毕业设计(论文)CA6140法兰盘数控加工工艺设计.doc
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1、 学院毕 业 设 计题 目CA6140法兰盘数控加工工艺设计 系 : 机电工程系 专 业 :数控加工学生姓名: 班 级: 指导教师: 完成日期 2008 年12月17日毕业设计任务书(数控加工方向)机电工程系一、设计课题名称: _二、指导教师: _三、设计要求(1) 根据所给定的零件,选择合适的加工机床、刀具、切削用量,合理的进给路线,制定经济高效的工艺方案。(2) 工艺过程及工序卡片的编制。(3) 说明书要求格式完整、内容精简、书写清楚。所有设计内容不得复印和抄袭。四、设计依据零件图生产纲领:中批量生产 生产设备: CK7150A数控系统:_FANUC Oi五、参考资料1、机械加工工艺与夹具
2、设计 顾京主编 机械工业出版社出版2、数控加工编程实用技术 许祥泰、刘艳芳编著 机械工业出版社3、机械加工工艺手册 机械工业出版社六、设计内容及工作量1、设计内容(1)确定生产类型,对零件进行工艺分析,并绘制零件图。(2)选择毛坯种类及制造方法,绘制毛坯图。(3)拟定零件的机械加工工艺过程,选择各工序加工设备和工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具),确定各工序切削用量及工序尺寸。(4)填写工艺文件:工艺过程卡、工序卡。(5)对数控加工工序进行工艺分析确定工步、走刀路线、刃、量具、加工参数。(6)编制数控加工程序。(7)填写数控加工刀具调整卡。(8)撰写设计说明书。2、设计结果零件图 1 张毛坯图
3、1 张实物图 1 张工艺过程卡 1 张机械加工工序卡(非数控加工、重要工序) 5 张数控加工工序技术文档(刀具卡、工序卡、程序清单) 2 套设计说明书 1 份3、设计进度:8 周(7 周加1 周答辩)序号工作阶段时间安排1熟悉零件,画零件图6%2选择加工方案,确定工艺路线,填写工艺卡片30%3数控加工工序工步、走刀路线、刃、量具、加工参数的确定,数控程序的编制45%4整理编写说明书15%5准备毕业答辩4%七、说明书的格式和装订要求(一)毕业设计封面(二)毕业设计评阅书(三)评分标准(四)毕业设计任务书(五)毕业设计明细表(六)目录(七)毕业设计正文(八)设计图纸(九)毕业设计总结(十)参考资料
4、注:说明书用16 开纸打印或书写,毕业设计正文字数不少于1.5 万(含空格)目录一、序言 1二、零件的分析 1(一) 分析、审查零件图 1 (二) 计算生产纲领,确定生产类型 2(三) 零件作用 2(四) 零件的工艺分析 2三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯形状 3四、工艺路线拟定 4(一) 定位基准的选择 4 (1)、精基准的选择 4(2)、粗基准的选择 5(二)加工方法的确定 5五、加工顺序的安排 6(一)工序的安排 6(二)工序划分的确定 7(三)、热处理工序的安排 7(四)、拟定加工工艺路线 8六、工序设计 9(一)、备料:铸造毛坯 9(二)、热处理:退火 9(三)、粗车左端面及f外
5、圆 9(四)、数控粗车右端面,钻、扩、粗铰、精铰F20 内孔,倒F20 内孔左侧倒角;粗车f外圆及倒角、F90外圆及右侧面,精车各外圆及侧面;切332槽。 11(五)、数控精车左端面及f外圆;粗车B面;精车B面;倒F20 内孔左侧倒角;倒f与f90上的倒角 14(六)、铣f90上两平台,钻f4孔,扩、铰f沉孔 17(七)、钻43F9孔 20(八)、热处理:表面淬火 21(九)、平面磨f90上距离轴线24的平台 21(十)、磨f外圆,F90外圆,f外圆。 23(十一)、抛光B面 24(十二)、刻线刻字 24(十三)、f外圆镀铬 24(十四)、检验入库 24七、参考文献 25八、设计心得 26九、
6、附件 一、序言毕业设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、专业课以及参加了生产实习之后所进行的最后一次综合的测试与验收。这是我们对大学三年所学各课程的最后一次深入的综合性的复习,同时也是大学三年最后一次理论联系实际设计,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通过此次毕业设计,应该得到下述各方面的锻炼:1、 能熟练运用机械制造工艺设计等书中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。2、提高对数控机床的进一步理解和运用能力,能进一步加强我们的实际能力培养,通过学习的理论知识到生产实践中去加以印
7、证,分析现场加工工艺的合理性和使用机床、刀具、夹具的结构特点,从而使我们的专业知识掌握的更牢固。3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言,通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计,机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中,学到了很多课堂上没有学到的东西。能够顺利的完成这次毕业设计,首先得助于彭京城老师的悉心指导,还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。在设计过程中,由于对零
8、件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解,缺乏实际的生产经验,导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下,我们通过请教老师和咨询同学,翻阅资料、查工具书,解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中,使我对所学的知识有了进一步的了解,也了解了一些设计工具书的用途,同时,也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此,十分感谢彭京城老师的细心指导,感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中,我将继续刻苦努力,不段提高自己。本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身及小组成员能力水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师给予指正,谢谢!二、
9、零件分析(一)、分析,审查零件图1、从零件图的外部形状看,该零件的主要加工表面有外圆表面,各种孔,槽及倒角等组成,形状和结构的表达正确清楚,符合国家标准,几何要素的关系也明确,所以此零件图是完整的。2、从零件图上知,该零件属于盘类零件,其有些表面的加工精度和加工表面粗糙度都比较高,最高尺寸精度等级达到IT6级,而最大表面粗糙度为6.3um,而最小表面粗糙度达0.4um3、由零件图分析可知,零件材料为TH200,查机械工程材料表8-1知:HT200珠光体灰铸铁,主要特点是强度耐摩性和耐热性均较好,铸造性好,适用于承受较大的应力零件,其化学成分:C3.13.4% P0.3 S0.12. 力学性能:
10、抗拉强度588785.抗剪强度243 弹性模量78108 疲劳极限88108 因为该零件为中批量生产结合零件图查简明机械加工工艺手册表(10-1)确定该零件的毛坯选择砂型铸造的方法。(二)计算生产纲领,确定生产类型 该零件为CA6140的法兰盘,根据指导老师的要求与实际情况考虑,其生产纲领为中批量生产。(三)零件作用 CA6140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箱上,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。其零件的F100外圆上标有刻度线,用来对齐调节
11、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F4孔上部为同轴F6沉孔的定位孔,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。(四)零件的工艺分析:法兰盘共有三组加工表面,它们之间有一定的位置要求。现叙述如下:以F45外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括:左端面,F100外圆、右侧面及倒角;F45外圆,过度倒圆;F90左侧面及倒角;内孔及内孔左端倒角。以F45外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括:右端面;F45外圆及倒角;槽332;F90外圆及右侧面;F20孔内孔的右端及倒角以F20内孔为中心加工表面这一组加工表面包括:F100外圆;F9
12、0外圆;F45外圆,F90外圆上的两平台;43F9孔和同轴的F4孔与F6沉孔。它们之间有一定的位置要求,主要是:(1)左端面与F20内孔的轴线的跳动度为0.03;(2)F90右端面与F20 内孔的轴线的跳动度为0.03;(3)F45的外圆与F20内孔的轴线的圆跳动公差为0.03。技术要求有刻字字形高5,刻线宽3,深0.5;B面抛光;F100外圆无光镀铬经过对以上加工表面的分析,我们可先选定精基准,加工出精基准所在的加工表面,然后借助夹具对其他加工表面进行加工,保证它们的位置精度。三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯形状毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一,也是一个比较重要的阶
13、段,毛坯的形状和特征(硬度,精度,金相组织等)对机械加工的难易,工序数量的多少有直接影响,因此,合理选择毛坯在生产占相当重要的位置,同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。零件材料是HT200。零件生产纲领是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。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。铸造相对于其他的工艺方法,具有很大的优势,铸造具有原材料来源广,成本低生产周期短,工艺灵活性大,几乎可以不受大小、形状和结构复杂程度的限制。根据简明机械加工工艺手册可查得,铸造方式选用砂型铸造的一般机器造型,此方法生产效率高,劳动强度
14、低,质量稳定,便于组织自动化生产,适用于成批生产。毛坯尺寸公差等级的选用,铸件尺寸公差的代号为CT,公差等级分为16级,根据简明机械加工工艺手册表10-6知(由材料为灰铸铁,铸造方法为砂型机器造型)CT=810级 在此选取CT=10级。根据机械加工工艺手册精度等级按下列要求划分得知:该零件为2级精度铸件(指尺寸精度和表面光洁度要求较高或者大批、中批生产的铸件。由表2.3-5与2.3-9得知毛坯的余量如表所示:零件尺寸毛坯浇注厚度毛坯的总余量毛坯尺寸偏差毛坯尺寸f外圆2.5561.8f10561.8f90的外圆2.55f95f、f的外圆2.5560.14f5060.14轴向长度902.5+2.5
15、95f外圆的轴向长度4040f90的外圆轴向长度82.5+2.513f90的外圆上两平台2.5+3.536.527.5f的右端面与f90右端面之间的距离4040其具体毛坯见附件四、工艺路线拟定(一)、定位基准的选择定位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。(1)、精基准的选择精基准的选择,首先应确保零件加工精度,然后再考虑装夹方便,使用可靠,操作简单。以f内孔的轴线作为精基准,因为它是设计基准,符合“基准重合”原则,而f外圆、f90的外圆表面、f外圆也
16、是以其为进行装夹来加工的,所以也符合基准统一原则,同时f外圆、f90右侧面、左端面对f内孔的轴线都有圆跳到的要求。左端面为设计基准,精度要求高,装夹容易。综上所述,选取f内孔的轴线为径向方向的精基准,左端面为轴向方向的精基准。(2)、粗基准的选择粗基准的选择时,首先要考虑两个问题:一是合理地分配各加工面的加工余量,二是得保证加工面与不加工面之间的相互位置关系。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工表面作为粗基准),同时也考
17、虑先加工精基准表面,所以对于本零件可以先以法兰盘右端f外圆轴线及 F90的右端面作为粗基准,利用三爪卡盘夹紧f外圆可同时削除 五个自由度。综上所述,选择f的外圆轴线为径向方向的粗基准,F90的右端面为轴向方向的粗基准。(二)加工方法的确定 在市场经济的前提下,一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的,同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下,提高工件的加工效率和经济性,而在具体的选择上,一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样,工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中,我们考虑的是工件的具体情况
18、与我们学校的具体加工条件。参考机械加工工艺手册表2.1-10、表2.1-11、表2.1-12其加工方法选择如下:(1)、左端面:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra1.6um,故采用粗车-精车(2)、f外圆:公差等级为IT11,表面粗糙度为Ra0.8um,故采用粗车-精车-磨(3)、f右端面:公差等级为自由公差、表面粗糙度为Ra0.4um,故采用粗车-精车-抛光。(4)、f内孔:公差等级为IT89、表面粗糙度为Ra1.6um,毛坯为实心,故采用钻-扩-粗铰-精铰。(5)、f外圆:公差等级为IT1314、表面粗糙度为Ra0.4um,故采用粗车-精车-抛光。(6)、f处倒圆:公差等级为自由公差,表
19、面粗糙度为Ra0.4um,故采用粗车-精车-抛光。(7)、90外圆:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra0.4um,故采用粗车-精车-磨。(8)、90左侧面:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra0.4um,故采用粗车-精车-抛光。(9)、90右侧面:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra1.6um,故采用粗车-精车。(10)、90外圆上距离轴线34mm的平台:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra3.2um,故采用粗铣-精铣。(11)、90外圆上距离轴线24 mm的平台:公差等级为自由公差,壁、底面表面粗糙度为Ra0.4um,故采用粗铣-精铣-磨。(12)、f外圆:公差等级为IT67,表面粗糙度为
20、Ra0.8um,故采用粗车-精车-磨。(13)、右端45的倒角:公差等级为自由公差,内孔表面的表面粗糙度为Ra6.3um,故采用粗车。(14)、右端面:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra6.3um,故采用粗车。(15)、332槽:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra6.3um,故采用粗车。(16)、43F9透孔:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra6.3um、故采用钻。(17)、F4孔:公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra6.3um,故采用钻。(18)、F6沉孔:公差等级为IT9,内孔表面的表面粗糙度为Ra3.2um,故采用钻-扩-铰。(19)、4处C1.5的倒角:公差等级为自由公差,表面粗
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