法兰盘机械加工工艺规程完整.docx
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法兰盘机械加工工艺规程完整
...
机械制造工艺学
课程设计说明书
法兰盘机械加工工艺规程
起止日期：
年月日至年月日
学生
班级
学号
成绩
指导教师（签字）
....
...
1零件的分析2
1.1零件的作用3
1.2零件的工艺分析3
2工艺规程设计4
2.1确定毛坯的制造形式4
2.2基面的选择4
2.3制定工艺路线4
2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定8
3确定切削用量及基本工时.3
4夹具设计.......................错误!
未定义书签。
参考文献
....
...
序言
本次课程设计的任务之一是针对一个实际生产的一个零件-法兰盘，制定其机械加工工艺规程。
该零件的工艺围广难易程度适合工
艺课程设计的需要。
本次课程设计是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础
....
...
1零件的分析
1.1零件的作用
题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘（见附图1），法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。
1.2零件的工艺分析
法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ2000.045为中心,包括:
两个Φ10000..1234mm的端面,尺寸为Φ4500.017mm的圆柱面,两个Φ90mm的端面及上面的4个Φ9mm的透孔.Φ4500.6mm的外圆柱面及上面的Φ6mm的销
孔,Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面.
这组加工表面是以Φ2000.045mm为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以
先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然
后再加工其它加工表面.
....
...
2工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200，由于零件年产量为1000件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。
这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。
2.2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，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无常进行。
1）粗基准的选择
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为
后续的工序提供精基准。
选择粗基准的出发点是：
一要考虑如何分配各加工表面的余量：
二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。
这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。
对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取Φ
45外圆柱面和端面作为粗基准。
在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。
2）精基准的选择
主要应该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，此处不在重复。
2.3制定工艺路线
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合理的保证。
在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，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。
一.工艺路线方案一
工序10
粗铣Φ20孔两端面
工序20
钻、粗铰孔Φ20
工序30
粗铣Φ90
外圆柱面上平行于轴线的两个平面
工序40
精铣Φ20
孔两端的端面
工序50
精绞Φ20
的孔
工序60
粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，粗车B面与Φ90的
右端面
工序70
半精车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，半精车B面与Φ90
的端面，对Φ100、Φ90、Φ45的圆柱面倒角，倒Φ45
两端的过度圆弧，车退刀槽，车Φ20孔两端的倒角
工序80
精车Φ100外圆面，精车B面，精车Φ90的右端面，
精车Φ45的圆柱面
工序90
精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面
工序100
钻4-Φ9透孔
工序110
钻Φ4孔，钻铰Φ6的销孔
工序120
磨Φ45、Φ100的外圆
工序130
磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面
工序140
磨B面
工序150
刻字划线
工序160
Φ100外圆无光镀铬
工序170
检查入库
二.工艺方案二
工序10
粗车Φ100mm端面，粗车Φ100mm外圆柱面，粗车B面，
粗车Φ90的外圆柱面
工序20
粗车Φ45端面及外圆柱面
工序30
钻粗绞Φ20的孔
工序40
半精车Φ100的端面及外圆面，半精车B面，半精车
Φ90的外圆柱面，对Φ100、Φ90的外圆柱面进行倒角，
车Φ45两端的过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角
工序50
半精车Φ45的端面及外圆柱面，车Φ20孔的右端倒
角，车Φ45的倒角，车3*2的退刀槽
....
...
工序60
精车Φ100的端面及外圆面，精车
B面
工序70
精车Φ45端面及外圆柱面
工序80
精绞Φ20的孔
工序90
钻4—Φ9透孔
工序100
钻Φ4孔，钻绞Φ6孔
工序110
铣Φ90圆柱面上的两个平面
工序120
磨B面
工序130
磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面
工序140
划线刻字
工序150
Φ100外圆无光镀铬
工序160
检查
三.工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于：
方案一采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。
由于各端面及外圆柱面都与Φ20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ20孔为定位基准。
经过比较修改后的具体工艺过程如下:
工序10
粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面，粗车Φ90的外圆
柱面
工序20
粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面
工序30
钻、扩、粗铰Φ20的孔
工序40
钻Φ4孔，再钻Φ6孔
工序50
半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车
B面，半精车
Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90的倒角，车Φ45两端
过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角
工序60
半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车
Φ90的端面，
车3*2退刀槽，车Φ45的倒角，车Φ20孔的右端倒角
工序70
精车Φ100的端面及外圆，精车B面
工序80
精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面
工序90
精绞Φ20的孔
工序100
磨Φ100、Φ45的外圆柱面
工序110
钻4—Φ9透孔
....
...
工序120
铣Φ90mm圆柱面上的两个平面
工序130
磨B面
工序140
磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面
工序150
划线刻字
工序160
Φ100mm外圆无光镀铬
工序170
检查
以上加工方案大致看来还是合理的.但通过仔细考虑零件的技术
要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在
0.03
工序Ⅳ钻Φ4mm孔，再钻Φ60mm孔由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣Φ90mm圆柱面上的
0.03
两个平面这一道工序放在钻Φ4孔，再钻Φ60mm孔工序前.因此最后确定的加工工艺路线如下：
工序10
粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车
B面，粗车Φ90
的外圆柱面
工序20
粗车Φ45
端面及外圆柱面，粗车
Φ90的端面
工序30
钻、扩、粗绞Φ20的孔
工序40
粗铣Φ90
圆柱面上的两个平面
工序50半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角
工序60半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，
车3*2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20孔的右端倒角
工序70
精车Φ100的端面及外圆，精车B面
工序80
精车Φ45
的外圆，精车Φ90的端面
工序90
精绞Φ20
的孔
工序100
精铣Φ90圆柱面上的两个平面
工序110
钻、绞4-Φ9的孔
工序120
钻Φ4孔，钻、绞Φ6孔
工序130
磨Φ100、Φ45的外圆柱面
工序140
磨B面
....
...
工序150
磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面
工序160
刻线刻字
工序170
镀铬
工序180
检测入库
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，硬度200HBS，毛坯重量约为2.8KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，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下：
1.Φ4500.017mm外圆表面
此外圆表面为IT6级，参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量
工序名称
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精车外圆
0.6
45
0.017
Φ450
0.017
半精车外圆
1.4
45.6
0.1
Φ45.60
0.1
粗车外圆
3
47
+0.3
Φ4700..21
毛坯
5
50
0.5
Φ5000..55
2.外圆表面Φ10000..1234mm
参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量
工序名称
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精车外圆
0.6
100
-0。
46
Φ10000..
3412
半精车外圆
1.4
100．6
粗车外圆
4
102
毛坯
6
106
0.8
Φ10600..
88
3．B面中外圆柱面
....
...
参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量
工序名称
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
精磨外圆
0.2
45
-0.6
Φ4500..3412
粗磨外圆
0.8
45.2
半精车外圆
1
46
粗车
2
47
毛坯
60
106
1
Φ1061
4．孔Φ2000.045mm
参照《机械制造工艺学课程设计指导书》确定各工序尺寸及加工余量
工序名称
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸的公差
工序尺寸及公差
铰孔
0.2
20
+0.045
Φ200
0.045
扩孔
0.9
19.8
+0.1
Φ19.80
0.1
钻孔
9
18
+0.6
Φ180
0.6
毛坯
10
5.Φ4500.017mm的端面
1）按照《机械制造工艺学课程设计指导书》表
5-1，铸件重量为2.8kg，
Φ450
0.017mm端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=2.0mm，铸件的公差按照表
6-28，材质系数取M1，复杂系数取S2，则铸件的偏差为00
..78；
2）精车余量：
单边为
0.2mm（见《机械制造工艺学课程设计指导书》），精
车公差既为零件公差-0.08
；
3）半精车余量：
单边为0.6mm（见《机械制造工艺学课程设计指导书》），
半精车公差的加工精度为
IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm；
4）粗车余量：
粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm；
粗车公差：
现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知
道本工序的加工公差为-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，
因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的
加工余量及最小加工余量之分；
Φ4500.017mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：
....
...
毛坯名义尺寸96
最大余量
最小余量
91最大余量
最大余量
最小余量
最小余量
精车
半精车
精车
由图可以知道：
毛坯名义尺寸为：
94+2=96（mm）
毛坯的最大尺寸：
96+0.7=96.7（mm）
毛坯的最小尺寸：
96-0.8=95.2（mm）
粗车后最大尺寸：
94+1.2=95.2（mm）
粗车后最小尺寸：
95.2-0.32=94.88（mm）
半精车后最大尺寸：
94+0.6=94.6（mm）
半精车后最小尺寸：
94.6-0.12=94.48（mm）
精车后尺寸为94mm
加工余量计算表
工
序
粗车
半精车
铸造毛坯
加工尺寸
及公差
加工方向
精车
加工前尺
最大
96.7
95.2
94.6
寸
最小
95.2
94.88
94.48
加工后尺
最大
96.7
95.2
94.6
94.04
寸
最小
95.2
94.88
94.48
93.96
加工余量
2
1.2
0.6
0.2
加工公差
0.7
-0.32
-0.12
-0.08
0.8
3确定切削用量及基本工时
....
...
3.1工序10粗车Φ100mm端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90
的外圆面
1.加工条件
工件材料：
HT200δb=220MPa模铸
加工要求：
粗车Φ100mm端面及外圆柱面，粗车B面机床：
CA6140卧式车床
刀具：
采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸
2
K=90,0=15,
16x25mm,
1=12,=0.5mm
2．计算切削用量
（2）粗车Φ100mm端面
1）已知毛坯长度方向的加工余量，考虑的模铸拔模斜度，
ap=4mm。
2a
2）进给量f查表5-42,当刀杆尺寸为16×25mm，p>3~5mm,
以及工件直径为100时，f=0.7~1.0mm/r。
按CA6140车床说明书，
取f=0.9mm/r
3）计算切削速度，按《机械制造工艺学课程设计指导书》表
5-43,切削速度的计算公式为（寿命T=60min）
Cv
kv（m/min）
vcmx
y
Tapv
f
v
其中：
Cv=342,xv=0.15,yv=0.35,
m=0.2。
根据表5-32修正
系数kv见,即
kMv
=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,
kBv=0.97。
所以vc
342
x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6（m/min）
0.2
0.15
60
x4
0.35v
x0.5
4）确定机的主轴转速ns=1000vc=1000158.6504r/min
πd
πx100
W
....
...
查表5-44,根据机床上的主轴转速选择，与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。
现选取nw=480r/min。
所以实际切削速
度v=110r/min/。
5）切削工时：
L=100
20=40mm,
l1=2mm,l2=0,l3=0
2
tm=
l
l1l2l3
=
40
2
=0.098（min）
nwf
480
0.9
（2）粗车Φ100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构
强度
1）切削深度单边余量Z=2mm,分一次切除。
2）进给量根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-41，
取f=0.9mm/r
3）计算切削速度，根据表5-43的计算公式确定切削速度
vc
Cv
kv＝132m/min
x
y
Tmapvf
v
4）确定机床主轴转速
ns=1000vc
=1000
132420r/min
πdW
πx100
按查表5-44，与420r/min
相近的机床转速为480r/min
所以实际切削速度
vc=
dns
=
π100
480
150m/min
1000
1000
5）检验机床功率由表5-45，可以查得Fc和切削功率计算公
式如下：
x
y
n
FckF
Fc＝CFapFcf
Fcvc
c
c
....
...
其中CFc
＝2985，xFc＝1.0，yFc＝0.65，nFc＝-0.15，
kMp=（
b）nF=（600）0.65=0.63
650650
kkr=0.61
Fc=2985
1.0
0.50.651500.15
0.630.89=1122.4（N）
切削时消耗功率
c＝
Fcvc
＝1122.4
150
＝2.81（KW）
P
6
104
6
10
4
根据表5-46知：
CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。
6）校验机床进给系统强度已知主切削力Fc＝1122.4N.径向
切削力Fp
xF
pf
y
nF
pkFp
按公式计算Fp＝CFpap
Fpvc
其中
CFp＝1940，xFp
＝0.9，yFp
＝0.6，nFp＝-0.3
，
kMp
=（
b）nF
=（220）0.85=0.59
650
650
kkr
=0.5
所以Fc=1940
1.50.9
0.50.6
1500.30.590.5=203（N）
而轴向切削力
Ff＝CFf
xF
f
y
nF
kFf
ap
f
Ff
vc
f
其中
CFf＝2880，xFf
＝1.0，yFf
＝0.5，nFf＝-0.4
，
kM=（
b）nF
=（220）1.0=0.34
650
650
kk=1.17
轴向切削力Ff=28801.50.50.51500.40.341.17=442（N）
取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削罗在纵向进给
方向对进给机构的作用力为F=Ff+μ
....
...
（Fc+Fp）=442+0.1（1122.4+203）=442+132.5=574.5N
而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N
7）
切削工时
t=l
l1
l2
nwf
其中l=10mm
l1=4mm
l1=2mm
所以
t=10
4
2＝0.1min
480
0.9
升级会员 