CA6140车床法兰盘加工工艺及夹具设计

第I页1零件的分析.............................................................22工艺规程设计.........................................................33夹具设计.............................................................554总结......................................................................58第2页1零件的分析1.1零件的作用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。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。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Φ20045.00mm的孔为中心,包括：Φ12.034.0100mm的外圆柱面及左端面,尺寸为Φ0017.045mm的圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔，Φ06.045mm的外圆柱面及上面的Φ6mm，Φ4mm的孔,Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。并且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,然后再加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表面。第3页2工艺规程设计2.1确定毛配的制造形式零件材料为HT200，由于该零件是中批生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。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，可以使加工质量得到保证，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，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。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的余量足够原则）现选取Φ45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。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。第4页工艺路线方案工序1粗车Φ100端面及外圆柱面工序2粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面及外圆柱面工序3钻、粗绞Φ20的孔工序4半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ20孔的左端倒角工序5半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的右端面，车3×2退刀槽，车Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20内孔的右端倒角工序6精车Φ45的外圆，精车Φ90的右端面及外圆柱面工序7精车Φ100的端面及外圆柱面工序8成形车刀粗、半精、精车B面工序9粗铣Φ90圆柱面上的两个平面工序10半精铣Φ90圆柱面上离中心线34mm的平面工序11半精铣Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面工序12精铣Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面工序13精磨Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面工序14磨Φ45外圆柱面工序15钻4×Φ9透孔工序16钻Φ4孔，铰Φ6孔工序17抛光B面工序18去毛刺工序19刻线、刻字工序20镀铬工序21检验入库第5页2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.4kg，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，工序及毛坯尺寸如下：“法兰盘”零件材料为HT200，硬度190HBS，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：1.00.01745mm外圆表面此外圆表面为IT6级，参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序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偏差精磨外圆0.2450.017Φ0017.045精车外圆0.445.20.039Φ0039.02.45半精车外圆1.445.60.1Φ01.06.45粗车外圆3470.3Φ1.02.047毛坯5501.0Φ5.05.0502.外圆表面Φ12.034.0100mm第6页参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序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偏差精车外圆0.51000.24Φ12.034.0100半精车外圆1.5100．50.30Φ030.05.100粗车外圆41020.6Φ30.030.0102毛坯61061.6Φ8.08.01063．B面Φmm06.045参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序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精车外圆0.6450.6Φ06.045半精车外圆1.445.60.7Φ3.04.06.45粗车2471.0Φ5.05.047毛坯4492.0Φ0.10.1494、B面中两个端面：第7页工序名称工序余量精车0.2半精车0.8粗车2毛坯35．孔Φ20045.00mm参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序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精铰0.1200.045Φ20045.00铰孔0.219.90.084Φ19.9063.0021.0扩孔1.719.70.1Φ19.71.00钻孔1818+0.6Φ186.00毛坯2006.Φ90mm外圆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精车外圆0.5900.6Φ06.090第8页半精车外圆1.590.50.7Φ3.04.05.90粗车4921.0Φ5.05.092毛坯6962.0Φ0.10.1967.Φ0017.045mm的右端面1）按照《工艺手册》表6-28，铸件重量为2.8kg，Φ0017.045mm端面的单边加工余量为2.0～3.0，取Z=3.0mm，铸件的公差按照表6-28，材质系数取1M，复杂系数取2S，则铸件的偏差为7.08.0；2）精车余量：单边为0.2mm（见《实用机械加工工艺手册》中表3.2-2），精车公差既为零件公差0.017mm；3）半精车余量：单边为0.8mm（见《实用机械加工工艺手册》中表11-27）本工序的加工公差为0.1mm；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=3.0-0.2-0.8=2mm；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0.16mm，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；Φ0017.045mm右端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图：第9页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精车端面0.2940.606.094半精车端面0.894.20.73.04.02.94粗车2951.05.05.095毛坯3972.00.10.1908.Φ12.034.0100mm左端面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精车端面0.2910.606.091半精车端面0.891.20.73.04.02.91粗车2921.05.05.092第10页3940.606.0949、90mm右端面：工序名称工序余量精车0.2半精车0．8粗车2毛坯310、90mm圆柱面上离045.0020mm孔中心线34mm的平面工序名称工序余量半精铣0.7粗铣10.3毛坯1111、90mm圆柱面上离045.0020mm孔中心线24mm的平面工序名称工序余量精磨0.05精铣0.15半精铣0．7粗铣20.1第11页毛坯212.5确定切削用量及基本工时工序1粗车Φ100端面及外圆柱面1)粗车Φ100端面（1）选择刀具选用93°偏头端面车刀，刀具材料为YG8硬质合金，前刀面形状为平面带倒棱形，前角为10°，后角为6°，主偏角为93°，副偏角为10°，刀尖角圆弧半径为0.5，刃倾角为-10°，刀杆横截面B×H=16×25（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量pa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mmap2（b）确定进给量f根据手册，得f=0.6-0.9mm/r，取f=0.65mm/r（c）确定切削速度当使用YG8硬质合金刀加工HT200（190HBS），mmap2，f=0.65mm/r，查出min/65mvc，由于实际情况，在车削过程中使用条件的改变，查切削速度修正系数为：77.0vckVc=min/50mvkcvc第12页则根据min/15.1501065010001000rdvnw按CA6140车床的转速列表查得与150.15r/min相近的转速为n=160r/min，得实际切削速度为min/28.5310001061601000mdnv确定mmap2，f=0.65mm/r，n=160r/min，v=53.28m/min（3）计算基本工时infLTf132121lllddL，d=106，1d=02)32(tan1rpkal其中532l，取42l，03l所以，sinfLTf3412)粗车Φ100外圆柱面（1）选择刀具选用90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度为5mm，刀具材料为YG8硬质合金，前刀面带倒棱形，前角为10°，后角为6°，主偏角为90°，副偏角为8°，刀尖角圆弧直径为0.5，刃倾角为-10°（2）确定切削用量第13页（a）确定背吃刀量pa粗车的余量为2mm（半径值），一次走刀完成，即mmap2（b）确定进给量f根据手册，得f=0.6-0.9，取f=0.8mm/r（c）确定切削速度当使用YG8硬质合金刀加工HT200（190HBS），mmap2，f=0.8mm/r，查出min/89mvc，由于实际情况，在车削过程中使用条件的改变，查切削速度修正系数为：62.0vckVc=min/22.55mvkcvc则根据min/8.17510622.5510001000rdvnw按CA6140车床的转速列表查得与175.8r/min相近的转速为n=160r/min，得实际切削速度为min/28.5310001061601000mdnv确定mmap2，f=0.8mm/r，n=160r/min，v=53.28m/min（3）计算基本工时ifnllllinfLTf3211第14页32121lllddL，d=106，1d=0其中9l，2)32(tan1rpkal，取32l，03l所以，sinfLTf71工序2粗车Φ45右端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面及外圆柱面1)粗车Φ45右端