CA6140车床法兰盘加工工艺及夹具设计最终版.docx
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CA6140车床法兰盘加工工艺及夹具设计最终版
CA6140车床法兰盘加工工艺及夹具设计最终版
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
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
0.0450.12Φ200mm的孔为中心,包括:
Φ1000.34mm的外圆柱面及左端面,
尺寸为Φ4500.017mm的圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔,Φ4500.6mm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
第1页
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
第2页
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
第3页
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Φ100、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某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某Φ9透孔
第4页
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
1.4500.017mm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
第5页
尺寸及加工余量工序名称精磨外圆精车外圆半精车外圆粗车外圆毛坯5501.00.5Φ500.5工序余量0.2工序基本尺寸45工序尺寸的公差0.017工序尺寸及偏差Φ4500.0170.445.20.039Φ45.200.0391.445.60.1Φ45.600.13470.30.1Φ470.20.122.外圆表面Φ1000.34mm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工序工序基工序尺寸工序尺寸及
第6页
称精车外圆半精车外圆粗车外圆毛坯余量0.5本尺寸100的公差0.24偏差0.12Φ1000.341.5100.50.30Φ100.500.3041020.60.30Φ1020.3061061.60.8Φ1060.83.B面Φ4500.6mm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1.445.60.70.3Φ45.60.4工序余量0.6工序基本尺寸45工序尺寸的公差0.6工序尺寸及公差Φ4500.6
第7页
外圆粗车毛坯2447491.02.00.5Φ470.51.0Φ491.04、B面中两个端面:
工序名称精车半精车粗车毛坯工序余量0.20.8230.0455.孔Φ200mm参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序
尺寸及加工余量工序名称精铰工序余量0.1工序基本尺寸20工序尺寸的公差0.045工序尺寸及公差0.045Φ200
第8页
铰孔扩孔钻孔毛坯0.21.7182019.919.71800.0840.1+0.60.063Φ19.90.0210.1Φ19.700.6Φ1806.Φ90mm外圆工序名称精车外圆半精车外圆粗车毛坯4692961.02.00.5Φ920.5工序余量0.5工序基本尺寸90工序尺寸的公差0.6工序尺寸及公差Φ9000.61.590.50.70.3Φ90.50.41.0Φ961.07.Φ4500.017mm的右端面
1)按照《工艺手册》表6-28,铸件重量为2.8kg,Φ4500.017mm
第9页
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
0.76-28,材质系数取M1,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;
Φ4500.017mm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:
第10页
工序名称工工工工序序余量序基本序尺寸尺寸及公尺寸的公差差精车端面0.2940.69400.6半精车端面0.894.2950.71.00.394.20.40.5950.5粗车2毛坯3972.01.0901.00.128.Φ1000.34mm左端面
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
第11页
精车端面半精车端面粗车0.2910.69100.60.891.20.70.391.20.42392941.00.60.5920.59400.69、90mm右端面:
工序名称精车半精车粗车毛坯工序余量0.20.8230.04510、90mm圆柱面上离200mm孔中心线34mm的平面
工序名称工序余量
第12页
半精铣粗铣毛坯0.710.3110.04511、90mm圆柱面上离200mm孔中心线24mm的平面
工序名称精磨精铣半精铣粗铣毛坯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
工序余量0.050.150.720.121
第13页
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某H=16某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ap2mm
(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),
ap2mm,f=0.65mm/r,查出vc65m/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:
kvc0.77Vc=kvcvc50m/min
第14页
则根据n1000v100050150.15r/mindw106按CA6140车床的转速列表查得与150.15r/min相近的转速为
vn=160r/min,得实际切削速度为
nd16010653.28m/min10001000确定ap2mm,f=0.65mm/r,n=160r/min,v=53.28m/min(3)计算基本工时Tf1Ldd1iLd=106,d1=0l1l2l3,nf2(23)2其中l235,取l24,l30
l1aptankrL所以,Tf1i34
nf2)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
第15页
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
ap2mm
(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),
ap2mm,f=0.8mm/r,查出vc89m/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:
kvc0.62Vc=kvcvc55.22m/min则根据n1000v100055.22175.8r/mindw106按CA6140车床的转速列表查得与175.8r/min相近的转速为
n=160r/min,得实际切削速度为
第16页
vnd16010653.28m/min10001000确定ap2mm,f=0.8mm/r,n=160r/min,v=53.28m/min(3)计算基本工时Tf1Lll1l2l3Liinffndd1l1l2l3,d=106,d1=02其中l9,l1所以,Tf1aptankr(23)2,取l23,l30
Li7nf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某H=16某25
第17页
(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ap2mm(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),
ap2mm,f=0.5mm/r,查出vc94.28m/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:
kvc0.77Vc=kvcvc72.54m/min则根据n1000v100094.28513.1r/mindw50按CA6140车床的转速列表查得与513.1r/min相近的转速为
vn=500r/min,得实际切削速度为
nd5005078.54m/min10001000第18页
确定ap2mm,f=0.5mm/r,n=500r/min,v=78.54m/min(3)计算基本工时
Tf1LLinfdd1l1l2l3,d=50,d1=02aptankr(23)2
l1其中l235,取l24,l30所以,Tf12)
Li6nf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某H=16某25
(2)确定切削用量
a)确定背吃刀量ap
第19页
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ap2mmb)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),
ap2mm,f=0.75mm/r,查出vc79.18m/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:
kvc0.77Vc=kvcvc60.92m/min则根据n1000v100079.18201.99r/mindw96按CA6140车床的转速列表查得与201.99r/min相近的转速为
vn=200r/min,得实际切削速度为
nd2009660.32m/min10001000确定ap2mm,f=0.75mm/r,n=200r/min,v=60.32m/min(3)计算基本工时
第20页
Tf1LLinfdd1l1l2l3,d=96,d1=502aptankr(23)2
l1其中l235,取l24,l30所以,Tf1Li12nf3)粗车4500.017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
ap2mm
第21页
(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),
ap2mm,f=0.56mm/r,查出vc80m/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:
kvc0.62Vc=kvcvc49.64m/min则根据n1000v100049.64316r/mindw50按CA6140车床的转速列表查得与316r/min相近的转速为
vn=320r/min,得实际切削速度为
nd3205050.27m/min10001000确定ap2mm,f=0.56mm/r,n=320r/min,v=50.27m/min(3)计算基本工时Tf1ll1l2l3Liinffn
第22页
Ldd1l1l2l3,d=106,d1=02l1其中l41,
aptankr(23)2,l30l235,取l23,
所以,Tf14)粗车90外圆
(1)选择刀具
Li15nf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
ap2mm
(b)确定进给量f
根据手册,得f=0.6-1.2,取f=0.79mm/r
第23页
(c)确定切削速度
当使用YG8硬质合金刀加工HT200(190HBS),
ap2mm,f=0.79mm/r,查出vc70m/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:
kvc0.62Vc=kvcvc43.44m/min则根据n1000v100043.44144r/mindw96按CA6140车床的转速列表查得与144r/min相近的转速为
vn=160r/min,得实际切削速度为
nd1609648.25m/min10001000确定ap2mm,f=0.79mm/r,n=160r/min,v=48.25m/min(4)计算基本工时Tf1Lll1l2l3Liinffndd1l1l2l3,d=106,d1=02其中l9,l1aptankr(23)2,l235,取l23,l30
第24页
所以,Tf1Li7nf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vc24m/min,则根据n1000v100024424.2r/mindw18按CA6140车床的转速列表查得与424.2r/min相近的转速为
vn=400r/min,得实际切削速度为
nd4001822.62m/min10001000确定ap9mm,f=0.32mm/r,n=400r/min,v=22.62m/min(4)计算基本工时
第25页
Tf1ll1l2Liinffn其中l93,l1所以,Tf12)
扩19.8孔
Ddcotkr(12)1.6,取l222Li45nf
(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vc10.5m/min,则根据n1000v100010.5168.7r/mindw19.8按CA6140车床的转速列表查得与168.7r/min相近的转速为
vn=140r/min,得实际切削速度为
nd14019.88.7m/min10001000
第26页
确定ap0.9mm,f=0.96mm/r,n=140r/min,v=8.7m/min(4)计算基本工时Tf1ll1l2Liinffn其中l93,l1所以,Tf13)
铰19.94孔
Ddcotkr(12)1.6,取l222Li43nf
(1)机床的选择:
选用CA6140卧式车床
(2)刀具的选择:
选用直径19.94mm高速钢锥柄机用铰刀(3)切削用量选择:
查表得:
f=1.5-3.0mm/r,进给量取f=1.6mm/r转速为n=140r/min与扩孔相同,得实际切削速度为
vnd14019.948.77m/min10001000确定ap0.07mm,f=1.6mm/r,n=140r/min,v=8.77m/min(4)计算基本工时
第27页
Tf1ll1l2Liinffn其中l93,l1所以,Tf14)
精铰20孔
Ddcotkr(12)1.6,取l2152Li29nf
(1)机床的选择:
选用CA6140卧式车床
(2)刀具的选择:
选用直径20mm高速钢锥柄机用铰刀(3)切削用量选择:
查表得:
f=1.5-3.0mm/r,进给量取f=1.6mm/r转速为n=140r/min与扩孔相同,得实际切削速度为
vnd140208.796m/min10001000确定ap0.03mm,f=1.6mm/r,n=140r/min,v=8.796m/min(4)计算基本工时
Tf1ll1l2Liinffn其中l93,l1Ddcotkr(12)1.6,取l2152第28页
所以,Tf1Li29nf工序4半精车Φ100的左端面及外圆柱面,半精车Φ90的外
圆柱面,车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角,车Φ20孔的左端倒角
1)
半精车Φ100左端面
(1)选择刀具
选用93°偏头端面车刀,刀具材料为YG6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某H=16某25
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量ap
半精车的余量为0.8mm,可一次走刀完成,即
ap0.8mm
(b)确定进给量f
根据手册,得f=0.18-0.25mm/r,取f=0.24mm/r
第29页
(c)确定切削速度
当使用YG6硬质合金刀加工HT200(190HBS),
ap0.8mm,f=0.24mm/r,查出vc120m/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:
kvc0.77Vc=kvcvc92.33m/min则根据n1000v100092.33288.13r/mindw102按CA6140车床的转速列表查得与288.13r/min相近的转速为
vn=320r/min,得实际切削速度为
nd320102102.54m/min10001000确定ap0.8mm,f=0.24mm/r,n=320r/min,v=102.54m/min(3)计算基本工时Tf1Linfapdd1Ll1l2l3,d=102,d1=20l1(23)2
tankr2
第30页
其中l235,取l24,l30所以,Tf12)
半精车Φ100外圆柱面
Li37nf
(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YG6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0.5mm,刃倾角为0°
(2)确定切削用量(a)确定背吃刀量ap
粗车的余量为0.75mm(半径值),一次走刀完成,即ap0.75mm(b)确定进给量f
根据手册,得f=0.2-0.3mm/r,取f=0.28mm/r(c)确定切削速度
当使用YG6硬质合金刀加工HT200(190HBS),
ap0.75mm,f=0.28mm/r,查出vc120m/min,由
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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:
kvc0.62Vc=kvcvc74.46m/min则根据n1000v100074.46232.37r/mindw102按CA6140车床的转速列表查得与232.37r/min相近的转速为
vn=250r/min,得实际切削速度为
nd25010280.1m/min10001000确定ap0.75mm,f=0.28mm/r,n=250r/min,v=80.1m/min(3)计算基本工时
Tf1ll1l2l3LiinffnLll1l2l3
其中l9,l1l30
aptankr(23)2,其中l235,取l23,
所以,Tf1Li12nf
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3)半精车Φ90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YG6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0.5mm,刃倾角为0°
(2)确定切削用量(a)确定背吃刀量ap
粗车的余量为0.75mm(半径值),一次走刀完成,即ap0.75mm(b)确定进给量f
根据手册,得f=0.2-0.3mm/r,取f=0.28mm/r(c)确定切削速度
当使用YG6硬质合金刀加工HT200(190HBS),
ap0.75mm,f=0.28mm/r,查出vc120m/min,由
于实际情况,在车削过程中使用条件的改变,查切
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削速度修正系数为:
kvc0.
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