CA6140車床法蘭盤（831004）零件的機械加工工藝規(guī)程制訂及精銑Φ90上下兩面工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計,ca6140,車床,法蘭盤,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,制訂,制定,90,上下,兩面,工序,專用,夾具,設(shè)計 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計說明書 題目 ： CA6140車床法蘭盤（831004）零件的機械加工工藝規(guī)程制訂及精銑Φ90上下兩面工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計。 姓 名： 專業(yè)年級： 院 系： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計 內(nèi)含： 1、 機床專用夾具總裝圖1份 2、 夾具零件圖4份 3、 零件毛坯圖1份 4、 機械加工工藝過程卡片及選定工序的工序卡1套 5、 課程設(shè)計說明書1份 姓 名： 專業(yè)年級： 院 系： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 1、零 件 的 分 析 1.1零件的作用 題目所給定的零件是CA6140車床上的法蘭盤， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。 1.2 零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉(zhuǎn)體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以Φ20mm的孔為中心 ,包括：兩個Φmm的端面, 尺寸為Φmm的圓柱面,兩個Φ90mm的端面及上面的4個Φ9mm的透孔. Φmm的外圓柱面及上面的Φ6mm的銷孔, Φ90mm端面上距離中心線分別為34mm和24mm的兩個平面. 并且其余加工面都與它有位置關(guān)系,可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 2、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 2.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，由于該零件是中批生產(chǎn)，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造，法蘭盤因毛坯比較簡單，采用鑄造毛坯時一般是成隊鑄造，再進行機械加工。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1） 粗基準的選擇 選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)的工序提供精基準。選擇粗基準的出發(fā)點是：一要考慮如何分配各加工表面的余量：二要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。這兩個要求常常是不能兼顧的，但對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則）現(xiàn)選取Φ45外圓柱面和端面作為粗基準。在車床上用帶有子口的三爪卡盤夾住工件，消除工件的六個自由度，達到完全定位。 2）精基準的選擇 主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 一.工藝路線方案一 工序 1 粗車Φ100端面及外圓柱面,粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面 工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面 工序 3 鉆、粗鉸Φ20的孔 工序 4 鉆Φ4孔，再鉆Φ6孔 工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角 工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45的倒角，車Φ20內(nèi)孔的右端倒角 工序 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面 工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面 工序 9 精絞Φ20的孔 工序 10 鉆4—Φ9透孔 工序 11 粗、精銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面 工序 12 磨Φ100、Φ45的外圓柱面 工序 13 磨B面 工序 14 磨Φ90mm外圓柱面上距離軸線24mm的平面 工序 15 劃線刻字 工序 16 Φ100mm外圓無光鍍鉻 工序 17 檢查、入庫 二 .工藝方案二 工序 1 粗車Φ100端面及外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面 工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面 工序 3 鉆、粗絞Φ20的孔 工序 4 粗銑Φ90圓柱面上的兩個平面 工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角 工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45圓柱面兩端的倒角，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角 工序 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面 工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面 工序 9 精絞Φ20的孔 工序 10 精銑Φ90圓柱面上的兩個平面 工序 11 鉆4個Φ9的孔 工序 12 鉆Φ4孔，絞Φ6孔 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圓柱面 工序 14 磨B面 工序 15 磨Φ90外圓柱面上距離軸線24mm的平面 工序 16 劃線、刻字 工序 17 Φ100mm外圓無光鍍鉻 工序 18 檢測、入庫 三.工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一在工序Ⅳ鉆Φ4mm孔，再鉆Φ6mm孔由于在設(shè)計夾用夾具時要以Φ90mm圓柱面上的一個平面來定位,所以應(yīng)把銑Φ90mm圓柱面上的兩個平面這一道工序放在鉆Φ4孔，再鉆Φ6mm孔工序前。 并且工序 Ⅲ與工序 Ⅴ序可并為一個工序,否則有點繁瑣。改正后即得方案二，綜合起來比較合理。 2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.4kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序及毛坯尺寸如下： 1、Φmm外圓表面：此表面為IT6級精度，表面粗糙度需達Ra0.8，查【4】《金屬切削速查速算手冊》可得： 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 精車 0.6 45 半精車 1.4 45.6 粗車 3 47 毛坯 5 50 2、外圓表面Φmm: 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 精車外圓 0.6 100 半精車外圓 1.4 100．6 粗車外圓 4 102 毛坯 6 106 3、B面中Φ外圓柱面: 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 精磨 0.2 45 粗磨 0.8 45.2 半精車 1 46 粗車 2 47 毛坯 4 49 4、孔Φ20mm: 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 鉸孔 0.2 20 鉆孔 18 19.8 毛坯 實心 5、Φ90、Φ100兩端面： 工序名稱 工序余量 精磨 0.2 粗磨 0.8 半精車 1 粗車 2 毛坯 4 2.5確定切削用量 工序 1 粗車Φ100端面及外圓柱面，粗車B面，粗車Φ90的外圓柱面 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15 (1) 粗車Φ100mm端面 查【5】《切削加工簡明手冊》P306表7－34，得=4mm, f =0.9mm/r, v=1.83r/s (2) 粗車Φ100mm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=2mm, f =0.9mm/r, v=2.50m/s (3) 粗車B面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=1mm, f =0.9mm/r, v=2.22m/s 工序 2 粗車Φ45端面及外圓柱面，粗車Φ90的端面 機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15 (1) 粗車Φmm端面 查【5】《切削加工簡明手冊》P444表8-50，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=3.12m/s (2) 粗車Φmm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=1.48m/s (3) 粗車Φ90mm端面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=1mm, f =0.7mm/r, v=2.25m/s 工序 3 鉆、粗鉸Φ20的孔 (1) 鉆Φ18mm孔 機床：立式鉆床 刀具：高速鋼鉆頭 查【5】P457表8－70，得=9mm, f =0.3mm/r, v=0.52m/s (2) 粗鉸Φ19.8mm孔 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.9mm, f =0.5mm/r, v=0.30m/s 工序 4 粗銑Φ90圓柱面上的兩個平面 機床：組合機床 　 刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀YT15 (1) 銑距中心線34mm的平面。 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=5mm, f =0.3mm/齒, v=0.12m/s (2) 粗銑距中心線24mm的平面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=5mm, f =0.3mm/齒, v=0.12m/s 工序 5 半精車Φ100的端面及外圓柱面，半精車B面，半精車Φ90的外圓柱面，車Φ100、Φ90外圓柱面上的倒角，車Φ45兩端過渡圓弧，車Φ20孔的左端倒角 (1) 半精車Φ100mm端面 查【5】P445表8－51，得=0.5mm, f =0.5mm/r, v=2.1m/s (2) 半精車Φ100mm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.7mm, f =0.28mm/r, v=2.1m/s (3) 半精車B面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.5mm, f =0.50mm/r, v=2.13m/s 工序 6 半精車Φ45的端面及外圓柱面，半精車Φ90的端面，車3*2退刀槽，車Φ45圓柱面兩端的倒角，車Φ20 內(nèi)孔的右端倒角 (1) 半精車Φmm端面 查【5】P445表8－51，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=1.97m/s (2) 半精車Φmm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.7mm, f =0.20mm/r, v=1.57m/s (3) 半精車Φ90mm端面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s 工序 7 精車Φ100的端面及外圓，精車B面 (1) 精車Φ100mm端面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=1.56m/s (2) 精車Φ100mm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s (3) 精車B面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s 工序 8 精車Φ45的外圓，精車Φ90的端面 (1) 精車Φmm外圓柱面：查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s (2) 精車Φ90mm端面：查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=2.25m/s 工序 9 精絞Φ20的孔 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=0.1mm, f =0.50mm/r, v=0.29m/s 工序 10 精銑Φ90圓柱面上的兩個平面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=1mm, f =0.20mm/齒, v=0.20m/s 工序 11 鉆、絞 4-Φ9的孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=4.5mm, f =0.13mm/s, v=0.50m/s 工序 12 鉆Φ4孔，擴Φ6孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 (1) 鉆Φ4mm孔 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=2mm, f =0.13mm/齒, v=0.50m/s (2) 擴Φ6mm孔 查【5】《切削加工簡明手冊》，得=2mm, f =0.13mm/齒, v=0.50m/s 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圓柱面 機床：MQ1350A輕型外圓磨床 (1) 磨Φ100mm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得：工件速度　＝0.3m/s 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm 切削深度?。?.0157mm/st (2) 磨Φ45mm外圓柱面 查【5】《切削加工簡明手冊》，得：工件速度　＝18m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm 切削深度?。?.0157mm/st 工序 14 磨B面 機床：MQ1350A輕型外圓磨床 查【5】《切削加工簡明手冊》，得： 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 工序 15 磨Φ90外圓柱面上距中心軸線24mm的平面 機床：MQ1350A輕型外圓磨床 查【5】《切削加工簡明手冊》，得： 砂輪輪速　 v=27.5m/s 工件速度　 ＝10m/min 軸向進給量 ＝0.5B＝20mm 切削深度　?。?.015mm/st 最后，將以上各工序切削用量，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程卡片，見所附卡片。 3、夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第4 道工序—銑距零件中心線分別為24和34的兩平面的夾具。本夾具將用于組合機床，對工件對銑加工，刀具為鑲齒三面刃銑刀。 3.1 夾具分析 本夾具主要用來距中心線24和34的兩平面，此平面的形位公差和表面要求均較高，無特殊要求，且加工此平面時Φmm 軸的外端面及Φ20孔的內(nèi)表面都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度的同時可以設(shè)計選用比較簡單的夾具。 3.2夾具設(shè)計 3.2.1 定位基準的選擇 由零件圖可知，待加工平面對Φ20的軸線有平行度要求，對Φ100的底端面有垂直度要求，其設(shè)計基準為Φ20孔的中心線。本設(shè)計選用以Φ20孔的內(nèi)表面和Φ的底端面為主要定位基面，另選用Φ100mm的上端面作為輔助定位基準。為了降低生產(chǎn)成本，本設(shè)計選擇采用螺紋夾緊的方式。 3.2.2考慮夾緊機構(gòu) 如上所述，本設(shè)計采用螺旋夾緊機構(gòu)，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機構(gòu)。 螺旋夾緊機構(gòu)不但結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長升角又小，所以螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構(gòu)。 3.2.3 定位誤差分析 夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板夾具裝配后的技術(shù)要求統(tǒng)一磨，支撐板的定為表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；定位銷需自行設(shè)計，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.02。 夾具的主要定位元件為短定位銷限制了兩個自由度,支撐板限制三個自由度,繞銑刀軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度無須限制，因為此方向自由度對加工尺寸沒有影響。 3.2.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。但由于本夾具是應(yīng)用于組合機床上，兩銑刀同時工作的對銑加工，夾具尺寸不能很大，如果采用機動夾緊，夾具勢必過于復(fù)雜和龐大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟、實用, 減輕工人勞動強度，采用螺旋夾緊機構(gòu),操作非常簡單,先擰松夾緊螺母,稍旋轉(zhuǎn)彎頭壓板，將工件放置在夾具支撐板上，由定位銷定位,再將壓板旋轉(zhuǎn)復(fù)位，擰緊螺母達到夾緊要求即進行銑削加工.本工序采用的是專用的組合機床，高速鋼鑲齒三面刃銑刀來銑側(cè)端面，因而不需要很大的夾緊力，而且可以采用長柄扳手，只需擰松兩個夾緊螺母即可，因而工人的勞動強度不大。 4、設(shè)計小結(jié) 本次課程設(shè)計是對上學(xué)期所學(xué)《機械設(shè)計制造基礎(chǔ)》課程和生產(chǎn)綜合實習(xí)的檢測和應(yīng)用，將課本上所學(xué)的和實習(xí)中看到的結(jié)合起來，在此基礎(chǔ)上，發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，進行實際設(shè)計工藝過程和夾具。 在本次設(shè)計過程中，我們閱讀了一些技術(shù)資料及設(shè)計手冊，認真探討了機械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設(shè)計不僅加強了對自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認識，而且也對自己的知識面進行了拓寬。此外，本次設(shè)計在繪圖的過程中，使用了AUTOCAD繪圖軟件，并同時進行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識，進一步提高了我們繪圖識圖的能力。 但知識所學(xué)有限，實際經(jīng)驗更加不足，因此我的設(shè)計還存在著很多的不足之處。如：各部分時間分配不是很合理，雖然得到了計算機繪圖的鍛煉，但手工繪圖相比下占的比例少了一些，還有夾具設(shè)計中，加緊機構(gòu)為手動，盡管降低成本，但過于簡單。這些在以后的設(shè)計中都是需要改進的。 最后，在這里，感謝馮老師、王老師、劉老師三位指導(dǎo)教師的認真指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。 5、參考文獻 【１】 曾志新，呂明主編《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，武漢理工大學(xué)出版社　2007.1 【２】 馮濤、王宏斌、劉志杰主編《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社　2006.2 【３】 吳宗澤主編《機械設(shè)計手冊》，高等教育出版社 2005.4 【４】《金屬切削速查速算手冊》 【５】《切削加工簡明實用手冊》 13