发法兰盘零件的机械加工工艺规程及夹具设计.doc

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设计者：2012年 9 月 13日长春理工大学机械制造技术基础课程设计任务书题目：发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、机械加工过程卡 1 张机械加工工序卡10 张4、夹具结构设计装配图 1 张5、夹具结构设计零件图 1 张6、课程设计说明书 1 份班级：学生：2012年9月13日摘要本次课程设计的课题是 CA6140车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。

根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。

第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。

根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。

第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。

对于粗加工，还要校核机床功率。

最后，设计第三道工序—钻法兰盘孔的夹具。

先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。

然后把设计的过程整理为图纸。

通过以上的概述，整个设计基本完成。

关键词机械；加工工艺；夹具设计目录序言错误!未定义书签。

1零件的分析错误 !未定义书签。

零件的作用错误 ! 未定义书签。

零件的工艺分析错误 ! 未定义书签。

2工艺规程设计错误!未定义书签。

确定毛坯的制造形式错误 ! 未定义书签。

基面的选择错误 ! 未定义书签。

制定工艺路线错误 ! 未定义书签。

机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定错误 ! 未定义书签。

确定切削用量及基本工时错误 ! 未定义书签。

3夹具设计 30问题的提出 30夹具设计30参考文献33致谢34序言通过本次课程设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（ CA6140车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。

希望通可以过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，在未来的学习生活中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，加强对专业知识的认识及掌握，对未来的工作发展，确立良好的基础。

1零件的分析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。

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Φ 20 00.045为中心 ,包括 :两个Φ10000..1234 mm 的端面 , 尺寸为Φ4500.017 mm 的圆柱面 ,两个Φ 90mm的端面及上面的 4 个Φ 9mm 的透孔 . Φ4500.6 mm 的外圆柱面及上面的Φ 6mm 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Φ 20 00.045 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工艺规程设计确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，采用大批大量生产方式，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。

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。

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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

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。

一 .工艺路线方案一工序 1粗铣Φ 20孔两端面工序 2钻、粗铰孔Φ 20工序 3 粗铣Φ 90 外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 4 精铣Φ 20 孔两端的端面工序 5 精绞Φ 20 的孔工序 6 粗车Φ 45、Φ 90、Φ 100 的外圆，粗车 B 面与Φ 90 的右端面工序 7 半精车Φ 45、Φ 90、Φ 100 的外圆，半精车 B 面与Φ 90 的端面，对Φ100、Φ 90、Φ 45 的圆柱面倒角，倒Φ 45 两端的过度圆弧，车退刀槽，车Φ 20 内孔两端的倒角工序 8 精车Φ 100 外圆面，精车 B 面，精车Φ 90 的右端面，精车Φ 45 的圆柱面工序 9 精铣Φ 90 外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 10 钻 4-Φ9 透孔工序 11 钻Φ 4 孔，钻铰Φ 6 的销孔工序 12 磨Φ 45、Φ 100 的外圆工序 13 磨Φ 90 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 14 磨 B 面工序 15 刻字划线工序 16 Φ 100 外圆无光镀铬工序 17 检查入库二 .工艺方案二工序 1粗车Φ 100mm端面，粗车Φ 100mm外圆柱面，粗车 B 面，粗车Φ 90 的外圆柱面工序 2粗车Φ 45端面及外圆柱面工序 3钻粗绞Φ 20的内孔工序 4半精车Φ 100的端面及外圆面，半精车B 面，半精车Φ 90 的外圆柱面，对Φ 100、Φ 90 的外圆柱面进行倒角，车Φ45 两端的过渡圆弧，车Φ 20 孔的左端倒角工序 5半精车Φ 45的端面及外圆柱面，车Φ 20孔的右端倒角，车Φ 45的倒角，车 3*2 的退刀槽工序 6精车Φ 100的端面及外圆面，精车B 面工序 7精车Φ 45端面及外圆柱面工序 8精绞Φ 20的孔工序 9钻4—Φ9透孔工序 10钻Φ 4孔，钻绞Φ 6孔工序 11铣Φ 90圆柱面上的两个平面工序 12磨B面工序 13磨Φ 90外圆柱面上距离轴线24mm 的平面工序 14划线刻字工序 15Φ 100外圆无光镀铬工序 16检查三.工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。

由于各端面及外圆柱面都与Φ20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ20孔为定位基准。

经过比较修改后的具体工艺过程如下 :工序 1 粗车Φ 100 端面及外圆柱面 ,粗车 B 面，粗车Φ 90 的外圆柱面工序 2 粗车Φ 45 端面及外圆柱面，粗车Φ 90 的端面工序 3 钻、扩、粗铰Φ 20 的孔工序 4 钻Φ 4 孔，再钻Φ 6 孔工序 5 半精车Φ 100 的端面及外圆柱面，半精车 B 面，半精车Φ 90 的外圆柱面，车Φ 100、Φ 90 的倒角，车Φ 45 两端过渡圆弧，车Φ 20 孔的左端倒角工序 6 半精车Φ 45 的端面及外圆柱面，半精车Φ90 的端面，车 3*2 退刀槽，车Φ 45 的倒角，车Φ 20 内孔的右端倒角工序 7 精车Φ 100 的端面及外圆，精车 B 面工序 8 精车Φ 45 的外圆，精车Φ 90 的端面工序 9 精绞Φ 20 的孔工序 10 磨Φ 100、Φ 45 的外圆柱面工序 11 钻 4—Φ9 透孔工序 12 铣Φ 90mm 圆柱面上的两个平面工序 13 磨 B 面工序 14 磨Φ 90mm 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 15划线刻字工序 16Φ 100mm外圆无光镀铬工序 17检查以上加工方案大致看来还是合理的 .但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后 ,就会发现仍有问题 ,主要表现在工序Ⅳ钻Φ 4mm 孔，再钻0.03Φ6 0 mm 孔由于在设计夹用夹具时要以Φ 90mm 圆柱面上的一个平面来定位 ,所以应把铣Φ 90mm 圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻Φ 4 孔，再钻Φ0.036 0 mm 孔工序前 . 并且工序Ⅲ与工序Ⅴ序可并为一个工序 ,否则就有点繁琐 . 因此最后确定的加工工艺路线如下：工序 1 粗车Φ 100 左端面工序 2 粗车，半精车，精车Φ 20 的孔工序 3 钻、扩、精铰Φ 20 的孔工序 4 粗车、半精车Φ 100 的端面及外圆柱面，粗车、半精车 B 面，粗车、半精车Φ 90 的外圆柱面 . 粗车、半精车Φ 90 的端面 , 粗车、半精车Φ 45 外圆柱面及端面工序 5 车Φ 100 圆柱倒角 ,车Φ 90 圆柱倒角，车 3*2 退刀槽，车Φ 45 过渡圆弧，车Φ 20 内孔的右端倒角工序 6 粗铣Φ 90mm 圆柱面上的两个平面工序 7 精铣Φ 90mm 圆柱面上的两个平面工序 8 钻 4—Φ9 透孔工序 9 钻Φ 6 孔,扩Φ4 孔工序 10 去毛刺工序 11 磨 B 面, 磨Φ 90mm 外圆柱面上距离轴线 24mm 的平面工序 12 磨Φ 100、Φ 45 的外圆柱面工序 13 抛光工序 14 划线刻字工序 15 Φ100 外圆无光镀铬工序 16 检查以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

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.Φ4500.017 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半精车外圆粗车外圆 3 47 +毛坯 5 502.外圆表面Φ10000.. 3412 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半精车外圆100． 6粗车外圆 4 102毛坯 6 1063．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精磨外圆45粗磨外圆半精车外圆 1 46粗车 2 47毛坯60 1061 4．孔Φ 20 00.045 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尺寸及公差Φ45.600.1Φ47 00..12Φ50 00..55工序尺寸及公差Φ106 00..88工序尺寸及公差Φ45 00..1234Φ1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20 + Φ2000 .045半精车+ Φ粗车18 +Φ毛坯105.Φ 45 00 .017mm的端面1）按照《工艺手册》表 6-28，铸件重量为 2.8kg，Φ4500.017 mm 端面的单边加工余量为～，取 Z=2.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取，复杂系数取，则铸件的偏差为00..78；2）半精车余量：单边为 0.6mm（见《实用机械加工工艺手册》中表 11-27），半精车公差的加工精度为 IT9，因此可以知道本工序的加工公差为 -0.12mm；3）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为 Z=1.2mm；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 -0.32mm，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；毛坯名义尺寸为： 94+2=96（ mm）毛坯的最大尺寸： 96+=（ mm）毛坯的最小尺寸： =（ mm）粗车后最大尺寸： 94+=（ mm）粗车后最小尺寸：（ mm）半精车后最大尺寸： 94+=（mm）半精车后最小尺寸：（ mm）加工余量计算表工序铸造毛坯粗车半精车加工尺寸及公差最大加工前尺寸最小加工后尺最大寸最小加工余量 2加工公差法兰盘的铸件毛坯图见附图确定切削用量及基本工时工序 11.加工条件粗车Φ 100 端面工件材料： HT200δb=220MPa模铸加工要求：车削Φ 100mm 端面及外圆柱面，粗车机床： CA6140卧式车床B 面刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm , =90 , 0=15,0=12, =0.5mm2．计算切削用量(1)粗车Φ 100mm 端面+0..81) 已知毛坯长度方向的加工余量为3-0。