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基于CA6140法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工程设计.rar

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    编号:20181101165909100    类型:共享资源    大小:983.59KB    格式:RAR    上传时间:2019-04-09
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    金币
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    基于 CA6140 法兰盘 零件 机械 加工 工艺 规程 工程设计
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    1目 录一、序言……………………………………………………………………11、零件的分析……………………………………………………………12、零件的作用 …………………………………………………………… 1二、工艺规程设计………………………………………………………….11、确定毛坯的制造形式………………………………………………12、定位基准的选择…………………………………………………… 23、制定工艺路线…………………………………………………………24、毛坯尺寸的确定与机械加工余量……………………………………..95、确定切削用量及基本工时…………………………………………….12三、夹具设计……………………………………………………………… 131、问题的提出…………………………………………………….. 132、夹具设计………………………………………….133、夹具结构设计及操作简要说明………………………………. 13 四、参考文献……………………………………………………………….14序言机械制造工艺课程设计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复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它对我们四年的大学学习生活具有重要意义。设计题目给定的零件是 CA6140 车床法兰盘(0404)零件,该零件年产量为 4000 件,设其备品率 为 4%,机械加工废品率 为 1%,则该零件的年生产纲领为: N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)法兰盘的年产量为 4200 件,查表可知该产品为中批生产。一 零件的分析(一)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。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过,本身没有受到多少力的作用。该零件年产量为 4000 件,设其备品率为 4%,机械加工废品率为1%,则该零件的年生产纲领为:N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/ 年) ,法兰盘的年产量为 4200 件,查表可知该产品为中批生产。(二) 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:1 以 Ф20 的孔为中心加工表面;2 俩端面;3 以 Ф90为中心的加工表面。它们之间的位置要求主要是:(1)Ф100mm 左端面与 Ф45 mm 孔中心轴的跳动度为 ;(2)Ф90mm 右端面与 Ф45 mm 孔中心轴线的跳动度为 。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。二 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式 零件材料是 HT200。零件年产量是中批量,而且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,采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近,内孔不铸出。2(二) 基准的选择1 粗基准的选择因为法兰盘可归为轴类零件,一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准,但本零件各面均需加工,此时应以加工余量最小的面为粗基准,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 Ф45 mm 外圆可同时削除五个自由度,再以 90 的右端面定位可削除自由度。2 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以 Ф20mm孔为精基准。(三)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志用夹具,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。1 工艺路线方案一(一)工序Ⅰ 粗车 Ф100mm柱体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端 Ф45 mm 为粗基准(二)工序Ⅱ 钻、扩、粗铰、精铰 20mm 孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。(三)工序Ⅲ 粗车 Ф45,Ф90 的外圆,粗车各端面,粗车 Ф90的倒角,粗车 3x2 的槽,R5 的圆角。以 Ф20为精基准。(四)工序Ⅳ 半精车 Ф90外圆及各端面,车槽 3×2,R5 的圆角。(五)工序Ⅴ 半精车 Φ100 左右端面及外圆,精车 Ф100的左端面。(六)工序Ⅵ 粗铣 Ф90的左端面;粗铣、精铣 90 柱体右侧面。(七)工序Ⅶ 钻 4—Φ9 孔。(八)工序Ⅷ 钻 Φ4 孔,铰 Φ 6 孔。(九)工序Ⅸ 磨削 Φ100 的右端面,Φ90 外圆及左右端面,Φ45 外圆。(十)工序Ⅹ 磨削外圆面 Φ100,Φ 90 。(十一)工序Ⅺ 刻字刻线。(十二)工序Ⅻ 镀铬。(十三)工序ⅩⅢ 检测入库。2 工艺路线方案二(一)工序Ⅰ 钻、扩、铰 Φ20 的孔,以右端 Φ45 的外圆为粗基准。(二)工序Ⅱ 粗车 Φ100 外圆,B 面,Φ90 外圆及右侧面,3x2 槽,Φ45 外圆。粗车零件左右端面(三)工序Ⅲ 粗车零件左右端面,并倒 Φ20 孔的倒角,以及零件右端 45 度倒角。(四)工序Ⅳ 半精车 Φ100 外圆,Φ90 外圆。(五)工序Ⅴ 半精车零件左端面。(六)工序Ⅵ 精车 Φ100 外圆,并倒 Φ100,Φ90 的倒角。(七)工序Ⅶ 精车零件在端面。(八)工序Ⅷ 粗铣 Ф90的左端面;粗铣、精铣 90 柱体右侧面。(九)工序Ⅸ 钻 4—Φ9 孔。(十)工序Ⅹ 钻 Φ4 孔,铰 Φ 6 孔。(十一)工序Ⅺ 磨削 Φ90 外圆及右侧 Φ45 外圆。(十二)工序Ⅻ 抛光 B 面。(十三)工序ⅩⅢ 刻字画线。3(十四)工序ⅩⅣ 镀铬。(十五)工序ⅩⅤ 检测入库。3 工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于:方案二考虑以 Φ20 孔为精加工基准,而方案一则是从右端面开始加工到左端面,然后再钻孔 Φ20mm,这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。(四)毛坯尺寸的确定与机械加工余量由于本零件材料为灰铸铁,由《工艺手册得》 ,毛坯为双侧加工,MA 为 G,加工精度为8 到 10 级,这里选取 9 级。则,由《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2-4 得:零件延轴线方向的加工余量为:2x2.5mm=5mmФ100径向加工余量为 6mm,轴向加工余量为 2x2.5mm=5mmФ90径向加工余量为 2x2.5mm=5mm,轴向加工余量为 2x2.5mm=5mmФ45径向加工余量为 2x2.5mm=5mm由《机械零件工艺性手册》表:2-64 得:Ф100 ,Ф90 柱体圆角为:R=2mm ;右端 Ф45的圆角为:R=4mm ;铸件上连接法兰的过渡部分尺寸确定为:R=5mm,C=3mm,H=15mm。由以上资料得出毛坯尺寸图(见附图) 。(五)确定切削用量及基本工时工序Ⅰ 钻,扩,铰 Ф20孔1.加工条件工件材料:HT200 硬度 170—241HB,取 190HB,机器砂型铸造。加工要求:钻,扩,铰 Ф20孔机床:转塔车床 C365L2.计算切削用量1) 钻 Ф18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=0.70~0.86mm/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 =13m/min=230r/min0swvnd按机床选取 n =238r/m,故 =18m/min10wvn(3)计算基本工时:T=(L+L1+L2)/(f×n)=0.66min。2) 扩 Ф19.8 孔(1)刀具选择:选用 19.8 高速钢锥柄扩孔钻。(2)确定切削用量:查《切削用量简明手册》得:f=0.90~1.1mm/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: 扩=(1/2~1/3) 钻 cvcv4查《切削用量简明手册》取 VC =0.29m/s=17.4m/minVC=(1/2~1/3) VC =5.8~8.7m/min=93~140r/min10swvnd按机床选取 n =136r/m,故 =8.5m/min 10wvn(3)计算基本工时:T=(L+L1+L2)/(f×n)=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。其中 L=91,L1=14,L2=23)铰 Ф20 (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 ap=0.12。由《切削用量简明手册》表 2.11 f=1.3~2.5mm/r,取 f=1.68由《切削用量简明手册》表 2.30 得 =7.9m/min0.z vvmcpyxfdaT=125.8 r/min10swvnd按机床选取 =136 r/min所以实际切削速度 =8.54m/min10wvn(3)计算基本工时:T=(L+L1+L2)/(f*n) =0.44min工序Ⅱ 粗车 Ф100外圆、车 B 面。车 Ф90外圆及右侧面、 3x2 槽、Ф45 外圆1. 加工条件机床选择:CA6140 车床刀具 1:刀片材料 YG6,刀杆尺寸 BxH=16x25mm, 01or060rk05s'8rok'0o.51e刀具 2:刀片材料为高速钢,成型车刀,刀杆尺寸 30x45刀具 3:刀片才;材料高速钢,切断车刀,刀杆尺寸 16x252.计算切削用量(1)粗车 Ф100外圆 用刀具 11)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 粗车的余量为 1.5mm,一次走刀完成,即 a =1.5mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》:加工材料 HT200、工件直径 100mm、切削深度 a =1.5mm,则进给量为 0.6~0.9 mm/r。再根据 CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.86mm/r。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。3)确定切削速度 V 5根据《切削用量简明手册》表 1.27=57.46 m/min.vmcvpyxfaT=172 r/min10swnd按 CA6140 车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-8)选择与 172r/min 相近似的机床转速 n =200r/min,则实际切削速度 V = 66.6m/min。4)计算基本工时:按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:T=0.149min(2)粗车 Ф90外圆 选择刀具:用刀具 1。1)确定背吃刀量 粗车外圆 ap=1.1mm。2)确定进给量由《切削用量简明手册》HT200,刀杆尺寸 16 x25, ,工件直径为 Ф90mm,则 f=0.6~0.9 mm/r。再根据 CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表 1.9 查取后刀面磨损最大限度为 0.8~1.0,焊接耐用度 T=60mm。3)确定切削速度 VC根据《切削用量简明手册》表 1.27=44 m/min.vmcvpyxfaT=147.6 r/min10swnd按 CA6140 车床转速 选择与 157.5r/min 相近似的机床转速 n =160r/min,则实际切削速度V =47.728 m/min。4)计算基本工时:T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)=0.153min(3) 粗车 Ф45 外圆 选择刀具 11)确定切削深度粗车外圆,一次走刀,则 ap=1.1mm。2)确定进给量由《切削用量手册》 ,HT200,刀杆尺寸 16x 25,ap=1.1,工件直径为 Ф45mm,则f=0.4~0.5mm/r。再由《简明手册》表 4.2—3 查取 f =0.45mm/r。3)确定切削速度 VC根据《切削用量手册》表 1.27 查取:=62.7 m/min.vmcvpyxfaT=399 r/min10swnd按 CA6140 车床说明书,选择与 399r/min 相近似的机床转速 n =400r/min,则实际切削速度V = 62.8m/min。4)计算基本工时:T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n) =0.286min。(4)成型车刀加工 B 面61)确定切削深度,一次走刀,则 ap=2.5mm。T=120min2)确定进给量f=0.035~0.070mm/r。取 f =0.050mm/r。3)确定切削速度 VC根据《切削用量手册》表 1.27 查取:=40.602 m/min.vmcvpyxfaT=121.987 r/min10swnd按 CA6140 车床说明书,选择与 121.987r/min 相近似的机床转速 n =125r/min,则实际切削速度V =41.605m/min。4)计算基本工时:T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n) =11.04min。(5)车 Ф90右端面及 3x2 槽1)确定切削深度,一次走刀,则 ap=2.5mm。2)确定进给量由《切削用量手册》表 1.4,f=0.6~0.9mm/r。根据 CA6140 机床说明书(见《工艺手册》表 1.31)取 f=0.86 mm/r3)确定切削速度 VC根据《切削用量手册》表 1.27 查取:=13.965 m/min.vmcvpyxfaT=46.815 r/min10swnd按 CA6140 车床说明书,选择与 46.815r/min 相近似的机床转速 n =50r/min,则实际切削速度V = 15.072m/min。4)计算基本工时:T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n) =1.419min。工序Ⅲ 粗车零件左右端面,并倒 Ф20孔的倒角,零件右端 45 度倒角1. 加工条件机床选择:CA6140 车床刀具 1:刀片材料 YG6,刀杆尺寸 BxH=16x25mm, 01or060rk05s'8rok'0o.51e2.计算切削用量(1) 粗车零件左端面,即,粗车 Ф 100 左端面1)确定切削用量 ap =1.1mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》:取进给量为 0.6——0.9 mm/r。再根据 CA6140 车床说明书(见7《机械制造工艺设计简明手册》表 1.31 查取)进给量取 f =0.86mm/r。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。3)确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27=49.56 m/min.vmcvpyxfaT=149 r/min10swnd按 CA6140 说明书,选择与 149r/min 相近似 的机床转速 n =160r/min,则实际切削速度V =53m/min。4)计算基本工时:按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:T= 0.385min(2) 粗车零件右端面1)确定切削用量 ap =2.5mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》:取进给量为 0.4~0.5 mm/r。再根据 CA6140 车床说明书(见《机械制造工艺设计简明手册》表 1.31 查取)进给量取 f =0.45mm/r。根据《切削用量简明手册》 ,取车刀后面最大磨损量为 0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。3)确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27=14 m/min.vmcvpyxfaT=89r/min10swnd按 CA6140 说明书,选择与 89r/min 相近似的机床转速 n =100r/min,则实际切削速度V =15.7m/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:T= 0.674min工序Ⅳ半精车 Ф100外圆、B 面,Ф90 外圆、Ф45 外圆1.加工条件机床选择:CA6140 车床刀具 1:刀片材料 YG6,刀杆尺寸 BxH=16x25mm, 01or060rk刀尖圆弧半径 0.5mm05s'8rok'0o.51e2.计算切削用量(1)半精车 Ф100外圆 用刀具 181)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 0.9mm,一次走刀完成,即 a =0.9mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》表 1.6:加工材料 HT200、工件直径 100mm、切削深度 a =0.9mm,表面粗糙度为 6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm,则进给量为 0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.30mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3)确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27=103.071 m/min.vmcvpyxfaT=309.971 r/min10swnd按 CA6140 车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-8)选择与 309.871r/min 相近似 的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V = 106.509m/min。4)计算基本工时:按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:T=0.2.6min(2)半精车 Ф90外圆 选择刀具:用刀具 1。1)确定背吃刀量 半精车外圆 ap=1.4mm。2)确定进给量由《切削用量简明手册》表 1.6,HT200,刀杆尺寸 16 x25,表面粗糙度为 6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm,工件直径为 Ф90mm,则 f=0.25~0.40 mm/r。再根据 CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.30mm/r,车刀耐用度 T=60mm。3)确定切削速度 VC根据《切削用量简明手册》表 1.27=103.071m/min.vmcvpyxfaT=353.719 r/min10swnd按 CA6140 车床转速 选择与 353.719r/min 相近似的机床转速 n =400r/min,则实际切削速度V =116.557 m/min。4)计算基本工时:T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)=0.115min(3) 半精车 Ф45 外圆 选择刀具 11)确定切削深度粗车外圆,一次走刀,则 ap=1.4mm。2)确定进给量由《切削用量手册》 ,HT200,刀杆尺寸 16x 25,ap=1.1, 工件直径为 Ф45mm,表面粗糙度为 6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm,则 f=0.25~0.40mm/r。再由《简明手册》表 4.2—3 查取 f =0.30mm/r。3)确定切削速度 VC根据《切削用量手册》表 1.27 查取:=103.071 m/min.vmcvpyxfaT9=686.719r/min10swvnd按 CA6140 车床说明书,选择与 686.719r/min 相近似的机床转速 n =710r/min,则实际切削速度V = 107.457m/min。4)计算基本工时:T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n) =0.246min。工序Ⅴ 半精车零件左端面,即 Ф100左端面1.加工条件机床选择:CA6140 车床刀具 1:刀片材料 YG6,刀杆尺寸 BxH=16x25mm, 01or060rk刀尖圆弧半径 0.5mm05s'8rok'0o.51e2.计算切削用量半精车 Ф100左端面1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 0.9mm,一次走刀完成,即 a =0.9mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》表 1.6:加工材料 HT200、工件直径 100mm、切削深度 a =0.9mm,表面粗糙度为 6.3,刀尖圆弧半径 0.5mm,则进给量为 0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.30mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3)确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27=103.071 m/min.vmcvpyxfaT=316.235 r/min10swnd按 CA6140 车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-8)选择与 316.235r/min 相近似 的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V = 106.509m/min。4)计算基本工时:按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:T=1.158min工序Ⅵ 精车 Ф100 外圆,并倒 Ф90,Ф100 的倒角1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 0.5mm,一次走刀完成,即 a =0.5mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》表 1.6:加工材料 HT200、工件直径 100mm、切削深度 a =0.5mm,表面粗糙度为 1.6,刀尖圆弧半径 0.5mm,则进给量为 0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.12mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3)确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27=142.020 m/min.vmcvpyxfaT10=452.292 r/min10swvnd按 CA6140 车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-8)选择与 452.292r/min 相近似 的机床转速 n =450r/min,则实际切削速度 V = 141.3m/min。4)计算基本工时:按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:T=0.315min工序Ⅶ精车零件左端面,即 Ф100 左端面1)确定背吃刀量 a (即切深 a ) 半车的余量为 0.5mm,一次走刀完成,即 a =0.5mm。2)确定进给量查《切削用量简明手册》表 1.6:加工材料 HT200、工件直径 100mm、切削深度 a =0.5mm,表面粗糙度为 1.6,刀尖圆弧半径 0.5mm,则进给量为 0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140 车床说明书,取横向进给量取 f =0.12mm/r。车刀耐用度 T=60mm。3)确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27=142.020 m/min.vmcvpyxfaT=452.292 r/min10swnd按 CA6140 车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-8)选择与 452.292r/min 相近似 的机床转速 n =450r/min,则实际切削速度 V = 141.3m/min。4)计算基本工时:按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:T=2.00min工序Ⅷ粗铣 Ф90左右侧面,精铣 Ф90右侧面1.加工条件:机床的选择:X62W,功率 7.5KW,装夹系统刚性好;刀具的选择:铣刀材料为 YG6,由 ap=8,ae=11 ~ 21mm,根据《工艺手册》表 3.1—28,铣刀选择为80~110mm;由《切削手册》表 6---7 选择刀具如下:粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀 ,01d, , , , ,Z=10;精铣刀为细齿圆80L4d015or02o~45o柱形铣刀 ,, , , , ,Z=14,圆柱铣刀寿命为0o0o3o180min2.切削用量选择:(1) 粗铣左侧面,粗铣刀具1)切削用量 ap=8,ae=11mm ,一次完成2)确定进给量 由《切削手册》表 3.5 当机床 X62W 功率为 5-10KW,采用 YG6 硬质合金材料加工铸铁取 =0.14-0.24mm/z,取 =0.24mm/z。zfzf3)确定切削速度 Vc
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