法兰盘机械加工工艺说明书.docx
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法兰盘机械加工工艺说明书
一、零件的分析
（一）零件的作用
题目所给的零件是法兰盘（见附图1），其为盘类零件，用于卧式车床上。
车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。
法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。
（二）零件的工艺分析
法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。
现分述如下：
1．以Φ80孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
Φ62±孔及其倒角以及与其垂直的端面，Φ80h11外表面，两个M64×的槽，Φ360+孔以及与其垂直的端面，Φ52g6外表面B及退刀槽，三个互成
120°的Φ阶梯孔的两端面。
2．以A面为基准的加工表面
这一组加工表面包括：
三个互成120°的ф阶梯孔，一个侧面C,一个平面D。
这两组表面之间有着一定的位置要求，主要是：
Φ62±孔对B端面的径向圆跳动公差为。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。
二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
材料为HT15-33。
考虑到法兰主要承受静压力，因此选用铸件。
（二）基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，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，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择。
按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准），孔Φ62±与B端面有的圆跳动公差要求，现选择Φ52g6外表面B为粗基准，利用三爪自定心卡盘加持外圆A，并且使卡盘端面紧靠A端面，这样可以消除所有六个自由度，达到完全定位。
（2）精基准的选择。
主要应考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
（三）制订工艺路线
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，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
1．工艺路线方案一
工序1粗车Φ端面，粗、精车外圆Φ80h11及车倒角，车两个槽Φ64，车外圆Φ52g6、退刀槽及倒角，车端面A。
工序2扩孔Φ62±，扩孔Φ360+，绞孔Φ62±，绞孔Φ360+
工序3车两个槽M64×，车孔Φ62±倒角。
工序4镗刀镗R3圆角
工序5铣Φ80h11端面.
工序6钻三个孔Φ，钻三个孔Φ11。
工序7拉槽6×6。
工序8磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。
工序9铣侧面保证尺寸
工序10铣平面保证尺寸54mm
工序11表面处理，检验入库。
2．工艺路线方案二
工序1粗车Φ80h11外圆柱面，车Φ120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ端面及倒角，精车外圆Φ80h11，粗车Φ62±孔，精车Φ62±孔及倒角，车螺纹M64×，车两个密封槽Φ64。
工序2车Φ52g6端面，车端面A，车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ360+，精车孔Φ360+。
工序3钻三个孔Φ，钻三个孔Φ11。
工序4拉槽6×6。
工序5镗刀镗R3圆角
工序6铣侧面保证尺寸
工序7铣平面保证尺寸54mm
工序8磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。
工序9表面处理，检验入库。
3．工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：
方案一选择对孔Φ360+进行铸造然后在机加工（扩、绞），对Φ62±孔采取先扩后绞。
在加工过程中，要进行七次装夹，用五套夹具，共八道工序。
方案二选择对孔Φ360+进行先钻后车，对Φ62±孔采取先粗车后精车。
在加工过程中，要进行六次装夹，用五套夹具，共七道工序。
相比之下，方案工序更为简单。
在工序安排中，装夹次数越多，定位次数越多，造成的定位误差也就越大，而且所用工时会越多。
而且方案一没能完成车螺纹M64×工序。
除此以外，方案二的1、2工序可合并为一个工序，两个方案都没有考虑到零件毛坯为铸件，因而在所有机加工之前，应先安排除砂工序。
综合考虑以上各方面，对方案进行改进，改进后的具体工艺方案确定如下：
工序1除砂。
工序2粗车Φ80h11外圆柱面，车Φ120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ端面及倒角，精车外圆Φ80h11，粗车Φ62±孔，精车Φ62±孔及倒角，车螺纹M64×，车两个密封槽Φ64。
（以Φ52g6外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面）
车Φ52g6端面，车端面A，车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ360+，精车孔Φ360+。
（以Φ80h11外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面）
工序3钻三个通孔Φ11，钻三个孔Φ，惚沉头孔Φ（以端面A为精基准，）
工序4拉槽6×6。
工序5镗刀镗R3圆角。
工序6铣侧面保证尺寸
工序7铣平面保证尺寸54mm
工序8磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。
工序9表面处理，检验入库。
将以上内容一并填入工艺过程卡片，见附表1。
（四）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HT15-33，硬度为170-240HBS，毛坯的重量为,生产类型为大批生产，采用铸件。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．外圆表面（Φ80h11，Φ52g6，Φ120）
外圆Φ80h11，表面粗糙度要求µm,公差等级为6级，查《机械加工技术手册》（以下简称《手册》）表3-9（P87）采用先车（只能达7级精度），然后再磨（可达6级精度）。
根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm,精车双边余量为2Z=1mm，查《手册》15-13（P567）,选用磨削的双边余量为2Z=。
外圆Φ52g6，表面粗糙度要求为µm，公差等级为6级，查《手册》表3-9（P87）采用先车，然后再磨。
根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，精车双边余量为2Z=1mm，查《手册》15-13（P567）,选用磨削的双边余量为2Z=。
外圆ф120，选用粗车的双边余量为2Z=2mm。
2．内孔表面（Φ62±，Φ360+）
内孔Φ62±，查《手册》表3-9（P87），采取先粗车再精车。
根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，查《手册》9-11（P401）,选用精车的双边余量为2Z=。
内孔Φ360+，查《手册》表3-5（P74），为9级公差要求，查《手册》表3-9（P87），采取先钻孔后精车。
根据其尺寸，选用钻孔的双边余量为2Z=，查《手册》9-11（P401）,选用精车的双边余量为2Z=。
3．外圆端面加工余量及公差（Φ80h11及Φ52m6端面）
外圆Φ80h11端面粗糙度要求为µm，轴向无公差要求。
查《手册》表3-13（P91），粗铣的表面粗糙度为，可达要求，因而选用粗车即可。
选用粗车的加工余量为Z=1mm.
外圆Φ52g6端面粗糙度要求为µm，轴向无公差要求。
查《手册》表3-13（P91），粗车的表面粗糙度为，可达要求，因而选用粗车即可。
选用粗车的加工余量为Z=1mm.
4.Φ端面
Φ端面的粗糙度要求为µm，轴向无公差要求。
查《手册》表3-13（P91），粗车的表面粗糙度可达µm，因而选用粗车即可。
选用粗车的加工余量为Z=1mm.
5．端面A
端面A粗糙度要求为µm，轴向无公差要求。
公差等级为6级，查《手册》表3-9（P87）采用先车，然后再磨。
根据其尺寸，选用粗车的余量为Z=1mm，精车余量为Z=，查《手册》15-13（P567）,选用磨削的余量为Z=。
6.侧面C,平面D
平面D距内孔Φ36中心的距离为54mm，无公差要求，表面粗糙度要求为µm，计算得其需切削量为6±，根据《手册》P480叙述，选用一次铣削成型。
侧面C距内孔Φ36中心的距离为，表面粗糙度要求为µm，公差为200µm，查《机械制图》表（P232），为12级公差要求，计算得其需切削量为±。
根据《手册》P480叙述，选分四次铣削成型。
（五）确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ：
除砂
工序Ⅱ：
粗、精车Φ80h11外圆柱面，车ф120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ端面及倒角，，粗车Φ62±孔，精车Φ62±孔及倒角，车螺纹M64×，车两个密封槽Φ64。
（以Φ52g6外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面）
车Φ52g6端面，车端面A，粗、精车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ360+，精车孔Φ360+。
（以Φ80h11外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面）
工件材料：
HT150，HB=150,金属模铸造。
加工要求：
车外圆Φ80h11及车倒角，表面粗糙度要求为µm，6级公差要求；车两个槽M64×；车外圆Φ52g6、退刀槽及倒角，表面粗糙度要求为µm，6级公差要求；车端面A，表面粗糙度要求为µm。
机床：
C620-1卧式车床。
刀具：
YT15外圆车刀、YT15端面车刀、YT15内圆车刀、高速钢螺纹车刀，刀杆尺寸为16×25mm2。
切削用量：
1.粗车Φ80h11外圆柱面
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380），当刀杆尺寸为16mm×25mm，ap=1mm,工件直径为80mm时
f=取f=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）
Vc=CV×KV/（Tmapxfy）m/min
其中：
CV=158,x=,y=,m=。
修正系数见《手册》表8-61至表8-69，即
KMv=,ksv=,kkv=,kkrv=,kBv=。
所以vc=158×××××××=（m/min）
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000××80）=286（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（41+1）/286×=（min）
2.精车外圆Φ80h11
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=102m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×102/×80）=406（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（40+1）/406×=（min）
3.车Φ120外圆柱面
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=85m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×85/×120）=225（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（15+1）/225×=（min）
4.车Φ80h11端面及倒角
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=105m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×105/×80）=418（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（40+1）/418×=（min）
5.车Φ端面及倒角
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=35m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×35/×=675（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=+1）/675×=（min）
6.粗车Φ62±孔
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=106m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×106/×60）=560（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（40+1）/560×=（min）
7.精车Φ62±孔及倒角
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=（mm/r）
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=112（m/min）
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×112/×60）=590（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（40+1）/590×=（min）
8.车螺纹M64×
采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时走刀次数为i=4;精车螺纹时，走刀次数为i=2.螺距t=,所以进给量f=r.
1）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
粗车螺纹时：
vc=21m/min
精车螺纹时：
vc=35m/min
2）确定机床主轴转速
粗车螺纹时：
n1=1000vc/（πd）=1000×21/×64）=105（r/min）
精车罗纹时：
n2=1000vc/（πd）=1000×35/×64）=174（r/min）
3）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
粗车螺纹时：
t1=（l+y+△）×i/nf=（15+1）×4/（105×=（min）
精车螺纹时：
t2=（l+y+△）×i/nf=（15+1）×2/（174×=（min）
9.车两个密封槽Φ64
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=84m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×84/×64）=418（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=2×（l+y+△）/nf=2×（2+1）/418×=（min）
10.车Φ52g6端面
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=90m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×90/×52）=551（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（10+1）/551×=（min）
11.车端面A
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=82m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×82/×120）=218（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（35+1）/218×=（min）
12.粗车Φ52g6外圆柱面
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=105m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×105/×52）=643（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（10+1）/643×=（min）
13.精车Φ52g6外圆柱面倒角及退刀槽
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=125m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×125/×52）=765（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（10+1）/765×=（min）
14.钻孔Φ360+
1）进给量f=r（见《手册》表10-15（P437））
2）切削速度Vc=40（m/min）（见《手册》表10-15（P437）
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×40/×36）=350（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=22/（350×=（min）
15.精车孔Φ360+
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=r
2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）
vc=108m/min
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×108/×36）=950（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=（40+1）/950×=（min）
工序Ⅲ：
钻三个通孔Φ11，钻三个孔Φ，惚沉头孔Φ
机床：
摇臂钻床
刀具：
高速钢钻头
切削用量：
1.钻三个通孔Φ11
刀具材料：
高速钢。
1）进给量f=r（见《手册》表10-15（P437））
2）切削速度Vc=40（m/min）（见《手册》表10-15（P437）
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×40/×11）=1150（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=3*（l+y+△）/nf=15/（1150×=（min）
2.钻三个阶梯孔Φ刀具材料：
高速钢。
1）进给量f=r（见《手册》表10-15（P437））
2）切削速度Vc=40（m/min）（见《手册》表10-15（P437）
3）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×40/×=770（r/min）
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=3×（l+y+△）/nf=5/（770×=（min）
2.惚沉头孔Φ
工序Ⅳ：
拉槽6×6
机床：
卧式拉床L6120
刀具：
高速钢拉刀
切削用量：
1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）
取f=
2）切削速度根据《手册》表12-8（P462）
vc=30m/min
3）确定机床行程数
ns=z/f==20
4）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=2×（l+△）×ns/（1000vc）=2×30×20/30=（min）
工序Ⅴ：
用镗刀镗R3圆角，选刀具半径为3mm，机床为T740金刚镗床f=r,切削速度则V=100m/min则nω=1000V/πd=（1000×100）/π58=584r/min
Tm=（l+l1）/（nωf）=（2π×16+2）/（584×=
工序Ⅵ：
铣平面保证尺寸54
机床：
立式铣床X51
刀具：
镶齿三面刃铣刀（高速钢）
切削用量：
1）进给量f=r（见《手册》表13-8（P481））
2）切削速度Vc=20（m/min）（见《手册》表13-12（P484）
3）切削深度ap=6mm（见《手册》P480叙述）
4）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×20/×100）=65（r/min）
5）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=（l+y+△）/nf=48/（65×=（min）
工序Ⅶ：
铣侧面保证尺寸34。
5
1）进给量f=r（见《手册》表13-8（P481））
2）切削速度Vc=20（m/min）（见《手册》表13-12（P484）
3）切削深度由于该工序余量较大（±），所以分四次铣削成型。
根据《手册》P480叙述，通常铸铁件铣削深度为5-7mm,所以，前三次选用ap=7mm，第四次选用ap=。
4）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×20/×100）=65（r/min）
5）切削工时根据《手册》表8-56（P379）
tm=4×（l+y+△）/nf=100×4/（65×=（min）
工序Ⅷ：
磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。
机床：
外圆磨床M1412
刀具：
根据表15-2至15-7，选用WA46KV6P200×32×125型砂轮。
其含义为：
砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，
平型砂轮，其尺寸为200×32×125（D×B×D）。
切削用量：
1.磨外圆Φ80h11
1）工件速度VW=25m/min见《手册》表15-12（P566）
2）进给量轴向fa=min
径向fr=双行程（见《手册》表13-8（P480））
3）切削深度ap=
4）砂轮速度v=35m/min
5）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×35/×200）=57（r/min）
6）加工工时
tm=2LZbK/1000fafr
式中，L—加工长度，40mm;
Zb—单面加工余量，;
K—系数，；
fa—工作台轴向移动速度；
fr—工作台往返一次砂轮径向进给量。
tm=2×40××（1000××）=（min）
2.磨外圆Φ52g6
1）工件速度VW=25m/min见《手册》表15-12（P566）
2）进给量轴向fa=min
径向fr=双行程（见《手册》表13-8（P480））
3）切削深度ap=
4）砂轮速度v=35m/min
5）确定机床主轴转速
ns=1000vc/（πd）=1000×35/×200）=57（r/min）
6）加工工时
tm=2LZbK/1000fafr
=2×10××（1000××）=（min）
工序Ⅸ：
表面处理，检验入库。
最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工序卡片，见附表2-6。
三.参考文献
【1】赵家齐主编．机械制造工艺学课程设计指导书．机械工业出版社，1997
【2】王绍俊主编．机械制造工艺设计手册．机械工业出版社，1985
【3】《金属机械加工工艺人员手册》修订组编．金属机械加工工艺人员手册．上海科学技术出版社，1983
【4】上海柴油机厂工艺设备研究所编．金属切削机床夹具设计手册．机械工业出版社．1984
【5】南京市机械研究所主．金属切削机床夹具图册．机械工业出版社
【6】吕周堂、陈晓光主编．互换性与技术基础．中国科学技术出版社
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