机械制造课程设计.docx

1、机械制造课程设计机械制造工艺学课程设计设计计算说明书设计题目:法兰盘机械加工工艺规程制订 二级学院： 机电工程学院 年级专业： 学 号: 学生姓名： 指导教师： 教师职称: 目录设计总说明 .1 零件的工艺分析与生产类型的确定. 1.法兰盘的用途 .3 .2法兰盘的技术要求 .3 13审查法兰盘的工艺性 .4 1.4确定法兰盘的生产类型 .4 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 2.1确定毛坯 . 5 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.5 .3绘制法兰盘铸造毛坯简图.6 拟定零件工艺路线 . 6 3.定位基准的选择 .6 3.2表面加工方法的确定 .7 3.3加工阶段的划分.8 .4工序的集

2、中与分散 .8 3.工序顺序的安排 . 6确定工艺路线 .4 机床设备及工艺装备的选用 .2 41机床设备的选用 .12 4.2工艺装备的选用 .5 加工余量、工序尺寸和公差的确定.12 51工序十中和的尺寸计算 .2 5.2加工余量的确定 .26 切削用量、时间定额的计算.126.1切削用量的计算 .127 夹具设计.5 71夹具设计.15 .1定位基准的选择.15 .1.2切削力及夹紧力计算 .15 7.1.3定位误差分析 .7 7.14夹具设计及操作的简要说明.17 设计心得 .8 参考文献 .9 设计总说明 机械制造技术基础课程设计是教学过程中的重要组成部分。是在理论课程学习结束后，所

3、进行的实践性环节。并为毕业设计打下良好的基础。通过这次课程设计我们不仅可以提高对知识的综合运用,而且还学会了如何设计夹紧机构。 法兰盘的加工质量将直接影响其性能和使用寿命。本次设计旨在提高CA6140车床,法兰盘的加工质量和加工效率我们首先对法兰盘的结构特征和工艺规程进行了仔细的分析,然后确定了一套合理的加工方案。加工方案要求简单，操作方便,并能保证零件的加工质量。 此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度,保证加工质量，需设计专用夹具,本次设计选择了钻4和6孔的专用夹具设计,以满足加工过程的需要。 关键词法兰盘工艺规程夹具设计课程设计题目1 零件的工艺分析与生产类型的确定1法兰盘的用途 CA6

4、40卧式车床上的法兰盘 为盘类零件 用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴上，靠法兰盘定心。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。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。 零件：0的外圆上标有刻度线,用来对齐调节刻度盘上的刻度值,从而能够直接读出调整的数值，外圆上钻定位孔,实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的主轴通过,本身没有受到多少力的作用。法兰盘零件图如图1-1所示。图-法兰盘1. 法兰盘的技术要求 法兰盘的技术要求如表1所示。表-法兰盘的技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ra形位公差/mm大法兰端左边面9

5、T131.6大法兰端右边面8IT130.4小法兰端左边面49I1104小法兰端右边面41T111.6IT10.8IT136.4I160.8140.4I1.I21.3审查法兰盘的工艺性 根据法兰盘的零件图可知 其材料为T200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性 适应于承受较大应力、要求耐磨的零件。 该零件主要加工0、100、45和0等几个面以及4个9孔和侧面的一个阶梯孔。90和5对A面较高的平行及垂直精度,因此最好以A面为精加工基准,这在车床加工中就可以得到保证。为了保证精度的要求4X的孔最好能在一次加工中全部加工出来。90两端的尺寸大小为34和2的平面没有精度要求 这在铣床上通过半

6、精加工是完全可以实现的。槽2未注公差等级 采用粗车的方法可以实现。我们在工艺路线安排上、制造方法及装夹、探伤和检验都提出了较高的要求,因而盘的使用寿命得到了提高,且采用专用夹具,因而生产效率较高,采用设计基准与工序基准重合,得到较高的精度。 根据相关面和孔加工的经济精度及车床能够达到的位置精度可知,上述技术要求是可以达到的,零件的结构工艺性也是可行的。 1. 确定法兰盘的生产类型 设计题目给定的零件是CA140车床法兰盘 零件号83104 零件 该零件年产量为4000件 设其备品率%为4% 机械加工废品率为.7% 则该零件的年生产纲领为 N=Q m(1+ a）（1+ b%) = 400（+ %

7、）(1+ 0.7)=4189件/年。法兰盘的年产量为4189件,法兰盘重量为1.4kg,查表可知该产品为中批生产。2 确定毛坯、绘制毛坯简图 21确定毛坯 由于法兰盘在工作过程中要承受较大的应力和较高的温度 且要求有较高的耐磨性，结合经济性的原则 毛坯优先选用H200材料。从附图可以知该法兰盘的质量仅为1.4 且生产类型属于中批生产,为提高生产效率和经济性,毛坯的铸造方法采用的砂型铸造 由于中间通孔是通过钻铰加工 故不用安放型芯。 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 根据机械制造技术基础课程设计指导教程以下简称指导教程中的表2-1和表2-5,由法兰盘的功用、技术要求可知。可以确定零件所用

8、材料灰铸铁0中批量生产的砂型铸造的公差等级为111。再根据机械加工后法兰盘的重量为14 由此可初步估计机械加工前铸件的毛坯的重量为2。由表1可知铸件的公差等级为114 在这里取12。查表23可得到如下的铸件尺寸 。基本尺寸100为6 基本尺寸90为6 基本尺寸为5.6 基本尺寸91为6基本尺寸9为.2 基本尺寸为42由于20、4、和9是由后来的钻削加工直接得到，槽都是后来的车削加工直接得到的 9两侧的基本尺寸为34和24的两个平面由铣床加工直接得到，因此在用砂型铸造的时候它们都不用铸出。故在这里它们的铸件尺寸公差不用求出来。因此可确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于下表中:铸件的尺

9、寸公差和机械加工余量项目基本尺寸/mm加工余量/m毛胚的基本尺寸/mm法兰盘00外圆101法兰盘左端面91798法兰盘右端面91798法兰盘90外圆9070右端面61.19左端面814.90右端面8614右端45外圆56.85.8中间45外圆46.81.23 绘制法兰盘铸造毛坯简图 镜前面设计计算，可得本法兰盘的毛胚图。如图2-1所示:图-1.法兰盘毛胚图3.拟定零件工艺路线3.1 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准,然后再确定粗基准。 精基准的选择 根据该法兰盘零件的技术要求的装配要求,选择法兰盘的轴孔作为精加工的基准,因为法兰盘的左端、9外圆的右端和外圆对的孔内

10、表面都有跳动形位误差的要求，它们的表面都要采用内表面作为基准进行加工 ,选择内表面作为精基准加工即满足了“基准统一”的原则。同时，法兰盘的的轴线也是设计基准，选用其作为精基准定位加工法兰盘的100、90和45外圆,实现了设计基准和工艺基准重合的,保证了被加工表面的垂直度要求 符合了“基准重合”的原则。选用法兰盘90的右端平面作为精基准加工9的左端平面和00的右端平面，因为设计时这两个尺寸也是以9的右端平面作为基准,实现了设计基准和工艺基准重合的,也符合了“基准重合”的原则。在铣90两侧面的时候，可以先铣离轴线为24的平面，再以2的平面作为精基准加工离轴线为4的平面，这样互为精基准加工,满足了“

11、互为基准的”的原则。有些尺寸,例如和槽3X2，它们的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。 粗基准的选择对于一般的轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的。 但对于本零件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。按照有关粗基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准 若零件有若干个不加工表面时,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,现选取孔右端外轮廓表面和9的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时削除五个自由度,再以的右端面定位可削除自由度。 2表面加工方法的确定 根据法兰盘零件

12、图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度 确定加工工件各表面的加工方法如下表所示:加工表面公差及精度等级表面粗糙度R/m加工方案法兰盘00外圆IT11.8粗车半精车磨削10右端面T30.4粗车半精车磨削法兰盘左端面IT131.6粗车半精车精车法兰盘右端面I13粗车法兰盘90外圆IT13.4粗车半精车90左端面T110.4粗车半精车磨削90右端面1.6粗车半精车精车90左侧面IT10.2粗铣半精铣90右侧面I100.4粗车半精铣磨削右端45外圆I0.8粗车半精车磨削左端45外圆T40.4粗车半精车磨削20内孔I81.6钻扩粗铰精铰孔93.2钻铰4孔IT16.3钻49透孔I33.2钻槽32IT13粗车

13、3. 加工阶段的划分该法兰盘的加工质量要求较高 可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、 精加工阶段和磨削加工。在精加工阶段 首先将精基准(的孔和的右端平面 准备好 使后续工序都可采用精定位加工 保证其他加工表面的精度要求 然后粗车法兰盘的右端面、9右端面、槽3x2、精铣90左侧面和90右侧面、钻2内孔。最后才钻4孔、6孔、9孔、铰孔 在精加工阶段 进行磨削0外圆、100右端面、法兰盘左端面, 0左端面、右侧面、45外圆 完成整个工序的加工。34 工序的集中与分散 选用工序集中原则安排法兰盘的加工工序。由于该法兰盘的生产类型为中批生产,可以采用普通机床进行加工,但夹具都采用专用的夹具进行装夹，以提

14、高生产率。而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。例如表面的跳动位置误差。 3.5工序顺序的安排 机械加工工序 遵循“先基准后其他”的原则 首先加工精基准法兰盘的45外圆和90的右端平面。遵循“先粗后精”的原则 先安排粗加工工序 后安排精加工工序。 遵循“先主后次”的原则 先加工主要表面法兰盘的左端面和20内孔，后加工次要表面4孔、6孔、9孔和槽x2。 遵循“先面后孔”原则 先加工法兰盘5外面和法兰盘的左端面，再钻20内孔 最后钻4、孔。 辅助工序 机械加工完成后,还要对100右端平面、外圆和

15、0左端平面进行抛光处理;还要对外圆进行无光镀铬处理。 综上所述，该法兰盘工序的安排顺序为，基准加工主要表面粗加工及一些表面余量大的表面粗加工主要表面半精加工及次要表面加工主要表面精加工及磨削加工 。3. 确定工艺路线 1.工艺路线方案一 工序一 在普通外圆车床上粗车各端面及各个外圆 工序二 在铣床上铣上下两个平面C、D 精铣上平面D工序三 精车各个表面工序四 在钻床上钻出四个孔9，台阶孔工序五 进行精铰四个小孔 台阶孔 工序六 0的左端面刻字工序七 钳工去毛刺 进行最终处理工序八 入库 2.工艺路线方案二 工序一 粗车10、左边45、0外圆 粗车各端面 粗车90的倒角 100的倒角 工序二粗车

16、右5的外圆 粗车的槽 粗车R5的圆角 工序三 半精车左端10，左右端45的外圆以及各端面 的槽 R5的角 工序四 钻、扩、粗铰、精绞2的孔. 工序五检验 利用超声波进行探伤 工序六 粗铣C.D面工序七 半精铣C.D面 工序八 精铣D面 工序九 钻四个的小孔工序十 钻、铰左面F面上的台阶孔 工序十一 钳工去毛刺 工序十二 粗磨外圆至1001、90.、45. 精磨外圆至100、90、 4 工序十三 对B面进行抛光工序十四 100的左端面刻字 工序十五 100的外圆无光渡铬 工序十六 荧光检验等 工序十七 入库 比较两种工艺路线方案，可知，两种加工方案均能够加工出法兰盘。但第二种工艺路线方案中效率较

17、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能够较好的保证零件加工的表面质量和粗糙度。 最终的工艺路线 在综合以上各种工序的情况下 得到的最终工艺路线如表4所示 表4 法兰盘工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1粗车100、左边45、0的外圆,粗车各端面，粗车90的倒角，1的倒角A4机床车刀游标卡尺粗车右45、外圆、32的槽R5的圆角CA140机床车刀游标卡尺半精车右端10，左右端100，左右端45的外圆以及各端面,2的槽,R的圆角CA6140车床车刀游标卡尺以孔上端面为基准,钻、扩、铰、精铰20孔,孔的精度达到IT17立式钻床Z525麻花钻游标

18、卡尺5检验塞规、百分表6粗铣C、D面卧式铣床X铣刀游标卡尺半精铣C、D面卧式铣床1铣刀8精铣D面卧式铣床X铣刀钻四个的小孔立式钻床Z525麻花钻10钻、铰左面面的台阶孔立式钻床2麻花钻、铰刀11钳工去毛刺钳工台平锉12粗磨外圆至100.1、0.45.1，精车至100、90、45外圆磨床1对B面进行抛光14100的左端面刻字150的外圆无光度鉻16荧光检验等7入库 4机床设备及工艺装备的选用 4.机床设备的选用在中批生产条件下，选用通用机床比较合理些。所选用的通用设备应提出机床型号。如 卧式铣床X。 4.2工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称 如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。 本次法兰盘的生产类型为中批生产 为了