课程设计法兰盘零件的机械加工工艺规程

0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............................32.5确定切削用量及基本工时............................................5参考文献................................................................2911零件的分析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Φ20045.00为中心,包括:两个Φ12.034.0100mm的端面,尺寸为Φ0017.045mm的圆柱面,两个Φ90mm的端面及上面的4个Φ9mm的透孔.Φ06.045mm的外圆柱面及上面的Φ6mm的销孔,Φ90mm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Φ20045.00mm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,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，由于零件年产量为1000件，已达到中批生产的水平，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2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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。2.3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。工序1粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面工序2粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面工序3钻、扩Φ20的孔工序4粗铣Φ90圆柱面上的两个平面工序5半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角工序6半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，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7精车Φ100的端面及外圆，精车B面工序8精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面工序9精铣Φ90圆柱面上的两个平面工序10钻、绞4-Φ9的孔3工序11钻Φ4孔，扩Φ6孔工序12磨Φ100、Φ45的外圆柱面工序13磨B面工序14磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面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，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.Φ0017.045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公差精车外圆0.6450.017Φ0017.045半精车外圆1.445.60.1Φ01.06.45粗车外圆347+0.3Φ1.02.047毛坯5500.5Φ5.05.050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公差精车外圆0.6100-0。46Φ12.034.0100半精车外圆1.4100．6粗车外圆41024毛坯61060.8Φ8.08.01063．B面中外圆柱面参照《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精磨外圆0.245-0.6Φ12.034.045粗磨外圆0.845.2半精车外圆146粗车247毛坯601061Φ10614．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铰孔0.220+0.045Φ20045.00扩孔0.919.8+0.1Φ19.81.00钻孔918+0.6Φ186.00毛坯102.5确定切削用量及基本工时工序1粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面1.加工条件工件材料：HT200δb=220MPa模铸加工要求：车削Φ100mm端面及外圆柱面，粗车B面机床：CA6140卧式车床5刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=15,0=12,=0.5mm2．计算切削用量(1)粗车Φ100mm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，pa=4mm2)进给量f根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25mm2pa3~5mm,以及工件直径为100时，f=0.7~1.0mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取f=0.9mm/r3)计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)vyxpmvckfaTCvvv(m/min)其中：vC=342,vx=0.15,vy=0.35,m=0.2。修正系数vk见《切削手册》表1.28,即Mvk=1.44,svk=0.8,kvk=1.04,krvk=0.81,Bvk=0.97。所以vxxvc35.015.02.05.0460342x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速ns=Wπd1000cv=πx1006.1581000504r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取wn=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。65)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1L=220100=40mm,1l=2mm,2l=0,3l=0tm=fnlw321lll=0.9480240=0.098(min)(2)粗车Φ100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度1)切削深度，单边余量Z=2mm,分二次切除。2)进给量，根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r3)计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv＝132m/min4)确定机床主轴转速ns=Wπd1000cv=πx1001321000420r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8)与420r/min相近的机床转速为480r/min现选取480r/min所以实际切削速度cv=1000sdn=min/1501000480100πm5)检验机床功率主切削力cF按《切削手册》表1.29所示公式计算cF＝ccFcFcFcFncyxpFkvfaC其中cFC＝2985，cFx＝1.0，cFy＝0.65，cFn＝-0.15，Mpk=Fnb)650(=65.0)650600(=0.63krk=0.61cF=29851.00.565.015015.00.630.89=1122.4(N)切削时消耗功率cP＝4106xvFcc＝41061504.1122xx＝2.81(KW)7由《实用机械加工工艺手册》表7-4中CA6140机床说明书可知，CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。6)校验机床进给系统强度已知主切削力cF＝1122.4N.径向切削力pF按《切削手册》表1.29所示公式计算pF＝ppFFppFpFncyxpFkvfaC其中pFC＝1940，pFx＝0.9，pFy＝0.6，pFn＝-0.3，Mpk=Fnb)650(=85.0)650220(=0.59krk=0.5所以cF=19401.59.00.56.01503.00.590.5=203(N)而轴向切削力fF＝ffFFffFfFncyxpFkvfaC其中fFC＝2880，fFx＝1.0，fFy＝0.5，fFn＝-0.4，Mk=Fnb)650(=0.1)650220(=0.34kk=1.17轴向切削力fF=28801.50.55.01504.00.341.17=442(N)取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=fF+μ(cF+pF)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见《切削手册》表1.30)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时t=fnlw21ll其中l=10mm1l=4mm1l=2mm所以t=0.94802410＝0.1min8(3)粗车B面1)切削深度。单边余量Z=2145106=30mm.分15次切除2)进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.9mm/r3)计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：vC=342,vx=0.15,vy=0.35,m=0.2。修正系数vk见《切削手册》表1.28,即Mvk=1.44,svk=0.8,kvk=1.04,krvk=0.81,Bvk=0.97。所以vcv35.015.02.09.04603421.440.81.040.810.97=126m/min4)确定机的主轴转速ns=Wπd1000cv=106π1261000378r/min按机床说明书(见《工艺手册》表4.2-8),与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取wn=400r/min。