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1、 河北科技学院 学生毕业设计（论文）题目：法兰盘加工工艺编制作 者： 学 号： 系 别：机电工程系 专 业：数控技术 年 级：09级数控二班 指导教师： 完成日期：2012 年 3月 15 日目 录摘要II关键词II1零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析12工艺规程设计22.1确定毛坯22.2基面的选择22.3零件表面加工方法的选择32.4 制定工艺路线42.5机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸的确定52.6确定切削用量8总结17致谢18参考文献19摘 要本次毕业设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程及工艺分析主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件主用的分析和工艺
2、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。根据选好的基准，制定工艺路线，通常制定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。最后，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述，这个设计基本完成。关键词：加工工艺；工艺分析；路线 1零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘。 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
3、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。 454545452 技术要求：1.刻字字形高5mm，刻线宽0.3mm，深0.5mm； 2B面抛光； 3. 100mm外圆无光镀珞。1.2零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mm的端面, 尺寸为mm的圆柱面,两个90mm的端面及上面的4个9mm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34mm和24mm的两个平面. 这组加工表面是以20mm
4、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2.1确定毛坯1)选择毛坯该零件材料为HT200。由于其铸造性能良好，且为中批生产，可选择砂型铸造机器造型。2)毛坯尺寸及公差在后面确定3)设计毛坯图1.确定圆角半径为了减少铸件的应力集中，取铸件的圆角半径为R5。2.确定分模面由零件的结构特征知，可选过轴线的平面为分模面，采用俩箱造型。3.确定起模斜度由于铸件要求加工，按增加壁厚的法确定。查【9】材料成型工艺基础表2.7，取起模斜度为1。4.确定毛坯的热处理方式铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的
5、铸造应力，防止在机械加工过程中出现变形情况。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，可以使加工品质得到保证，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。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
6、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。2.3零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆，孔，端面，槽等，材料为HT200，以公差等级和表面粗糙度要求，参考【3】机械加工工艺手册确定各表面加工方法如下：1） 100mm的左端面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra1.6m，需要粗车，半精车，精车。2） 100mm的外圆柱面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.8m，需要粗车，半精车，
7、精车。3） B面：其中俩端面尺寸精度不高，外圆柱面公差等级为IT9，但表面粗糙度都为Ra0.4，需要粗车，半精车，精车，抛光。4） 90mm右端面：尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra1.6m，需要粗车，半精车，精车。5） 90mm外圆柱面：为未注公差，表面粗糙度为Ra0.4m，需要粗车，半精车，磨削。6） mm外圆柱面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.8m，需要粗车，半精车，精车。7） mm端面：尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra1.6m，需要粗车。8） 20mm孔：公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6m，需要钻孔，粗铰，精铰。9） 距轴线34mm的平面：尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra3.2
8、m，需要粗铣，精铣。10） 距轴线24mm的平面：尺寸精度不高，表面粗糙度为Ra0.4m，需要粗铣，精铣，磨削11）4-9mm的孔：为未注尺寸公差，公差等级按IT14，表面粗糙度Ra6.3m，需要钻。12）4mm及6mm孔：4mm孔公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3m，6mm孔公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2m，需要钻孔，扩孔。2.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，并且使生产成本尽量少。因此按照先加工基准面及先粗后精，并考虑经济效果，该零件的加工路线如下：工序 01 以mm端面及外圆柱面定位，粗车100mm
9、端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90外圆柱面。选用CA6140卧式车床。工序02 以100mm端面及外圆柱面定位，粗车mm端面及外圆柱面，粗车90mm右端面。选用CA6140卧式车床。 工序 03 以100mm端面及外圆柱面定位，钻20mm孔，并粗铰。工序 04 以20mm孔及100mm端面定位，粗铣，精铣90mm圆柱面上的两个平面。选用X52K立式铣床及专用夹具。工序 05 以mm端面及外圆柱面定位，半精车100mm端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90外圆柱面。选用CA6140卧式车床。工序 06 以100mm端面及外圆柱面定位，半精车mm端面，半精车90mm右端面。选用CA6140卧式车床
10、。 工序 07 以mm外圆柱面及90右端面定位，精车100mm端面及外圆柱面，精车B面，倒角。选用CA6140卧式车床。工序 08 以100mm端面及外圆柱面定位，精车mm外圆柱面，精车90mm右端面，倒角，车退刀槽。选用CA6140卧式车床。 工序 09 以100mm端面及外圆柱面定位，精铰20mm孔。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 10 以20mm孔及100mm端面定位，钻4-9mm的孔。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 11 90mm右端面及一个9孔，20mm孔定位，钻4mm孔，扩6mm孔。选用Z525立式钻床及专用夹具。工序 12 以mm端面及外圆柱面定位，磨90mm外圆柱面
11、。选用M1420A磨床。工序 13 以20mm孔及100mm端面定位，磨距轴线24mm的平面。选用M1420A磨床及专用夹具。工序 14 B面抛光。工序 15 划线刻字。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”。2.5机械加工余量，工艺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).mm外圆表面 此外圆表面为IT6级，参照【3】机械加工工艺手册表2-5-1尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序
12、尺寸的公差工序尺寸及公差Ra/m精车外圆0.6450.0170.8半精车外圆1.445.60.0623.2粗车外圆3470.256.3毛坯55022).外圆表面mm 2-5-2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Ra/m精车外圆0.61000.220.8半精车外圆1.410060.0873.2粗车外圆41020.356.3毛坯61062.53)B面中外圆柱面2-5-3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Ra/m抛光0.2450.60.4精车外圆0.845.20.0390.8半精车外圆1460.0623.2粗车3470.256.
13、3毛坯55024)孔20mm2-5-4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Ra/m精铰0.2200.045201.6粗铰0.819.80.08419.83.2钻孔19190.331912.5毛坯05). mm的端面(1）铸件重量为2.8kg，mm端面的单边加工余量为2.03.0，取Z=2.0mm，则铸件的偏差为； (2）精车余量：单边为0.4mm精车公差既为零件公差-0.08；(3）半精车余量：单边为0.6mm，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=1.2m
14、m；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：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
15、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加工前尺寸最大96.795.294.6最小95.294.8894.48加工后尺寸最大96.795.294.694.04最小95.294.8894.4893.96加工余量21.20.60.2加工公差-0.32-0.12-0.082.6确定切削用量切削用量包括背吃刀量，进给量f，和切削速度v。确定顺序是先确定，f，在确定v。我只确定01，02，03, 04, 05， 06， 07工序的切削用量。01工序1.加工条件工件材料：HT200 b=220MPa 机床：CA6140
16、卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2计算切削用量(1) 粗车100mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm2) 进给量f当刀杆尺寸为1625 mm，35mm，以及工件直径为100时，f =0.71.0mm/r按CA6140车床进给量取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度切削速度的计算公式为(寿命T=60min)(m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.8
17、1 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min按CA6140机床转速,取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。(2) 粗车100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度1) 切削深度，单边余量Z=2mm,分二次切除，=1。2) 进给量取f=0.9mm/r3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min 按CA6140机床转速取480r/min 所以实际切削速度= 5)根据检验机床功率公式计算其中2985，1.0，0.65，-0.15， =
18、0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削时消耗功率2.81(KW)CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。6) 校验机床进给系统强度已知主切削力1122.4N.径向切削力公式计算其中1940，0.9，0.6，-0.3，=0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而轴向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0.4，=0.34 =1.17 轴向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取机床导轨
19、与床鞍之间的摩擦系数=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时t=其中l=10mm =4mm =2mm 所以t=0.1min(3)粗车B面1) 切削深度=4。2) 进给量取f=0.9mm/r3) 计算切削速度 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min4)
20、 确定机的主轴转速 ns= 378r/min按CA6140机床转速取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时。t=i ;其中l=30mm t=i=15=1.25(min)(4) 粗车90mm端面1) 切削深度 =1.2mm。2) 进给量取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=122m/min4) 确定机床主轴转速ns= 431r/min按CA6140机床的转速取=480r/min。所以实际切削速度=5)
21、 切削工时t=i ;其中l=22.5mm; =4mm; =0mm; t=i=0.07(min)工序02加工条件：机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12, =0.5mm(1) 粗车mm端面1) 切削深度=1.2mm2) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=187m/min3) 确定机床主轴转速ns= 553r/min按CA6140机床转速取=600r/min。所以实际切削速
22、度=(2) 粗车mm外圆柱面1) 切削深度=2.2。2) 进给量取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min 按CA6140机床取=750r/min。所以实际切削速度=(3) 粗车90mm端面1) 切削深度=1.2。2) 进给量取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2即 =1.44 , =0.8 , =1
23、.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=122m/min4) 确定机床主轴转速ns= 431r/min按CA6140机床取=480r/min。所以实际切削速度=工序 03 (1) 钻18mm孔进给量 f=0.3mm/r。切削工时 t=0.63min。(2) 19.8mm孔进给量 f=0.5mm/r。切削工时 t=0.78min。工序 04 (1) 磨B面及90mm外圆柱面进给量 f=20mm。切削深度 =0.0157/st。切削工时 t=2.5min。(2) 磨90mm外圆柱面进给量 f=20mm。切削深度=0.0157/st。工序 05 (1)钻
24、4-9mm孔进给量 f=0.13mm/r。工序 06(1)钻4mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：选取高速钢麻花钻4.1)进给量取f=0.13mm/r2)切削速度得V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 2388r/min按Z525立式钻床选取=2012r/min。所以实际切削速度=(2) 扩 6mm孔 刀具选取直柄机用铰刀6.1) 进给量取f=0.13mm/r2) 切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 1592r/min按Z525立式钻床取=1426r/min。所以实际切削速度 =工序 07 （1）粗铣距中心线3
25、4mm的平面进给量 f=0.3mm/齿。切削深度 =5mm。（2）粗铣距中心线24mm的平面进给量 f=0.3mm/齿。切削深度 =5mm。（3）精铣上俩平面进给量 f=0.2mm/齿。切削深度 =1mm。最后，将以上部分工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一幷填入机械加工工艺综合卡片。总 结本次课程设计过程中培养了我的综合运用机械制造技术课程及其他课程理论知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我和同学之间互相帮助，共同面对机械制造技术课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在设计过程中，我以下三点体会很深：一、温故而知新。课程设计开始时，对于理论知识学习
26、不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是重拾教材与设计手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是独立思考再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。 二、绘图能力提高。本次设计在绘图的过程中，使用了AUTOCAD、PRO-E、等二维和三维绘图软件，这些都不同程度地使我学到了更多的知识，进一步提高了我绘图识图的能力。三、过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终按期完成了课程设计的任务。由于本人知识有限，实际经验不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处，请老师
27、指正！ 致 谢本论文设计在李老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着李老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，李老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，李老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向李老师表示深深的感谢和崇高的敬意！在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利
28、完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！参考文献1李益民.机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨工业大学出版社,2005.72薛源顺.机床夹具设计.机械工业出版社,2000.113孟少安.机械加工工艺手册.机械工业出版社,1991.94陈宏钧.机械加工技师综合手册.机械工业出版社,2006.75崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社,2006.126张世昌.机械制造技术基础.高等教育出版社,2007.57符炜.实用切削加工手册. 湖南科学技术出版社,20028王绍俊.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社,1985.119柳秉毅.材料成型工艺基础.高等教育出版社,2005.6
