CA6140法兰盘004图课程设计说明书.doc
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1．法兰盘的工艺分析及生产类型的确定
1.1．法兰盘的用途
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。
1.2．法兰盘的技术要求：
该法兰盘的各项技术要求如下表所示：
加工表面
尺寸偏差（mm）
公差及精度等级
表面粗糙度（um）
形位公差（mm）
外圆面
φ45-0.60
IT6~IT8
0.4
法兰盘左端面
100-0.34+0.012
IT11
1.6
↗
0.03
A
20mm内孔
φ2000.045
IT7
1.6
外圆面
φ45-0.017+0
IT13
3.2
φ90mm外圆面
φ90
IT11
0.4
φ100外圆面
φ100-0.034+0.12
IT13
0.8
右端面
IT13
φ90mm突台右端面
IT13
1.6
φ90mm左端面
IT13
0.4
φ100mm突台左端面
IT13
1.6
↗
0.03
A
槽3*2
3x2
IT13
φ100mm突台右端面
IT13
0.4
φ90mm突台距轴线34mm被铣平面
IT13
3.2
φ90mm突台距轴线24mm被铣平面
φ9mm
IT13
0.4
4-9孔
IIT13
φ4mm的孔
φ4mm
IT13
φ6mm的孔
φ6mm
IT13
3.2
IT13
该法兰盘结构较复杂，形状普通，属一般的盘盖类零件。
主要加工表面有法兰盘左、右端面，外圆面，要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm，其次就是φ20孔及另外φ4-6孔的加工表面虽然在圆周上，但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。
该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度一般，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的精加工才可以达到加工要求。
由此可见，该零件的加工工艺性要求较高。
1.3、确定法兰盘的生产类型
法兰盘重量为1.4kg，由表1-3知，法兰盘属轻型零件；由表1-4知，该法兰盘的生产类型为大批生产。
2、确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。
该法兰盘的轮廓尺寸不大，形状较复杂，故采用金属型铸造。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表2-1至表2-5可知，可确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量。
2.2.1公差等级
由法兰盘的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=10。
2.2.2法兰盘铸造毛坯尺寸工差及加工余量
项目
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
毛坯尺寸/mm
备注
φ100mm突台左端面
1.52=3
2.55
表2-1至表2-5
φ100mm突台右端面
1.52=3
2.24
表2-1至表2-5
φ45mm外圆面
12=2
1.16
49
表2-1至表2-5
φ100突台
2.52=5
2.2
105
表2-1至表2-5
φ90突台
2.52
2.14
95
表2-1至表2-5
φ90左端面
1.52=3
2.24
表2-1至表2-5
φ90右端面
1.52=3
2.55
表2-1至表2-5
φ45外圆面
12=2
1.2
49
表2-1至表2-5
φ20mm内孔
32=6
2.85
15
表2-1至表2-5
2.3绘制法兰盘毛坯简图
3、拟定法兰盘工艺路线
3.1、定位基准的选择
3.1.1．精基准的选择
根据该法兰盘零件的技术要求，选择法兰盘φ45外圆面和φ20孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。
φ20孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位法兰盘两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。
选用法兰盘右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该法兰盘在轴向方向上的尺寸多以该外圆面作设计基准。
3.2.2．粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
这里选择法兰盘右端端面和φ45外圆面作为粗基准。
采用φ45外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用法兰盘右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。
3.2、表面加工方法的确定
根据法兰盘零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/um
加工方案
备注
φ45外圆面面
IT8
0.8
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ45外圆面
IT13
0.4
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ20mm内孔
IT113
1.6
钻-扩-粗铰-精铰
表1-6至表1-8
φ90mm外圆面
IT7
0.4
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ100mm外圆面
IT11
0.8
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ90mm突台右端面
IT13
1.6
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ90mm突台左端面
IT13
0.4
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ100mm突台左端面
IT13
1.6
粗车-半精车-精车-磨削
表1-6至表1-8
φ100mm突台右端面
IT13
0.4
粗车-半精车-精车
表1-6至表1-8
φ90mm突台距离轴线34mm被铣平面
IT13
3.2
粗铣-精铣-磨削
表1-6至表1-8
φ90mm突台距离轴线24mm被铣平面
IT13
0.4
粗铣-精铣-磨削
表1-6至表1-8
4xφ9孔
IT13
钻
表1-6至表1-8
φ4的孔
IT13
钻
表1-6至表1-8
φ6的孔
IT13
3.2
钻-铰
表1-6至表1-8
3.3、加工阶段的划分
该法兰盘加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（法兰盘φ45外圆面和φ20孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗车法兰盘左右端面、外圆面、车φ45外圆、及各倒角。
在半精加工阶段，完成各个外圆面的半精加工及退刀槽。
在精加工阶段，完成4xφ9孔，φ4-6孔的加工，磨削各个平面及外圆面并加工距离轴线24mm34mm的两平面.
3.4、工序的集中与分散
选用工序集中原则安排法兰盘的加工工序。
该法兰盘的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
3.5、工序顺序的安排
3.5.1机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——法兰盘右端面和φ2000.045孔。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先面后孔”原则，先加工法兰盘各个端面，再加工4x9孔φ4-6孔。
3.5.2．热处理工序
铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。
该法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。
3.5.3．辅助工序
在精加工后，安排φ100mm左端面镀铬、去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该法兰盘工序的安排顺序为：
铸造——热处理——基准加工——粗加工——半精加工——精加工。
3.6、确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了法兰盘的工艺路线。
修改后：
工序1三爪卡盘加紧Ф49以Ф95右端面为定位基准，限制6个自由度，完全定位。
粗车Ф105端面到12及外圆柱面到Ф102。
粗车B面。
工序2三爪加紧定位套（专用夹具），以Ф102左端面为基准。
粗车Ф49端面及外圆柱面到Ф47。
粗车Ф95右端面到12及外圆柱面到尺寸Ф92。
，
工序3钻Ф18孔，扩Ф18的孔到Ф19.74，左端倒角C1。
工序4三爪卡盘加紧Ф47以Ф92右端面为定位基准，半精车Ф102的端面到及外圆柱面到100.9，半精车B面，Ф47两端过度圆弧，Ф20孔的左端倒角C1。
工序5三爪加紧定位套（专用夹具），以Ф100.9左端面为基准，半精车Ф47端面到41.5，圆柱面到Ф46。
半精车Ф92的外圆柱面到Ф90.9，Ф92的端面到10，车退刀槽3x2。
Ф47圆柱面两端倒角，Ф20右端倒角
工序6粗饺ФФ19.74的孔到19.94
工序7采用两段短心轴加紧，以Ф41.5右端面为基准。
精车Ф100.9的端面到8.4及外圆到Ф100.3，精车B面。
工序8采用两段短心轴加紧，以Ф100.3左端面为基准。
精车Ф47的外圆到45.4，精车Ф90.9的端面到8.4
工序9定位套（专用夹具）定位加紧。
钻4——Ф9的孔，限制4个自由度y的移动和转动与z的移动和转动。
工序10定位套（专用夹具）定位，Ф100.3左端面为基准加紧，粗铣Ф90.9圆柱面上两侧面,精铣Ф90.9圆柱面上两侧面。
限制5个自由度：
x移动和转动，y移动和转动z的转动。
工序11以Ф20孔中心和Ф100左端面为基准，用一支承钉固定在Ф95右侧面，限制x移动和转动，y的转动，z的移动和转动。
加工阶梯孔Ф4-Ф6。
工序12磨Ф100.3到Ф100，,磨B面。
工序13Ф45.4的外圆柱面到45。
工序14磨B面。
工序15抛光B面。
工序16磨Ф100左端面到8，保证1.6粗糙度。
磨Ф90右端面到8，保证1.6粗糙度。
磨Ф49右端面。
4、工序尺寸的确定
4.1工序一：
1．加工条件
工件材料：
HT200，金属模铸造。
加工要求：
粗车ф105mm，ф49mm，ф95mm的外圆、端面及车倒角。
机床：
CA6140卧式车床。
刀具：
YG6外圆车刀、YG6端面车刀、YG6内圆车刀。
2．计算切削用量：
（1）.粗车106的端面
1>进给量f根据《手册》表8-58（P380），当刀杆尺寸为16mmx25mm，ap=2mm,工件直径ф100mm时
f=0.8-1.2mm/r
取f=0.8mm/r
2>计算切削速度根据《手册》表8-60（P381），切削速度的计算公式为（寿命选60T）
其中：
CV=158,x=0.15,y=0.40,m=0.20。
修正系数见《手册》表8-61至表8-69，即
KMv=0.94,ksv=0.8,kkv=1.0,kkrv=0.83,kBv=0.8。
所以
=45.79（m/min）
3>确定机床主轴转速
根据《机械制造工艺设计手册》附表4-3-1（P172）取主轴转速为n=125r/min
所以实际切削速度v=Лdn/1000=125*100*3.14/1000=39.25（m/min）
4>切削工时根据《手册》
（2）粗车ф100的外圆表面及倒角
1>进给量f根据《手册》表8-58（P380），当刀杆尺寸为16mm25mm，ap=1.99mm,工件直径ф100mm时
f=0.8-1.2mm/r
取f=0.8mm/r
2>计算切削速度根据《手册》表8-60（P381），
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