法兰盘机械加工工艺说明书

一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是法兰盘（见附图1），其为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。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。（二）零件的工艺分析法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：1．以Φ80孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：Φ62±0.015孔及其倒角以及与其垂直的端面，Φ80h11外表面，两个M64×1.5的槽，Φ360+0.62孔以及与其垂直的端面，Φ52g6外表面B及退刀槽，三个互成120°的Φ16.5阶梯孔的两端面。2．以A面为基准的加工表面这一组加工表面包括：三个互成120°的ф16.5阶梯孔，一个侧面C,一个平面D。这两组表面之间有着一定的位置要求，主要是：Φ62±0.015孔对B端面的径向圆跳动公差为0.04mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式材料为HT15-33。考虑到法兰主要承受静压力，因此选用铸件。（二）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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准），孔Φ62±0.015与B端面有0.04mm的圆跳动公差要求，现选择Φ52g6外表面B为粗基准，利用三爪自定心卡盘加持外圆A，并且使卡盘端面紧靠A端面，这样可以消除所有六个自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。主要应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，此处不再重复。（三）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保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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1粗车Φ16.5端面，粗、精车外圆Φ80h11及车倒角，车两个槽Φ64，车外圆Φ52g6、退刀槽及倒角，车端面A。工序2扩孔Φ62±0.015，扩孔Φ360+0.62，绞孔Φ62±0.015，绞孔Φ360+0.62工序3车两个槽M64×1.5，车孔Φ62±0.015倒角。工序4镗刀镗R3圆角工序5铣Φ80h11端面.工序6钻三个孔Φ16.5，钻三个孔Φ11。工序7拉槽6×6。工序8磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。工序9铣侧面保证尺寸34.5mm工序10铣平面保证尺寸54mm工序11表面处理，检验入库。2．工艺路线方案二工序1粗车Φ80h11外圆柱面，车Φ120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ16.5端面及倒角，精车外圆Φ80h11，粗车Φ62±0.015孔，精车Φ62±0.015孔及倒角，车螺纹M64×1.5，车两个密封槽Φ64。工序2车Φ52g6端面，车端面A，车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ360+0.62，精车孔Φ360+0.62。工序3钻三个孔Φ16.5，钻三个孔Φ11。工序4拉槽6×6。工序5镗刀镗R3圆角工序6铣侧面保证尺寸34.5mm工序7铣平面保证尺寸54mm工序8磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。工序9表面处理，检验入库。3．工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一选择对孔Φ360+0.62进行铸造然后在机加工（扩、绞），对Φ62±0.015孔采取先扩后绞。在加工过程中，要进行七次装夹，用五套夹具，共八道工序。方案二选择对孔Φ360+0.62进行先钻后车，对Φ62±0.015孔采取先粗车后精车。在加工过程中，要进行六次装夹，用五套夹具，共七道工序。相比之下，方案工序更为简单。在工序安排中，装夹次数越多，定位次数越多，造成的定位误差也就越大，而且所用工时会越多。而且方案一没能完成车螺纹M64×1.5工序。除此以外，方案二的1、2工序可合并为一个工序，两个方案都没有考虑到零件毛坯为铸件，因而在所有机加工之前，应先安排除砂工序。综合考虑以上各方面，对方案进行改进，改进后的具体工艺方案确定如下：工序1除砂。工序2粗车Φ80h11外圆柱面，车Φ120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ16.5端面及倒角，精车外圆Φ80h11，粗车Φ62±0.015孔，精车Φ62±0.015孔及倒角，车螺纹M64×1.5，车两个密封槽Φ64。（以Φ52g6外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面）车Φ52g6端面，车端面A，车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ360+0.62，精车孔Φ360+0.62。（以Φ80h11外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面）工序3钻三个通孔Φ11，钻三个孔Φ16.5，惚沉头孔Φ16.5（以端面A为精基准，）工序4拉槽6×6。工序5镗刀镗R3圆角。工序6铣侧面保证尺寸34.5mm工序7铣平面保证尺寸54mm工序8磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。工序9表面处理，检验入库。将以上内容一并填入工艺过程卡片，见附表1。（四）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HT15-33，硬度为170-240HBS，毛坯的重量为2.5kg,生产类型为大批生产，采用铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1．外圆表面（Φ80h11，Φ52g6，Φ120）外圆Φ80h11，表面粗糙度要求1.6µm,公差等级为6级，查《机械加工技术手册》（以下简称《手册》）表3-9（P87）采用先车（只能达7级精度），然后再磨（可达6级精度）。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm,精车双边余量为2Z=1mm，查《手册》15-13(P567),选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。外圆Φ52g6，表面粗糙度要求为1.6µm，公差等级为6级，查《手册》表3-9（P87）采用先车，然后再磨。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，精车双边余量为2Z=1mm，查《手册》15-13(P567),选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。外圆ф120，选用粗车的双边余量为2Z=2mm。2．内孔表面（Φ62±0.015，Φ360+0.62）内孔Φ62±0.015，查《手册》表3-9（P87），采取先粗车再精车。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，查《手册》9-11(P401),选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。内孔Φ360+0.62，查《手册》表3-5（P74），为9级公差要求，查《手册》表3-9（P87），采取先钻孔后精车。根据其尺寸，选用钻孔的双边余量为2Z=35.6mm，查《手册》9-11(P401),选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。3．外圆端面加工余量及公差（Φ80h11及Φ52m6端面）外圆Φ80h11端面粗糙度要求为3.2µm，轴向无公差要求。查《手册》表3-13（P91），粗铣的表面粗糙度为3.2-6.3µm，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm.外圆Φ52g6端面粗糙度要求为6.3µm，轴向无公差要求。查《手册》表3-13（P91），粗车的表面粗糙度为3.2-6.3µm，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm.4.Φ16.5端面Φ16.5端面的粗糙度要求为3.2µm，轴向无公差要求。查《手册》表3-13（P91），粗车的表面粗糙度可达3.2µm，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm.5．端面A端面A粗糙度要求为1.6µm，轴向无公差要求。公差等级为6级，查《手册》表3-9（P87）采用先车，然后再磨。根据其尺寸，选用粗车的余量为Z=1mm，精车余量为Z=0.5mm，查《手册》15-13(P567),选用磨削的余量为Z=0.2mm。6.侧面C,平面D平面D距内孔Φ36中心的距离为54mm，无公差要求，表面粗糙度要求为6.3µm，计算得其需切削量为6±0.5mm，根据《手册》P480叙述，选用一次铣削成型。侧面C距内孔Φ36中心的距离为34.5-0.40-0.20，表面粗糙度要求为6.3µm，公差为200µm，查《机械制图》表8.5（P232），为12级公差要求，计算得其需切削量为26.5±0.5mm。根据《手册》P480叙述，选分四次铣削成型。（五）确定切削用量及基本工时工序Ⅰ：除砂工序Ⅱ：粗、精车Φ80h11外圆柱面，车ф120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ16.5端面及倒角，，粗车Φ62±0.015孔，精车Φ62±0.015孔及倒角，车螺纹M64×1.5，车两个密封槽Φ64。（以Φ52g6外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面）车Φ52g6端面，车端面A，粗、精车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ360+0.62，精车孔Φ360+0.62。（以Φ80h11外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面）工件材料：HT150，HB=150,金属模铸造。加工要求：车外圆Φ80h11及车倒角，表面粗糙度要求为1.6µm，6级公差要求；车两个槽M64×1.5；车外圆Φ52g6、退刀槽及倒角，表面粗糙度要求为3.2µm，6级公差要求；车端面A，表面粗糙度要求为6.3µm。机床：C620-1卧式车床。刀具：YT15外圆车刀、YT15端面车刀、YT15内圆车刀、高速钢螺纹车刀，刀杆尺寸为16×25mm2。切削用量：1.粗车Φ80h11外圆柱面1）进给量f根据《手册》表8-58（P380），当刀杆尺寸为16mm×25mm，ap=1mm,工件直径为80mm时f=0.8-1.2mm/r取f=0.8mm/r2）计算切削速度根据《手册》表8-60（P381），切削速度的计算公式为（寿命选60T）Vc=CV×KV/(Tmapxfy)m/min其中：CV=158,x=0.15,y=0.40,m=0.20。修正系数见《手册》表8-61至表8-69，即KMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97。所以vc=158×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/(600.2×10.15×0.80.40)=71.85(m/min)3)确定机床主轴转速ns=1000vc/(πd)=1000×71.85/(3.14×80)=286(r/min)4)切削工时根据《手册》表8-56（P379）tm=(l+y+△)/nf=(41+1)/286×0.8=0.18(min)2.精车外圆Φ80h111）进给量f根据《手册》表8-58（P380）取f=0.6mm/r2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）vc=102m/min3)确定机床主轴转速ns=1000vc/(πd)=1000×102/(3.14×80)=406(r/min)4)切削工时根据《手册》表8-56（P379）tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/406×0.6=0.17(min)3.车Φ120外圆柱面1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）取f=1.0mm/r2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）vc=85m/min3)确定机床主轴转速ns=1000vc/(πd)=1000×85/(3.14×120)=225(r/min)4)切削工时根据《手册》表8-56（P379）tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225×1.0=0.07(min)4.车Φ80h11端面及倒角1）进给量f根据《手册》表8-58（P380）取f=0.8mm/r2）切削速度根据《手册》表8-60（P381）vc=105m/min3)确定机床主轴转速ns=1000vc/(πd