课程设计制定CA6140车床法兰盘的加工工艺设计钻4φ9mm孔的钻床夹具.docx

1、课程设计制定CA6140车床法兰盘的加工工艺设计钻49mm孔的钻床夹具课 程 设 计 说 明 书 设 计 者： 指导教师： 2014年01月07日机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定CA6140车床法兰盘的加工工艺，设计钻49mm孔的钻床夹具设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 2013.12.302014.01.10 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 2014年01月07号一零件分析（一）零件的作用 4（二）零件的工艺

2、分析 4二、工艺规程设计 4(一)确定毛坯的制造形式（二）基面的选择（三）制定工艺路线（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（五）确立切削用量及基本工时三夹具设计： 24四参考文献： 25一、零件的分析1. 零件的作用 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；外圆上钻有底部为 4mm上部为6mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。2. 零件的工艺分析法兰盘的加工表面，他们之间有一定的位置要求

3、。现分述如下：a. 以 45 mm外圆为初基准的加工表面 b. 以 20mm孔为中心的加工表面它们之间有一定的位置要求，主要是：（一） 100mm左端面与孔20mm中心的轴向跳动度为0.03 ；（二） 90mm右端面与孔20mm中心的轴向跳动度为0.03 ；（三） 的45mm外圆与孔20mm中心的径向圆跳动为 0.03mm。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定45mm外圆为粗基准，加工出精基准孔20mm所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。二、工艺规程设计1.确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓

4、尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型的金属型铸造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。2.基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。、 粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加

5、工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45mm的外圆及 90mm的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45mm外圆可同时消除四个自由度，再以90mm的右端面定位可限制两个自由度。、 精基准的选择主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。 这在以后还要专门计算，此处不再计算。3.工件表面加工方法的选择 本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为HT200，其加工方法选择如下： 一100mm外圆面：公差等级为IT6IT8，表面粗糙度为 0.8, 采用粗车半精车磨削的加工方法。 二20mm内孔：公差等级为IT7IT8，表面粗糙度为1.6 ，采用钻扩

6、铰精铰的加工方法，倒角用车刀加工。 三 45mm外圆面：公差等级为IT6IT7，表面粗糙度为0.4 ，采用粗车半精车磨削的加工方法。 四 90mm外圆：公差等级为IT8IT10，表面粗糙度为 6.4，采用的加工方法为粗车半精车。 五45mm外圆面：公差等级为IT6IT7，表面粗糙度为0.8 ，采用粗车半精车粗磨精磨的加工方法。 六 右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT8IT11，表面粗糙度为6.3 ，采用的加工方法为粗车。 七 90mm突台右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6 ，采用的加工方法为粗车半精车精车。 八 90mm突台左

7、端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。 九100mm突台左端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 1.6，采用的加工方法为粗车半精车精车。 十槽32：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。 十一. 100mm突台右端面：未注公差等级，根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。 十二. 90mm突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，

8、表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为粗铣精铣. 十三. 90mm突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 0.4，采用的加工方法为粗铣精铣磨削. 十四.4 9孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为钻削。十五. 4mm的孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3 ，采用的加工方法为钻削。十六. 6mm的孔：未注公差等级,根据GB180079规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2 ，采用的加工方法为钻铰。4. 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加

9、工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。5. 确定机械加工余量、工序尺寸及毛配尺寸查取45，100端面长度余量均为4（均为双边加工）车削加工余量为：粗车 2mm精车 0.7mm 2. 内孔工序尺寸加工余量：钻孔2mm 扩孔0.125mm 铰孔0.035mm精铰0mm6.确定切削用量及基本工时工序 钻，扩，铰20孔1.加工条件工件材料：HT200 硬度170241HB，取190HB，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰2

10、0孔机床：转塔车床C365L2.计算切削用量1) 钻 18孔（1）刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用 18高速钢锥柄标准花钻。（2）切削用量选择：查切削用量手册得：f=0.700.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L 车床进给量取f =0.76mm/r。查切削用量简明手册取V =13m/min=230r/min按机床选取n =238r/m,故=18m/min(3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn) =0.66min。2) 扩19.8 孔（1）刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量：查切削用量简明手册得：f=0.901.1mm/r,再由机械

11、制造工艺设计简明手册C365L 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训教程得公式：扩=（1/21/3）钻 查切削用量简明手册取VC =0.29m/s=17.4m/minVC=（1/21/3）VC =5.88.7m/min=93140r/min按机床选取n =136r/m,故=8.5m/min (3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn) =(91+14+2)/(0.92136)=0.86min。其中L=91，L1=14,L2=2 3)铰20 （1）刀具选择： 20高速钢锥柄机用铰刀（2）确定切削用量：背吃刀量ap=0.12。由切削用量简明手

12、册表2.11 f=1.32.5mm/r,取f=1.68由切削用量简明手册表2.30得=7.9m/min=125.8 r/min按机床选取 =136 r/min所以实际切削速度=8.54m/min (3)计算基本工时：T=(L+L1+L2)/(f*n) =0.44min工序 粗车100外圆、车B面。车90外圆及右侧面、3x2槽、45外圆加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm， 刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45 刀具3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x252.计算切削用量（1）粗车100外圆 用刀具11)确定背吃刀

13、量a (即切深a ) 粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.60.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。选择磨钝标准及耐用度：根据切削用量简明手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=57.46 m/min=172 r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与172r/min相近似 的机床转速n =2

14、00r/min,则实际切削速度V = 66.6m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.149min（2）粗车 90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 粗车外圆ap=1.1mm。2)确定进给量由切削用量简明手册HT200，刀杆尺寸16 x25，,工件直径为90mm，则f=0.60.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由切削用量简明手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.81.0，焊接耐用度T=60mm。3)确定切削速度VC根据切削用量简明手册表1.27=44 m/min=147.6 r/min按CA6140车

15、床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/min,则实际切削速度V =47.728 m/min。4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(fn)=0.153min(3) 粗车45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则ap=1.1mm。2)确定进给量由切削用量手册，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为45mm，则f=0.40.5mm/r。再由简明手册表4.23查取f =0.45mm/r。 3)确定切削速度VC根据切削用量手册表1.27查取：=62.7 m/min=399 r/min按CA6140车床说明书，选择与399r

16、/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度V = 62.8m/min。4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =0.286min。（4）成型车刀加工B面 1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。T=120min2)确定进给量f=0.0350.070mm/r。取f =0.050mm/r。 3)确定切削速度VC根据切削用量手册表1.27查取：=40.602 m/min=121.987 r/min按CA6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min,则实际切削速度V =41.605m/min。4)计算基本工时：

17、T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =11.04min。（5）车90右端面及3x2槽 1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。2)确定进给量由切削用量手册表1.4，f=0.60.9mm/r。根据CA6140机床说明书（见工艺手册表1.31）取f=0.86 mm/r3)确定切削速度VC根据切削用量手册表1.27查取：=13.965 m/min=46.815 r/min按CA6140车床说明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min,则实际切削速度V = 15.072m/min。4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =1.419min。

18、工序 粗车零件左右端面，并倒20孔的倒角，零件右端45度倒角1. 加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm， 2.计算切削用量粗车零件左端面，即，粗车 100左端面1）确定切削用量ap =1.1mm。2)确定进给量查切削用量简明手册：取进给量为0.60.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见机械制造工艺设计简明手册表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。根据切削用量简明手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=49.56 m/min=149 r

19、/min按CA6140说明书，选择与149r/min相近似 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度V =53m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T= 0.385min粗车零件右端面1）确定切削用量ap =2.5mm。2)确定进给量查切削用量简明手册：取进给量为0.40.5 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见机械制造工艺设计简明手册表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。根据切削用量简明手册，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=14 m/min=89r/min按

20、CA6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min,则实际切削速度V =15.7m/min。（3）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T= 0.674min工序半精车100外圆、B面，90外圆、45外圆1.加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm， 刀尖圆弧半径0.5mm2.计算切削用量（1）半精车100外圆 用刀具11)确定背吃刀量a (即切深a ) 半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =

21、0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.250.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=103.071 m/min=309.971 r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与309.871r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.2.6min（2）半精车 90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背

22、吃刀量 半精车外圆ap=1.4mm。2)确定进给量由切削用量简明手册表1.6，HT200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm,工件直径为90mm，则f=0.250.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度VC根据切削用量简明手册表1.27=103.071m/min=353.719 r/min按CA6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度V =116.557 m/min。4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(

23、fn)=0.115min(3) 半精车45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则ap=1.4mm。2)确定进给量由切削用量手册，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.250.40mm/r。再由简明手册表4.23查取f =0.30mm/r。 3)确定切削速度VC根据切削用量手册表1.27查取：=103.071 m/min=686.719r/min按CA6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min,则实际切削速度V = 107.457m/min。4)计

24、算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =0.246min。工序 半精车零件左端面，即100左端面1.加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm， 刀尖圆弧半径0.5mm2.计算切削用量半精车100左端面1)确定背吃刀量a (即切深a ) 半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.250.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0

25、.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=103.071 m/min=316.235 r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与316.235r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=1.158min工序 精车100外圆，并倒90，100的倒角1)确定背吃刀量a (即切深a ) 半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT200、

26、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.100.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=142.020 m/min=452.292 r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与452.292r/min相近似 的机床转速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.315min工序精车零件左端面，即1

27、00左端面1)确定背吃刀量a (即切深a ) 半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.100.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度V 根据切削用量简明手册表1.27=142.020 m/min=452.292 r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与452.292r/min相近似 的机床转速

28、n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。4）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=2.00min工序粗铣90左右侧面，精铣90右侧面1.加工条件：机床的选择：X62W，功率7.5KW，装夹系统刚性好；刀具的选择：铣刀材料为YG6，由ap=8，ae=1121mm，根据工艺手册表3.128，铣刀选择为80110mm；由切削手册表6-7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min2.切削用量选择： (1) 粗铣左侧面，粗铣刀具1）切削用量 ap=8，ae=11mm ，一次完成2）确定进给量 由

29、切削手册表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取=0.14-0.24mm/z,取=0.24mm/z。3）确定切削速度Vc 由切削手册表3,27=119.619m/min=380.952r/min 根据X61W机床说明书(见切削手册表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为Vc =149.15m/min当n =475r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fzzn机=0.2410475=1140mm/min.X62W机床说明书(见切削手册表3.23)取fm=950mm/min4）计算基本工时 T=(L+L1)/fm=(38+5)/950=0.0453 min(2) 粗铣右侧面，粗铣刀具(1) 粗铣左侧面，粗铣刀具