车床法兰盘加工工艺及夹具设计

1零件的分析............................................................. 2

2工艺规程设计 ......................................................... 3

3 夹具设计 ............................................................. 55

4总结 ...................................................................... 58

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

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Φ200mm0.120

的孔为中心 ,包括：Φ100 mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为Φ45 0.34 0.017mm的

圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔， Φ450 0.6mm的外圆柱面及上面的Φ6mm，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。

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。

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Φ

100、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

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. 450 0.017mm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

0.12

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

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 4、B面中两个端面：

0.045

5．孔Φ200mm

参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量

6.Φ90mm外圆

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，

0.7

复杂系数取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：

.6

0. 0.4

5

5

00

0.12

8. Φ100 0.34mm左端面

9、 90mm右端面：

0.045

10、 90mm圆柱面上离 200mm孔中心线34mm的平面

0.04511、 90mm圆柱面上离 200mm孔中心线24mm的平面

2.5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ap

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ap 2mm （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），

ap 2mm，f=0.65mm/r，查出vc 65m/min，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：

kvc 0.77

Vc=kvc vc 50m/min 则根据n

1000v1000 50

150.15r/min dw 106

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

n d160 106v 53.28m/m in10001000

速

度

为

确定ap 2mm，f=0.65mm/r，n=160r/min，v=53.28m/min （3） 计算基本工时 Tf1

L

L

i nf

d d1

l1 l2 l3，d=106，d1 =0 2

l1

aptankr

(2 3) 2

其中l2 3 5，取l2 4，l3 0 所以，Tf1

L

i 34s nf

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

（a）确定背吃刀量ap

粗车的余量为2mm（半径值），一次走刀完成，即ap 2mm （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），

ap 2mm，f=0.8mm/r，查出vc 89m/min，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：kvc 0.62

Vc=kvc vc 55.22m/min 则根据n

1000v1000 55.22

175.8r/min dw 106

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

n d160 106v 53.28m/m i10001000

削

n

速度为

确定ap 2mm，f=0.8mm/r，n=160r/min，v=53.28m/min （3） 计算基本工时 Tf1

l l1 l2 l3L

i i nffn

L

d d1

l1 l2 l3，d=106，d1 =0 2

其中l 9，l1

aptankr

(2 3) 2，取l2 3，l3 0

所以，Tf1

L

i 7s nf

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ap

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ap 2mm (b)确定进给量f

根据手册，得f=0.4-0.5，取f=0.5mm/r (c)确定切削速度

当使用YG8硬质合金刀加工HT200（190HBS），ap 2mm，

f=0.5mm/r，查出vc 94.28m/min，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：kvc 0.77 Vc=kvc vc 72.54m/min 则根据n

1000v1000 94.28

513.1r/min dw 50

按CA6140车床的转速列表查得与513.1r/min相近的转速为n=500r/min，得实际切削

n d500 50v 78.54m/m in10001000

速

度

为

确定ap 2mm，f=0.5mm/r，n=500r/min，v=78.54m/min

（3）计算基本工时

Tf1

L

L

i nf

d d1

l1 l2 l3，d=50，d1 =0 2

aptankr

(2 3) 2

l1

其中l2 3 5，取l2 4，l3 0 所以，Tf1

2）粗车Φ90右端面

（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

L

i 6s nf

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ap

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ap 2mm b)确定进给量f

根据手册，得f=0.6-08，取f=0.75mm/r

c)确定切削速度

当使用YG8硬质合金刀加工HT200（190HBS），ap 2mm，

f=0.75mm/r，查出vc 79.18m/min，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：

kvc 0.77

Vc=kvc vc 60.92m/min 则根据n

1000v1000 79.18

201.99r/min dw 96

按CA6140车床的转速列表查得与201.99r/min相近的转速为n=200r/min，得实际切削

n d200 96v 60.32m/m in10001000

速

度

为

确定ap 2mm，f=0.75mm/r，n=200r/min，v=60.32m/min

（3）计算基本工时

Tf1

L

Li nf

d d1

l1 l2 l3，d=96，d1 =50 2

aptankr

(2 3) 2

l1

其中l2 3 5，取l2 4，l3 0 所以，Tf1

L

i 12s nf

3）粗车 450 0.017外圆

（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 （a）确定背吃刀量ap

粗车的余量为2mm（半径值），一次走刀完成，即ap 2mm （b） 确定进给量f

根据手册，得f=0.4-0.9，取f=0.56mm/r （c）确定切削速度

当使用YG8硬质合金刀加工HT200（190HBS），ap 2mm，

f=0.56mm/r，查出vc 80m/min，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：

kvc 0.62

Vc=kvc vc 49.64m/min 则根据n

1000v1000 49.64

316r/min dw 50

按CA6140车床的转速列表查得与316r/min相近的转速为n=320r/min，得实际切削

n d320 50v 50.27m/m in10001000

速

度

为

确定ap 2mm，f=0.56mm/r，n=320r/min，v=50.27m/min （3） 计算基本工时 Tf1

L

l l1 l2 l3L

i i nffn

d d1

l1 l2 l3，d=106，d1 =0 2

其中l 41，l1

aptankr

(2 3) 2， l2 3 5，取l2 3，l3 0

所以，Tf1

4）粗车 90外圆

（1）选择刀具

L

i 15s nf

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 （a）确定背吃刀量ap

粗车的余量为2mm（半径值），一次走刀完成，即ap 2mm （b） 确定进给量f

根据手册，得f=0.6-1.2，取f=0.79mm/r （c）确定切削速度

当使用YG8硬质合金刀加工HT200（190HBS），ap 2mm，

f=0.79mm/r，查出vc 70m/min，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：kvc 0.62 Vc=kvc vc 43.44m/min 则根据n

1000v1000 43.44

144r/min dw 96

按CA6140车床的转速列表查得与144r/min相近的转速为n=160r/min，得实际切削

n d160 96v 48.25m/m in10001000

速

度

为

确定ap 2mm，f=0.79mm/r，n=160r/min，v=48.25m/min （4） 计算基本工时

Tf1

L

l l1 l2 l3Li i nffn

d d1

l1 l2 l3，d=106，d1 =0 2

其中l 9，l1

aptankr

(2 3) 2，l2 3 5，取l2 3，l3 0

所以，Tf1

L

i 7s nf

工序 3 钻、粗绞Φ20的孔 1）钻 18孔

（1） 机床的选择：选用CA6140卧式车床

（2） 刀具的选择：选用直径18mm高速钢标准锥柄麻花钻 （3） 切削用量选择：

查表得：f=0.2-0.4mm/r，进给量取f=0.32mm/r

当使用高速钢标准锥柄麻花钻加工HT200，f=0.32mm/r，查出

vc 24m/min， 则根据n

1000v1000 24

424.2r/min dw 18

按CA6140车床的转速列表查得与424.2r/min相近的转速为n=400r/min，得实际切削

n d400 18v 22.62m/m in10001000

速

度

为

确定ap 9mm，f=0.32mm/r，n=400r/min，v=22.62m/min

（4）计算基本工时

Tf1

l l1 l2L

i i nffn

D d

cotkr (1 2) 1.6，取l2 2 2

其中l 93，l1

所以，Tf1

2）扩 19.8孔

L

i 45s nf

(1)机床的选择：选用CA6140卧式车床

(2)刀具的选择：选用直径19.8mm高速钢标准锥柄扩孔钻 (3)切削用量选择：

查表得：f=0.9-1.1mm/r，进给量取f=0.96mm/r

当使用高速钢标准锥柄麻花钻加工HT200，f=0.96mm/r，查出

vc 10.5m/min， 则根据n

1000v1000 10.5

168.7r/min dw 19.8

按CA6140车床的转速列表查得与168.7r/min相近的转速为n=140r/min，得实际切削

n d140 19.8v 8.7m/m in10001000

速

度

为

确定ap 0.9mm，f=0.96mm/r，n=140r/min，v=8.7m/min (4)计算基本工时

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jgn4.html