CA6140车床法兰盘毕业设计说明书.docx

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CA6140车床法兰盘毕业设计说明书

序言

机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。

这是我们在进行社会实践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，它在我们三年的大学生活后占有重要的地位。

通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：

（1）能熟练运用机械制造工艺设计中的基本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）提高结构设计的能力。

通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。

（3）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。

就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于梅伶老师的悉心指导，还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。

在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。

但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。

在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。

在此，十分感谢梅伶老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。

在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。

本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！

1零件的分析

1.1零件的作用

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；外圆上钻有底部为6mm上部为4mm的定位孔，实现精确定位。

法兰盘中部的通孔则是给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。

1.2零件的工艺分析

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：

一、以45外圆为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

100外圆，端面及倒角；45外圆及过度倒圆；Φ20内孔及其左端倒角。

二、以90外圆为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

100端面，45外圆及端面，倒角；切槽3×2；内孔的右端倒角。

三、以Φ20的孔为中心加工表面

这一组加工表面包括：

100外圆及端面；90外圆及端面，侧面；45外圆；45外圆，过度圆角；4*Φ9孔和同轴的Φ20孔。

它们之间有一定的位置要求，主要是：

（一）Φ100mm左端面与Φ45mm孔中心轴的跳动度为0.6；

（二）Φ90mm右端面与Φ45mm孔中心轴线的跳动度为1.6；

（三）Φ45mm的外圆与Φ20mm孔的圆跳动公差为1.6。

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。

2确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状

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。

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。

毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。

3工艺规程设计

3.1基准的选择

定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。

定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端Φ45的外圆及Φ90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Φ45外圆可同时削除五个自由度，再以Φ90的右端面定位可削除四个自由度。

3.2工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为HT200。

参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8等，其加工方法选择如下：

一、Φ45mm外圆面：

公差等级为IT6~IT8，表面粗糙度为0.8,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

二、Φ20mm内孔：

公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为1.6，采用钻→扩→铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。

三、Φ45mm外圆面：

公差等级为IT13~IT14，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

四、Φ90mm外圆：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。

五、Φ100mm外圆面：

公差等级为IT11，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

六、Φ100mm右端面：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车。

七、Φ90mm突台右端面：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

八、Φ90mm突台左端面：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。

九．Φ100突台左端面：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

十、槽3×2：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车。

十一.、Φ100mm突台右端面：

未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。

十二.、Φ90突台距离轴线34mm的被铣平面:

未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣→精铣.

十三.、Φ90突台距离轴线24mm的被铣平面:

未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.

十四、4—Φ9mm孔：

未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻削。

十五、Φ4mm的孔：

未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻削。

十六、Φ6mm的孔：

未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻→铰。

3.3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专用夹具，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。

工艺路线安排：

（一）工序Ⅰ粗车Φ100柱体左端面。

（二）工序Ⅱ钻、扩、粗铰、精铰Φ20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。

（三）工序Ⅲ粗车Φ100柱体右端面，半精车Φ100左、右端面、精车Φ100左端面，粗车外圆Φ45、Φ100、Φ90，半精车外圆Φ45、Φ90、Φ100、，车Φ100柱体的倒角，车Φ45柱体的过度倒圆。

（四）工序Ⅳ车Φ90端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆外圆及倒角。

（五）工序Ⅴ粗铣、精铣Φ90柱体的两侧面。

（六）工序Ⅵ钻Φ4孔，铰Φ6孔。

（七）工序Ⅶ钻4—Φ9孔。

（八）工序Ⅷ磨削外圆面、Φ100右端面、Φ90左端面。

3.4确定切削用量及基本工时

3.4.1工序Ⅰ粗车100左端面

（1）选择刀具

选用93偏头端面车刀，参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。

选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角=10，后角=8，主偏角93。

副偏角k=10,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角=－10。

（2）确定切削用量

（a）确定背吃刀量a（即切深a）

粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a=4.5mm。

（b）确定进给量

查《切削用量简明手册》：

加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16、工件直径100mm、切削深度a=4.5mm，则进给量为0.7-1.0。

再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4－2－3查取横向进给量取f=0.73mm/r。

（c）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0.8-1.0。

焊接车刀耐用度T=60mm。

（d）确定切削速度V

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182-199HBS），a=4.5mm，f=0.73mm/r，查出V=1.05m/s。

由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.28，查得切削速度的修正系数为：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

V=VKKKKKSVK

=1.05601.01.00.731.00.851.0

=44m/min

n=140r/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：

L=+L1+L2+L3,由于车削实际端面d1=0,L1=4,L2=2,L3=0，则

L=1002+4+2+0=61mm.

T==61×1÷（0.73×136）=0.61min

3.4.2工序Ⅱ钻、铰φ20孔

（一）钻φ18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=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L车床进给量取f=0.76mm/r。

查《切削用量简明手册》取V=0.33m/s=19.8m/min

n=1000V/D=1000×19.8/3.14×18=350r/min

按机床选取n=322r/m,故V=Dn/1000=3.14×18×322/1000=18m/min

（3）计算基本工时：

T=（L+L1+L2）/（f×n）

=（91+11+0）/（0.76×322）=0.42min。

其中L=91，L1=（D/2）×cotKr+2=11,L2=0

（二）扩19.8孔

（1）刀具选择：

选用19.8高速钢锥柄扩孔钻。

（2）切削用量选择：

查《切削用量简明手册》得：

f=0.90~1.1mm/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=（1/2~1/3）VC

查《切削用量简明手册》取VC=0.29m/s=17.4m/min

VC=（1/2~1/3）VC=5.8~8.7m/min

n=1000VC/D=1000×（5.8~8.7）/（3.14×18）=93~140r/min

按机床选取n=136r/m,故V=Dn/1000=3.14×19.8×136/1000=8.5m/min

（3）计算基本工时：

T=（L+L1+L2）/（f×n）

=（91+14+2）/（0.92×136）=0.86min。

其中L=91，L1=14,L2=2

（三）铰φ20孔

（1）刀具选择：

φ20高速钢锥柄机用铰刀

（2）确定切削用量：

背吃刀量asp=0.03。

切削速度与粗铰，故n=132r/mmin。

由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.24

VC=dn/1000=3.14×132×20／１０００＝8.29r/min

（3）计算基本工时：

T=（L+L1+L2）/（f*n）

=（91+14+2）/（1.24*132）

=0.65min

其中　　L=91,L1=14,L2=2

（四）倒角（内孔左侧）

（1）刀具选择：

用粗车Φ100外圆左端面的端面车刀。

（2）确定切削用量：

背吃刀量asp=1.0mm,手动一次走刀。

Ｖ＝３０，

n＝1000Ｖ／（πd）＝1000×30／（３.14×20）=477.7r/min

由机床说明书，n＝430r/min

VC=πdn/1000=3.14×430×20/1000=27m/min

3.4.3工序Ⅲ车φ45、φ100端面

（一）粗车100左端面

（1）选择刀具：

与粗车100左端面同一把。

（2）确定切削用量

（a）确定背吃刀量asp

粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a=4.5mm。

（b）确定进给量

查《切削用量简明手册》：

加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16、工件直径90mm、切削深度a=4.5mm，则进给量为0.7-1.0。

再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4－2－3查取横向进给量取f=0.73mm/r。

（c）确定切削速度VC：

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182-199HBS），a=4.5mm，f=0.73mm/r，查出V=1.05m/s。

由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量手册》表1.25，查得切削速度的修正系数为：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

V=VKKKKKSVK

=1.05601.01.00.731.00.851.0

=44m/min

n=155r/min

（3）计算基本工时：

L=（d－d1）/2+L1+L2+L3（其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0）

=（90－45）/2+4+0+0=26.5mm

T=26.5×1÷（0.73×136）=0.267min。

（二）粗车100右端面

（1）选择刀具：

与粗车100左端面同一把。

（2）确定切削用量:

（a）确定背吃刀量asp:

粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a=4.5mm。

（b）确定进给量：

查《切削用量简明手册》：

加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16、工件直径100mm、切削深度a=4.5mm，则进给量为0.7~1.0。

再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4－2－3查取横向进给量取f=0.73mm/r。

（c）确定切削速度VC：

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（182-199HBS），a=4.5mm，f=0.73mm/r，查出V=1.05m/s。

由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.25，查得切削速度的修正系数为：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

V=VKKKKKSVK

=1.05601.01.00.731.00.851.0

=44m/min

n=140r/min

（3）计算基本工时：

L=（d－d1）/2+L1+L2+L3（其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0）

=（100－45）/2+4+0+0=36.5mm

T=36.5×1÷（0.73×136）=0.367min。

（三）半精车100左端面

（1）选择刀具：

与粗车左端面同一把。

（2）确定切削用量：

（a）确定背吃刀量：

加工余量为z=0.7,可一次走刀完成，asp=0.7。

（b）确定进给量：

由《机械制造工艺设计简明手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10，刀尖半径0.5，则进给量为0.18~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f=0.24mm/r。

（c）确定切削速度VC：

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：

VC=2.13（由182~199HBS、asp=0.7、f=0.24mm/r、车刀为YG硬质合金）由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

VC=VC60

V=VCKKKKKSVK

=2.13601.01.00.731.00.851.0=79.3

n=252r/min

（3）计算基本工时：

L=（d－d1）÷2+L1+L2+L3（其中d=100,d1=0,L1=4,L2=2,L3=0）

=（100－0）÷2+4+0+0=61mm

T=61÷（0.24×238）=1.1min。

（四）半精车100右端面

（1）选择刀具：

与半精车100左端面同一把。

（2）确定切削用量：

（a）确定背吃刀量

加工余量为z=1.1,可一次走刀完成，asp=1.1。

（b）确定进给量

由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10，刀尖半径0.5，则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f=0.24mm/r。

（c）确定切削速度VC

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：

VC=2.02（由182~199HBS、asp=1.1、f=0.24mm/r、车刀为YG硬质合金）由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

VC=VC60

V=VCKKKKKSVK

=2.02601.01.00.731.00.851.0=75.2

n=239r/min

（3）计算基本工时：

L=（d－d1）/2+L1+L2+L3（其中d=100,d1=45,L1=4,L2=L3=0）

=（100－45）/2+4+0+0=31.5mm

T=L×i/（f×n）=31.5/（0.24×238）=0.55min。

（五）精车100左端面

（1）选择刀具：

与半精车100左端面同一把。

（2）确定切削用量

（a）确定背吃刀量

加工余量为0.8mm，一次走刀完成，则asp=0.8mm。

（b）确定进给量

查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2-0.3mm/r,再由表4—12,f=0.23mm/r

（c）确定切削速度VC

查《切削用量手册》表1.11，取VC=2.13m/s（由182~199HBS、asp=0.55mm、f=0.52mm/r、车刀为YG硬质合金）,由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

VC=60

V=VCKKKKKSVK

=2.13601.01.00.731.00.851.0=79.3

n=1000×79.3÷（3.14×100）=252r/min

（3）计算基本工时：

L=L1+L2+L3,由于车削实际端面d=100,d1=0,L1=40,L2=20,L3=1，则

L=40+20+1=61mm.

T=61×1÷（0.23×322）=0.756min

（六）粗车100外圆

（1）选择刀具：

90焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90，前角10，后角6，副偏角8，刃倾角－10，刀尖圆弧直径0.5mm。

（2）确定切削用量

（a）确定背吃刀量

粗车外圆，加工余量为5+3.5=8.5mm,两次走刀，则asp=8.5/2×2=2.1mm。

（b）确定进给量

由《切削用量简明手册》HT200，刀杆尺寸1625，as3,工件直径为100mm，则f=0.8-1.2。

再由《简明手册》表4.2—3查取f=0.76。

（c）选择刀具磨钝标准及耐用度

由《切削用量手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度T=60mm。

（d）确定切削速度VC：

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：

VC=1.33（由182~199HBS、asp=2.1、f=0.76mm/r、车刀为YG硬质合金）,由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

VC=60

V=VCKKKKKSVK

=1.33601.01.00.731.00.851.0=49.5

n=157.6r/min

（3）计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×i/（f×n）

=（9+3+3+0）×2/（0.76×183）=0.22min。

其中L=9，L1=3，L2=3，L3=0，i=2

（七）粗车90外圆

（1）选择刀具：

与粗车100外圆同一把。

（2）确定切削用量

（a）确定背吃刀量

粗车外圆，加工余量为5+3.5=8.5mm,两次走刀，则asp=8.5/2×2=2.1mm。

（b）确定进给量

由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度T=60mm。

由《切削用量简明手册》HT200，刀杆尺寸1625，as3,工件直径为100mm，则f=0.8-1.2。

再由《简明手册》表4.2—3查取f=0.76。

（c）选择刀具磨钝标准及耐用度

（d）确定切削速度VC

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：

VC=1.33（由182~199HBS、asp=2.1、f=0.76mm/r、车刀为YG硬质合金）,由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

K=1.0,K=1.0,K=0.73,K=（190/HBS）1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。

则

VC=60

V=VCKKKKKSVK

=1.33601.01.00.731.00.851.0=49.5

n=157.6r/min

（3）计算基本工时：

T=（L+L1+L2+L3）×