CA6140车床法兰盘加工工艺及工艺设计概述.docx
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1、课程设计说明书题目: “CA6140车床法兰盘加工工艺及工艺设计 机械工程系 2021年12月任务书题目: “CA6140车床法兰盘加工工艺及工艺设计内容: 1. 绘制零件图 2. 确定加工工艺路线并进行工序设计 3. 绘制毛坯图 4. 绘制夹具装配图 5. 绘制零件夹具图 6. 编写设计说明书目录零件的分析4一零件的作用4二零件的工艺分析4工艺规程设计5(一)确定毛坯的制造形式5二基面的选择6三制定工艺路线61.工艺路线方案一62.工艺路线方案二7四机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸确实定10五确定切屑用量及根本工时11工序11工序17工序20工序21工序27工序30工序31工序33工序35工
2、序36工序36工序XII38工序XIII39工序XIV39工序XV39工序XVI39六夹具设计39设计总结41参考文献42零件的分析(一) 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。零件是CA6140卧式车床上的法兰盘,它位于车床丝杆的末端,主要作用是标明刻度,实现纵向进给。零件的 100外圆上标有刻度线,用来对齐调节刻度盘上的刻度值,从而能够直接读出所调整的数值;外圆上钻有底部为上部为定位孔,实现精确定位。法兰盘中部 的通孔
3、那么给传递力矩的标明通过,本身没有受到多少力的作用。(二) 零件的工艺分析CA6140车床法兰盘共有两组加工的外表。先分述如下:1 以mm孔为精基准的加工外表。这一组加工外表包括:一个 的孔及其倒角;一个外圆及其倒角;外圆及其倒角;外圆及其倒角;外圆及其倒角;两端面分别距离20轴为24mm和34mm两端;左端面和90右端面;通孔。2.以90右端面为加工外表。这一组加工外表包括:右端面;90左端面;右端面;退刀槽;4和孔。这两组加工外表之间有着一定的位置要求:左端面与20轴形位公差0.03mm。右端面与20轴形位公差0.03mm。孔轴线与右端面位置公差0.6mm,同时与20轴线垂直相交,并且与端
4、洗平面距离20轴线为24mm垂直。经过对以上加工外表的分析,我们可先选定粗基准,加工出精基准所在的加工外表,然后借助专用夹具对其他加工外表进行加工,保证它们的位置精度。工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式1零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比拟简单,零件年产量为50万是大批量,,设其备品率为4%,机械加工废品率为1%,那么该零件的年生产纲领为:N=Qn(1+备品率 + 机械加工废品率)=501(1+4%+1%)=52.5万(件/年)。而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。2.在铸造当中为了防止铸件浇不到和冷隔等缺陷,应要求
5、铸件壁厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚,铸件的内壁厚度应小于外壁厚。金属型铸件最小壁厚:铸件轮廓尺寸 200200灰铸铁6mm。我们零件的最小轮廓尺寸是8 mm,已经符合要求。3.较小的孔和槽,或铸件的壁很厚,那么不宜铸出,直接用机械加工成孔反而方便,对中心线位置要求高的孔不宜指出,这是因为铸出后很难保证中心度精确,用钻头扩孔无法纠正其中心位置。我的零件是最小的孔是,还有和。我这几个孔都没有铸造出来,这也是我们注意的一点!我选择的铸造的粗糙度是:初步选择的加工余量6.0mm。铸件缺陷层,粗糙度,还根据铸造机械加工余量的估算公式:计算出来的结果加工余量A=3.8MM,经过
6、相关资料的总结的加工余量的外圆的加工余量A=6MM,其他加工面都是A=5MM。4.金属型铸造要求的条件:符合100或100以下的铸件,结构简单,经济合理性为成批大量生产.这也根本满足条件!我就选择金属型铸造。总之:零件形状并不复杂,而且零件加工的轮廓尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近,内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。二基面的选择工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得宜提高。否那么,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正进行。1粗基准的选择。对于
7、法兰盘零件而言可归为轴类零件,尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件,那么应以与加工外表要求相互位置精度较高的不加工外表作粗基准。选择比拟平整、平滑、有足够大面积的外表,并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原那么,现选取右边外圆及的右端面的不加工外轮廓外表作为粗基准,利用三爪卡盘夹紧 45外圆可同时削除 五个自由度,再以 90的右端面定位可削除一个自由度。对外圆、和20共两块V形块加紧,限制个自由度,底面两块支撑板定位面限制1个自由度,使缺少定位,不过是可以靠两个V形块来加紧力来约束轴的扭转力,然后进行钻削的的加工,这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的
8、标准,确保的圆周度。2精基准的选择。以20为精基准加工外表。这一组加工外表包括:右端面;左端面;右端面;退刀槽;4和孔。因为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,这在以后还要专门计算,此处不再重复。三制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产本钱尽量下降。1.工艺路线方案一一 工艺路线方案一工序1.100粗车左端面。2、粗车90左侧面。3、粗车100外圆。4、粗车
9、左45外圆。5、100粗车右端面。工序 1、粗车右45右端面。2、粗车90右侧面。3、粗车右45外圆。4、粗车90外圆。工序 钻、扩、粗铰、精铰20孔并车孔左端的倒角。工序1、半精车 左、右端面、 2、左端面,精车 左端面、左端面。半精车外圆、 、4、半精车柱体的过度倒圆。5、车柱体上的倒角C1.5。工序1、半精车、精车右端面。2、车槽32。3、倒角C745和C145。工序 精车左端面、右端面工序 粗铣、精铣柱体的两侧面。工序 钻 4孔,铰 6孔。工序 钻 孔。工序磨削B面,即 外圆面、 右端面、 左端面。工序磨削外圆面 ,。工序磨削突台距离轴线24mm的侧平面。工序 刻字刻线。 工序XIV
10、镀铬。工序XV检测入库。2.工艺路线方案二工序粗车 柱体左端面。工序 粗加工20孔 1、钻中心孔18。2、扩孔19.8。工序 粗车 100柱体右端面,粗车 90柱体左端面,半精车 100左、右端面、 90左端面,精车 100左端面、 90左端面,粗车外圆 45 、 100、 90,半精车外圆 45 、 90、 100、,车 100柱体的倒角,车 45 柱体的过度倒圆。工序 粗车、半精车、精车 90右端面,车槽32,粗车、半精车外圆 外圆及倒角。工序1、粗铰19.94。2、精铰20。工序 精车左端面、右端面。工序 铣90上两平面1、粗铣两端面。2、精铣两端面。工序 钻 4孔,铰6孔工序 钻 49
11、透孔工序 磨右45外圆,外圆100,外圆90。磨B面,即 左45外圆面、 100右端面、90左端面工序 磨90上距轴心24平面工序 B面抛光工序XIII 刻字刻线工序XIV 100外圆镀铬工序XV 检验入库3. 工艺方案的比拟与分析上述两种工艺方案的特点在于:方案一是先粗加工外表的毛坯,根本按照加工原那么来加工的,先粗加工半精加工精加工。给钻20孔确定基准,确保孔的行位公差,不过一次性加工好20,同时零件20要求很高的,在后面的加工会对它的精度的影响,并且左端面和右端面要与20轴有一定位置公差,这样很难保证它们的位置的准确性。而方案二是只给20钻孔保证底座平面度,不过钻头的下钻时不能准确定位,
12、会影响20的位置公差,从而也影响后面加工的左端面和右端面的端面跳动。不过在方案二中20粗钻扩和铰是分开加工,粗铰19.94。2、精铰20,放在精车左端面、右端面前面,这样确保左端面和右端面要与20轴有一定位置公差。我们小组综合的方案如下:工序 粗车零件左端1、100粗车左端面。2、粗车90左侧面。3、粗车100外圆。4、粗车左45外圆。5、100粗车右端面。工序 粗车零件右端1、粗车右45右端面。2、粗车90右侧面。3、粗车右45外圆。4、粗车90外圆。工序 粗加工20孔1、钻中心孔18。2、扩孔19.8工序 半精车零件左端1、半精车100左端面。2、半精车90左侧面。3、半精车100外圆。
13、4、半精车左45外圆。5、半精车90外圆并倒角C1.5。6、车过渡圆角R5。7、半精车100右侧面。8、倒角C1.5。工序 半精车零件右端1、半精车右45。2、半精车90右侧面。3、半精车右45外圆。右端面4、倒角C7。5、切槽32。工序 精加工20孔1、粗铰19.94。2、精铰20。工序精车1、精车100左端面。2、倒角11.520。3、精车90右侧面。4、倒角11.520。工序 铣90上两平面1、粗铣两端面。2、精铣两端面工序 钻 4孔,铰6孔工序 钻 49透孔工序 磨外圆100,右45外圆,外圆90。磨B面,即 左45外圆面、 100右端面、90左端面工序 磨90上距轴心24mm平面工序
14、XIII B面抛光工序XIV 刻字刻线工序XV 100外圆镀铬工序XVI 检验入库。总工艺方案的分析:我们的总方案根本克服了一二方案的缺点,继承它们的优点。可以做到先粗加工半精加工精加工,20粗钻扩和铰是分开加工,粗铰19.94。2、精铰20,放在精车左端面、右端面前面,这样确保左端面和右端面要与20轴有一定位置公差。可以确保20加工面精度。四机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸确实定“CA6140车床法兰盘;零件材料为HT200,硬度190210HB,毛皮重量1.6kg,生产类型大批量,金属型铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工外表的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 车外
15、圆外表加工余量及公差。查?机械制造工艺设计简明手册?以下称?工艺手册?表2.22.5,取外圆外表长度余量均为2Z=6mm均为双边加工车削加工余量为:粗车: 2 2.5mm半精车: 20.3mm精车 : 20.16mm公差:径向的偏差为mm2.车 、端面和、外圆外表加工余量:粗车 2 2mm半精车 20.3mm精车 : 20.16mm3.钻孔查?工艺手册?表2.22.5,先钻出来直径是18mm, 工序尺寸加工余量:钻孔 18mm扩孔 0.9mm粗铰孔 0.07 mm精铰 0.03mm公差:径向的偏差为mm4.钻孔 一次性加工完成,加工余量为2Z=9mm5.铣削加工余量:粗铣:9mm离20中心轴为
16、34 mm精铣:2 mm粗铣:18mm (离20中心轴为24 mm)精铣:3 mm 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。五确定切屑用量及根本工时工序(一).粗车100左端面1选择刀具选用93偏头端面车刀,参看?机械制造工艺设计简明手册?车床选用C365L转塔式车床,中心高度210mm。参看?切削用量简明手册?选择车刀几何形状,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10,后角为6,主偏角93,副偏角为10,刀尖角圆弧半径0.5,刃倾角为10。2确定切削用量a确定背吃刀量ap (即切深ap)粗车的余量为2mm。
17、由于刀杆截面取最大吃刀深度6mm,所以一次走刀完成即ap=2mm。b确定进给量f查?切削用量简明手册?:加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16252、工件直径100mm、切削深度ap=2mm,那么进给量为0.81.2mm/r。再根据C365L车床及?机械制造工艺设计简明手册?表4.23查取横向进给量取f =0.92mm/r。(c)选择磨钝标准及耐用度根据?切削用量简明手册?表1.9,取车刀后刀面最大磨损量为0.81.0mm。焊接车刀耐用度T=60min。(d) 确定切削速度V 根据?切削用量简明手册?表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200180199HBS,ap =2mm,f =0.9
18、2mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据?切削用量简明手册?表1.28,查得切削速度的修正系数为:Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。那么修正后的V = VKtvKkvKkrvKmvKsvKTv =1.051.01.00.731.00.851.01.060=44m/min其中:Ktv为刀具材料改变时切削速度的修正系数。KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。 Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。 Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修
19、正系数。 Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。 Ksv为毛胚外表状态改变时切削速度的修正系数。那么:n = 1000V/D=140r/min按C365L车床转速?机械制造工艺设计简明手册?表4.22选择与140r/min相近似的机床转速n =136r/min,那么实际切削速度V = 42.7m/min。(e)校验机床功率车削时功率P 可由?切削用量简明手册?表1.25查得:在上述各条件下切削功率P =1.72.0KW,取2.0KW。由于实际车削过程使用条件改变,根据?切削用量简明手册?表1.29-2,切削功率修正系数为:Kkrfz = 0.89,Krofz= Ksfz =1.
20、0,Krfz=0.87。其中:Kkrfz为主偏角变化时切削力的修整系数。 Krofz为车刀前角变化时切削力的修整系数。 Ksfz为刃倾角变化时切削力的修整系数。 Krfz为车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。那么:修整后的P = PKkrfzKrofzKsfzKrfz = 1.55KW根据C365L车床当n =136r/min时,车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P PEm=7.360.8=5.888KW,故所选的切削用量可在C365L上加工。f校验机床进给机构强度车削时的进给力Ff可由?切削用量手册?查表得Ff=1140N。由于实际车削过程使用条件的改变,根据?切削用量简明手册?查得
21、车削过程的修正系数:Kkrf=1.17, Krof=1.0,Ksf =0.75,那么: Ff =1140 1.17 1.0 0.75=1000N根据C365L车床说明书(?切削用量简明手册?),进给机构的进给力Fmax=4100N(横向进给)因Ff Fmax,所选的f =0.92mm/r进给量可用。综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.92mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。3计算根本工时:按?机械制造工艺设计简明手册?表7-1中公式计算:刀具行程长度L= (d-d1)/2+L1+L2+L3。其中:L1为刀具切入长度。 L2为刀具切出长度。 L3为试切
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