夹具课程设计-CA6140车床法兰盘84003工艺及夹具设计说明书电子教案
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夹具课程设计-CA6140车床法兰盘84003工艺及夹具设计说明书
目 录
1、 计算生产纲领，确定生产类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
2、 工艺设计说明书. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
3、 工艺规程设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
4、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 一、计算生产纲领，确定生产类型
设计题目给定的零件是CA6140车床的法兰盘，该车床年产量为8000台，设其备品率A为10﹪，机械加工费品率B为1﹪，则该零件的年生产纲领为：
N=8.000×(1+10﹪+1﹪)=8880(件/年)
根据生产类型与生产纲领的关系可知该产品为大批大量生产。
二、工艺设计说明书
1. 零件图工艺性分析
1.1零件结构功用分析
法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。
1.2绘制零件图
1.3零件结构工艺性分析
此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性。
法兰盘共有两组加工表面：
⑴以Φ52mm外圆为中心的加工表面
这一组加工表面包括：Φ120mm的外圆及其倒角；Φ120mm外圆的左侧面及其面上2个同心的Φ16.5mm×10mm与Φ11mm×5mm的圆孔；Φ80mm的外圆、左端面及其倒角；Φ62内孔长度为13mm；切槽4mm；内螺纹M64×1.5长度16mm；Φ58mm与Φ65mm的过度面；车Φ120mm外圆上的两个垂直平面。
⑵以Φ80mm外圆为中心的加工表面
这一组加工表面包括：右端面Φ52g6的外圆、倒角及其3mm×0.5mm退刀槽；右侧面、倒角及其钻孔；Φ36mm内孔及其切6mm×6mm半圆键槽, Φ120mm外圆的右侧面。
它们之间有一定的位置要求，主要是：右端面B与Φ62mm孔中心轴线的跳动度为 0.04；
经过对以上加工表面的分析，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。
1.4确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状与尺寸、绘制毛坯图
(1)确定毛坯余量、毛坯尺寸及其公差
铸铁的机械加工余量根据JZ67-62确定。对大批大量的铸件加工余量中查《机械制造工艺补充教材》得，选取等级精度为1级。零件材料是HT150，毛坯重量估算约为2kg，零件年产量是大批大量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,可采用铸造成型，内孔按31mm和54mm铸造，未注内孔倒角R3。设计、绘制毛坯图（1-2）。
三、工艺规程设计
1、定位基准的选择
⑴粗基准的选择
因为法兰盘可归为轴类零件，按照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应采用始终不加工表面作为粗基准；若零件上有多个不加工表面，则选择其中与加工表面要求相对位置精度较高的表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘φ52外表面B作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Φ52mm的毛坯外圆可同时削除五个自由度，再以Φ52mm的右端面定位可削除自由度。
⑵精基准的选择
考虑到Φ120±1的右端面、外圆Φ52g6为圆跳动工差的基准面。虽然外圆Φ80h11是长度方向的设计基准，但是轴向尺寸没有精度要求。因此精基准选Φ120±1的右端面及外圆Φ52g6。 采用互为基准的方法来保证孔Φ62±0.015圆跳动公差的要求。即粗加工时以外圆Φ52g6为精基准面加工孔Φ62±0.015。再以Φ62±0.015为基准精加工Φ52g6，最后以Φ52g6精加工Φ62±0.015。
孔3xΦ11、Φ16.5及Φ18的位置采用钻模套来进行定位。孔Φ3采用专用夹具进行定位。
2、工件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面、车槽，花键、内螺纹等，材料为HT15~33。参考《机械制造工艺设计简明手册》，其加工方法选择如下：
加工表面 精度 粗糙度 工艺过程
外圆Φ52g6 IT6 1.6 粗车→半精车→粗磨→精磨
外圆Φ80h11 IT11 1.6 粗车→半精车→粗磨→精磨
外圆Φ120±1 IT15 3.2 粗车→半精车
孔Φ IT6 粗镗→半精镗→粗磨→精磨
孔Φ62±0.015 IT7 1.6 粗镗→半精镗→粗磨→精磨
基准A端面 1.6 粗车→半精车→精车
尺寸 IT11 粗铣→半精铣
其余表面 Rz50 粗车或粗铣
通孔、沉孔 钻孔
加工表面 精度 粗糙度 工艺过程
螺纹M64x1.5 车螺纹
3、制定工艺路线
根据先粗后精、先基准后一般、先平面后孔、先主要表面后次要表面等原则安排工艺过程
主要加工工艺路线如下：
方案1 工序号 工 序 内 容
1 铸造毛坯
2 去应力时效
3 粗车、半精车Φ52端面及Φ120右端面
粗车、半精车Φ52外圆面及倒角、车退刀槽3x0.5
4 粗车、半精车Φ80端面及Φ120左端面
粗车、半精车Φ80外圆面及Φ120外圆面，倒角
5 粗镗、半精镗孔Φ62、孔Φ36，镗退刀槽4x0.5、退刀槽4x1.5
半精镗孔Φ62.4，倒角
6 攻螺纹M64x1.5
7 粗铣、半精铣平面C、平面D，铣U形键槽
8 钻孔3xΦ11︺Φ16.5↓10
9 钻孔Φ18
10 钻孔Φ3
11 发兰处理
12 粗磨、精磨Φ120右端面
13 粗磨、精磨Φ52外圆面
14 粗磨、精磨Φ80外圆面
15 粗磨、精磨孔Φ62及孔Φ36
16 去毛刺
17 检验入库
方案2
工序号 工 序 内 容
1 铸造毛坯
2 去应力时效 3 粗车Φ52端面及Φ120右端面
粗车Φ52外圆面及倒角、车退刀槽3x0.5
4 粗车Φ80端面及Φ120左端面
粗车Φ80外圆面及Φ120外圆面，倒角
5 粗镗孔Φ62、孔Φ36，镗退刀槽4x0.5、退刀槽4x1.5
6 半精车Φ52端面及Φ120右端面
7 半精车Φ52外圆面及倒角、车退刀槽3x0.5
8 半精车Φ80端面及Φ120左端面
9 半精车Φ80外圆面及Φ120外圆面，倒角
10 半精镗孔Φ62、孔Φ36，镗退刀槽4x0.5、退刀槽4x1.5
半精镗孔Φ62.4，倒角
11 攻螺纹M64x1.5
12 粗铣、半精铣平面C、平面D，铣U形键槽
13 钻孔3xΦ11，锪孔Φ16.5
14 钻孔Φ18
15 钻孔Φ3
16 发兰处理
17 粗磨、精磨Φ120右端面
18 粗磨、精磨Φ52外圆面
19 粗磨、精磨Φ80外圆面
20 粗磨、精磨孔Φ62及孔Φ36
21 去毛刺
22 检验入库
方案2，将工序分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段，有利于提高表面的加工精度与表面质量。但是，由于零件的反复装夹，工时大大的增加了，不符合大批大量生产对效率提出的要求。由于毛坯为金属模机器造型，精度较高，将工序分为粗加工、精加工两个阶段也能够满足要求。故采用方案1。
4、确定加工余量、工序尺寸
零件材料为HT150毛坯重量为1.3Kg，生产类型为大量生产，采用铸造毛坯
根据零件要求及加工工艺，查阅《机械制造工艺设计简明手册》,分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下：
1.Φ52g6外圆表面
工序名称 工序余量 工序基本尺寸 经济精度 工序尺寸及公差
精磨外圆 0.06 52 ) Φ
粗磨外圆 0.1 52.06
) Φ
半精车外圆 0.6 52.16 ) Φ
粗车外圆 2.24 52.76 ) Φ
毛坯 3 55 ±0.8 Φ55±0.8
2. Φ80h11外圆表面
工序名称 工序余量 工序基本尺寸 经济精度 工序尺寸及公差
精磨外圆 0.06 80 ) Φ
粗磨外圆 0.1 80.06 ) Φ
半精车外圆 0.6 80.16 ) Φ
粗车外圆 2.24 80.76 ) Φ
毛坯 3 83 ±0.8 Φ83±0.8
3. Φ120±1外圆表面 工序名称
工序余量 工序基本尺寸 经济精度 工序尺寸及公差
半精车外圆 0.6 120 ) Φ
粗车外圆 2.4 120.6 )
Φ
毛坯 3 123 ±0.8 Φ123±0.8
4.孔 Φ
工序名称 工序余量 工序基本尺寸 经济精度 工序尺寸及公差
精磨孔 0.1 36 ) Φ
粗磨孔 0.2 35.9 ) Φ
半精镗孔 0.6 35.7 ) Φ
粗镗孔 2.1 35.1 ) Φ
毛坯 3 33 ±0.2 Φ33±0.2
5.孔Φ62±0.015
工序名称 工序余量 工序基本尺寸 经济精度 工序尺寸及公差
精磨孔 0.2 62 ) Φ
粗磨孔 0.3 61.8 ) Φ
半精镗孔 1 61.5 ) Φ
粗镗孔 2.5 60.5 ) Φ
毛坯 4 58 ±0.8 Φ58±0.8
6.孔Φ62.4
考虑到加工效率，可将孔Φ62.4与孔Φ62±0.015的粗镗、半精镗分别做为同一工步。为了加工出孔Φ62.4要再半精镗一次。
