機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)CA6140法蘭盤零件的機(jī)械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備（批量生產(chǎn)） 目 錄 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書..............................................Ⅱ 序言....................................................................Ⅲ 一、零件分析............................................................1 （一）零件的作用........................................................1 （二）零件的工藝分析....................................................1 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)........................................................2 （一）確定毛坯的制造形式................................................2 （二）基面的選擇........................................................2 （三）制定工藝路線......................................................3 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定............................6 （五）確定切削用量及基本工時(shí)............................................7 三、夾具設(shè)計(jì)...........................................................28 （一）機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用.......................................28 （二）定位誤差分析.....................................................29 （三）切削力及夾緊力的計(jì)算.............................................29 （四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明.........................................30 （五）、夾具裝配圖設(shè)計(jì)..................................................31 總結(jié)...................................................................32 參考文獻(xiàn)...............................................................33 附圖（六幅） I 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目: 設(shè)計(jì)CA6140車床法蘭盤零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程（大批生產(chǎn)） 要求： 材料 HT200 外圓無光鍍鉻 刻字字形高5mm，刻線寬0.3mm，深0.5mm B面拋光 內(nèi)容： 1. 零件圖 1張 2. 毛坯圖 1張 3. 機(jī)械加工工藝過程卡片 1張 4.?夾具裝配圖 1張 5.?夾具零件圖 1～3張 6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1份 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 2013 年 7 月 8 日 II 序言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和進(jìn)行了一定專業(yè)實(shí)習(xí)之后讓學(xué)生獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程獲得工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)也是為了畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)可以使學(xué)生在下述三方面得到鍛煉： （1） 能把機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論和在專業(yè)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)有機(jī)的相結(jié)合，從而解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，從而確保零件的加工質(zhì)量。 （2） 提高學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過針對(duì)某一典型零件的夾具（或量具）的設(shè)計(jì)，從而使學(xué)生能夠通過所給出的被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效率、低成本、裝夾簡單、省力、省時(shí)而能保證加工質(zhì)量的夾具。 （3） 鍛煉學(xué)生使用手冊(cè)及圖表資料的能力。能夠熟練地依據(jù)給定的任務(wù)而查找相關(guān)的資料、手冊(cè)及圖表并掌握其中的設(shè)計(jì)信息用于設(shè)計(jì)參數(shù)的確定。 就我個(gè)人而言，通過這次設(shè)計(jì)，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等。并學(xué)會(huì)了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、和國家標(biāo)準(zhǔn)等，最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)到了很多課堂上沒有學(xué)到的東西。 本說明書主要是CA6140臥式車床上的法蘭盤的有關(guān)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)說明,由于本身能力水平有限，設(shè)計(jì)存在許多錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)老師給予指正，謝謝。 III 一、零件的分析 （一） 零件的作用: CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個(gè)軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。 零件是CA6140臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標(biāo)明刻度，實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給。零件的 Φ100外圓上標(biāo)有刻度線，用來對(duì)齊調(diào)節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為上部為定位孔，實(shí)現(xiàn)精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩的標(biāo)明通過，本身沒有受到多少力的作用。 （二） 零件的工藝分析： CA6140車床法蘭盤共有兩組加工的表面。先分述如下： 1． 以mm孔為精基準(zhǔn)的加工表面。 這一組加工表面包括：一個(gè) 的孔及其倒角；一個(gè)外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；兩端面（分別距離軸為24mm和34mm兩端）；左端面和Φ90右端面；通孔。 2.以Φ90右端面為加工表面。 這一組加工表面包括：右端面；Φ90左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求： （1） 左端面與軸形位公差0.03mm。 （2） 右端面與軸形位公差0.03mm。 （3） 孔軸線與右端面位置公差0.6mm，同時(shí)與軸線垂直相交，并且與端洗平面（距離軸線為24mm）垂直。 經(jīng)過對(duì)以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準(zhǔn)，加工出精基準(zhǔn)所在的加工表面，然后借助專用夾具對(duì)其他加工表面進(jìn)行加工，保證它們的位置精度。 零件圖如下（附圖1）： 圖1 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一)確定毛坯的制造形式： 零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，是大批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。 零件形狀并不復(fù)雜，而且零件加工的輪廓尺寸不大,因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再?zèng)Q定。,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。 毛坯圖如下（附圖2）： 圖2 （二）基面的選擇： 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于法蘭盤零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取右邊外圓及的右端面的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤夾緊外圓可同時(shí)削除 五個(gè)自由度，再以的右端面定位可削除一個(gè)自由度。 對(duì)外圓 、、和（共兩塊V形塊加緊，限制４個(gè)自由度，底面兩塊支撐板定位面限制1個(gè)自由度，使缺少定位，不過是可以靠兩個(gè)V形塊加緊力來約束Ｚ軸的扭轉(zhuǎn)力，然后進(jìn)行鉆削）的加工，這樣對(duì)于回轉(zhuǎn)體的發(fā)蘭盤而言是可以保證相關(guān)面的標(biāo)準(zhǔn)，確保的圓周度。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。以為精基準(zhǔn)加工表面。這一組加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。因?yàn)橹饕獞?yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線: 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序Ⅰ Φ100粗車左端面。粗車Φ90左側(cè)面。粗車Φ100外圓。粗車左Φ45外圓。Φ100粗車右端面。 工序Ⅱ 粗車右Φ45右端面。粗車Φ90右側(cè)面。粗車右Φ45外圓。粗車Φ90外圓。 工序Ⅲ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔并車孔左端的倒角。 工序Ⅳ 半精車 左、右端面、 左端面，精車 左端面、左端面。半精車外圓、 、、半精車柱體的過度倒圓。車柱體上的倒角C1.5。 工序Ⅴ 半精車、精車右端面。車槽3×2。倒角C7×45和C1×45。 工序Ⅵ 精車左端面、右端面 工序Ⅶ 粗銑、精銑柱體的兩側(cè)面。 工序Ⅷ 鉆Φ4孔，鉸Φ6孔。 工序Ⅸ 鉆 孔。 工序Ⅹ 磨削B面，即 外圓面、 右端面、 左端面。 工序Ⅺ 磨削外圓面 ，。 工序Ⅻ 磨削突臺(tái)距離軸線24mm的側(cè)平面。 工序ⅩⅢ 刻字刻線。 工序XIV 鍍鉻。 工序XV 檢測入庫。 2.工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗車 柱體左端面。 工序Ⅱ 粗加工Φ20孔：鉆中心孔Φ18，擴(kuò)孔Φ19.8。 工序Ⅲ 粗車 100柱體右端面，粗車 90柱體左端面，半精車 100左、右端面、 90左端面，精車 100左端面、 90左端面，粗車外圓 45 、 100、 90，半精車外圓 45 、 90、 100、，車 100柱體的倒角，車 45 柱體的過度倒圓。 工序Ⅳ 粗車、半精車、精車 90右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓 外圓及倒角。 工序Ⅴ 粗鉸Φ19.94。精鉸Φ20。 工序Ⅵ 精車左端面、右端面。 工序Ⅶ 銑Φ90上兩平面1、粗銑兩端面。2、精銑兩端面。 工序Ⅷ 鉆 Φ4孔，鉸Φ6孔 工序Ⅸ 鉆 4×Φ9透孔 工序Ⅹ 磨右Φ45外圓，外圓Φ100，外圓Φ90。磨B面，即 左Φ45外圓面、 Φ100右端面、Φ90左端面 工序Ⅺ 磨Φ90上距軸心24平面 工序Ⅻ B面拋光 工序XIII 刻字刻線 工序XIV Φ100外圓鍍鉻 工序XV 檢驗(yàn)入庫 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩種工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原則來加工的，先粗加工半精加工精加工。給鉆孔確定基準(zhǔn)，確?？椎男形还睿贿^一次性加工好，同時(shí)零件要求很高的，在后面的加工會(huì)對(duì)它的精度的影響，并且左端面和右端面要與軸有一定位置公差，這樣很難保證它們的位置的準(zhǔn)確性。而方案二是只給鉆孔保證底座平面度，不過鉆頭的下鉆時(shí)不能準(zhǔn)確定位，會(huì)影響的位置公差，從而也影響后面加工的左端面和右端面的端面跳動(dòng)。不過在方案二中粗鉆擴(kuò)和鉸是分開加工，粗鉸Φ19.94。2、精鉸Φ20，放在精車左端面、右端面前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差。綜合的方案如下： 工序Ⅰ Φ100粗車左端面。粗車Φ90左側(cè)面。粗車Φ100外圓。粗車左Φ45外圓。Φ100粗車右端面。 工序Ⅱ 粗車右Φ45右端面。粗車Φ90右側(cè)面。粗車右Φ45外圓。粗車Φ90外圓。 工序Ⅲ 鉆中心孔Φ18。擴(kuò)孔Φ19.8 工序Ⅳ 半精車Φ100左端面。半精車Φ90左側(cè)面。半精車Φ100外圓。半精車左Φ45外圓。半精車Φ90外圓并倒角C1.5。車過渡圓角R5。半精車Φ100右側(cè)面。倒角C1.5。 工序Ⅴ 半精車右Φ45。半精車Φ90右側(cè)面。半精車右Φ45外圓、右端面。倒角C7。切槽3×2。 工序Ⅵ 粗鉸Φ19.94。精鉸Φ20。 工序Ⅶ 精車Φ100左端面。倒角1×1.5（Φ20）。精車Φ90右側(cè)面。倒角1×1.5 工序Ⅷ 粗銑Φ90兩端面。精銑兩端面 工序Ⅸ 鉆 Φ4孔，鉸Φ6孔 工序Ⅹ 鉆 4×Φ9透孔 工序Ⅺ 磨外圓Φ100，右Φ45外圓，外圓Φ90。磨B面，即 左Φ45外圓面、 Φ100右端面、Φ90左端面 工序Ⅻ 磨Φ90上距軸心24mm平面 工序XIII B面拋光 工序XIV 刻字刻線 工序XV 鍍鉻 工序XVI 檢驗(yàn)入庫。 總工藝方案的分析：本方案基本克服了一二方案的缺點(diǎn)，繼承它們的優(yōu)點(diǎn)?？梢宰龅较却旨庸ぐ刖庸ぞ庸ぃ帚@擴(kuò)和鉸是分開加工，粗鉸Φ19.94。2、精鉸Φ20，放在精車左端面、右端面前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差。可以確保加工面精度。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛壞尺寸的確定： “CA6140車床法蘭盤”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.6kg，生產(chǎn)類型大批量，金屬型鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 車外圓表面加工余量及公差。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表2.2～2.5，取外圓表面長度余量均為2Z=6mm（均為雙邊加工） 車削加工余量為： 粗車: 2× 2.5mm 半精車: 2×0.3mm 精車 : 2×0.2mm 公差：徑向的偏差為mm 2.車 、、端面和、外圓表面加工余量： 粗車 2× 2mm 半精車 2×0.3mm 精車 : 2×0.2mm 3.鉆孔（） 查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，先鉆出來直徑是18mm, 工序尺寸加工余量： 鉆孔 18mm 擴(kuò)孔 0.9mm 粗鉸孔 0.07 mm 精鉸 0.03mm 公差：徑向的偏差為mm 4.鉆孔（） 一次性加工完成，加工余量為2Z=9mm 5.銑削加工余量： 粗銑：9mm（離中心軸為34 mm） 精銑：2 mm 粗銑：18mm (離中心軸為24 mm) 精銑：3 mm 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 （五）確定切屑用量及基本工時(shí)： 工序Ⅰ 1.粗車Ф100左端面 （1）選擇刀具 選用93°偏頭端面車刀，參看《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》車床選用C365L轉(zhuǎn)塔式車床，中心高度210mm。參看《切削用量簡明手冊(cè)》選擇車刀幾何形狀，前刀面形狀為平面帶倒棱型，前角為10°，后角為6°，主偏角93°,副偏角為10°,刀尖角圓弧半徑0.5，刃傾角為－10°。 （2）確定切削用量 （a）確定背吃刀量ap 粗車的余量為2mm。由于刀桿截面取最大吃刀深度6mm，所以一次走刀完成即ap=2mm。 （b）確定進(jìn)給量f 查《切削用量簡明手冊(cè)》：加工材料HT200、工件直徑100mm、切削深度ap=2mm，則進(jìn)給量為0.8~1.2mm/r。再根據(jù)C365L車床及《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2－3查取橫向進(jìn)給量取f =0.92mm/r。 (c)選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.9，取車刀后刀面最大磨損量為0.8~1.0mm。焊接車刀耐用度T=60min。 (d) 確定切削速度V 根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.11當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工HT200（180~199HBS），ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于實(shí)際情況，在車削過程使用條件的改變，根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.28，查得切削速度的修正系數(shù)為： 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。則修正后的 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為刀具材料改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)。 KTv為刀具耐用度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)。 Kkv為切削方式改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)。 Kkrv為車刀主偏角改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)。 Kmv為工件材料的強(qiáng)度和硬度改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)。 Ksv為毛胚表面狀態(tài)改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)。 則： n = 1000V’/（ЛD）=140r/min 按C365L車床轉(zhuǎn)速（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2－2）選擇與140r/min相近似 的機(jī)床轉(zhuǎn)速n =136r/min,則實(shí)際切削速度V = 42.7m/min。 (e)校驗(yàn)機(jī)床功率 車削時(shí)功率P 可由《切削用量簡明手冊(cè)》表1.25查得：在上述各條件下切削功率P =1.7~2.0KW，取2.0KW。由于實(shí)際車削過程使用條件改變，根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》表1.29-2，切削功率修正系數(shù)為：Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。 其中：Kkrfz為主偏角變化時(shí)切削力的修整系數(shù)。 Krofz為車刀前角變化時(shí)切削力的修整系數(shù)。 Kλsfz為刃傾角變化時(shí)切削力的修整系數(shù)。 Krζfz為車刀刀尖圓弧半徑變化時(shí)切削力的修整系數(shù)。 則：修整后的 P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz = 1.55KW 根據(jù)C365L車床當(dāng)n =136r/min時(shí)，車床主軸允許功率PE=7.36KW。因P’

展開閱讀全文