CA6140法兰盘零件的机械加工工艺规程及XXx工序的专用机床夹具设计.docx
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CA6140法兰盘零件的机械加工工艺规程及XXx工序的专用机床夹具设计.docx
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CA6140法兰盘零件的机械加工工艺规程及XXx工序的专用机床夹具设计
《机械加工工艺规程及工装设计》
课程设计说明书
设计题目:
CA6140法兰盘零件的机械加工工艺规程及XXx工序的专用机床夹具设计
班级:
机制102
设计者:
王丽双
指导教师:
程雪利
河南机电高等专科学校
2012年12月14日
《机械加工工艺规程及工装设计》
课程设计任务书
题目:
CA6140法兰盘零件的机械加工工艺规程及XXx工序的专用机床夹具设计
内容:
(1)零件——毛坯合图1张
(2)机械加工工艺规程卡片1套
(3)夹具装配总图1张
(4)夹具体零件图1张
(5)课程设计说明书1份
原始资料:
该零件图样一张,生产纲领一年8000件/年,每日1班。
2012年11月26日
第一章零件分析
1.1零件的用途
题目所给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘,它为盘类零件,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。
1.2零件的工艺结构分析
法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,共有八处加工表面,其间有一定的位置要求:
1以为基准面为加工表面,这一组加工表面包括,的右端面;
2以端面为基准,先用的钻头钻孔,然后再用铰刀铰孔,由于孔与有跳动的要求,所以要以的端面为基准;
3以的端面为基准,车,,外圆,并倒,;
4要以孔为基准,精车所有外圆面,使其达到要求。
由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一个表面,这组加工表面是以Φ20mm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。
1.3零件的技术要求分析
铸件应消除内应力;
未注明铸造圆角为R2-R3;
铸件表面不得有粘砂,多肉,裂纹等缺陷;
未注明倒角为1×45°;
质量为1.4㎏;
材料为HT200
该法兰盘结构较复杂,形状普通,属一般的盘盖类零件。
主要加工表面有法兰盘左、右端面,外圆面,要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm,其次就是φ20孔及另外φ4-6孔的加工表面虽然在圆周上,该零件除主要加工表面外,其余的表面加工精度一般,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床的精加工才可以达到加工要求。
由此可见,该零件的加工工艺性要求较高。
第二章确定毛坯画毛坯–零件综合图
2.1选择毛坯
根据零件材料HT200确定毛坯为铸件,法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,毛胚选用铸件即可满足工作要求。
该法兰盘的轮廓尺寸不大,形状较复杂,故采用金属型铸造。
2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量
2.2.1公差等级
由法兰盘的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为CT=10
2.2.2法兰盘铸造毛坯尺寸工差及加工余量
项目
机械加工余量/mm
尺寸工差/mm
毛坯尺寸/mm
φ100mm突台左端面
1.5*2=3
2.55
φ100mm突台右端面
1.5*2=3
2.24
φ45㎜外圆面
3*2=6
2.16
51
φ100㎜突台
4*2=8
2.51
108
φ90㎜突台
3.5*2=7
3.14
97
φ90㎜左端面
1.5*2=3
2.24
φ90㎜右端面
1.5*2=3
2.55
φ45㎜外圆面
3*2=6
2.22
51
φ20㎜内孔
3*2=6
2.85
15
2.3绘制法兰盘毛坯–零件综合图
毛坯零件综合图一般包括以下内容,铸造毛坯形状,,尺寸及公差,加工余量与工艺余量,铸造斜度及圆角,分型面,浇冒口残根位置,工艺基准及其他有关技术要求等。
毛坯–零件综合图上技术条件一般包括以下内容:
合金牌号;
铸造方法;
铸造的精度等级;
未注明的铸造斜度及圆角半径;
铸件的检验等级;
铸件交货状态,如允许浇冒口残根大小等;
铸件综合技术条件;
铸件是否进行气压或液压试验;
热处理硬度。
毛坯–零件综合图如下图所示:
第三章工艺规程设计
3.1定位基准的选择
3.1.1.精基准的选择
根据该法兰盘零件的技术要求,选择法兰盘φ45㎜外圆面和φ20㎜孔作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一”原则。
φ20㎜孔的轴线是设计基准,选用其作竟基准定位法兰盘两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的端面跳动度要求。
选用法兰盘右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则,因为该法兰盘在轴向方向上的尺寸多以该外圆面作设计基准。
3.1.2粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
这里选择法兰盘右端面端面和φ45㎜外圆面作为粗基准。
采用φ45㎜外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀;采用法兰盘右端面作为粗基准加工左端面,可以为后续工序准备好精基准。
3.2加工方法的选择
根据法兰盘零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下所示:
一外圆面:
公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
二φ20内孔:
公差等级为IT7~IT8,表面粗糙度为,采用钻→扩→铰→精铰的加工方法,倒角用车刀加工。
三外圆面:
公差等级为IT13~IT14,表面粗糙度为,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
四φ90外圆:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。
五φ100外圆面:
公差等级为IT11,表面粗糙度为,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
六右端面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车。
七90突台右端面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车→半精车→精车。
八φ90突台左端面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
九φ100突台左端面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车→半精车→精车。
十槽32:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车。
十一φ100突台右端面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
十二φ90突台距离轴线34mm的被铣平面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗铣→精铣.
十三φ90突台距离轴线24mm的被铣平面:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.
十四4—φ9孔:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为钻削。
十五φ4的孔:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为钻削。
十六φ6的孔:
未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为,采用的加工方法为钻→铰。
该法兰盘加工质量要求较高,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工精加工三个阶段。
在粗加工阶段,首先将精基准(法兰盘φ45外圆面和φ20孔)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他表面的精度要求;然后粗车法兰盘左右端面、外圆面、车φ45外圆、及各倒角。
在半精加工阶段,完成各个外圆面的半精加工及退刀槽。
在精加工阶段,完成φ9*4孔,φ4-6孔的加工,磨削各个平面及外圆面并加工距离轴线24mm34mm的两平面.
3.3工序的集中与分散
选用工序集中原则安排法兰盘的加工工序。
该法兰盘的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
3.4确定工艺路线
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。
初拟加工工艺路线如下
工艺路线方案一
工序号
工序内容
工序号
工序内容
05
粗铣Φ20孔两端面
45
精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面
10
钻、粗铰孔Φ20
50
钻4-Φ9透孔
15
粗铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面
55
钻Φ4孔,钻铰Φ6的销孔
20
精铣Φ20孔两端的端面
60
磨Φ45、Φ100的外圆
25
精绞Φ20的孔
65
磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面
30
粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆,粗车B面与Φ90的右端面
70
磨B面
35
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
75
刻字划线
80
Φ100外圆无光镀铬
40
精车Φ100外圆面,精车B面,精车Φ90的右端面,精车Φ45的圆柱面
85
检查入库
工艺路线方案二
工序号
工序内容
工序号
工序内容
05
粗车Φ100mm端面,粗车Φ100mm外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面
45
钻4—Φ9透孔
10
粗车Φ45端面及外圆柱面
50
钻Φ4孔,钻绞Φ6孔
15
钻粗绞Φ20的内孔
55
铣Φ90圆柱面上的两个平面
20
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
60
磨B面
25
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
65
磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面
30
精车Φ100的端面及外圆面,精车B面
70
划线刻字
35
精车Φ45端面及外圆柱面
75
Φ100外圆无光镀铬
40
精绞Φ20的孔
80
检查
三.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:
修改过的加工工艺路线
工序号
工序内容
工序号
工序内容
05
粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面
40
半精车Φ45端面、外圆柱面,倒角,精车Φ45端面、外圆柱面及Φ90右端面,车Φ20右倒角
10
粗车Φ45端面和倒角及外圆柱面,粗车Φ90的端面
45
精铰孔Φ20
15
钻、粗绞Φ20的孔
50
磨Φ90外圆柱面上距离轴线2
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- CA6140 法兰盘 零件 机械 加工 工艺 规程 XXx 工序 专用 机床 夹具 设计