設(shè)計“CA6140車”零件的機械加工裝備制造(DOC 23頁).doc

1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計“CA6140車床法蘭盤”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備設(shè)計者班級學(xué)號指導(dǎo)老師：2011年7月8日目錄序言（3）一、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定（3）（一）零件的工藝分析（3）（二）零件的生產(chǎn)類型（4）二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 （4）（一）確定毛坯的制造形式（4）（二）確定機械加工余量，確定毛坯尺寸和公差（4）（三）確定毛坯尺寸（4）(四) 確定毛坯尺寸公差（5）(五) 設(shè)計毛坯圖（5）三、選擇加工方法，制定工藝路線（6）（一）定位基準(zhǔn)的選擇（6）（二）零件表面加工方法的選擇（6）四、工序設(shè)計 （7）五、確定切屑用量及基本時間 （

2、11）六、夾具設(shè)計（19）七、設(shè)計小結(jié)（21）參考文獻(xiàn) （21）序言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還存在許多不足之處，希望老師多加指教。一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定（一）零件的工藝分析該零件對表面粗糙度值的要求比較高，粗糙度為0.4的表面有10

3、0外圓，100右端面，左45外圓，90外圓，90左端面，90前側(cè)面，采用精磨加工。粗糙度為0.8的為右45外圓，采用精車。粗糙度為1.6的為100左端面，90右端面，采用精車。粗糙度為0.8的20內(nèi)孔，采用半精鏜。粗糙度為3.2的為90后側(cè)面，6小孔。有兩個端面跳動的位置要求，基準(zhǔn)均為20孔的軸心。為了保證零件主要表面粗糙度的要求，避免加工時由于切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個工藝過程分為粗加工和精加工。整個加工過程中，無論是粗加工階段還是精加工階段，都應(yīng)該遵循“先面后孔，先主后次，先粗后精”的加工原則。（二）零件的生產(chǎn)類型根據(jù)題目的要求，可知生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。二、 選擇

4、毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖（一） 確定毛坯的制造形式：該零件的材料為球HT200。而且零件的表面一些精度要求較高，為了可以簡化加工工藝路線，采用精度比較高的機器造型金屬模鑄造。使得最終加工的方便和降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率，創(chuàng)造出更多有用的價值。（二）確定機械加工余量，確定毛坯尺寸和公差.查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-1，確定大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件，采用金屬型鑄造時，其公差等級CT均為9級。再查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-3，確定鑄件尺寸公差CT,查表5-5和5-4，確定鑄件機械加工余量RAM.（三）確定毛坯尺寸根據(jù)上面（二）的描述，在零件圖的基礎(chǔ)上，將需要加工的表面的原來尺寸

5、和加工余量合起來，即對軸狀的尺寸，毛坯尺寸R為R=F+RMA+CT/2(單面加工余量)；R=F+2*RMA+CT/2(雙面加工余量)；而對孔狀的尺寸，毛坯尺寸R為R=F-RMA-CT/2(單面加工余量)；R=F-2*RMA-CT/2(雙面加工余量)。從而確定了毛坯的各個部分的尺寸。如下表所述： /mm零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸零件尺寸單面加工余量鑄件尺寸452.550 100的寬9mm3.612.6 1003.2106.4左41mm的尺寸0.841.8 903.296.490的長8mm3611.694.50全長91mm95630（四）確定毛坯尺寸公差根據(jù)上面（二）中的介紹，確定了每一個鑄件的

6、尺寸公差，其零件毛坯每個尺寸的公差如下表所述：毛坯尺寸偏差毛坯尺寸偏差50+1右41的尺寸+0.4106.4+1.190的長8mm+1.896.4+1.1 100的寬9mm+1.8（五）設(shè)計毛坯圖根據(jù)以上確定的尺寸，已經(jīng)基本可以確定毛坯的零件圖。其次還要考慮到其周邊的倒角。均取為R5，其最終的零件的毛坯圖如下所示：三、選擇加工方法，制定工藝路線基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的很重要的工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高；否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件成批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（一） 定位基準(zhǔn)的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)

7、。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。先以右端面為基準(zhǔn)加工工序一，再以左端面為基準(zhǔn)加工工序二，以20孔的通過軸線的豎直面為基準(zhǔn)加工90的前后側(cè)面。（二）零件加工方法的選擇考慮到工件的復(fù)雜性，一下難以確定最終的工藝路線。首先根據(jù)零件表面的粗糙度確定零件需要加工的表面。先以右端面為基準(zhǔn)進(jìn)行工序一的加工，再以左端面為基準(zhǔn)進(jìn)行工序二的加工，然后銑出90的前后側(cè)面，在對粗糙度要求比較高的便面進(jìn)行半精車，精車。在磨削之前對工件進(jìn)行淬火。因為有些表面的粗糙度值要達(dá)到0.4，再對這些表面進(jìn)行磨削。最后是 孔的加工。根據(jù)以上對工序路線的分析，從而確定最終的加工

8、路線如下所示：1粗車 粗車大端面、100mm外圓、100mm右側(cè)面，倒角、倒圓、粗車左45mm外圓、倒圓、及臺階面2粗車粗車小端面、大倒角、粗車右45mm外圓、溝槽、90mm外圓、倒角，及臺階面3粗銑-半精銑粗銑-半精銑90mm后側(cè)面4粗銑-半精銑粗銑-半精銑90mm前側(cè)面5半精車-精車100mm外（左）端面，100mm外圓、100mm右端面、左45外圓、90mm左端面、90mm外圓、90mm右端面、右45mm外圓6淬火7磨削-精磨100mm外圓、100mm右端面、左45mm外圓、90mm左端面、90mm外圓8精磨90mm前側(cè)面9擴孔-鉸孔-精鉸20mm孔10鉆孔-鉸孔左45外圓的孔11鉆孔4

9、x9mm孔12去毛刺去除全部毛刺13終檢按零件圖樣要求全面檢查四、工序設(shè)計“法蘭盤”零件材料為HT200,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用機器造型金屬模鑄造毛坯.根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長91 ，寬100，高100，故最大輪廓尺寸為100。按照機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-1，取公差等級CT為9級，按照機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-3，取鑄件機械加工余量等級為F級。（一）圓柱面的工序尺寸1. 100mm外圓的加工余量毛坯尺寸為106.4 mm粗車余量：雙邊為Z=5mm,加工精度等級IT11，所以本工序得到的尺寸為101.4 0 mm. -0.22 半精車-精車余量：雙邊雙邊為Z=1.1，加工精

10、度等級為IT8，所以本工序得到的尺寸為100.3 0 mm. -0.054 磨削-精磨余量：雙邊加工余量為Z=0.3，加工精度等級為IT6，所以最后得到的尺寸為100 0 mm. ,得到的粗糙度0.4-0.1um。 -0.022 2. 90mm外圓的加工余量毛坯尺寸為96.4 mm粗車余量：雙邊為Z=5mm,加工精度等級IT11，所以本工序得到的尺寸為91.4 0 mm. -0.22 半精車-精車余量：雙邊雙邊為Z=1.1，加工精度等級為IT8，所以本工序得到的尺寸為90.3 0 mm. -0.054 磨削-精磨余量：雙邊加工余量為Z=0.3，加工精度等級為IT6，所以最后得到的尺寸為90 0

11、 mm. ,得到的粗糙度0.4-0.1um。 -0.022 3.左45mm外圓的加工余量毛坯尺寸為50 mm粗車余量：雙邊為Z=3.8mm,加工精度等級IT11，所以本工序得到的尺寸為46.2 0 mm. -0.16 半精車-精車余量：雙邊雙邊為Z=1，加工精度等級為IT8，所以本工序得到的尺寸為45.2 0 mm. -0.039 磨削-精磨余量：雙邊加工余量為Z=0.2，加工精度等級為IT6，所以最后得到的尺寸為45 0 mm. ,得到的粗糙度0.4-0.1um。 -0.016 4.右45mm外圓的加工余量毛坯尺寸為50 mm粗車余量：雙邊為Z=4mm,加工精度等級IT11，所以本工序得到的

12、尺寸為46 0 mm. -0.16 半精車-精車余量：雙邊雙邊為Z=1，加工精度等級為IT8，所以本工序得到的尺寸為45 0 mm. 得到的粗糙度1.6-0.8um -0.039 5. 20mm孔的加工鉸孔精鉸后，加工精度等級為IT8，所以本工序得到的尺寸為20 0 mm, 得到的粗糙度1.6-0.8um. -0.0336. 左45外圓的孔加工鉆孔-鉸孔后，加工精度等級為IT8，所以本工序得到的尺寸為6 0 mm, 得到的粗糙度1.6-0.8um. -0.018（二）確定軸向工序尺寸1. 100的寬9mm的加工余量毛坯尺寸為12.6mm粗車余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6m

13、m,加工精度等級IT11，所以本工序得到的尺寸為11 0 mm. -0.09 半精車-精車余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6mm,加工精度等級IT8，所以本工序得到的尺寸為9.4 0 mm. -0.022 磨削-精磨余量：Z=0.4（右端面）=0.4mm,加工精度等級IT6，所以本工序得到的尺寸為9 0 mm. -0.009 2. 90的寬8mm的加工余量毛坯尺寸為11.6mm粗車余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6mm,加工精度等級IT11，所以本工序得到的尺寸為10 0 mm. -0.09 半精車-精車余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6m

14、m,加工精度等級IT8，所以本工序得到的尺寸為8.4 0 mm. -0.022 磨削-精磨余量：Z=0.4（左端面）=0.4mm,加工精度等級IT6，所以本工序得到的尺寸為8 0 mm. -0.009 3. 左41mm的尺寸的加工余量根據(jù)尺寸鏈可得：毛坯尺寸為37mm,粗車后為37+0.8X2=38.6mm,半精車-精車后為38.6+0.8X2=40.8mm, 磨削-精磨后為40.8+0.4X2=41mm.4. 左41mm的尺寸的加工余量根據(jù)尺寸鏈可得：毛坯尺寸為41.8mm,粗車后為41.8-2.4+0.8=40.2mm,半精車-精車后為40.2+0.8=41mm.磨削-精磨后為40.8+0

15、.4X2=41mm.五 確定切削用量及基本時間粗車大端面、100mm外圓、100mm右側(cè)面，倒角、倒圓、粗車左45mm外圓、倒圓、及臺階面1. 粗車大端面由于是粗加工，選擇左切車刀DJNL2520-1506，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-56，選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=250X0.6=0.15m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=53.2/(250*0.6)=0.355min。2. 粗車10

16、0mm外圓，倒角選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量0.18mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=600*0.18=0.108m/min.根據(jù)切削深度2.5mm和進(jìn)給量，查得切削速度為141.3m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=11.8/(600*0.18)=0.109min。3. 粗車100mm右端面，倒圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=250X0.6=0.15m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，

17、一次粗車即可完成，則機動工時為T=25.7/(250*0.6)=0.171min。4. 粗車左45mm外圓、倒圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量0.18mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=600*0.18=0.108m/min.根據(jù)切削深度1.9mm和進(jìn)給量，查得切削速度為141.3m/min。切削長度=29+0.8=29.8mm切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=29.8/(600*0.18)=0.276min。5. 粗車90左端面選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=250X0

18、.6=0.15m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=25.1/(250*0.6)=0.167min粗車小端面、大倒角、粗車右45mm外圓、溝槽、90mm外圓、倒角，及臺階面1. 粗車小端面選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=250X0.6=0.15m/min。根據(jù)車削深度為1.2mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，兩次粗車即可完成，則機動工時為T=2*25/(250*0

19、.6)=0.333min。2. 粗車右45外圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量0.18mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=600*0.18=0.108m/min.根據(jù)切削深度2mm和進(jìn)給量，查得切削速度為141.3m/min。切削長度=41.8-2.4=39.4mm切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=39.4/(600*0.18)=0.365min。3. 大倒角選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量0.18mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=600*0.18=0.108m/min.切削速度為141.3m/min。切削長度=7*1.414=9.9mm切削工時：根據(jù)加工

20、余量,兩次粗車可完成，則機動工時為T=2*9.9/(600*0.18)=0.183min。4. 粗車90mm右端面選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=250X0.6=0.15m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=25.2/(250*0.6)=0.168min。5. 溝槽選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為250r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=250X0.6=

21、0.15m/min。根據(jù)車削深度為2mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，兩次粗車即可完成，則機動工時為T=2*2.2/(250*0.6)=0.029min。6. 粗車90mm外圓，倒角選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給量0.18mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=600*0.18=0.108m/min.根據(jù)切削深度2.5mm和進(jìn)給量，查得切削速度為141.3m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=10/(600*0.18)=0.092min。 精車-半精車100mm左端面、100mm外圓，100mm右端面、左45外圓、90m

22、m左端面、90mm外圓、90mm右端面、右45mm外圓1. 半精車-精車100mm左端面由于是精加工，選擇左切車刀DJNL2520-1506，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-56，選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為900r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.4mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=900X0.4=0.36m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=50.7/(900*0.4)=0.141min。2. 半精車-精車100mm外圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為1120r/min。根據(jù)工件的

23、直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.10mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=1120X0.10=0.112m/min。根據(jù)車削深度為0.55mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=10.2/(1120X0.10)=0.091min。3. 半精車-精車100mm右端面選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為900r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.4mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=900X0.4=0.36m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車

24、即可完成，則機動工時為T=27.05/(900*0.4)=0.075min。4. 半精車-精車 左45外圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為1120r/min，進(jìn)給量0.1mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=1120X0.10=0.112m/min。根據(jù)切削深度0.5mm和進(jìn)給量，查得切削速度為141.3m/min。切削長度=29.8+0.8+0.8=31.4mm切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=31.4/(1120X0.10)=0.280min。5. 半精車-精車90mm左端面選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為900r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.4mm/r。則可以求

25、得進(jìn)給速度=900X0.4=0.36m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=23.1/(900*0.4)=0.064min。6. 半精車-精車90mm外圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為1120r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.10mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=1120X0.10=0.112m/min。根據(jù)車削深度為0.55mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=9.2/(1120X0.10)=0.082mi

26、n。7. 半精車-精車90mm右端面選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為900r/min。根據(jù)工件的直徑，車刀刀桿尺寸和車削深度選擇進(jìn)給量f=0.4mm/r。則可以求得進(jìn)給速度=900X0.4=0.36m/min。根據(jù)車削深度為0.8mm和進(jìn)給量，查得切削速度為36.11m/min。切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=22.55/(900*0.4)=0.063min。8. 半精車-精車右45mm外圓選擇機床主軸轉(zhuǎn)速為1120r/min，進(jìn)給量0.1mm/r, 則可以求得進(jìn)給速度=1120X0.10=0.112m/min。根據(jù)切削深度0.5mm和進(jìn)給量，查得切削速度為141.3m/min。切

27、削長度=41-7=34mm切削工時：根據(jù)加工余量，一次粗車即可完成，則機動工時為T=34/(1120X0.10)=0.304min。擴孔-鉸孔精鉸20mm孔1.擴孔查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-65，選擇Z550的轉(zhuǎn)速為500r/min，設(shè)選擇擴孔鉆為整體高速鋼直柄擴孔鉆D21.8。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-128，根據(jù)材料和孔徑，選擇進(jìn)給量f=1mm/r則可以求得進(jìn)給速度=。根據(jù)材料的硬度和進(jìn)給量，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-133，選擇切屑速度為21m/min。切削工時：根據(jù)鉆孔深度L=91mm，則機動工時為，查手冊，取為4mm,而T=（91+4+1.9）/(500

28、*1)=0.194min2.粗鉸切屑深度為0.14mm。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-65，選擇Z550的轉(zhuǎn)速為500r/min，選擇鉸刀為錐柄機用鉸刀D21.94mm。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-129，根據(jù)材料和孔徑，選擇進(jìn)給量f=0.6mm/r則可以求得進(jìn)給速度=500X0.6=0.3m/min。根據(jù)材料的硬度和進(jìn)給量，選擇切削速度為8.8m/min。切削工時：根據(jù)鉆孔深度L=91mm，則機動工時為查手冊，取為30mm,而T=(91+30+8)/(500X0.6)=0.43min.3.精鉸切屑深度為0.06mm。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-65，為了提高切屑精度，選擇Z550的轉(zhuǎn)速為735r/min，選擇鉸刀為錐柄機用鉸刀D22mm。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表5-129，根據(jù)材料和孔徑，選擇進(jìn)給量f=0.2mm/r則可以求得進(jìn)給速度=735X0.2=0.147m/min。根據(jù)材料的硬度和進(jìn)給量，選擇切屑速度為8m/min。切削工時：根據(jù)鉆孔深度L=91m