毕业设计：CA6140车床法兰盘.doc

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1、1序言毕业设计是在我们完成了全部基础课、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。这是我们在进行社会实践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后占有重要的地位。通过本次设计，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）学会使用手册

2、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，首先得助于陈老师的悉心指导，还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。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。但在我们小组

3、成员的共同努力下，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，十分感谢陈老师的细心指导，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，谢谢！21 零件的分析1.1 零件的作用题目给的零件是 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

4、纵向进给。零件的 100 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 6mm 上部为4mm 的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则是给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。1.2 零件的工艺分析法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：一 、以 45 外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：100 外圆，端面及倒角； 45 外圆及过度倒圆； 20 内孔及其左端倒角。二 、以 90 外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：100 端面，45 外圆及端面，倒角；切槽 32； 内孔的右端倒角。三 、以 20 的孔为中

5、心加工表面这一组加工表面包括：100 外圆及端面； 90 外圆及端面，侧面； 45 外圆； 45 外圆，过度圆角；4*9 孔和同轴的 20 孔。它们之间有一定的位置要求，主要是：（一）100mm 左端面与 45mm 孔中心轴的跳动度为 0.6 ；（二）90mm 右端面与 45mm 孔中心轴线的跳动度为 1.6 ；（三）45mm 的外圆与 20mm 孔的圆跳动公差为 1.6 。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。 2 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状零件材料是 HT200。零件年产量是中批量,而且

6、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。零件形状并不复杂，因此毛坯形状3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。3 工艺规程设计3.1 基准的选择定位的选择是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。因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的

7、不加工表面作为粗基准） ，所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45 的外圆及 90 的右端面作为粗基准，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四个自由度。3.2 工件表面加工方法的选择本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为 HT200。参考机械制造工艺设计简明手册表 1.46、表 1.47、表 1.48 等，其加工方法选择如下：一、45mm 外圆面：公差等级为 IT6IT8，表面粗糙度为 0.8, 采用粗车半精车磨削的加工方法。二、20mm 内孔：公差等级为 IT7IT8，表面粗糙度为 1.6 ，采用钻扩铰精铰的加工方法，倒角用车刀加工。三、4

8、5mm 外圆面：公差等级为 IT13IT14，表面粗糙度为 0.4 ，采用粗车半精车磨削的加工方法。四、90mm 外圆：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。五、100mm 外圆面：公差等级为 IT11，表面粗糙度为 0.8 ，采用粗车半精车磨削的加工方法。六、100mm 右端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 1.6 ，采用的加工方法为粗车。4七、90mm 突台右端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度 1.6 ，采用的加工方法为粗车半精

9、车精车。八、90mm 突台左端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 1.6 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。九100 突台左端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 1.6 ，采用的加工方法为粗车半精车精车。十、槽 32：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 1.6 ，采用的加工方法为粗车。十一.、100mm 突台右端面：未注公差等级，根据 GB180079 规定公差为IT13，表面粗糙度为 0.4 ，采用的加工方法为粗车半精车磨削。十二.、90 突台距离轴线 34mm 的被铣平

10、面:未注公差等级,根据 GB180079规定公差为 IT13，表面粗糙度为 3.2 ，采用的加工方法为粗铣精铣.十三.、90 突台距离轴线 24mm 的被铣平面:未注公差等级,根据 GB180079规定公差为 IT13，表面粗糙度为 0.4，采用的加工方法为粗铣精铣磨削.十四、49mm 孔：未注公差等级,根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 3.2 ，采用的加工方法为钻削。十五、4mm 的孔：未注公差等级,根据 GB180079 规定公差为 IT13，表面粗糙度为 3.2 ，采用的加工方法为钻削。十六、6mm 的孔：未注公差等级,根据 GB180079 规定公差为 IT1

11、3，表面粗糙度为 3.2，采用的加工方法为钻铰。3.3 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线安排：(一)工序 粗车 100 柱体左端面。(二)工序 钻、扩、粗铰、精铰 20mm 孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。5(三)工序 粗车 100 柱体右端面，半精车 100 左、右端面、精车100 左端面，粗车外圆 45 、100、90，半精车外圆 45 、90、100、 ，车

12、100 柱体的倒角，车 45 柱体的过度倒圆。(四)工序 车 90 端面，车槽 32，粗车、半精车外圆 外圆及倒角。(五)工序 粗铣、精铣 90 柱体的两侧面。(六)工序 钻 4 孔，铰 6 孔。(七)工序钻 49 孔。(八)工序 磨削外圆面、100 右端面、90 左端面。3.4 确定切削用量及基本工时3.4.1 工序粗车 100 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。选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角 =10 ，后角 =8 ，主偏角 93 。,副偏角 k =10 ,刀尖角圆弧半径 0.5，

13、刃倾角 =10 。（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量 a (即切深 a )粗车的余量为 4.5mm 由于刀杆截面取最大吃刀深度为 6mm 所以一次走刀完成即a =4.5mm。（b）确定进给量查切削用量简明手册：加工材料 HT200、车刀刀杆尺寸为 16 、工件直径100mm、切削深度 a =4.5mm，则进给量为 0.7-1.0。再根据 C365L 车床及机械制造工艺设计简明手册表 423 查取横向进给量取 f =0.73mm/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，取车刀后面最大磨损量为 0.8-1.0。焊接车刀耐用度 T=60mm。（d）确定切削速度 V 根据切削用

14、量简明手册表 1.11 当用 YG6 硬质合金车刀加工 HT200（182-6199HBS） ，a =4.5mm，f =0.73mm/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：K=1.0,K=1.0,K=0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则V = V K K K K KSV K =1.05 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=44m/minn=140r/min（3）计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：L= +L1+L2

15、+L3,由于车削实际端面 d1=0,L1=4,L2=2,L3=0，则L=100 2+4+2+0=61mm.T= =611(0.73136)=0.61min3.4.2 工序 钻、铰 20 孔（一） 钻 18 孔（1）刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用 18 高速钢锥柄标准花钻。（2）切削用量选择：查切削用量手册得：f=0.700.86mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L 车床进给量取 f =0.76mm/r。查切削用量简明手册取 V =0.33m/s=19.8m/minn =1000 V / D=100019.8/3.1418=350r/min按机床选取 n =322r/m,故

16、 V = D n /1000=3.1418322/1000=18m/min（3）计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+11+0)/(0.76322)=0.42min。其中 L=91，L1=（D/2）cotKr+2=11,L2=0（二）扩 19.8 孔7（1）刀具选择：选用 19.8 高速钢锥柄扩孔钻。（2）切削用量选择：查切削用量简明手册得：f=0.901.1mm/r,再由机械制造工艺设计简明手册C365L 车床进给量取 f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训教程得公式：VC=（1/21/3）VC 查切削用量简明手册取 VC =0.29m/s

17、=17.4m/minVC=（1/21/3）VC =5.88.7m/minn=1000 VC/ D=1000(5.88.7)/(3.1418)=93140r/min按机床选取 n =136r/m,故 V = D n /1000=3.1419.8136/1000=8.5m/min （3）计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+14+2)/(0.92136)=0.86min。其中 L=91，L1=14,L2=2（三）铰 20 孔（1）刀具选择：20 高速钢锥柄机用铰刀（2）确定切削用量：背吃刀量 asp=0.03。切削速度与粗铰，故 n =132r/mmin。由切削用量简明手册f=1

18、.02.0mm/r,取 f=1.24VC= d n /1000=3.14132208.29r/min（3）计算基本工时：T=(L+L1+L2)/(f*n) =(91+14+2)/(1.24*132)=0.65min其中 L=91,L1=14,L2=2（四）倒角（内孔左侧）（1）刀具选择：用粗车 100 外圆左端面的端面车刀。（2）确定切削用量：背吃刀量 asp=1.0mm,手动一次走刀。8 ，n 1000 （d）100030（.1420）=477.7r/min由机床说明书，n 430r/minVC = d n /1000=3.1443020/1000=27m/min3.4.3 工序 车 45、

19、100 端面（一）粗车 100 左端面（1）选择刀具：与粗车 100 左端面同一把。（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量 asp粗车的余量为 4.5mm 由于刀杆截面取最大吃刀深度为 6mm 所以一次走刀完成即a =4.5mm。（b）确定进给量查切削用量简明手册：加工材料 HT200、车刀刀杆尺寸为 16 、工件直径90mm、切削深度 a =4.5mm，则进给量为 0.7-1.0。再根据 C365L 车床及机械制造工艺设计简明手册表 423 查取横向进给量取 f =0.73mm/r。（c）确定切削速度 VC：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（182-

20、199HBS） ，a =4.5mm，f =0.73mm/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，根据切削用量手册表 1.25，查得切削速度的修正系数为：K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则V = V K K K K KSV K =1.05 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=44m/minn = 155r/min（3）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3 (其中 d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0)=(9045)/2+4+0+0=

21、26.5mmT= 26.51(0.73136)=0.267min。9（二）粗车 100 右端面（1）选择刀具：与粗车 100 左端面同一把。（2）确定切削用量:（a）确定背吃刀量 asp:粗车的余量为 4.5mm 由于刀杆截面取最大吃刀深度为 6mm 所以一次走刀完成即a =4.5mm。（b）确定进给量：查切削用量简明手册：加工材料 HT200、车刀刀杆尺寸为 16 、工件直径100mm、切削深度 a =4.5mm，则进给量为 0.71.0。再根据 C365L 车床及机械制造工艺设计简明手册表 423 查取横向进给量取 f =0.73mm/r。（c）确定切削速度 VC：根据切削用量简明手册表

22、1.11 当用 YG6 硬质合金车刀加工 HT200（182-199HBS） ，a =4.5mm，f =0.73mm/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 1.25，查得切削速度的修正系数为：K=1.0,K=1.0,K=0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则V = V K K K K KSV K =1.05 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=44m/minn =140r/min（3）计算基本工时：L=（dd1）/2+L1+L2+L3 (其中 d=90,d1=45,

23、L1=4,L2=L3=0)=(10045)/2+4+0+0=36.5mmT=36.51(0.73136)=0.367min。（三）半精车 100 左端面（1）选择刀具：与粗车左端面同一把。（2）确定切削用量：（a）确定背吃刀量：10加工余量为 z=0.7,可一次走刀完成，asp=0.7。（b）确定进给量：由机械制造工艺设计简明手册表 314 表面粗糙度 Ra3.2，铸铁，副偏角10 ，刀尖半径 0.5，则进给量为 0.180.25mm/r,再根据机械制造工艺设计简明手册表 4.23 查取横向进量 f =0.24mm/r。（c）确定切削速度 VC：根据切削用量简明手册表 1.11 查取：VC=2

24、.13(由182199HBS、asp=0.7、f =0.24mm/r、车刀为 YG 硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：K=1.0,K=1.0,K=0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC =VC 60V = VC K K K K KSV K =2.13 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=79.3n =252r/min（3）计算基本工时：L=（dd1）2+L1+L2+L3 (其中 d=100,d1=0,L1=4,L2=2,L3=0)=（1000）2+4+0+0=61mmT=61(0.24238)=1.1min。（四）半精车 100 右端面（1）选择刀具：与半精车 100 左端面同一把。（2）确定切削用量：（a）确定背吃刀量加工余量为 z=1.1,可一次走刀完成，asp=1.1。（b）确定进给量由机械制造工艺设计手册表 314 表面粗糙度 Ra3.2，铸铁，副偏角 10 ，刀尖半径 0.5，则进给量为 0.20.35mm/r,再根据机械制造工艺设计简明手册表 4.23 查取横向进量 f =0.24mm/r。（c）确定切削速度 VC