法兰盘加工工艺规程设计.doc

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1、太原工业学院 课 程 设 计 课程名称 机械制造技术基础 设计题目 法兰盘的机械加工工艺规程设计 系别 机械工程系 专业 机电一体化 学号 姓名 指导教师 日期 法兰盘加工工艺规程设计 17 目　录 第一部分 工艺设计说明书 1件图工艺性分析 1.1结构功用分析 1.2零件技术条件分析 1.3零件结构工艺性分析 2毛坯选择 2.1毛坯类型 2.2毛坯余量决定 2.3

2、毛坯－零件合图草图 3机械加工工艺路线确定 3.1加工方法分析确定 3.2加工顺序的安排 3.3定位基准的选择 3.4加工阶段的划分说明 3.5主要机械加工工序简图 4工序尺寸及其公差确定 5设备及其工艺装备确定 6切削用量及工时定额 第二部分 法兰盘机械加工工艺规程 1.机械加工工艺过程卡 2.机械加工工艺卡 第三部分 1.1零件结构功用分析 法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。 1.2零件技术条件分析 1）法兰盘本身精

3、度： 外圆φ70尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra为12.5μm，φ120尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra为12.5μm，内孔φ60公差等级为IT7，φ30尺寸公差等级IT6，φ60表面粗糙度Ra为6.3μm，φ30表面粗糙度Ra为3.2μm， 2）位置精度，右端面相对于基准A的平行度要求为0.02，相对于基准B的垂直度要求为0.04， 70k6的圆相对于基准B的同轴度要求为0.04。 3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。 1. 3零件结构工艺性分析 此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但

4、零件精度要求高，零件选用材料HT200，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。 本次设计的零件图如下： 法 兰 盘 2. 毛坯选择 2.1毛坯类型 1、根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，3-φ11和3-φ18的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工。 2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料 P4表1.2-1），

5、铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-5），选择错型值为0.7（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-4）。 2.2毛坯余量确定 对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 P7表1.2-7），初步将本零件的加工余量定为5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.8. 3．机加工工艺路线确定 3.1加工方法分析确定 该零件是法兰盘，中批量生产。由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。 3.2加

6、工顺序的安排 本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，先以左外圆φ70为粗基准粗车φ70的外圆、长度方向为20的右端面、长度方向为45的右端面和φ120的外圆，调头装夹以右φ70的外圆、长度方向为20的右端面为基准粗车φ70的外圆、长度方向为45的左端面和长度方向为15的左端面，再以粗车后的左外圆φ70为精基准半精车φ70的右外圆、和φ120的外圆粗镗，半精镗φ30的内孔，以φ70的右外圆、长度方向为20的右端面为基准粗镗φ62、φ60、及2x0.5的槽，继续半精镗φ62、φ60、及2x0.5的槽，以φ30的内孔、φ60内孔和长度为45的右端面定位钻3

7、-φ11和3-φ18的孔，然后扩3-φ18的孔，然后磨φ70的左外圆和长度为45和20的左端面，磨φ70的右外圆、长度方向为20的右端面并切出2X0.5的槽然后倒角，以φ70的右外圆、长度方向为20的右端面为基准精镗φ60的孔，，以φ70的左外圆为基准精镗φ30的内孔，然后用浮动镗刀块精镗φ30的内孔。 3.3定位基准选择 先以φ70左外圆为基准加工φ70的右外圆、长度方向为20的右端面和φ120的外圆，再以φ70的右外圆、长度方向为20的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔，以φ30的内孔、长度为45的右端面定位钻孔、扩孔。 3.4加工阶段的划分说明 加工阶段分为：粗加工阶

8、段、半精加工阶段、精加工阶段。 3.5主要机加工工序简图 1、铸 铸造、清理 2、热处理 正火 3、粗车φ70的右外圆、长度方向为20的右端面、长度为45的右端面、φ120 的外圆 4、粗车φ70的左外圆、长度方向为45的左端面和长度方向为20的左端面 5、半精车φ70的右外圆和φ120的外圆、粗镗φ30的内孔、半精镗φ30的内孔 6、粗镗φ60、φ4x62的内孔、半精镗φ60、φ4x62。 7、钻3-φ11的孔 、扩3-φ18的

9、孔 8、热处理：退火 9、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺） 10、清洗吹净 在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。 11、检验 12、表面淬火 13、磨φ70的左外圆和长度为45和20的左端面、磨φ70的右外圆、长度方向为20的右端面并切出C2的槽然后倒角 15、精镗φ60的孔 16、精镗φ30的内孔 17、去毛刺吹净 18、检验 4.工序尺寸及其公差确定 φ70 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸

10、 铸 φ75 1.8 φ751.8 粗车 φ72.2 2.8 0.046 φ72.7 半精车 φ70.4 1.8 0.019 φ70.9 磨削 φ70 0.4 0.019 φ70 φ80 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 φ75 1.8 φ751.8 粗车 φ70.4 4.6 0.22 φ70.4

11、 磨削 φ70 0.4 0.19 φ70 φ120 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 φ125 1.8 φ1251.8 粗车 φ121.5 3.5 1 φ121.5 半精车 φ120 1.5 2 120 φ60 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 φ55 1.8 φ551.8 粗镗 φ58

12、 3 0.19 φ58 半精镗 φ59.5 1.5 0.074 φ59.5 精镗 φ60 0.5 0.03 φ60 φ62 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 φ57 粗镗 5 φ62 φ30 工艺路线 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 铸 φ25 1.8 φ251.8 粗镗 φ27.1 2.1 0.16 φ27.1

13、 半精镗 φ28.6 1.5 0.1 φ28.6 精镗 φ29.6 1 0.039 φ29.6 浮动镗刀块精镗 φ30 0.4 0.02 φ30 20 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 25 粗车 4.5 20.5 ] 磨削 0.5 20 45 工艺路线 工序余量 工序尺寸 铸 50 粗车 4.6 45.4 磨削 0.4 45 φ11

14、工艺路线 工序余量 工序尺寸 钻 11 φ11 φ18 工艺路线 工序余量 工序尺寸 钻 11 φ11 扩 7 φ18 5.设备及其工艺装备确定 所用的设备有：CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。 夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。 刀具有：90度车刀、车用镗刀、铣刀、φ11、φ18、钻头、砂轮、切断刀。 量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。 6．切削用量及工时定额确定 （1）粗车φ70的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、 φ120时

15、：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）（车刀刀杆尺寸BXH取20X30） 切削用量：ap=10.85 由表5.3-1得：f=0.9mm/r 由表5.3-20查得 v=46m/min 则n=318x46/57=256.63=257r/mm 工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min 由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min， 由表3.3-3得：操作机床时间为： （0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min 由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43m

16、in T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15min T基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min 则T总=T1+T2+T3+T4+T基=73.84min （2）粗车φ70的外圆、长度方向为45的左端面和长度方向为20的左端面： 切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=4.6 ，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53m/min，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min 工时定额： 由表3.3

17、-1得：装夹工件时间为0.08min 由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min， 由表3.3-3得：操作机床时间为： 0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min 由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.09+0.08=0.27min T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min 由表5.4-1得机动时间为：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min 由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、T4=15min T基=Ljz/nfap=46

18、0x5/198x0.8x4.6=3.16min 则T总=T1+T2+T基+T3+T4=75.94 （3）半精车φ70的外圆和φ120的外圆、粗镗φ30的内孔、半精镗φ30的内孔： 切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3 由表5.3-2得：f=0.15mm/r 由表5.3-20得：v=100m/min 则n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min 工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15min T基=135x5/578x0.15x3=2.29min T总1=T1+T2+T3+T4+T基=74.

19、79min 粗镗φ30的内孔： 切削用量： ap=2.1 由表5.3-3得f=0.3mm/r 由表5.3-20得v=110m/min 则n=318v/d=318x110/31=1129r/min 工时定额：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7min T总2=76.64min 半精镗φ30的内孔： 切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=115m/min 则n=318v/d=318

20、x115/33=1108r/min 工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1min T总3=76.47min则T总=227.9min (4) 粗镗φ60、φ4x62、、半精镗φ60、φ4x62时：切削用量： ap=7 由表5.3-3得f=0.5mm/r 由表5.3-20得v=67m/min 则n=318v/d=318x67/57=374r/min 工时定额：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=1

21、5min T基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55min T总1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min 半精镗φ60、φ4x62时：切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min 工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min T基=100x5/590x0.15x1.5=3.77min T总2=80.27min (5) 钻3-φ11的孔： 切削用量：ap=

22、15 由表7.3-1得f=0.6mm/r 由表7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min 工时定额： T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35) T基=15X11/347X0.6X15=0.05 min 由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17 min 由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15 min 由表3.3-11得操作时间为0.4 min 由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min 则T1=0.76 min

23、 T3=47 min T4=15 min T总1=62.81min 扩3-φ18的孔： 切削用量：ap=10 由表7.3-2得f=0.6mm/r 由表7.3-12得v=25.1m/min 则n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min 工时定额：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min 【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】 由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min 由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min

24、由表3.3-11得操作机床时间为0.42 min 由表3.3-12得测量工件时间为0.05min T1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06min T总2=62.89 min T总=125.7 min （6）磨φ70的左外圆和长度为45和20的左端面： 切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min 则n =318v/d=318X22/80=88r/min 工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min 由表

25、3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08min T1=0.51min T3=60min T4=15min T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09min T总1=78.6min 磨φ70的右外圆、长度方向为20的右端面并切出2X0.5的槽然后倒角 切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min 则n =318v/d=318X22/52=135r/min 工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min 由表3.3-15得操作时间为0

26、.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.21min T1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91min T总2=77.55min T总=156.15min (7) 精镗φ60的孔： 切削用量：ap=0.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 则n=318v/d=318x115/62=590r/min 工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min T基=70x5/

27、590x0.15x0.5=7.9min T总=84.4min (10) 精镗φ30的内孔： 切削用量：ap=1 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=123m/min 则n=318v/d=318x123/36=1087r/min 工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53min T总=77min 参考文献 [1] 戴曙.金属切削机床[M]. 北京：机械工业出版社.1993:21-32. [2] 濮良贵

28、，纪名刚.机械设计[M]. 第八版.北京：高等教育出版社.2006.5：186-204. [3] 华东纺织工学院，哈尔滨工业大学，天津大学.机床设计图册[M].上海：上海科学技术出版社，1979. [4] 徐灏.机械设计手册［M］. 第二版.北京：机械工业出版社，2001. [5] 廖念钊、莫雨松.互换性与技术测量［M］.北京:中国计量出版社，2002 [6] 禹金云、吴晓.材料力学［M］.湖南:中南工业大学出版社，1998 [7] 贾亚洲. 金属切削机床概论［M］. 北京：机械工业出版社,1996. [8] 黄茂林.机械原理［M］.重庆大学出版社，2002. [9] 张俊生.

29、金属切削机床与数控技术［M］. 北京：机械工业出版社，1994. [10] 机械制造技术基础.高等教育出版社，2001 法兰盘 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 2 页 第 1 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸铁 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工序号 工 名 序 称 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 工 时

30、 准终 单件 1 铸 铸造，清理 2 热处理 正火 3 粗车 粗车φ70外圆，长度为20的右端面，45的右端面、 φ120的外圆 CA6140 三爪卡盘、游标卡尺、车刀 1.54min 73.84min 4 粗车 粗车φ70外圆、45左端面、20左端面 CA6140 三爪卡盘、游标卡尺、车刀 1.57min 75.94min 5 半精车 半精车φ70外圆， φ120的外圆、粗镗φ30的内孔、半精镗φ30的内孔 CA6140 三爪卡盘、游标卡尺、千分尺、车刀、车用镗刀、 2.4 227.9 6 粗镗

31、 粗镗φ60、φ4x62、半精镗φ60、φ4x62 CA6140 三爪卡盘、游标卡尺、千分尺、车用镗刀、车刀 5.1 230.45 8 钻 钻3-φ11的孔、扩3-φ18的孔 钻床 专用夹具、游标卡尺、φ11的钻头、φ18的扩孔钻头 1.55 125.7 9 热处理 退火 班 级 制 定 审 核 指 导 日期 1 法兰盘 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 2 页 第 2 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种

32、 类 铸铁 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工序号 工 名 序 称 工 序 内 容 钳工台 清洗机 虎钳、锉刀 10 去毛刺 去除机械加工所留下的毛刺 检验台上 游标卡尺、千分尺 11 清理并吹净 在乳化液中清洗零件保证没有赃物并吹净 12 检验 检验以上加工尺寸 外圆磨床 游标卡尺、千分尺、砂轮、卡规、 1.15 156.15 13 热处理 表面淬火 镗床 塞规、镗刀 1.2

33、84.4 14 磨 磨φ70的左外圆、20的左端面及45的左端面、磨φ70的右外圆、20的右端面并切出2x0.5的槽后倒角 镗床 千分尺、镗刀 0.4 77 15 精镗 精镗600.015的内孔 镗床 塞规、浮动镗刀块 0.4 78.84 16 精镗 精镗φ30的内孔 钳工台 17 去毛刺吹净 去除所有残余的毛刺 钳工台 虎钳、锉刀 18 检验 检验 检验台上 游标卡尺、千分尺、塞规、卡规 班 级 制 定 审 核 指 导 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零

34、件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 3 粗车φ70外圆，长度为20的右端面，45的右端面、φ120 的外圆 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 CA6140 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 1.54 73.84 工步号 工

35、步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 安装 三爪卡盘 0 0 0 0 2 粗车φ70外圆 三爪卡盘、车刀、游标卡尺 257 46 0.9 2.8 2 0 1.54 3 粗车20右端面 三爪卡盘、车刀、游标卡尺 257 46 0.9 2.25 2 0 1.54 4 粗车45右端面 三爪卡盘、车刀、游标卡尺 257 46 0.9 2.3 2

36、 0 1.54 5 粗车φ120的外圆 三爪卡盘、车刀、游标卡尺 257 46 0.9 3.5 2 0 1.54 班 级 制 定 审 核 指 导 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 5 半精车φ70外圆， φ120的外圆、粗镗φ30的内孔、半精镗φ30的内孔 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造

37、 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 CA6140 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 2.4 227.9 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 安装 三爪卡盘 0 0 0 0 2 半精车φ70的右外圆 三爪卡盘、千分尺、车刀 578 1

38、00 0.15 1.8 1 0.3 1.2 3 半精车φ120的外圆 三爪卡盘、游标卡尺、车刀 578 100 0.15 1.5 1 0.3 1.2 4 粗镗φ30的内孔 三爪卡盘、千分尺、车用镗刀 1129 110 0.3 2.1 1 0.14 0.8 5 半精镗φ30的内孔 三爪卡盘、千分尺、车用镗刀 1108 115 0.15 1.5 1 0.07 0.4 班 级 制 定 审 核 指 导 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称

39、法兰盘 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 15 精镗φ60的内孔 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 1.2 84.4 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次

40、数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 安装 三爪卡盘 0 0 0 0 2 精镗φ60的内孔 三爪卡盘、塞规、镗刀 590 115 0.15 0.5 1 0.3 1.2 班 级 制 定 审 核 指 导 日期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 16 精镗φ30的内孔 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸

41、 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 夹具编号 夹具名称 切削液 三爪卡盘 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 0.4 78.84 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 安装 三爪卡盘 0 0 0 0 2 精镗φ30的内孔 三爪卡盘、塞规、浮动镗刀块 1237 140 0.15 0.4 1 0.07 0.4 班 级 制 定 审 核 指 导 日期