m/min51.0826.1..09744xxkfaTCvvyxpmVcv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=710r/min。min/9.5014.37910nrxdwC i/.V 5) 切削工時 =0.0325min57.01826XfnLt (2) 第二次走刀

32、 1）ap=0.2mm 2) f=0.51mm/r 14 3） =162.0209m/min51.0261..09734824xxkfaTCvvyxpmVcv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=1120r/min。min/7.1038529.610nrX 5) 切削工時 =0.0161min51.0261XfnLt 2.4.11 車內孔 38 (1)第一次走刀 1）ap=2.8mm 2) f=0.51mm/r 3) m/min048.1925.08.2974131.06xXXvc 4）確定機床主軸

33、轉速 ，經按機床查表min/.24.5.3n r n=1120r/min。 dw=32min/.120Vd 5）切削工時 =0.043min5.08XfnLt （2）第二次走刀 1）ap=0.2mm 2) f=0.51mm/r 3) 163.02098m/min35.015.02.0497846Xvc 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=1400r/min, dw=37.6min/7.13806.71.39nrXi/250Vd 5） 切削工時 min/84.175204VXd 15 =0.031

34、09min51.0421XfnLt 工序 15： 2.4.12 鉆 79 孔 機床：Z525 立式機床。 夾具：普通鉆床夾具。 刀具：根據【1】表 2-23，選取高速鋼麻花鉆 9. 進給量：查【1】表 2-23， 【2】表 1-9，取 f = 0.09 mm/r 切削速度：查【3】表 3-11， 【2】表 1-9 取 vc = 25m/min 確定機床主軸轉速： ns = =885r/min9250 由【1】表 3-9 機床轉速取 850r/min 現取 nw = 850r/min 所以實際切削速度 v = m/min = 24m/min10859 切削工時：t = = 0.20 min .

35、853 總切削工時：t = 70.20 = 1.40 min 2.4.13 锪 15 孔 f = 0.2mm/r vc = 60 m/min ns = = 1274r/min1560 按機床選?。簄 w = 1320r/min 實際切削速度：v = 67.2m/min 切削工時：t = = 0.05min2.039 2.4.14 鉆攻 M12 鉆加工螺紋底孔 10 f = 0.15 mm/r vc = 65m/min ns = =2070 r/min1065 按機床選取 nw = 2280 r/min 實際切削速度 v = = 71.6 m/min1028 鉆削時間： 由于 l = 14mm

36、l 1 =3mml 2 = 0 t 1= = 0.05 min5.02834 攻 M12 螺紋 t 2= 2 = 0.13 min. 耗時 t = t1 + t2 = 0.13 + 0.05 = 0.18 min 16 工序 20： 2.4.15 用專用夾具，鉆 6 深孔 機床：Z525 立式機床。 夾具：專用夾具，配鉆套。 刀具：查【1】表 2-23，選取高速鋼麻花鉆 6. 進給量：查【1】表 2-23， 【2】表 1-9，取 =0.13 mm/r。 切削速度：查【3】表 3-11.【2】表 1-9，取 vc =27m/min。 確定機床主軸轉速 ns = = =1432r/minwc

37、dv10627 由【1】表 3-9，與 1432r/min 相近的機床轉速為 1360r/min，先取 nw =1360r/min，所以實際切削速度為 vc = =25.6m/min103 切削工時：l 1=3mm,l2=2mm,l=8mm t = = =0.13minwfnll2136.85 工序 25： 2.4.16 銑缺邊 fz =0.35mm/齒（參考切削手冊表 3-3） 切削速度：參考有關手冊，確定 v = 15m/s 選擇刀具：采用高速鋼鋸片銑刀 dw = 100mm 齒數 Z = 20 ns = = = 47r/minwdv10105 現選用 X5 立式銑刀，根據機床使用說明書取

38、 nw= 65r/min ，故實際切削速度 為 v = = = 20.4m/min10wnd065 當 nw = 65r/min 時，工作臺每分鐘的進給量為 fm = fz Z nw = 650.3520 = 455mm/min 查機床說明書，選取 fm = 510mm/min 進給量。 切削工時：由于是一次銑缺，故可以根據鉗工畫線結果得 tm = =0.16minmf 250-6 工序 30： 2.4.17 鉗工去毛刺，清洗 工序 35： 17 2.4.18 終檢 工序 40： 2.4.19 入庫 18 總 結 緊張而有辛苦的二周的課程設計結束了當我快要完成老師下達給我的任 務的時候，我仿

39、佛經過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，頓感心曠神意，眼前 豁然開朗。 這次課程設計的基本目的在于鞏固和加深理論知識的掌握，培養(yǎng)我們綜合 運用工藝知識能力。通過課程設計的環(huán)節(jié)，我們鍛煉出了具有設計零件機械加 工工藝規(guī)程的能力，掌握了加工方法及其機床、刀具、切削用量的選擇與應用， 還學會了使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準，以及學會了繪制工序圖、 制作工藝卡片等等 通過這次課程設計，希望了解并認識一般機器零件的生產工藝過程，鞏固 和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯系實際，對自己未來將從 事的工作進行一次適應性的鍛煉，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力， 為今后的工作打下一個良好的基

40、礎。這也是難得的機會讓我們更好了解從原料 到產品成型、完工的所有工序。 通過課程設計，使我深深體會到干任何事都必須要有耐心細致，說實話， 課程設計真的有點累，當我一手清理自己的設計成果，回想起這兩周路程，一 種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。 最后，我要感謝曹甜東老師對我們的耐心指導，老師孜孜不倦的教誨使得我 們的設計得以順利完成，很感謝老師在這段時間教會了我們很多東西使我們受 益匪淺，讓我們在邁入社會前有一個磨礪自己的機會，認識到團隊合作的精神 的重要性。 參考文獻 1 吳拓. 機械制造工藝與機床夾具課程設計指導. 2 版 北京 ：機械工業(yè)出版 社，2002. 2 王茂元. 機械制造技術基礎. 1 版 北京 ：機械工業(yè)出版社，2007. 3 蔡海濤. 模具鉗工工藝學. 1 版 北京 ：機械工業(yè)出版社，2009. 4 艾興，肖詩綱. 切削用量簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1994. 5 李洪. 機械加工工藝手冊. 北京：北京出版社，1990.