赵芯乐CA6140车床法兰盘夹具设计说明书

内蒙古农业大学机电工程学院机械制造工艺学课程设计说明书题目：CA6140车床法兰盘机械加工工艺规过程的制定及钻Φ4-Φ6孔专用夹具设计指导教师__________________（签字）完成日期2015年12月24日专业机械设计制造及其自动化班级姓名12级机制一班赵芯乐学号120510534内蒙古农业大学机电工程学院机械制造工艺学课程设计任务书题目:CA6140车床法兰盘机械加工工艺规过程的制定及钻Φ4-Φ6孔专用夹具设计原始数据：产品年产量Q=3000台/年每台件数n=1件备品率α=6%废品率β=1%（附产品零件图）设计内容及要求：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程卡1套4.机械加工工序卡工艺装备结构设计1套5.课程设计说明书（指定工序）1张6.机床专用夹具零件图（指定件）1张7.设计计算说明书1份发出任务书日期2015.9.7完成任务书期限2015.9.25班级12级机制一班学生赵芯乐学号120510534指导教师丁海泉教研室主任郭文斌2015年9月17日目录序言..................................................错误!未定义书签。1零件的分析.......................................................41.1零件的作用........................................................41.2零件的工艺分析...................................................42工艺规程设计....................................................52.1确定毛坯的制造形式................................................52.2基面的选择........................................................52.3制定工艺路线......................................................52.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定............................82.5确定切削用量及基本工时............................................93夹具设计............................................................303.1问题的提出.......................................................303.2夹具设计.........................................................30总结................................................................33序言机械制造工艺学课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。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总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。045.0006.012.034.0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（见附图1），法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。CA6140车床法兰盘为盘类零件，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。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；φ45外圆上钻有底部为φ4，上部为φ6的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的φ20通孔则给传递力矩的轴通过，本身只承受很小的作用力。1.2零件的工艺分析1）以φ45外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ10012.034.0，φ90，φ45的外轮廓，φ100左右端面和φ90左端面及其倒角，φ45的过渡圆角，φ20的中心孔及其左端倒角。2）以φ20为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ90右端面及其两个侧面，同轴的φ4和φ603.00孔，φ450017.0的外轮廓及其右端倒角，3×2的切槽，φ20中心孔的右端倒角，φ450017.0的右端面。它们之间有一定的位置要求，主要是：（1）Ø1000.120.34mm左端面与Ø200.0450mm孔中心轴的跳动度为0.03mm；（2）Ø90mm右端面与Ø200.0450mm孔中心轴线的跳动度为0.03mm；（3）Ø4500.017mm的外圆与Ø200.0450mm孔的圆跳动公差为0.03mm。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，然后借助专用夹具加工另一组表面，并且保证他们之间的位置精度要求。06.02工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式在选择毛坯的时候，考虑到车床在运行中有正转、反转、启动及停止等多种动作，零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷；由于法兰盘的年产量已达到中大批量生产的水平，轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率和保证加工精度后，毛坯的铸造方法采用铸造成型。为了保证零件工作的可靠，最终确定毛坯材料为HT200。零件的形状并不复杂，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。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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。2.3制订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，可以考虑采用万能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。1.工艺路线方案一工序Ⅰ粗精铣Φ20045.00mm孔两端面工序Ⅱ钻铰孔Φ20045.00并倒角工序Ⅲ粗车Φ45,Φ90,Φ100的外圆，车B面与Φ90的端面工序Ⅳ粗车Φ45,Φ90,Φ100的外圆，车B面与Φ90的端面，倒角，切越程槽工序Ⅴ粗精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面工序Ⅵ钻4-Φ9透孔，钻Φ4孔，钻铰Φ6的销孔工序Ⅶ磨Φ45，Φ100的外圆，磨Φ90上铣销掉的一平面工序Ⅷ抛光B面工序Ⅸ刻字划线工序ⅩΦ100外圆无光镀铬工序Ⅺ检查2.工艺方案二工序Ⅰ车Φ100mm端面，车Φ100mm外圆柱面。工序Ⅱ车Φ0017.045端面及外圆柱面。工序Ⅲ钻孔Φ19.5mm工序Ⅳ钻4—Φ9透孔工序Ⅴ钻Φ4孔，再钻Φ603.00孔工序Ⅵ铣Φ90圆柱面上的两个平面工序Ⅶ磨B面及Φ90外圆柱面工序Ⅷ磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序Ⅸ抛光B面工序Ⅹ划线刻字工序ⅪΦ100外圆无光镀铬工序Ⅻ检查3.工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。两个方案在加工深孔Φ20045.00时都采用了先钻再铰的方案。但由于此孔长度为91mm属于深孔，且要求粗糙度为1.6，精度要求较高，采用铰的话不仅效率低而且不能达到精度。所以在钻孔完毕后再到拉床上进行拉削加工。由于各端面及外圆柱面都与Φ20045.00轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Φ20045.00孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下:工序Ⅰ车Φ100mm端面，车Φ100mm外圆柱面,倒角及粗车。工序Ⅱ车Φ0017.045mm端面及外圆柱面,倒角。工序Ⅲ钻、扩、铰孔Φ19.8mm，钻4—Φ9mm透孔工序Ⅳ钻Φ4mm孔，再钻Φ603.00mm孔工序Ⅴ钻4—Φ9mm透孔工序Ⅵ铣Φ90mm圆柱面上的两个平面工序Ⅶ磨B面及Φ90mm外圆柱面工序Ⅷ磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序Ⅸ抛光B面工序Ⅹ划线刻字工序ⅪΦ100mm外圆无光镀铬工序Ⅻ检查以上加工方案大致看来还是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在工序Ⅳ钻Φ4mm孔，再钻Φ603.00mm孔由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣Φ90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻Φ4孔，再钻Φ603.00mm孔工序前。并且工序Ⅲ与工序Ⅴ序可并为一个工序,否则就有点繁琐。因此最后确定的加工工艺路线如下：工序Ⅰ车Φ100mm端面，车Φ100mm的外圆柱面，倒角，粗车B面。以Φ0017.045mm的端面及外圆柱面定位。选用CA6140卧式车床。工序Ⅱ车Φ0017.045mm端面及外圆柱面。倒角，车退刀槽，车Φ90mm端面，以Φ100mm端面及外圆柱面定位。选用CA6140卧式车床并加专用夹具。工序Ⅲ钻孔，扩孔Φ19.8mm再铰至Φ20及钻、扩4-Φ9mm透孔。以100mm外圆柱面及端面定位，选用Z525立式钻床并加以专用夹具。工序Ⅳ铣Φ90mm圆柱面上的两个平面，以Φ100mm端面及Φ19.8mm孔定位，选用X52K立式铣床及专用夹具。工序Ⅴ钻Φ4mm孔，再钻Φ603.00mm孔，以Φ45mm端面与Φ20045.00mm内圆柱面及Φ90mm圆柱面上距离轴线34mm的平面定位。选用Z525立式钻床并加以专用夹具。工序Ⅵ磨B面及Φ90mm外圆柱面，以Φ20045.00mm孔及Φ100mm端面，Φ0017.045mm端面定位。选用M1420A精密万能外圆磨床及专用夹具。工序Ⅶ磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面。以Φ100mm端面，Φ0017.045mm端面及Φ20045.00mm孔定位。选用MG7125高精度卧轴矩台平面磨床及专用夹具。工序Ⅷ抛光B面工序Ⅸ划线刻字工序ⅩΦ100mm外圆无光镀铬工序Ⅺ检查以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。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，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.Φ0017.045mm外圆表面此外圆表面为IT6级，参照《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《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