法兰盘零件的机械加工工艺规程及铣平面工序的夹具设计

更新时间:2024-01-30 14:52:01 阅读量: 教育文库 文档下载

说明:文章内容仅供预览,部分内容可能不全。下载后的文档,内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的,是否完整无缺。

法兰盘零件的机械加工工艺规程及铣平面工序的夹

具设计

第1章 零件分析及加工类型的确定

1.1零件的分析

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。

1.1.1零件的作用

本课题主要是设计 CA6140卧式车床上的法兰盘(见附图1),本零件为盘类零件,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。

1.1.2 零件的工艺分析

?0.045 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Φ200为中0.120心 ,包括:两个Φ100?mm的端面, 尺寸为Φ45?0.34?0.017mm的圆柱面,两个Φ90mm

的端面及上面的4个Φ9mm的透孔. Φ450?0.6mm的外圆柱面及上面的Φ6mm的销孔, Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面.

?0.045 这组加工表面是以Φ200mm为中心,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,然后再加工其它加工表面。

1

1.2 零件的生产类型

零件的材料为HT200,考虑到零件的形状,由于零件是中批生产,故可采用砂型铸造,3级精度。这对提高生产率,保证产品质量有帮助。

2章 确定毛坯,设计毛坯图

2.1选择毛坯

零件材料是HT200.零件是中批生产,而零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生成率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂,因此毛坯形状与零件的形状尽量接近。

2.2确定机械加工余量,设计并确定毛坯尺寸

“法兰盘”零件的材料为HT200,生产类型为中型批量生产。采用自由的砂型铸造,3级精度。

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如下:

2.2.1 Φ45外圆表面

2

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 Φ450?0.017 精磨外圆 0.2 45 0.017 精车外圆 0.4 45.2 0.039 Φ45.20?0.039 0.1 0.3 1.0 Φ45.60?0.1 0.1Φ47??0.2 0.5Φ50??0.5 半精车外圆 粗车外圆 毛坯 1.4 3 5 45.6 47 50 0.122.2.2 外圆表面Φ100??0.34mm

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 精车外圆 半精车外圆 粗车外圆 毛坯

工序余量 0.5 1.5 4 6 工序基本尺寸 100 100.5 102 106 工序尺寸的公差 0.24 0.30 0.6 1.6 工序尺寸及偏差 0.12Φ100??0.34 Φ100.50?0.30 0.30Φ102??0.30 0.8Φ106??0.8 2.2.3 B面Φ450?0.6mm

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 精车外圆 半精车外圆 工序余量 0.6 1.4 工序基本尺寸 45 45.6 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 0.6 0.7 Φ450?0.6 0.3Φ45.6??0.4 3

粗车 毛坯

2 4 47 49 1.0 2.0 0.5Φ47??0.5 1.0Φ49??1.0 2.2.4 B面中两个端面:

工序名称 精车 半精车 粗车 毛坯

?0.0452.2.5 孔Φ200mm

工序余量 0.2 0.8 2 3

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 精铰 铰孔 扩孔 钻孔 毛坯

工序余量 0.1 0.2 1.7 18 20 工序基本尺寸 20 19.9 19.7 18 0 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 0.045 0.084 0.1 +0.6 ?0.045Φ200 0.063Φ19.9??0.021 ?0.1Φ19.70 ?0.6Φ180 2.2.6 Φ90mm外圆

工序名称 精车外圆 半精车外圆 粗车 毛坯

工序余量 0.5 1.5 4 6 工序基本尺寸 90 90.5 92 96 工序尺寸的公差 0.6 0.7 1.0 2.0 工序尺寸及公差 Φ900?0.6 0.3Φ90.5??0.4 0.5Φ92??0.5 1.0Φ96??1.0 4

2.2.7 Φ450?0.017mm的右端面

1)按照《工艺手册》表6-28,铸件重量为2.8kg,Φ450?0.017mm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M1,复杂

0.7系数取S2,则铸件的偏差为??0.8;

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; Φ450?0.017mm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:

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 半精车端面 粗车 毛坯

0.122.2.8 Φ100??0.34mm左端面

0.2 0.8 2 3 94 94.2 95 97 0.6 0.7 1.0 2.0 940?0.6 0.394.2??0.4 0.595??0.5 1.090??1.0

工序名称 精车端面 半精车端面 工序余量 0.2 0.8 工序基本尺寸 91 91.2 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 0.6 0.7 910?0.6 0.391.2??0.4 5

粗车 毛坯

2 3 92 94 1.0 0.6 0.592??0.5 940?0.6 2.2.9 ?90mm右端面:

工序名称 精车 半精车 粗车 毛坯 工序余量 0.2 0.8 2 3

2.2.10 ?90mm圆柱面上离?200

工序名称 半精铣 粗铣 毛坯

工序余量 0.7 10.3 11 ?0.045mm孔中心线34mm的平面

2.2.11 ?90mm圆柱面上离?200

工序名称 精磨 精铣 半精铣 粗铣 毛坯

?0.045mm孔中心线24mm的平面

工序余量 0.05 0.15 0.7 20.1 21 6

法兰盘的铸件毛坯图见附图

第3章 选择加工方法,制定工艺路线

3.1确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200,由于零件年产量为1000件,已达到中批生产的水平,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。

3.2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。

7

3.2.1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。

3.2.2精基准的选择:

对于精基准而言,主要考虑基准的重合问题。精度要求高的?100左端面和

?20孔的轴心线自然就是精基准。因为这两个基准既是设计基准又是装配基准,这符合“基准重合的原则,其它各面和孔的加工可以以这两个为基准这符合”基准统一”的原则。

3.2.3主要考虑基准重合问题

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。

3.3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。

3.3.1工艺路线方案一

工序 1 粗铣Φ20孔两端面 工序 2 钻、粗铰孔Φ20

工序 3 粗铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 4 精铣Φ20孔两端的端面 工序 5 精绞Φ20的孔

工序 6 粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆,粗车B面与Φ90的右端面 工序 7 半精车Φ45、Φ90、 Φ100的外圆,半精车B面与Φ90的端面,

对Φ100、Φ90、Φ45的圆柱面倒角,倒Φ45两端的过度圆弧,车退刀槽,车Φ20内孔两端的倒角

工序 8 精车Φ100外圆面,精车B面,精车Φ90的右端面,精车Φ45的

圆柱面

8

工序 9 精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 10 钻4-Φ9透孔

工序 11 钻Φ4孔,钻铰Φ6的销孔 工序 12 磨Φ45、Φ100的外圆

工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 14 磨B面 工序 15 刻字划线

工序 16 Φ100外圆无光镀铬 工序 17 检查入库

3.3.2工艺方案二

工序 1 粗车Φ100mm端面,粗车Φ100mm外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90

的外圆柱面

工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面 工序 3 钻粗绞Φ20的内孔

工序 4 半精车Φ100的端面及外圆面,半精车B面,半精车Φ90的外圆

柱面,对Φ100、Φ90的外圆柱面进行倒角,车Φ45两端的过渡圆弧,车Φ20孔的左端倒角

工序 5 半精车Φ45的端面及外圆柱面,车Φ20孔的右端倒角,车Φ45

的倒角,车3*2的退刀槽

工序 6 精车Φ100的端面及外圆面,精车B面 工序 7 精车Φ45端面及外圆柱面 工序 8 精绞Φ20的孔 工序 9 钻4—Φ9透孔

工序 10 钻Φ4孔,钻绞Φ6孔

工序 11 铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 12 磨B面

工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 14 划线刻字

工序 15 Φ100外圆无光镀铬 工序 16 检查

3.3.3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。由于各端面及外圆柱面都与Φ20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Φ20孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下:

工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面,粗车Φ90的端面 工序 3 钻、扩、粗铰Φ20的孔 工序 4 钻Φ4孔,再钻Φ6孔

9

工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车Φ90的外

圆柱面,车Φ100、Φ90的倒角,车Φ45两端过渡圆弧,车Φ20孔的左端倒角

工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面,半精车Φ90的端面,车3*2退

刀槽,车Φ45的倒角,车Φ20内孔的右端倒角

工序 7 精车Φ100的端面及外圆,精车B面 工序 8 精车Φ45的外圆,精车Φ90的端面 工序 9 精绞Φ20的孔

工序 10 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 工序 11 钻4—Φ9透孔

工序 12 铣Φ90mm圆柱面上的两个平面 工序 13 磨B面

工序 14 磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 15 划线刻字

工序 16 Φ100mm外圆无光镀铬 工序 17 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Φ6

?0.030mm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

?0.030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Φ6mm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 1 粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面 工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面,粗车Φ90的端面 工序 3 钻、扩、粗绞Φ20的孔

工序 4 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面

工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车Φ90的外

圆柱面,车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角,车Φ45两端过渡圆弧,车Φ20孔的左端倒角

工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面,半精车Φ90的端面,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 7 精车Φ100的端面及外圆,精车B面 工序 8 精车Φ45的外圆,精车Φ90的端面 工序 9 精绞Φ20的孔

工序 10 精铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 11 钻、绞 4-Φ9的孔

工序 12 钻Φ4孔,钻、绞Φ6孔 工序 13 磨Φ100、Φ45的外圆柱面 工序 14 磨B面

工序 15 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 16 刻线刻字

10

工序 17 镀铬 工序 18 检测入库

以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

3.3.4选择加工设备与工艺装备 工序号 设备 工序1 工序2 工序3 工序4 工序5 工序6 工序7 工序8 工序9 工序10 工序11 工序12 工序13 工序14 工序15 工序16 工序17 CA6140车床 CA6140车床 Z525钻床 BE755铣床 CA6140车床 CA6140车床 CA6140车床 CA6140车床 Z525钻床 BE755铣床 Z525钻床 Z525钻床 M1420A磨床 M1420A磨床 M1420A磨床 虎钳 工艺装备 车刀 卡尺 车床夹具 车刀 卡尺 车床夹具 高速钢钻头 铰刀 专用夹具 三刃铣刀 游标卡尺 车刀 卡尺 车床夹具 车刀 卡尺 车床夹具 车刀 卡尺 车床夹具 车刀 卡尺 车床夹具 高速钢钻头 铰刀 专用夹具 三刃铣刀 游标卡尺 高速钢钻头 铰刀 专用夹具 高速钢钻头 铰刀 专用夹具 卡尺 砂轮 螺旋测微器 专用夹具 卡尺 砂轮 螺旋测微器 专用夹具 卡尺 砂轮 螺旋测微器 专用夹具 11

工序18 塞规 百分表 卡尺等 3.4确定切削用量及基本时间

3.4.1工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面

1.加工条件

工件材料:HT200 δb=220MPa 模铸

加工要求:车削Φ100mm端面及外圆柱面,粗车B面 机床:CA6140卧式车床

刀具:采用刀片的材料为YT15,刀杆尺寸16x25mm2,K?=90?,?0=15?,

?0=12?,??=0.5mm

2.计算切削用量

(1) 粗车Φ100mm端面

1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0..8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度,

ap=4mm

2) 进给量f 根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25 mm2

ap>3~5mm,以及工件直径为100时,f =0.7~1.0mm/r

按CA6140车床说明书(见切削手册)取 f =0.9mm/r

3) 计算切削速度,按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min)

vc?CvxvTmapfyvkv(m/min)

其中:Cv=342, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数kv见《切削手册》表1.28,即

kMv=1.44 , ksv=0.8 , kkv=1.04 , kkrv=0.81 , kBv=0.97。 所以

vc?34260?40.20.15?0.50.35v?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97=158.6(m/min)

4)确定机的主轴转速

12

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/femw.html

微信扫码分享

《法兰盘零件的机械加工工艺规程及铣平面工序的夹具设计.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档
下载全文
范文搜索
下载文档
Top