机械制造工艺课程法兰盘设计说明书

-1-东华理工大学机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计“法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备(年产量为4000件)内容:1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1张4.设计说明书1份专业:__________班级:__________姓名:__________学号:__________指导老师:__________-2-目录一、序言……………………………………………….二、设计内容…………………………………………..三、计算生产纲领、确定生产类型..............................四、零件的分析……………………………………….1、零件的作用…………………………………………2、零件的工艺分析……………………………………五、工艺规程设计……………………………………..1、定位基准选择………………………………………2、工件表面加工方法选择……………………………3、制定工艺路线………………………………………4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……5、绘制毛坯图…………………………………………..6、确定切削用量及基本工时…………………………..六、夹具设计…………………………………………..-3-1、设计要求…………………………………………….2、夹具设计的有关计算………………………………..3、夹具结构设计及操作简要说明……………………..八、参考文献……………………………………………..-4-一序言机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1.培养制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。2.熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。二设计任务（1）对零件图进行工艺分析。（2）对零件进行分析后，初步拟定工艺路线、确定切削余量、绘制零件的毛坯图，填写机械加工工艺过程卡。（3）进行切削用量、机械加工时间等的计算和查表。（4）填写机械加工工序卡片。（5）对指定工序提出工装设计任务书。（6）根据工装设计任务书（教师指定）进行机床专用夹具设计，包括设计方案的确定、结构设计、定位误差和夹紧力的计算，绘制夹具装配图、零件图等等。（7）编写课程设计说明书。（8）进行课程设计答辩三计算生产纲领、确定生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备1、生产纲领计算：N=Qn（1＋a％＋b％）式中：N——零件的年产量（件/年）；Q——产品的年产量（台/年）；n——每台产品中该零件的数量（件/台）；-5-a％——该零件的备品率（备品百分率）；b％——该零件的废品率（废品百分率）。根据生产要求可以确定生产类型为中批生产。四零件的分析一、零件的作用题目给的零件是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Φ100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Φ4mm上部为Φ6mm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。二、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Φ20045.00mm的孔为中心,包括：Φ12.034.0100mm的外圆柱面及左端面,尺寸为Φ0017.045mm的圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔，Φ06.045mm的外圆柱面及上面的Φ6mm，Φ4mm的孔,Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。并且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,然后再加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表，如下图所示零件图：-6-（五）工艺规程设计5.1确定毛配的制造形式零件材料为HT200，由于该零件是中批生产，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。5.2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Φ45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。5.3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，可以考虑采用通用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。工艺路线方案一工序0锻造工序1粗车Φ100端面及外圆柱面。工序2粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面及外圆柱面工序3钻、粗绞Φ20的孔工序4半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ20孔的左端倒角-7-工序5半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的右端面，车3×2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20内孔的右端倒角工序6精车Φ45的外圆，精车Φ90的右端面及外圆柱面工序7精车Φ100的端面及外圆柱面工序8成形车刀粗、半精、精车B面工序9粗铣Φ90圆柱面上的离中心线24mm的平面工序10半精铣Φ90圆柱面上离中心线34mm的平面工序11半精铣Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面工序12精铣Φ90圆柱面上工序1粗车Φ100端面及外圆柱面工序13精磨Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面工序14磨Φ45外圆柱面工序15钻4×Φ9透孔工序16钻Φ4孔，铰Φ6孔工序17抛光B面工序18去毛刺工序19刻线、刻字工序20镀铬工序21检验入库工艺路线方案二工序0锻造工序1粗车Φ100柱体左端面。工序2钻、扩、粗铰、精铰Φ20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。工序3粗车Φ100柱体右端面，粗车Φ90柱体左端面，半精车Φ100左、右端面、Φ90左端面，精车Φ100左端面、Φ90左端面，粗车外圆Φ45、Φ100、Φ90，半精车外圆Φ45、Φ90、Φ100、，车Φ100柱体的倒角，车Φ45柱体的过度倒圆。工序4粗车、半精车、精车Φ90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆及倒角。工序5粗车φ45右端面，倒角（内孔右侧），倒角（φ45右侧）工序6粗铣、精铣Φ90柱体的两侧面。-8-工序7钻Φ4孔，铰Φ6孔工序8钻4—Φ9孔。工序9磨削B面，即外圆面、Φ100右端面、Φ90左端面。工序10磨削外圆面Φ100，Φ90。工序11刻字刻线。工序12镀铬。工序13检测入库通过比较两个方案，第二方案加工的顺序比较混杂，零件加工精度没方案一，所以最总选择方案一加工零件。5.4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，毛坯重量约为1.4kg，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，工序及毛坯尺寸如下：“法兰盘”零件材料为HT200，硬度190HBS，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：1.00.01745mm外圆表面此外圆表面为IT6级，参照《实用机械加工工艺手册》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的公差工序尺寸及偏差毛坯5501.0Φ5.05.050粗车外圆3470.3Φ1.02.047半精车外圆1.445.60.1Φ01.06.45精车外圆0.445.20.039Φ-9-0039.02.45精磨外圆0.2450.017Φ0017.0452.外圆表面Φ12.034.0100mm参照《实用机械加工工艺手册》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的公差工序尺寸及偏差毛坯61061.6Φ8.08.0106粗车外圆41020.6Φ30.030.0102半精车外圆1.5100.50.30Φ030.05.100精车外圆0.51000.24Φ12.034.01003．B面Φmm06.045参照《实用机械加工工艺手册》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的公差工序尺寸及公差毛坯04492.0Φ0.10.149粗车外圆2471.0Φ5.05.047半精车外圆1.445.60.7Φ3.04.06.45精车外圆0.5450.6Φ06.0454、B面中两个端面：工序名称工序余量-10-毛坯3粗车2半精车0.8精车0.25．孔Φ20045.00mm参照《实用机械加工工艺手册》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的公差工序尺寸及公差毛坯200钻孔1818+0.6Φ186.00扩孔1.719.70.1Φ19.71.00铰孔0.219.90.84Φ19.9063.0021.0精铰0.1200.045Φ20045.006.Φ90mm外圆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毛坯6962.0Φ0.10.196粗车外圆4921.0Φ5.05.092半精车外圆1.590.50.7Φ3.04.05.90精车外圆0.5900.6Φ06.090-11-7.Φ0017.045mm的右端面1）按照《工艺手册》表6-28，铸件重量为2.8kg，Φ0017.045mm端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=3.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取1M，复杂系数取2S，则铸件的偏差为7.08.0；2）精车余量：单边为0.2mm（见《实用机械加工工艺手册》中表3.2-2），精车公差既为零件公差0.017mm；3）半精车余量：单边为0.8mm（见《实用机械加工工艺手册》中表11-27）本工序的加工公差为0.1mm；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=3.0-0.2-0.8=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0.16mm，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；Φ0017.045mm右端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：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毛坯3972.00.10.190粗车端面2951.05.05.095半精车端面0.894.20.73.04.02.94-12-精车端面0.2940.606.0948.Φ12.034.0100mm左端面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毛坯3940.606.094粗车端面2921.05.05.092半精车端面0.891.20.73.04.02.91精车端面