CA6140法兰盘设计

机械工程学院车辆工程专业课程设计说明书题 目： CA6140 法兰盘设计姓 名： 尹航班级学号： 1008074131指导教师： 姚嘉目 录机械工程学院车辆工程教研室 I目 录第 1 章 零 件 的 分 析.21.1 零件的作用.21.2 零件的工艺分析.2第 2 章 工 艺 规 程 设 计.32.1 确定毛坯的制造形式.32.2 基面的选择.32.3 制定工艺路线.32.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6第 3 章 工艺卡片.10参考文献. 8致 谢. 9目 录机械工程学院车辆工程教研室 2第 1 章 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（见图 1） ， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。图 11.2 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045. mm的端面, 尺寸为 mm的圆柱面,两个 90mm 的端面及上面的 4个 9mm12.034 017.45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06.534mm和 24mm的两个平面。这组加工表面是以 20 mm 为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的045.一个端面,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。目 录机械工程学院车辆工程教研室 3第 2 章 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 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 20 孔两端面工序 2 钻、粗铰孔 20工序 3 粗铣 90 外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 4 精铣 20 孔两端的端面目 录机械工程学院车辆工程教研室 4工序 5 精绞 20 的孔工序 6 粗车 45、90、100 的外圆，粗车 B面与 90 的右端面工序 7 半精车 45、90、 100 的外圆，半精车 B面与 90 的端面，对100、90、45 的圆柱面倒角，倒 45 两端的过度圆弧，车退刀槽，车20 内孔两端的倒角工序 8 精车 100 外圆面，精车 B面，精车 90 的右端面，精车 45 的圆柱面工序 9 精铣 90 外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序 10 钻 4-9 透孔工序 11 钻 4 孔，钻铰 6 的销孔工序 12 磨 45、100 的外圆工序 13 磨 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 16 100 外圆无光镀铬工序 17 检查入库二 .工艺方案二工序 1 粗车 100mm 端面，粗车 100mm 外圆柱面，粗车 B面，粗车 90 的外圆柱面工序 2 粗车 45 端面及外圆柱面工序 3 钻粗绞 20 的内孔工序 4 半精车 100 的端面及外圆面，半精车 B面，半精车 90 的外圆柱面，对100、90 的外圆柱面进行倒角，车 45 两端的过渡圆弧，车 20 孔的左端倒角工序 5 半精车 45 的端面及外圆柱面，车 20 孔的右端倒角，车 45 的倒角，车3*2的退刀槽工序 6 精车 100 的端面及外圆面，精车 B面工序 7 精车 45 端面及外圆柱面工序 8 精绞 20 的孔工序 9 钻 49 透孔工序 10 钻 4 孔，钻绞 6 孔工序 11 铣 90 圆柱面上的两个平面工序 12 磨 B 面工序 13 磨 90 外圆柱面上距离轴线 24mm的平面工序 14 划线刻字工序 15 100 外圆无光镀铬目 录机械工程学院车辆工程教研室 5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 20 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 20 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 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、扩、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 磨 100、45 的外圆柱面工序 11 钻 49 透孔工序 12 铣 90mm 圆柱面上的两个平面工序 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,主要表现在工序钻 4mm 孔，再钻 6 mm孔由于在设03.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 6 mm孔工序前. 并且工序 与工序 序可并为03.一个工序,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 100 端面及外圆柱面，粗车 B 面，粗车 90 的外圆柱面，粗车 45目 录机械工程学院车辆工程教研室 6端面及外圆柱面，粗车 90 的端面工序 2 钻、扩、粗绞 20 的孔 工序 3 精绞 20 的孔工序 4 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，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 5 精车 100 的端面及外圆，精车 B面，精车 45 的外圆，精车 90 端面工序 6 粗铣 90 圆柱面上的两个平面工序 7 精铣 90 圆柱面上的两个平面工序 8 钻、绞 4-9 的孔工序 9 钻 4 孔，钻、绞 6 孔工序 10 磨 B面，磨 90 外圆柱面上距离轴线 24mm的平面工序 11 刻线刻字工序 12 镀铬工序 13 检测入库以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片” 。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如下：1. mm外圆表面0.1745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 0.6 45 0.017 0.1745半精车外圆 1.4 45.6 0.1 .6粗车外圆 3 47 +0.3 01.2毛坯 5 50 0.5 5.2.外圆表面 mm12.034目 录机械工程学院车辆工程教研室 7参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 0.6 100 -0.46 12.034半精车外圆 1.4 100.6粗车外圆 4 102毛坯 6 106 0.8 8.0163B 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 0.2 45 -0.6 12.0345粗磨外圆 0.8 45.2半精车外圆 1 46粗车 2 47毛坯 60 106 1 1064孔 20 mm045.参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 0.2 20 +0.045 20 045.扩孔 0.9 19.8 +0.1 19.8 1.钻孔 9 18 +0.6 18 6.0毛坯 105. mm的端面017.451）按照工艺手册表 6-28，铸件重量为 2.8kg， mm端面的单边加工余量为017.452.03.0，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M2S的偏差为 ； 7.08目 录机械工程学院车辆工程教研室 82）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-0.08；3）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；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为 Z=2.0-0.2-0.6=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； mm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：017.45由图可以知道：毛坯名义尺寸为：94+2=96（mm）毛坯的最大尺寸：96+0.7=96.7（mm）毛坯的最小尺寸：96-0.8=95.2（mm）粗车后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm）粗车后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm）半精车后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm）半精车后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm）精车后尺寸为 94mm加工余量计算表工序 加工尺寸及公差铸造毛坯 粗车 半精车 精车最大 96.7 95.2 94.6加工前尺寸 最小 95.2 94.88 94.48加工后尺 最大 96.7 95.2 94.6 94.04加 工 方 向91精 车 半 精 车 精 车最 小 余 量最 大 余 量 最 大 余 量最 小 余 量 毛 坯 名 义 尺 寸 96最 大 余 量最 小 余 量目 录机械工程学院车辆工程教研室 9寸 最小 95.2 94.88 94.48 93.96加工余量 2 1.2 0.6 0.2加工公差 7.08-0.32 -0.12 -0.08目 录机械工程学院车辆工程教研室 10第 3 章 工艺卡片机械加工工序卡片产品型号 零( 部件) 图号机械加工工序卡片产品名称 CA6140 法兰盘 零( 部件) 名称 CA6140 法兰盘 共 10 页第1 页车间 工序号 工序名 材料牌号 粗车 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式车床 CA6140夹具编号 夹具名称 切削液三爪卡盘工序工时 (s)工位器具编号 工位器具名称准终单件工步工时(s)工步号 工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数 机动辅助1 粗车 100 端面 8 158.6 0.9 4 1 5.882 粗车 100 外圆柱面 8 132 0.9 1 2 63 粗车 B 面 6.7 126 0.9 2 15 754 粗车 90 外圆柱面 3.05 51.7 0.76 4 1 0.205 粗车 45 端面 9.22 187 0.8 1.2 1 3.66 粗车 45 外圆柱面 12.5 89 0.8 1.1 2 5.47 粗车 90 端面 8 122 0.8 1.2 1 4.2更改文件号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数 签字日期标记 处数更改文件号签字日期目 录机械工程学院车辆工程教研室 11机械加工工序卡片产品型号 零 (部件)图号机械加工工序卡片产品名称 CA6140 法兰盘 零 (部件)名称 CA6140 法兰盘共 10 页第 2 页车间 工序号 工序名 材料牌号 钻孔 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z525夹具编号 夹具名称 切削液三爪卡盘工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终 单件工步工时(s)工步号工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数机动辅助1 钻 18 的孔 9.25 35 0.3 37，82 扩 19.8 的孔 4.53 16.9 0.5 46.8设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字 日期标记处数 更改文件号签字日期目 录机械工程学院车辆工程教研室 12机械加工工序卡片产品型号 零 (部件)图号机械加工工序卡片产品名称 CA6140 法兰盘 零 (部件)名称 CA6140 法兰盘共 10 页第 3 页车间 工序号 工序名 材料牌号 精铰 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终 单件工步工时(s)工步号工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数 机动辅助1 精铰 20 的孔 5 19.3 0.5 43.8设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期 )标记处数更改文件号签字 日期标记处数 更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 13机械加工工序卡片产品型号 零( 部件)图号机械加工工序卡片产品名称CA6140法兰盘 零( 部件)名称CA6140 法兰盘共 10 页第 4页车间 工序号 工序名 材料牌号 半精车 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式车床 CA6140夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终单件工步工时(s)工步号 工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数机动辅助1 半精车 100 端面 8 158.6 0.5 0.7 1 26.42 半精车 100 外圆柱面 8 132 0.2 0.55 1 10.23 半精车 B面 6.7 126 0.5 1.1 1 1354 半精车 90 外面柱面 4.67 51.7 0.28 0.55 1 9.65 半精车 45 端面 9.2 187 0.2 1.2 1 15.66 半精车 45 外圆柱面 9.6 96 0.2 0.7 1 22.27 半精车 90 端面 7.6 134 0.2 0.7 1 16.88 车 100 柱倒角 1.245 74.7 1.5 1 1.89 45 过渡圆弧 1.78 60.8 5 1 1.810 90 柱体倒角 1.1 67 1.5 1 1.811 20 右倒角 7.2 27 1 1 2.1612 3*2退刀槽 5.37 55.78 0.41 3.0 1 2.7设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数更改文件号签字 日期标记处数更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 14机械加工工序卡片产品型号 零(部件) 图号机械加工工序卡片产品名称CA6140法兰盘 零(部件) 名称CA6140 法兰盘共 10 页第5 页车间 工序号 工序名 材料牌号 精车 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数卧式车床 CA6140夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终单件工步工时(s)工步号工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数机动辅助1 精车 100 左端面 8 158.6 0.2 0.8 1 26.42 精车 100 外圆柱面 8 132 0.2 0.55 1 19.83 精车 B面 8 126 0.2 0.55 1 2824 精车 45 外圆柱面 9.75 96 0.2 0.15 2 455 精车 90 端面 7.6 134 0.2 0.3 1 18.6设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字 日期标记处数更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 15机械加工工序卡片产品型号 零(部件)图号机械加工工序卡片 产品名称 CA6140法兰盘 零(部件)名称CA6140 法兰盘共 10 页第 6 页车间 工序号 工序名 材料牌号 粗铣 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号同时加工件数组合机床夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终 单件工步工时(s)工步号工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数 机动辅助1 粗铣距中心线 34mm的平面 0.37 6.9 0.3 5 2 1352 粗铣距中心距 24mm的平面 0.37 6.9 0.3 5 4 360设计(日期)审核(日期)标准化(日期 )会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 16机械加工工序卡片产品型号 零(部件) 图号机械加工工序卡片产品名称CA6140法兰盘 零(部件) 名称CA6140 法兰盘共 10 页第 7 页车间 工序号 工序名 材料牌号 精铣 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数组合机床夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终 单件工步工时(s)工步号工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数机动辅助1 精铣 90 两平面 0.6 11.4 0.2 1 2 135设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字 日期标记处数 更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 17机械加工工序卡片产品型号 零(部件)图号机械加工工序卡片产品名称CA6140法兰盘 零(部件)名称CA6140 法兰盘 共 10 页第8 页车间 工序号 工序名 材料牌号 钻孔 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z525夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终单件工步工时(s)工步号 工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数机动辅助1 钻 4*9 孔 17.68 30 0.13 26.4设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数更改文件号签字 日期标记处数更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 18机械加工工序卡片产品型号 零(部件) 图号机械加工工序卡片产品名称CA6140法兰盘 零(部件) 名称CA6140 法兰盘共 10 页第 9 页车间 工序号 工序名 材料牌号 钻、扩 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z525夹具编号 夹具名称 切削液工序工时 (s)工位器具编号 工位器具名称准终 单件工步工时(s)工步号工 步 内 容工 艺装 备主轴转速(r/s)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数机动辅助1 钻 4mm 孔 39.8 30 0.13 4.82 扩 6mm 孔 26.53 30 0.13 4.2设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字 日期标记处数更改文件号签字日期车辆工程专业课程设计机械工程学院车辆工程教研室 19机械加工工序卡片产品型号 零(部件 )图号机械加工工序卡片产品名称 CA6140 法兰盘 零(部件 )名称 CA6140 法兰盘共 10 页第 10 页车间 工序号 工序名 材料牌号 磨 HT200毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数轻型外圆磨床 MQ1350A夹具编号 夹具名称 切削液工序工时(s)工位器具编号 工位器具名称准终 单件工步工时(s)工步号 工 步