机械制造技术基础课程设计说明书法兰盘零件的机械加工工艺规程 及夹具设计.doc
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1、 机械制造技术基础课程设计说明书设计题目:法兰盘零件的机械加工工艺规程及夹具设计 学 院: 太原理工大学阳泉学院 院 系: 机电系 班 级: 09机制本 姓 名: 董帅江 指导教师:赵彤涌机械制造技术基础课程设计任务书 题目:法兰盘零件的机械加工工艺规程及夹具设计 内容:1、零件图 1张 2、毛坯图 1张 3、机械加工工序卡 2张 4、夹具结构设计装配图 1张 5、课程设计说明书 1份 目 录1 零 件 的 分 析11.1零件的作用11.2 零件的工艺分析12 工 艺 规 程 设 计12.1确定毛坯的制造形式12.2基面的选择12.3制定工艺路线22.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定3
2、2.5确定切削用量及基本工时53 夹具设计263.1问题的提出263.2夹具设计26参考文献29 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20为中心 ,包括:两个mm的端面, 尺寸为mm的圆柱面,两个90mm的端面及上面的4个9mm的透孔. mm的外圆柱面及上面的6mm的销孔, 90mm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20mm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
3、,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,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,使生产无法正常进行。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
4、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
5、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 1 粗车100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车90的外圆柱面工序 2 粗车45端面及外圆柱面,粗车90的端面工序 3 钻、粗铰20的孔工序 4 钻4孔,再钻6孔工序 5 半精车100的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车90的外圆柱面,车100、90的倒角,车45两端过渡圆弧,车20孔的左端倒角工序 6 半精车45的端
6、面及外圆柱面,半精车90的端面,车3*2退刀槽,车45的倒角,车20内孔的右端倒角工序 7 精车100的端面及外圆,精车B面工序 8 精车45的外圆,精车90的端面工序 9 精绞20的孔工序 10 钻49透孔工序 11 粗、精铣90mm圆柱面上的两个平面工序 12 磨100、45的外圆柱面工序 13 磨B面工序 14 磨90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序 15 划线刻字工序 16 100mm外圆无光镀铬工序 17 检查、入库二 .工艺方案二工序 1 粗车100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车90的外圆柱面工序 2 粗车45端面及外圆柱面,粗车90的端面工序 3 钻、粗绞20的孔 工序
7、4 粗铣90圆柱面上的两个平面工序 5 半精车100的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车90的外圆柱面,车100、90外圆柱面上的倒角,车45两端过渡圆弧,车20孔的左端倒角工序 6 半精车45的端面及外圆柱面,半精车90的端面,车3*2退刀槽,车45圆柱面两端的倒角,车20 内孔的右端倒角工序 7 精车100的端面及外圆,精车B面工序 8 精车45的外圆,精车90的端面工序 9 精绞20的孔工序 10 精铣90圆柱面上的两个平面工序 11 钻4个9的孔工序 12 钻4孔,绞6孔工序 13 磨100、45的外圆柱面工序 14 磨B面工序 15 磨90外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序 16
8、划线、刻字工序 17 100mm外圆无光镀铬工序 18 检测、入库三.工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于:方案一在工序钻4mm孔,再钻6mm孔由于在设计夹用夹具时要以90mm圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻4孔,再钻6mm孔工序前。 并且工序 与工序 序可并为一个工序,否则有点繁琐。改正后即得方案二,综合起来比较合理。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
9、及毛坯尺寸下:1.mm外圆表面此外圆表面为IT6级,参照机械加工余量手册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及公差精车外圆0.645半精车外圆1.445.6粗车外圆247毛坯4492.外圆表面mm参照机械加工余量手册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及公差精车外圆0.2100半精车外圆1.81002粗车外圆3102毛坯51053B面中外圆柱面参照机械加工余量手册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及公差精磨外圆0.245粗磨外圆0.445.2半精车外圆1.445.6粗车247毛坯4494孔20mm参照机械加工余量手册确定
10、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及公差铰孔0.22020扩孔0.919.819.8钻孔91818毛坯105、90、100两端面:参照机械加工余量手册确定各工序尺寸及加工余量5、90、100两端面:工序名称工序余量粗磨0.4半精车0.8粗车1.8毛坯32.5确定切削用量及基本工时工序 1 粗车100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车90的外圆柱面1.加工条件工件材料:HT200 b=220MPa 模铸加工要求:车削100mm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YG6,刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=122计算切削用量(1) 粗车
11、100mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度,=4mm2) 进给量f 根据切削余量手册中表4,当刀杆尺寸为1625 mm35mm,以及工件直径为100时,f =0.50.7mm/r按CA6140车床说明书(见切削手册)取 f =0.64mm/r3) 计算切削速度,按切削余量手册表12,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) 当用YG6加工时,时,,切削速度 切削速度的修正系数为 n=按机床说明书,与相近的机床转速为。现选取。所以实际切削速度v=。5) 切削工时,t=按切削余量手册表20,t (2) 粗车100mm外圆柱面,同时应检验机床功率及
12、进给机构强度1) 切削深度,单边余量Z=2mm,分二次切除。2) 进给量,根据切削用量手册取f=0.9mm/r3)计算切削速度: 按切削余量手册表12,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) 当用YG6加工时,时,,切削速度 切削速度的修正系数为 4)确定机床主轴转速 ns= 2.28r/s 按机床说明书与2.28r/s相近的机床转速为2.08r/s现选取2.28r/s 所以实际切削速度=5) 检验机床功率按切削用量手册表18得,当,时,,切削速度时,切削功率的修正系数都为1(表22-3) 故实际切削功率为7)切削工时t=按切削用量手册查的: t(3)粗车B面1) 切削深度。单边余量Z=2
13、mm.分1次切除2) 进给量根据切削用量手册取f=0.64mm/r3) 计算切削速度:按切削余量手册表12,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) 当用YG6加工时,时,,切削速度(表12得)4) 确定机的主轴转速 = 2.46r/s按机床说明书,与2.46r/s相近的机床转速为2.67r/s。现选取=2.67r/s。所以实际切削速度5) 切削工时t=按切削用量手册查的: t工序 2 粗车45端面及外圆柱面,粗车90的端面机床:CA6140卧式车床 刀具:采用刀片的材料为YG6,刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12,(1) 粗车mm端面1) 切削深度。单边余量Z=1.8mm2) 计
14、算切削速度3) 计算切削速度:按切削余量手册表12,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)当用YG6加工时,时,,切削速度(表12得)切削速度的修正系数为4) 确定机的主轴转速 = 6.24r/s按机床说明书,与6.24r/s相近的机床转速为6.67r/s。现选取=6.67r/s。所以实际切削速度5) 切削工时t=按切削用量手册查的: t (2) 粗车mm外圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=1mm 分一次切除。2) 进给量 根据切削用量手册取f=0.64mm/r3) 计算切削速度按切削余量手册表12,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)当用YG6加工时,时,,切削速度(表12得)切
15、削速度的修正系数为4) 确定机的主轴转速 = 5.05r/s按机床说明书,与5.05r/s相近的机床转速为5.33r/s。现选取=5.33r/s。所以实际切削速度5) 切削工时t=按切削用量手册查的: t (3) 粗车90mm端面1) 切削深度 单边余量为Z=1.8mm 一次切除。2) 进给量 根据切削用量手册取f=0.64mm/r3) 计算切削速度:按切削余量手册表12,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)当用YG6加工时,时,,切削速度(表12得)切削速度的修正系数为4) 确定机的主轴转速 = 3.08r/s按机床说明书,与3.08r/s相近的机床转速为3.33r/s。现选取=3.3
16、3r/s。所以实际切削速度5) 切削工时t=按切削用量手册查的: t工序 3 钻、扩20的孔 (1) 钻18mm孔机床:Z525立式钻床 刀具:根据切削用量手册表1及表2选取高速钢钻头W18Cr4V. 1)进给量 根据切削用量手册表5,当铸铁HB200时,D=18时,取f=0.7mm/r由于是加工通孔,为了避免孔面将钻穿时钻头容易折断,故宜在孔面将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 2)切削速度根据切削用量手册表12查得当铸铁HB200时,D=18时V=0.29m/s. 3)确定机床主轴转速ns= 5.13r/s按机床说明书,与5.13r/min相近的机床转速为6.53r/s。现选取=6.53
17、r/s。所以实际切削速度=4)切削工时t=按切削用量手册查的: t(表22得)(2) 19.8mm孔根据有关资料介绍,利用钻头进行扩钻时,其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量. 现已知 =0.7mm/r (切削用量手册)表5 =0.29m/s (切削用量手册)表121) 给量 取f=1.50.7=0.84mm/r 按机床选取0.81mm/r2) 削速度v=0.40.29=0.116m/min. 3) 定机床主轴转速ns= 1.87r/s按机床说明书(见切削用量手册表34),与1.87r/s相近的机床转速为3.25r/s。现选取=3.
18、25r/s。所以实际切削速度=5) 削工时切削工时t=按切削用量手册查的: t(表22得)工序 4 粗铣90圆柱面上的两个平面(1) 铣距中心线34mm的平面。机床:X63 刀具:根据切削用量手册表2选用硬质合金三面刃铣刀YT14. 铣刀寿命T=180min,D/Z=100/10,B=401) 削深度 =11mm 所以分二次切削2) 给量 查切削用量手册表9得,进给量f=0.20.35mm/齿按机床行选取f=0.3mm/齿3) 切削速度根据切削用量手册表9查得V=0.115m/s4) 定机床主轴转速ns= 0.37r/s按机床说明书(见切削用量手册表9),与0.37r/s相近的机床转速为0.3
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