CA6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及夾具設計

CA6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及夾具設計,ca6140,車床,法蘭盤,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設計 目　錄 1. 工藝設計說明…….............................1 2. 夾具設計說明書…………………….20 3. 課程設計體會………………………..22 第一部分　工藝設計說明書 1. 零件圖工藝性分析 1.1零件結構功用分析 法蘭盤是可用于連接其他零件或可用于增加其他零件強度的一種零件。本法蘭盤是回轉面和平面的結合，內部由階梯孔和螺紋孔組成，其要求有較高的耐磨性，較高的強度和回轉穩(wěn)定性。 1.2零件技術條件分析 1）法蘭盤本身精度： 外圓φ80尺寸公差等級IT11，表面粗糙度Ra為1.6μm，φ52尺寸公差等級為IT6，表面粗糙度Ra為1.6μm，φ120尺寸公差等級IT14，表面粗糙度Ra為3.2μm，內孔φ62公差等級為IT7，φ36尺寸公差等級IT6，φ65表面粗糙度Ra為1.6μm，距離φ36為34.5的平面公差等級IT13。 2）位置精度，內孔φ62相對于基準面A、B的跳動量要求為0.04。 3）加工此零件時，應盡量統(tǒng)一定位基準，減少裝夾次數，這樣有利于保證零件的加 工精度。 1.3零件結構工藝性分析 此法蘭盤是由回轉面和平面組成，由零件圖可知，該零件結構較為簡單，但零件精度要求高，零件選用材料HT150，該材料用于強度要求不高的一般鑄件，不用人工實效，有良好的減振性，鑄造性能好。對法蘭盤的基本要求是高強度、高韌性、高耐磨性和回轉平穩(wěn)性，因而安排法蘭盤加工過程應考慮到這些特點。 本次設計的零件圖如下： 法 蘭 盤 1. 毛坯選擇 2.1毛坯類型 1、根據零件材料HT150確定毛坯為鑄件，由于要加工與φ36的孔中心線距離分別為54和34.5的兩平面，若毛坯外型鑄成φ120的外圓，材料浪費太嚴重，因此將兩平面直接鑄出。且3-φ11和3-φ16.5的內孔不鑄出，均在鉆床上鉆出后加工。 2. 由于本零件要求生產批量為中批量生產，毛坯鑄造方法選用金屬型鑄造（查機械加工工藝設計資料 P4表1.2-1），鑄造的毛坯尺寸公差等級為8級（查機械加工工藝設計資料 P6表1.2-5），選擇錯型值為0.7（查機械加工工藝設計資料 P6表1.2-4）。 2.2毛坯余量確定 對于批量生產的鑄件加工余量（查機械加工工藝設計資料 P7表1.2-7），初步將本零件的加工余量定為5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.8. 2.3毛坯－零件合圖草圖 3．機加工工藝路線確定 3.1加工方法分析確定 該零件是法蘭盤，中批量生產。由于此零件較為簡單，但精度要求較高，為保證加工精度和表面粗糙度的要求，應盡量減少裝夾次數，統(tǒng)一定位基準，由于該法蘭盤是由回轉面和平面組成，根據具體需要初步確定的加工方法有車、銑、磨、鏜、鉆等。 3.2加工順序的安排 本著先粗后精、先主后次、基準先行、先面后孔的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，先以外圓φ80為粗基準粗車φ52的外圓、長度方向為15的右端面、長度方向為60的右端面和φ120的外圓，調頭裝夾以φ52的外圓、長度方向為15的右端面為基準粗車φ80的外圓、長度方向為60的左端面和長度方向為15的左端面，再以粗車后的外圓φ80為精基準半精車φ52的外圓、和φ120的外圓粗鏜，半精鏜φ36的內孔，以φ52的外圓、長度方向為15的右端面為基準粗鏜φ62.4、φ62、φ65、及4X0.5的槽、φ58的內孔，繼續(xù)半精鏜φ65、φ62、及4X0.5的槽，車出M64X1.5的螺紋，以外圓φ80為基準粗銑長度為54的左端面和長度為34.5的兩平面，以φ36的內孔、φ62.4內孔和長度為60的右端面及34.5的平面定位鉆3-φ11和3-φ16.5的孔，然后擴3-φ16.5的孔，然后在繼續(xù)鉆出φ18和φ4的孔，磨φ80的外圓和長度為60和15的左端面，磨φ52的外圓、長度方向為15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角，以φ52的外圓、長度方向為15的右端面為基準精鏜φ62的孔，，以φ80的外圓為基準精鏜φ36的內孔，然后用浮動鏜刀塊精鏜φ36的內孔并加工出6X6的半圓槽。 3.3定位基準選擇 先以φ80為基準加工φ52的外圓、長度方向為15的右端面和φ120的外圓，再以φ52的外圓、長度方向為15的右端面為基準加工左端部分，再以外圓定位加工內孔和螺紋，以φ36的內孔、6X6的半圓槽和長度為60的右端面定位鉆孔、擴孔。 3.4加工階段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。 3.5主要機加工工序簡圖 1、鑄 鑄造、清理 2、熱處理 正火 3、粗車φ52的外圓、長度方向為15的右端面、長度為60的右端面、φ120 的外圓 4、粗車φ80的外圓、長度方向為60的左端面和長度方向為15的左端面 5、半精車φ52的外圓和φ120的外圓、粗鏜φ36的內孔、半精鏜φ36的內孔 6、粗鏜φ62.4、φ62、φ65、及4X0.5的槽、φ58的內孔、半精鏜φ65、φ62及4X0.5的槽、車出M64X1.5的螺紋 7、粗銑長度為54的左端面和長度為34.5的兩平面 8、鉆3-φ11的孔 、擴3-φ16.5的孔 9、鉆出φ18和φ4的孔 10、熱處理：退火 11、去毛刺（在所有側面去除機械加工所留下的毛刺） 12、清洗吹凈 在乳化液中清洗法蘭盤，保證沒有鐵削、油污和其他贓物，清洗時間不少于3min，清洗的同時通入壓縮空氣以提高清洗效果，清洗后用壓縮空氣吹凈零件，并用擦布擦凈表面。 13、檢驗 14、表面淬火 15、磨φ80的外圓和長度為60和15的左端面、磨φ52的外圓、長度方向為15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角 16、精鏜φ62的孔 17、精鏜φ36的內孔 18、用浮動鏜刀塊精鏜φ36的內孔并加工出6X6的半圓槽 19、去毛刺吹凈 20、檢驗 4.工序尺寸及其公差確定 φ52 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 鑄 φ57 1.8 φ571.8 粗車 φ54.2 2.8 0.046 φ54.7 半精車 φ52.4 1.8 0.019 φ52.9 磨削 φ52 0.4 0.019 φ52 φ80 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 鑄 φ85 1.8 φ851.8 粗車 φ80.4 4.6 0.22 φ80.4 磨削 φ80 0.4 0.19 φ80 φ120 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 鑄 φ125 1.8 φ1251.8 粗車 φ121.5 3.5 1 φ121.5 半精車 φ120 1.5 2 120 φ62 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 鑄 φ57 1.8 φ571.8 粗鏜 φ60 3 0.19 φ60 半精鏜 φ61.5 1.5 0.074 φ61.5 精鏜 φ62 0.5 0.03 φ62 φ65 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鑄 φ57 粗鏜 7 φ64 半精鏜 1 φ65 φ62.4 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鑄 φ57 粗鏜 5.4 φ62.4 φ36 工藝路線 基本尺寸 工序余量 工序精度 工序尺寸 鑄 φ31 1.8 φ311.8 粗鏜 φ33.1 2.1 0.16 φ33.1 半精鏜 φ34.6 1.5 0.1 φ34.6 精鏜 φ35.6 1 0.039 φ35.6 浮動鏜刀塊精鏜 φ36 0.4 0.02 φ36 15 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鑄 20 粗車 4.5 15.5 磨削 0.5 15 60 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鑄 65 粗車 4.6 60.4 磨削 0.4 60 φ11 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鉆 11 φ11 φ16.5 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鉆 11 φ11 擴 5.5 φ16.5 φ18 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鉆 18 φ18 φ4 工藝路線 工序余量 工序尺寸 鉆 4 φ4 5.設備及其工藝裝備確定 所用的設備有：CA6140、立式銑床、搖臂鉆床、清洗機、檢驗臺、外圓磨床。 夾具有：三爪卡盤、虎鉗、鉆直孔專用夾具、鉆斜孔專用夾具、磨床專用夾具。 刀具有：90度車刀、車用鏜刀、銑刀、φ11、φ4、φ18、φ16.5鉆頭、砂輪、切斷刀。 量具有：千分尺、游標卡尺、專用卡規(guī)、專用通規(guī)、止規(guī)。 6．切削用量及工時定額確定 （1） 粗車φ52的外圓、長度方向為15的右端面、長度為60的右端面、 φ120時：（T1=T輔 T2=T機 T3=T工 T4=T休）（車刀刀桿尺寸BXH取20X30） 切削用量：ap=10.85 由表5.3-1得：f=0.9mm/r 由表5.3-20查得 v=46m/min 則n=318x46/57=256.63=257r/mm 工時定額：由表3.3-1得：裝夾工件時間為0.08min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.06min， 由表3.3-3得：操作機床時間為： （0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時間分別為：T3=56min、T4=15min T基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min 則T總=T1+T2+T3+T4+T基=73.84min （2）粗車φ80的外圓、長度方向為60的左端面和長度方向為15的左端面： 切削用量：（車刀刀桿尺寸BXH取25X25）ap=4.6 ，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53m/min，則n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min 工時定額： 由表3.3-1得：裝夾工件時間為0.08min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.06min， 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.1+0.09+0.08=0.27min T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min 由表5.4-1得機動時間為：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min 由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時間分別為：T3=56min、T4=15min T基=Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min 則T總=T1+T2+T基+T3+T4=75.94 （3）半精車φ52的外圓和φ120的外圓、粗鏜φ36的內孔、半精鏜φ36的內孔： 切削用量：（刀尖圓弧半徑取0.5）ap=3 由表5.3-2得：f=0.15mm/r 由表5.3-20得：v=100m/min 則n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min 工時定額：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15min T基=135x5/578x0.15x3=2.29min T總1=T1+T2+T3+T4+T基=74.79min 粗鏜φ36的內孔： 切削用量： ap=2.1 由表5.3-3得f=0.3mm/r 由表5.3-20得v=110m/min 則n=318v/d=318x110/31=1129r/min 工時定額：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7min T總2=76.64min 半精鏜φ36的內孔： 切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=115m/min 則n=318v/d=318x115/33=1108r/min 工時定額：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1min T總3=76.47min則T總=227.9min (4) 粗鏜φ62.4、φ62、φ65、及4X0.5的槽、φ58的內孔、半精鏜φ65、φ62及4X0.5的槽、車出M64X1.5的螺紋時： 切削用量： ap=7 由表5.3-3得f=0.5mm/r 由表5.3-20得v=67m/min 則n=318v/d=318x67/57=374r/min 工時定額：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15min T基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55min T總1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min 半精鏜φ65、φ62及4X0.5的槽時： 切削用量：ap=1.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 則n=318v/d=318x115/62=590r/min 工時定額：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min T基=100x5/590x0.15x1.5=3.77min T總2=80.27min 車出M64X1.5的螺紋： 切削用量：ap=1.6 由表5.3-1得f=1.2mm/r 由表5.3-20得v=70m/min 則n=318v/d=318x70/62=359r/min 工時定額： T1=0.74min T2=0.07min T3=56min T4=15min T基= lz/nfap=50X5/359X1.2X1.6=0.36 min T總3=71.83min 則T總=230.45min (5) 粗銑長度為54的左端面和長度為34.5的兩平面： 切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得f=0.25mm/r 由表6.3-21得v=120m/min 則n=318v/d=318x120/112=341r/min 工時定額：由表6.4-1得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min 由表3.3-7得操作時間為0.5 min 由表3.3-8得測量工件時間為0.24min T1=1.98min T3=51min T4=15min T基=lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04min T總=75.02min (6) 鉆3-φ11的孔： 切削用量：ap=15 由表7.3-1得f=0.6mm/r 由表7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min 工時定額： T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12 min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35) T基=15X11/347X0.6X15=0.05 min 由表3.3-9得裝夾工件的時間為0.17 min 由表3.3-10得松卸工件的時間為0.15 min 由表3.3-11得操作時間為0.4 min 由表3.3-12得測量工件的時間為0.04min 則T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T總1=62.81min 擴3-φ16.5的孔： 切削用量：ap=10 由表7.3-2得f=0.6mm/r 由表7.3-12得v=25.1m/min 則n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min 工時定額：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min 【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】 由表3.3-9得裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10的松卸工件時間為0.15min 由表3.3-11得操作機床時間為0.42 min 由表3.3-12得測量工件時間為0.05min T1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06min T總2=62.89 min T總=125.7 min （7）鉆出φ18和φ4的孔 切削用量：ap=11 由表7.3-1得f=0.8mm/r 由表7.3-11得 v=13m/min n=318v/d=318x13/18=230r/min 工時定額： 鉆φ18深2的孔： T2=Lw+Lf+Lt/fn=2+5.29+0/0.8X230=0.04 min (Lf=dm/2cotkr=18/2cot120=5.29) T基=2X18/230X0.8X2=0.1 min 鉆φ4深11的孔： T2=Lw+Lf+Lt/fn=11+1.18+0/0.8X230=0.07 min (Lf=dm/2cotkr=4/2cot120=1.18) T基=11X4/230X0.8X11=0.02 min 由表3.3-9得裝夾工件的時間為0.17 min 由表3.3-10得松卸工件的時間為0.15 min 由表3.3-11得操作時間為0.4 min 由表3.3-12得測量工件的時間為0.04min 則T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T總=62.99min （8）磨φ80的外圓和長度為60和15的左端面： 切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min 則n =318v/d=318X22/80=88r/min 工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.05 min 0.03 min 由表3.3-15得操作時間為0.35min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08min T1=0.51min T3=60min T4=15min T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09min T總1=78.6min 磨φ52的外圓、長度方向為15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角 切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min 則n =318v/d=318X22/52=135r/min 工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.05 min 0.03 min 由表3.3-15得操作時間為0.35min 由表3.3-16得測量工件時間為0.21min T1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91min T總2=77.55min T總=156.15min (9) 精鏜φ62的孔： 切削用量：ap=0.5 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20得v=115m/min 則n=318v/d=318x115/62=590r/min 工時定額：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min T基=70x5/590x0.15x0.5=7.9min T總=84.4min (10) 精鏜φ36的內孔： 切削用量：ap=1 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=123m/min 則n=318v/d=318x123/36=1087r/min 工時定額：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53min T總=77min (11) 用浮動鏜刀塊精鏜φ36的內孔切出6X6的半圓槽： 切削用量：ap=0.4 由表5.3-3得f=0.15mm/r 由表5.3-20 得v=140m/min 則n=318v/d=318x140/36=1237r/min 工時定額：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基=lz/nfap=50x5/1237x0.15x0.4=3.37min T總=78.84min 第二部分　第8號工序夾具設計說明書 1. 工序尺寸精度分析 由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆3-φ11孔，深度為15.5，并擴3-φ16.5孔，深度為10.25，無其它技術要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬中批量生產。 2. 定位方案確定 根據該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個自由度，即x移動、y移動、x轉動、y轉動、z轉動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應限制z移動一個自由度，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準與設計基準重合。選以 φ36的內孔和長度為60的右端面及長度為34.5的平面為定位基準。（見工序圖） 3. 定位元件確定 1、選擇定位元件： 由于本工序的定位面是φ62.4的內孔和左端面及直徑為11的孔，所以夾具上相應的定位元件選為一個平面和一個短圓柱銷和一個短圓柱心軸。 2、確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差： 由于其定位孔的尺寸為φ62.4，所以短銷的尺寸為： 基本尺寸為φ62.4，公差為±0.05 根據工件的實際情況，底板選76mm的墊圈，厚度為10mm， 短銷選取直徑為11mm的短銷，長度為30mm。 4. 定位誤差分析計算 (1)分析計算孔的深度尺寸14的定位誤差： 用內孔表面定位和平面定位，工件定位面是內孔表面和平面，定位元件的定位工作面是芯軸表面和平面，定位基準是內孔中心線，當工件內孔直徑發(fā)生變化時其中心線和芯軸中心發(fā)生相對移動。芯軸定位誤差計算如下： △jb=0 △db=1/2（Dmax-dmin）=0.075 △dw=△db =0.075 由于孔的公差屬于自由公差，取13級公差，則△dw=0.075<1/3T,因此定位準確。 （2） 分析計算平面定位誤差： △jb=0 △db=0 △dw=0 5.設計鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板： 由于此工件是中批量生產，故選用GB2264-80快換鉆套，選用固定式鉆模板。 根據鉆床T型槽的寬度，決定選用GB2206-80寬度B=14，公差帶為h6的A型兩個定位鍵來確定夾具在機床上的位置。 夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，其基本厚度選為20mm，并在夾具體底部兩端設計出供T型槽用螺栓緊固夾具用的U型槽耳座。 6.夾具總裝草圖 第三部分　課程設計體會 經過此次課程設計，內心感觸頗深，課程設計環(huán)節(jié)可以說既是對我們在校學習成果的檢驗，又是一次綜合運用所學知識的一次機會。以前也曾做過類似的設計，但那些都是一方面的，不像此次設計內容考核這樣全面，含蓋面很廣，其中包含了工藝過程的擬訂、工藝卡片的編制、圖紙的繪制、工裝夾具的設計等很多方面及內容。此次設計不僅考核了我們對知識的掌握程度，更重要的是加深了我們對所學知識的印象，為我們步入工作崗位奠定了基礎。 設計過程不僅要依賴于課本及資料上的理論知識，也要結合實際進行設計，只有在理論結合實際的基礎上做出的設計才能滿足于現(xiàn)場生產的需求，只有滿足現(xiàn)場需求的設計才是一份合格的設計。我們的設計做的還不夠全面，不夠完善，缺少實踐的驗證。但我相信我們通過此次設計所積累的設計經驗以及理論經驗對于我們而言也是一份很難得很寶貴的財富。