CA6140车床法兰盘831004机械加工工艺规程及车100外圆夹具设计【含CAD图纸、说明书】【三维SolidWorks】

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磨削Ø100右端面、Ø90左端面和B面，及 Ø45外圆面靠两端面 M131W万能磨床 专用磨床夹具 A46KVP300X50X230砂轮 千分尺 100 磨削 Ø90突台距离轴线24mm的侧平面 卧轴矩台平面磨床M7112 专用磨床夹具 P平行砂轮200×20×75 卡板 110 抛光B面 抛光 M131W万能磨床 专用磨床夹具 PZA单面凹带锥砂轮300*40*127 卡板 120 刻字划线 130 Ø100外圆镀铬 140 检测入库 编 制 校 核 审 查 共 2 张 第 2 张 毕业设计（论文） 题 目 班 级 姓 名 指导教师 目 录 1、摘要……………………………………………………………………3 2、设计任务………………………………………………………………4 3、计算生产纲领、确定生产类型………………………………………4 4、零件的分析……………………………………………………………4 5、工艺规程设计…………………………………………………………4 5、1确定毛坯的制造形式 ………………………………………………4 5、2基面的选择 …………………………………………………………6 5、3制定工艺路线 ………………………………………………………6 5、4确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸,设计、绘制毛坯图………10 5、5确定切削用量、基本工时(机动时间) ……………………………11 6、夹具设计………………………………………………………………36 6、1设计要求 ……………………………………………………………36 6、2夹具设计的有关计算 ………………………………………………37 6、3夹具结构设计及操作简要说明 ……………………………………38 7、参考文献 ………………………………………………………………39 摘要 机械制造工艺毕业设计是在我们基本完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。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。 通过本次毕业设计，应该得到下述各方面的锻炼： 1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 加强使用软件及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。 能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于刘立新、吴长龙老师的悉心指导，还有就是我们同学的努力。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢两位老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。 本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正。 关键词：机械 工艺路线 夹具 生产 2、零件作用及设计任务 CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。 分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。 3、计算生产纲领、确定生产类型 设计题目给定的零件是CA6140车床法兰盘（0404）零件，零件年产量为50万是大批量,，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+备品率 + 机械加工废品率)=50×1(1+4%+1%)=52.5万(件/年)。 法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为大批生产。 零件的分析 （一） 零件的作用 CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。 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；外圆上钻有底部为上部为定位孔，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 CA6140车床法兰盘共有两组加工的表面。 先分述如下： 1． 以mm孔为精基准的加工表面。 这一组加工表面包括：一个 的孔及其倒角；一个外圆及其倒角；外圆及其倒角；外圆及其倒角；外圆及其倒角；两端面（分别距离轴为24mm和34mm两端）；左端面和Φ90右端面；通孔。 2.以Φ90右端面为加工表面。 这一组加工表面包括：右端面；Φ90左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求： （1） 左端面与轴形位公差0.03mm。 （2） 右端面与轴形位公差0.03mm。 （3） 孔轴线与右端面位置公差0.6mm，同时与轴线垂直相交，并且与端洗平面（距离轴线为24mm）垂直。 经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。 工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 1．零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单， 而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 2.在铸造当中为了避免铸件浇不到和冷隔等缺陷，应要求铸件壁厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚，铸件的内壁厚度应小于外壁厚。 金属型铸件最小壁厚：铸件轮廓尺寸 ≤200×200灰铸铁≈6mm。我们零件的最小轮廓尺寸是8 mm，已经符合要求。 3.较小的孔和槽，或铸件的壁很厚，则不宜铸出，直接用机械加工成孔反而方便，对中心线位置要求高的孔不宜指出，这是因为铸出后很难保证中心度精确，用钻头扩孔无法纠正其中心位置。我的零件是最小的孔是，还有和。我这几个孔都没有铸造出来，这也是我们注意的一点！我选择的铸造的粗糙度是：初步选择的加工余量6.0mm。铸件缺陷层，粗糙度，还根据铸造机械加工余量的估算公式：计算出来的结果加工余量A=3.8MM，经过相关资料的总结的加工余量的外圆的加工余量A=6MM,其他加工面都是A=5MM。 4.金属型铸造要求的条件:符合100或100以下的铸件,结构简单,经济合理性为成批\大量生产.这也基本满足条件!我就选择金属型铸造。 总之:零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。 （二）基面的选择 工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。 （1）粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则，现选取右边外圆及的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45外圆可同时削除 五个自由度，再以 90的右端面定位可削除一个自由度。 对外圆 、、和（共两块V形块加紧，限制４个自由度，底面两块支撑板定位面限制1个自由度，使缺少定位，不过是可以靠两个V形块来加紧力来约束Ｚ轴的扭转力，然后进行钻削）的的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。 （2）精基准的选择。以为精基准加工表面。 这一组加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。因为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，此处不再重复。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点，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，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案一 一 工艺路线方案一 工序Ⅰ 1.Φ100粗车左端面。2、粗车Φ90左侧面。3、粗车Φ100外圆。4、粗车左Φ45外圆。5、Φ100粗车右端面。 工序Ⅱ 1、粗车右Φ45右端面。2、粗车Φ90右侧面。3、粗车右Φ45外圆。4、粗车Φ90外圆。 工序Ⅲ 钻、扩、粗铰、精铰孔并车孔左端的倒角。 工序Ⅳ 1、半精车 左、右端面、 2、左端面，精车 左端面、左端面。半精车外圆、 、、4、半精车柱体的过度倒圆。5、车柱体上的倒角C1.5。 工序Ⅴ 1、半精车、精车右端面。2、车槽3×2。3、倒角C7×45和C1×45。 工序Ⅵ 精车左端面、右端面 工序Ⅶ 粗铣、精铣柱体的两侧面。 工序Ⅷ 钻 4孔，铰 6孔。 工序Ⅸ 钻 孔。 工序Ⅹ 磨削B面，即 外圆面、 右端面、 左端面。 工序Ⅺ 磨削外圆面 ，。 工序Ⅻ 磨削突台距离轴线24mm的侧平面。 工序ⅩⅢ 刻字刻线。 工序XIV 镀铬。 工序XV 检测入库。 2.工艺路线方案二 工序ⅠⅠ 粗车 柱体左端面。 工序Ⅱ 粗加工Φ20孔 1、钻中心孔Φ18。2、扩孔Φ19.8。 工序Ⅲ 粗车 100柱体右端面，粗车 90柱体左端面，半精车 100左、右端面、 90左端面，精车 100左端面、 90左端面，粗车外圆 45 、 100、 90，半精车外圆 45 、 90、 100、，车 100柱体的倒角，车 45 柱体的过度倒圆。 工序Ⅳ 粗车、半精车、精车 90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆 外圆及倒角。 工序Ⅴ1、粗铰Φ19.94。2、精铰Φ20。 工序Ⅵ 精车左端面、右端面。 工序Ⅶ 铣Φ90上两平面1、粗铣两端面。2、精铣两端面。 工序Ⅷ 钻 Φ4孔，铰Φ6孔 工序Ⅸ 钻 4×Φ9透孔 工序Ⅹ 磨右Φ45外圆，外圆Φ100，外圆Φ90。磨B面，即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面 工序Ⅺ 磨Φ90上距轴心24平面 工序Ⅻ B面抛光 工序XIII 刻字刻线 工序XIV Φ100外圆镀铬 工序XV 检验入库 3. 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原则来加工的，先粗加工半精加工精加工。给钻孔确定基准，确保孔的行位公差，不过一次性加工好，同时零件要求很高的，在后面的加工会对它的精度的影响，并且左端面和右端面要与轴有一定位置公差，这样很难保证它们的位置的准确性。而方案二是只给钻孔保证底座平面度，不过钻头的下钻时不能准确定位，会影响的位置公差，从而也影响后面加工的左端面和右端面的端面跳动。不过在方案二中粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ19.94。2、精铰Φ20，放在精车左端面、右端面前面，这样确保左端面和右端面要与轴有一定位置公差。我们小组综合的方案如下： 工序Ⅰ 粗车零件左端 1、Φ100粗车左端面。2、粗车Φ90左侧面。3、粗车Φ100外圆。4、粗车左Φ45外圆。5、Φ100粗车右端面。 工序Ⅱ 粗车零件右端 1、粗车右Φ45右端面。2、粗车Φ90右侧面。3、粗车右Φ45外圆。4、粗车Φ90外圆。 工序Ⅲ 粗加工Φ20孔 1、钻中心孔Φ18。2、扩孔Φ19.8 工序Ⅳ 半精车零件左端 1、半精车Φ100左端面。2、半精车Φ90左侧面。3、半精车Φ100外圆。 4、半精车左Φ45外圆。5、半精车Φ90外圆并倒角C1.5。6、车过渡圆角R5。7、半精车Φ100右侧面。8、倒角C1.5。 工序Ⅴ 半精车零件右端 1、半精车右Φ45。2、半精车Φ90右侧面。3、半精车右Φ45外圆。右端面4、倒角C7。5、切槽3×2。 工序Ⅵ 精加工Φ20孔 1、粗铰Φ19.94。2、精铰Φ20。 工序Ⅶ精车 1、精车Φ100左端面。2、倒角1×1.5（Φ20）。3、精车Φ90右侧面。4、倒角1×1.5（Φ20）。 工序Ⅷ 铣Φ90上两平面 1、粗铣两端面。2、精铣两端面 工序Ⅸ 钻 Φ4孔，铰Φ6孔 工序Ⅹ 钻 4×Φ9透孔 工序Ⅺ 磨外圆Φ100，右Φ45外圆，外圆Φ90。磨B面，即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面 工序Ⅻ 磨Φ90上距轴心24mm平面 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻字刻线 工序XV Φ100外圆镀铬 工序XVI 检验入库。 总工艺方案的分析：我们的总方案基本克服了一二方案的缺点，继承它们的优点。可以做到先粗加工半精加工精加工，粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ19.94。2、精铰Φ20，放在精车左端面、右端面前面，这样确保左端面和右端面要与轴有一定位置公差。可以确保加工面精度。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “CA6140车床法兰盘”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.6kg，生产类型大批量，金属型铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 车外圆表面加工余量及公差。 查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取外圆表面长度余量均为2Z=6mm（均为双边加工） 车削加工余量为： 粗车: 2× 2.5mm 半精车: 2×0.3mm 精车 : 2×0.16mm 公差：径向的偏差为mm 2.车 、、端面和、外圆表面加工余量： 粗车 2× 2mm 半精车 2×0.3mm 精车 : 2×0.16mm 3.钻孔（） 查《工艺手册》表2.2～2.5，先钻出来直径是18mm, 工序尺寸加工余量： 钻孔 18mm 扩孔 0.9mm 粗铰孔 0.07 mm 精铰 0.03mm 公差：径向的偏差为mm 4.钻孔（） 一次性加工完成，加工余量为2Z=9mm 5.铣削加工余量： 粗铣：9mm（离中心轴为34 mm） 精铣：2 mm 粗铣：18mm (离中心轴为24 mm) 精铣：3 mm 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （五）确定切屑用量及基本工时 工序Ⅰ (一).粗车Ф100左端面 （1）选择刀具 选用93°偏头端面车刀，参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角为6°，主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角为－10°。 （2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量ap (即切深ap) 粗车的余量为2mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度6mm，所以一次走刀完成即ap=2mm。 （b）确定进给量f 查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25㎜^2、工件直径100mm、切削深度ap=2mm，则进给量为0.8~1.2mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－3查取横向进给量取f =0.92mm/r。 (c)选择磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后刀面最大磨损量为0.8~1.0mm。焊接车刀耐用度T=60min。 (d) 确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（180~199HBS），ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.28，查得切削速度的修正系数为：Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ = V×Ktv×Kkv×Kkrv×Kmv×Ksv×KTv =1.05×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =44m/min 其中：Ktv为刀具材料改变时切削速度的修正系数。 KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。 Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。 Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。 Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。 Ksv为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。 则：n = 1000V’/（ЛD）=140r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与140r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = 42.7m/min。 (e)校验机床功率 车削时功率P 可由《切削用量简明手册》表1.25查得：在上述各条件下切削功率P =1.7~2.0KW，取2.0KW。由于实际车削过程使用条件改变，根据《切削用量简明手册》表1.29-2，切削功率修正系数为：Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。 其中：Kkrfz为主偏角变化时切削力的修整系数。 Krofz为车刀前角变化时切削力的修整系数。 Kλsfz为刃倾角变化时切削力的修整系数。 Krζfz为车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。 则：修整后的 P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz = 1.55KW 根据C365L车床当n =136r/min时，车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P’

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