CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计毕业设计.docx
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CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计毕业设计
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毕业设计CA6140车床法兰盘加工工艺规程及夹具设计
目 录
1、工艺设计说明书...................................1
2、夹具设计说明书...................................20
3、课程设计体会.....................................20
第一部分 工艺设计说明书
1.零件图工艺性分析
1.1零件结构功用分析
法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。
本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。
1.2零件技术条件分析
1）法兰盘本身精度：
外圆φ80尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra为1.6μm，φ52尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6μm，φ120尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra为3.2μm，内孔φ62公差等级为IT7，φ36尺寸公差等级IT6，φ65表面粗糙度Ra为1.6μm，距离φ36为34.5的平面公差等级IT13。
2）位置精度，内孔φ62相对于基准面A、B的跳动量要求为0.04。
3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加
工精度。
1.3零件结构工艺性分析
此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。
对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。
本次设计的零件图如下：
法兰盘
2.毛坯选择
2.1毛坯类型
1、根据零件材料HT150确定毛坯为铸件，由于要加工与φ36的孔中心线距离分别为54和34.5的两平面，若毛坯外型铸成φ120的外圆，材料浪费太严重，因此将两平面直接铸出。
且3-φ11和3-φ16.5的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工。
2.由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料P4表1.2-1），铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（查机械加工工艺设计资料P6表1.2-5），选择错型值为0.7（查机械加工工艺设计资料P6表1.2-4）。
2.2毛坯余量确定
对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料P7表1.2-7），初步将本零件的加工余量定为5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.8.
2.3毛坯－零件合图草图
3．机加工工艺路线确定
3.1加工方法分析确定
该零件是法兰盘，中批量生产。
由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。
3.2加工顺序的安排
本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以外圆φ80为粗基准粗车φ52的外圆、长度方向为15的右端面、长度方向为60的右端面和φ120的外圆，调头装夹以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗车φ80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面，再以粗车后的外圆φ80为精基准半精车φ52的外圆、和φ120的外圆粗镗，半精镗φ36的内孔，以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗镗φ62.4、φ62、φ65、及4X0.5的槽、φ58的内孔，继续半精镗φ65、φ62、及4X0.5的槽，车出M64X1.5的螺纹，以外圆φ80为基准粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面，以φ36的内孔、φ62.4内孔和长度为60的右端面及34.5的平面定位钻3-φ11和3-φ16.5的孔，然后扩3-φ16.5的孔，然后在继续钻出φ18和φ4的孔，磨φ80的外圆和长度为60和15的左端面，磨φ52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角，以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准精镗φ62的孔，，以φ80的外圆为基准精镗φ36的内孔，然后用浮动镗刀块精镗φ36的内孔并加工出6X6的半圆槽。
3.3定位基准选择
先以φ80为基准加工φ52的外圆、长度方向为15的右端面和
φ120的外圆，再以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔和螺纹，以φ36的内孔、6X6的半圆槽和长度为60的右端面定位钻孔、扩孔。
3.4加工阶段的划分说明
加工阶段分为：
粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。
3.5主要机加工工序简图
1、铸铸造、清理
2、热处理正火
3、粗车φ52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、φ120的外圆
4、粗车φ80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面
5、半精车φ52的外圆和φ120的外圆、粗镗φ36的内孔、半精镗φ36的内孔
6、粗镗φ62.4、φ62、φ65、及4X0.5的槽、φ58的内孔、半精镗φ65、φ62及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹
7、粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面
8、钻3-φ11的孔、扩3-φ16.5的孔
9、钻出φ18和φ4的孔
10、热处理：
退火
11、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）
12、清洗吹净
在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。
13、检验
14、表面淬火
15、磨φ80的外圆和长度为60和15的左端面、磨φ52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角
16、精镗φ62的孔
17、精镗φ36的内孔
18、用浮动镗刀块精镗φ36的内孔并加工出6X6的半圆槽
19、去毛刺吹净
20、检验
4.工序尺寸及其公差确定
φ52
工艺路线
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
铸
φ57
1.8
φ571.8
粗车
φ54.2
2.8
0.046
φ54.7
半精车
φ52.4
1.8
0.019
φ52.9
磨削
φ52
0.4
0.019
φ52
φ80
工艺路线
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
铸
φ85
1.8
φ851.8
粗车
φ80.4
4.6
0.22
φ80.4
磨削
φ80
0.4
0.19
φ80
φ120
工艺路线
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
铸
φ125
1.8
φ1251.8
粗车
φ121.5
3.5
1
φ121.5
半精车
φ120
1.5
2
120
φ62
工艺路线
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
铸
φ57
1.8
φ571.8
粗镗
φ60
3
0.19
φ60
半精镗
φ61.5
1.5
0.074
φ61.5
精镗
φ62
0.5
0.03
φ62
φ65
工艺路线
工序余量
工序尺寸
铸
φ57
粗镗
7
φ64
半精镗
1
φ65
φ62.4
工艺路线
工序余量
工序尺寸
铸
φ57
粗镗
5.4
φ62.4
φ36
工艺路线
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
铸
φ31
1.8
φ311.8
粗镗
φ33.1
2.1
0.16
φ33.1
半精镗
φ34.6
1.5
0.1
φ34.6
精镗
φ35.6
1
0.039
φ35.6
浮动镗刀块精镗
φ36
0.4
0.02
φ36
15
工艺路线
工序余量
工序尺寸
铸
20
粗车
4.5
15.5
磨削
0.5
15
60
工艺路线
工序余量
工序尺寸
铸
65
粗车
4.6
60.4
磨削
0.4
60
φ11
工艺路线
工序余量
工序尺寸
钻
11
φ11
φ16.5
工艺路线
工序余量
工序尺寸
钻
11
φ11
扩
5.5
φ16.5
φ18
工艺路线
工序余量
工序尺寸
钻
18
φ18
φ4
工艺路线
工序余量
工序尺寸
钻
4
φ4
5.设备及其工艺装备确定
所用的设备有：
CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。
夹具有：
三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。
刀具有：
90度车刀、车用镗刀、铣刀、φ11、φ4、φ18、φ16.5钻头、砂轮、切断刀。
量具有：
千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。
6．切削用量及工时定额确定
（1）粗车φ52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、
φ120时：
（T1=T辅T2=T机T3=T工T4=T休）（车刀刀杆尺寸BXH取20X30）
切削用量：
ap=10.85
由表5.3-1得：
f=0.9mmr
由表5.3-20查得v=46mmin
则n=318x4657=256.63=257rmm
工时定额：
由表3.3-1得：
装夹工件时间为0.08min
由表3.3-2得：
松开卸下工件时间为0.06min，
由表3.3-3得：
操作机床时间为：
（0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97min
由表3.3-4得：
测量工件时间为：
0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min
T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min
由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：
T3=56min、T4=15min
T基=Ljznfap=497.6X5257X0.9X10.85=1min
则T总=T1+T2+T3+T4+T基=73.84min
（2）粗车φ80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面：
切削用量：
（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=4.6，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53mmin，则n=318vd=318x5385=198.3=198rmin
工时定额：
由表3.3-1得：
装夹工件时间为0.08min
由表3.3-2得：
松开卸下工件时间为0.06min，
由表3.3-3得：
操作机床时间为：
0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min
由表3.3-4得：
测量工件时间为：
0.1+0.09+0.08=0.27min
T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min
由表5.4-1得机动时间为：
T2=（0.04+0.03）X3=0.21min
由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：
T3=56min、T4=15min
T基=Ljznfap=460x5198x0.8x4.6=3.16min
则T总=T1+T2+T基+T3+T4=75.94
（3）半精车φ52的外圆和φ120的外圆、粗镗φ36的内孔、半精镗φ36的内孔：
切削用量：
（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3
由表5.3-2得：
f=0.15mmr
由表5.3-20得：
v=100mmin
则n=318vd=318x10055=578.2=578rmin
工时定额：
（同上）T1=1.2minT2=0.3minT3=56minT4=15min
T基=135x5578x0.15x3=2.29min
T总1=T1+T2+T3+T4+T基=74.79min
粗镗φ36的内孔：
切削用量：
ap=2.1
由表5.3-3得f=0.3mmr
由表5.3-20得v=110mmin
则n=318vd=318x11031=1129rmin
工时定额：
（同上）T1=0.8minT2=0.14minT3=60minT4=15min
T基=lznfap=100x51129x0.3x2.1=0.7min
T总2=76.64min
半精镗φ36的内孔：
切削用量：
ap=1.5
由表5.3-3得f=0.15mmr
由表5.3-20得v=115mmin
则n=318vd=318x11533=1108rmin
工时定额：
（同上）T1=0.4minT2=0.07minT3=60minT4=15min
T基=lznfap=50x51108x0.15x1.5=1min
T总3=76.47min则T总=227.9min
（4）粗镗φ62.4、φ62、φ65、及4X0.5的槽、φ58的内孔、半精镗φ65、φ62及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹时：
切削用量：
ap=7
由表5.3-3得f=0.5mmr
由表5.3-20得v=67mmin
则n=318vd=318x6757=374rmin
工时定额：
（同上）T1=2.3minT2=0.5minT3=60minT4=15min
T基=lznfap=145x5374x0.5x7=0.55min
T总1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min
半精镗φ65、φ62及4X0.5的槽时：
切削用量：
ap=1.5
由表5.3-3得f=0.15mmr
由表5.3-20得v=115mmin
则n=318vd=318x11562=590rmin
工时定额：
（同上）T1=1.2minT2=0.3minT3=60minT4=15min
T基=100x5590x0.15x1.5=3.77min
T总2=80.27min
车出M64X1.5的螺纹：
切削用量：
ap=1.6由表5.3-1得f=1.2mmr由表5.3-20得v=70mmin
则n=318vd=318x7062=359rmin
工时定额：
T1=0.74minT2=0.07minT3=56minT4=15min
T基=lznfap=50X5359X1.2X1.6=0.36min
T总3=71.83min则T总=230.45min
（5）粗铣长度为54的左端面和长度为34.5的两平面：
切削用量：
ap=2.5由表6.3-2得f=0.25mmr由表6.3-21得v=120mmin
则n=318vd=318x120112=341rmin
工时定额：
由表6.4-1得T2=Lw+L1+L2vf=50+8+8120X0.25=2.2min
由表3.3-7得操作时间为0.5min由表3.3-8得测量工件时间为0.24min
T1=1.98minT3=51minT4=15min
T基=lznfap=300X5341X0.25X2.5=7.04min
T总=75.02min
（6）钻3-φ11的孔：
切削用量：
ap=15由表7.3-1得f=0.6mmr由表7.3-11得v=12mmin
n=318vd=318x1211=347rmin
工时定额：
T2=Lw+Lf+Ltfn=15+9.35+00.6X347=0.12min（Lf=dm2cotkr=112cot120=9.35）
T基=15X11347X0.6X15=0.05min
由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17min
由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15min
由表3.3-11得操作时间为0.4min
由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min
则T1=0.76minT3=47minT4=15min
T总1=62.81min
扩3-φ16.5的孔：
切削用量：
ap=10由表7.3-2得f=0.6mmr由表7.3-12得v=25.1mmin
则n=318vd=318X25.116.5=484rmin
工时定额：
由表7.4-1得T2=iw+lf+ltfn=（10+1.62）（0.6x484）=0.04min
【lf=（dm-dw）2cotkr=（16.5-112cot120=1.62）】
由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min
由表3.3-11得操作机床时间为0.42min由表3.3-12得测量工件时间为0.05min
T1=0.79minT3=47minT4=15minT基=10x16.5484x0.6x10=0.06min
T总2=62.89minT总=125.7min
（7）钻出φ18和φ4的孔
切削用量：
ap=11由表7.3-1得f=0.8mmr由表7.3-11得v=13mmin
n=318vd=318x1318=230rmin
工时定额：
钻φ18深2的孔：
T2=Lw+Lf+Ltfn=2+5.29+00.8X230=0.04min（Lf=dm2cotkr=182cot120=5.29）
T基=2X18230X0.8X2=0.1min
钻φ4深11的孔：
T2=Lw+Lf+Ltfn=11+1.18+00.8X230=0.07min（Lf=dm2cotkr=42cot120=1.18）
T基=11X4230X0.8X11=0.02min
由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17min
由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15min
由表3.3-11得操作时间为0.4min
由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min
则T1=0.76minT3=47minT4=15min
T总=62.99min
（8）磨φ80的外圆和长度为60和15的左端面：
切削用量：
ap=0.4由表10.2-2得f=0.4mmrv=22mmin
则n=318vd=318X2280=88rmin
工时定额：
由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05min0.03min
由表3.3-15得操作时间为0.35min由表3.3-16得测量工件时间为0.08min
T1=0.51minT3=60minT4=15minT基=108x0.488x0.4x0.4=3.09min
T总1=78.6min
磨φ52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角
切削用量：
ap=0.4由表10.2-2得f=0.4mmrv=22mmin
则n=318vd=318X2252=135rmin
工时定额：
由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05min0.03min
由表3.3-15得操作时间为0.35min由表3.3-16得测量工件时间为0.21min
T1=0.64minT3=60minT4=15minT基=103x0.4135x0.4x0.4=1.91min
T总2=77.55minT总=156.15min
（9）精镗φ62的孔：
切削用量：
ap=0.5
由表5.3-3得f=0.15mmr
由表5.3-20得v=115mmin
则n=318vd=318x11562=590rmin
工时定额：
（同上）T1=1.2minT2=0.3minT3=60minT4=15min
T基=70x5590x0.15x0.5=7.9min
T总=84.4min
（10）精镗φ36的内孔：
切削用量：
ap=1
由表5.3-3得f=0.15mmr
由表5.3-20得v=123mmin
则n=318vd=318x12336=1087rmin
工时定额：
（同上）T1=0.4minT2=0.07minT3=60minT4=15min
T基=lznfap=50x51087x0.15x1=1.53min
T总=77min
（11）用浮动镗刀块精镗φ36的内孔切出6X6的半圆槽：
切削用量：
ap=0.4
由表5.3-3得f=0.15mmr
由表5.3-20得v=140mmin
则n=318vd=318x14036=1237rmin
工时定额：
（同上）T1=0.4minT2=0.07minT3=60minT4=15min
T基=lznfap=50x51237x0.15x0.4=3.37min
T总=78.84min
第二部分 第8号工序夹具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：
钻3-φ11孔，深度为15.5，并扩3-φ16.5孔，深度为10.25，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产。
2.定位方案确定
根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即x移动、y移动、x转动、y转动、z转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动一个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。
选以
φ36的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面为定位基准。
（见工序图）
3.定位元件确定
1、选择定位元件：
由于本工序的定位面是φ36的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面和一个芯轴。
（注：
定位基准选择及受力分析见工序图）
2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差：
由图可知此工序的加工精度要求不高，由于其定位孔的尺寸为φ34.6，所以芯轴的尺寸为：
基本尺寸为φ34.6，公差为±0.05（如图）
根据工件的实际情况，底板的长度选为134.5mm，宽度为134.5mm，高度为70.4mm。
4.定位误差分析计算
（1）分析计算孔的深度尺寸15.5的定位误差：
用内孔表面定位和平面定位，工件定位面是内孔表面和平面，定位元件的定位工作面是芯轴表面和平面，定位基准是内孔中心线，当工件内孔直径发生变化时其中心线和芯轴中心发生相对移动。
芯轴定位误差计算如下：
△jb=0
△db=12（Dmax-dmin）=0.075
△dw=△db=0.075由于孔的公差属于自由公差，取13级公差，则△dw=0.075<13T,因此定位准确。
（2）分析计算平面定位误差：
△jb=0
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