CA6140车床法兰盘加工工艺及工艺设计概述

课程设计说明书

题目: “CA6140车床法兰盘”加工工艺及

工艺设计

机械工程系

2011年12月

任务书

题目: “CA6140车床法兰盘”加工工艺及

工艺设计

内容： 1. 绘制零件图

2. 确定加工工艺路线并进行工序设计

3. 绘制毛坯图

4. 绘制夹具装配图

5. 绘制零件夹具图

6. 编写设计说明书 目录

零件的分析 .......................................................... 4

（一） 零件的作用 ................................................. 4

（二） 零件的工艺分析 ............................................. 4

工艺规程设计 ........................................................ 5

(一)确定毛坯的制造形式 .............................................. 5

（二）基面的选择 .................................................... 6

（三）制定工艺路线 .................................................. 6

1.工艺路线方案一 .................................................... 6

2.工艺路线方案二 .................................................... 7

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ....................... 10

（五）确定切屑用量及基本工时 ....................................... 11

工序Ⅰ ............................................................. 11

工序Ⅱ ............................................................. 17

工序Ⅲ ............................................................. 20

工序Ⅳ ............................................................. 20

工序Ⅴ ............................................................. 26

工序Ⅵ ............................................................. 29

工序Ⅶ ............................................................. 30

工序Ⅷ ............................................................. 32

工序Ⅸ ............................................................. 34

工序Ⅹ ............................................................. 35

工序Ⅺ ............................................................. 35

工序XII ........................................................... 38

工序XIII .......................................................... 39

工序XIV ........................................................... 39

工序XV ............................................................ 39

工序XVI ........................................................... 39

（六）夹具设计 ..................................................... 39

设计总结 ........................................................... 40

参考文献 ........................................................... 41

零件的分析

（一） 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。

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 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；外圆上钻有底部为mm4上部为mm6定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的94标明通过，本身没有受到多少力的作用。

（二） 零件的工艺分析

CA6140车床法兰盘共有两组加工的表面。

先分述如下：

1．以016.0020mm孔为精基准的加工表面。

这一组加工表面包括：一个016.0020 的孔及其倒角；一个12.034..0100外圆及其倒角；06.045外圆及其倒角；90外圆及其倒角；0017.045外圆及其倒角；90两端面（分别距离Ø20021.00+轴为24mm和34mm两端）；12.034..0100左端面和Φ90右端面；94通孔。

2.以Φ90右端面为加工表面。

这一组加工表面包括：12.034..0100右端面；Φ90左端面；0017.045右端面；23退刀槽；Φ4和03.006孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求：

12.034..0100左端面与Ø20021.00+轴形位公差0.03mm。

90右端面与Ø20021.00+轴形位公差0.03mm。

03.006孔轴线与90右端面位置公差0.6mm，同时与Ø20021.00+轴线垂直相交，并且与90端洗平面（距离Ø20021.00+轴线为24mm）垂直。

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。

工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式

1．零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，零件年产量为50万是大批量,，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+备品率 + 机械加工废品率)=50×1(1+4%+1%)=52.5万(件/年)。

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。

2.在铸造当中为了避免铸件浇不到和冷隔等缺陷，应要求铸件壁厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚，铸件的内壁厚度应小于外壁厚。

金属型铸件最小壁厚：铸件轮廓尺寸 ≤200×200灰铸铁≈6mm。我们零件的最小轮廓尺寸是8 mm，已经符合要求。

3.较小的孔和槽，或铸件的壁很厚，则不宜铸出，直接用机械加工成孔反而方便，对中心线位置要求高的孔不宜指出，这是因为铸出后很难保证中心度精确，用钻头扩孔无法纠正其中心位置。我的零件是最小的孔是mm4，还有mm6和94。我这几个孔都没有铸造出来，这也是我们注意的一点！我选择的铸造的粗糙度是7CT：初步选择的加工余量6.0mm。铸件缺陷层mmT300缺，粗糙度mRZ200，还根据铸造机械加工余量的估算公式：15.02.0BCBAMAN计算出来的结果加工余量A=3.8MM，经过相关资料的总结的加工余量12.034..0100的外圆的加工余量A=6MM,其他加工面都是A=5MM。

4.金属型铸造要求的条件:符合100或100以下的铸件,结构简单,经济合理性为成批\大量生产.这也基本满足条件!我就选择金属型铸造。

总之:零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大,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。,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。

（二）基面的选择

工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

（1）粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则，现选取右边外圆45及90的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 45外圆可同时削除 五个自由度，再以 90的右端面定位可削除一个自由度。

对外圆 12.034..0100、06.045、90和Ø20021.00+（共两块V形块加紧，限制４个自由度，底面两块支撑板定位面限制1个自由度，使缺少定位，不过是可以靠两个V形块来加紧力来约束Ｚ轴的扭转力，然后进行钻削）的的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。

（2）精基准的选择。以Ø20021.00+为精基准加工表面。

这一组加工表面包括：12.034..0100右端面；90左端面；0017.045右端面；23退刀槽；Φ4和03.006孔。因为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，此处不再重复。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线得出发点，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，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。