CA6140机床法兰盘的加工工艺及专用夹具设计说明书Word下载.docx

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前言

机械制造业在国民经济中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。

机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。

机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。

机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。

机械制造装备的核心是金属切削机床，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。

金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%～60%，金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。

换言之，一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。

显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。

纵观几十年来的历史，机械制造业从早期降低成本的竞争，经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。

目前，我国已加入世界贸易组织，经济全球化时代已经到来，我国机械制造业面临严峻的挑战，也面临着新的形势：

知识——技术——产品的更新周期越来越短，产品的批量越来越小，产品的性能和质量的要求越来越高，环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强，因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。

此次设计的是CA6140车床法兰盘及夹具设计。

首先，对工件进行分析得出工艺路线；

再着重进行夹具的设计，其中包括定位的设计、夹紧力的设计，夹紧和定位原件的选。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

1　零件的分析

1.1零件的主要技术要求

1、法兰盘有两组加工表面，有一定的位置要求。

2、φ100左和φ90右端面有对轴的圆跳动度均为0.03。

3、孔20mm要求加工粗糙度为1.6，上下两面粗糙度为0.8。

4、工件材料为HT200，铸件。

1.2工艺分析

CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：

1.2.1以φ45为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

φ100，φ90，φ45的外轮廓，以及其左右端面，φ100左和φ90右端面与孔的中心线有位置要求，Φ45抛光。

这三个外轮廓都没有高的位置度要求。

1.2.2以φ20为中心的加工表面

φ20的孔，以及其左右两个端面。

这两组表面有一定的粗糙度要求。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和粗加工。

整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循“先面后孔”的加工原则。

2工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

2.1.1选用材料

零件材料为HT200。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。

2.1.2生产类型

考虑到机车在运行中要经常加速及正，反向操作，零件在工作中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。

2.2基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的很重要的工作之一。

基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证。

生产率得以提高；

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

2.2.1粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

根据这个基准选择原则，现选取φ100的加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪限制5个自由度，通过尾座限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行车削。

2.2.2精基准的选择

精基准就是以加工过的表面进行定位的基准。

选择精基准的时候主要虑保证加工精度并且使工件装夹得方便、准确、可靠。

因此要遵循以下几个原则

1、基准重合的原则

2、基准不变的原则

3、互为基准，反复加工的原则

4、自为基准的原则

5、应能使工件装夹方便稳定可靠，夹具简单。

考虑以上原则和零件的尺寸和加工要求我选用底面为精基准，并采用一面两孔的形式定位，限制6个自由度为完全定位。

2.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用专用机床与专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

2.3.1工艺方案

（一）

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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

方案一

工序1钻，扩孔Φ20，倒角45°

工序2粗车半精车两孔Φ20端面

工序3粗车半车镗Φ100外轮廓，倒角45°

工序4粗车半精车Φ90外轮廓，倒角45°

工序5粗车半精车左Φ45圆柱侧面

工序6粗车半精车右Φ45圆柱侧面

工序7粗磨Φ45圆柱侧面

工序8 

钻四个Φ9mm的孔

工序9 

钻Φ4mm、扩铰孔Φ6mm

工序10 

半精磨精磨粗车Φ45圆柱侧面

工序11将B面抛光

工序12Φ100mm外圆刻字

工序13 

Φ100mm无光镀铬

工序14 

检验

工序15 

入库

2.3.2工艺方案

（二）

工序1粗车左边φ100，φ45，φ90外圆，粗车各端面，粗车φ90的倒角，φ100的倒角，镗φ18的孔　

工序2粗车右φ45的外圆，粗车3×

2的槽，R5的圆角，铰φ20的孔

工序3半精车左端φ100，左右端φ45外圆以及各端面3×

2的槽，R5的圆角

工序4粗铣φ45右端面

工序5粗，精铣φ100左端面

工序6钻四个φ9的孔

工序7钻，铰左面F面上的台阶孔

工序8钳工去毛刺

工序9粗，精磨φ100，φ90，φ45的外圆。

工序10B面抛光

工序11φ100的左端面刻字

工序12φ100的外圆无光渡铬

工序13检验

工序14入库

经过综合考虑CA6140车床的法兰盘工艺路线方案:

工序3半精车左端φ100，左右端φ45外圆以及各端面3×

工序4粗铣φ45的右端面，粗、精铣φ100左端面

工序5钻四个φ9的孔

工序6钻，铰左面F面上的台阶孔

工序7钳工去毛刺

工序8粗，精磨φ100，φ90，φ45的外圆。

工序9B面抛光

工序10φ100的左端面刻字,φ100的外圆无光渡铬

工序11检验

工序12入库

本道工序主要用到一个专门夹具用来夹住左端φ100的圆盘但效率较高，而且位置精度较易保证。

工序安排使时间较为合理，设计基准和工艺基准重合。

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钢，硬度207241HBS，毛坯重量约为2kg，生产类型为中批生产，毛坯采用铸造。

根据上述原始资料加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.端面的加工余量为3mm，查《机械制造工艺标准应用手册》（以下简称《工艺手册》）表4.3-38得。

2.内孔mm

毛坯为实心，不冲出孔。

两内孔精度要求界于IT-IT8之间，参照《机械制造工艺标准应用手册》（以下简称《工艺手册》）表表4.3-24及4.3-36得

确定加工余量为：

钻孔：

15mm（钻孔的最大尺寸）

18mm2Z=3mm（公称余量、双边）

扩孔：

19.7mm2Z=1.7mm

精镗：

19.9mm2Z=0.2mm

细镗：

mm2Z=0.1mm

3.φ45mm外端面的加工余量

1）.按《机械制造工艺标准应用手册》（以下简称《工艺手册》）表4.3-38，粗加工孔外端面的单边加工余量为3mm，取Z=3mm。

2）.磨削余量：

单边0.2mm（《机械制造工艺标准应用手册》（以下简称《工艺手册》）表4.2-31得，磨削公差即零件公差为-0.07mm。

3）.铣削余量：

磨削的公称余量（单边）为：

Z=2.0-0.2=1.8（mm）

根据以上尺寸的公差和加工余量来确定此法兰盘的毛坯图。

2.5确定切削用量及基本用时

工序1粗车半精车Φ100左端面，Φ100，Φ190，左Φ45外轮廓及倒角

（1）确定车刀9045刀

（2）切削深度现在全部