CA6140車床法蘭盤831004機械加工工藝規程及車100外圓夾具設計[SW三維],SW三維,CA6140,車床,法蘭盤,831004,機械,加工,工藝,規程,100,夾具,設計,SW,三維
畢業設計（論文）
題 目 ＿＿＿法蘭盤＿＿＿＿＿
班 級＿＿＿機制0702＿＿＿＿＿
姓 名＿＿＿韓占陽＿＿＿＿＿
指導教師＿＿＿劉立新＿＿＿＿＿＿＿
目 錄
1、摘要……………………………………………………………………3
2、設計任務………………………………………………………………4
3、計算生產綱領、確定生產類型………………………………………4
4、零件的分析……………………………………………………………4
5、工藝規程設計…………………………………………………………4
5、1確定毛坯的制造形式 ………………………………………………4
5、2基面的選擇 …………………………………………………………6
5、3制定工藝路線 ………………………………………………………6
5、4確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸,設計、繪制毛坯圖………10
5、5確定切削用量、基本工時(機動時間) ……………………………11
6、夾具設計………………………………………………………………36
6、1設計要求 ……………………………………………………………36
6、2夾具設計的有關計算 ………………………………………………37
6、3夾具結構設計及操作簡要說明 ……………………………………38
7、參考文獻 ………………………………………………………………39
摘要
機械制造工藝畢業設計是在我們基本完成了全部基礎課、技術基礎課、大部分專業課以及參加了生產實習之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們三年的大學生活中占有重要的地位。
通過本次畢業設計，應該得到下述各方面的鍛煉：
1 能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。
2 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。
3 加強使用軟件及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。
就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。
能夠順利的完成這次課程設計，首先得助于劉立新、吳長龍老師的悉心指導，還有就是我們同學的努力。在設計過程中，由于對零件加工所用到的設備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產經驗，導致在設計中碰到了許多的問題。但在我們的共同努力下，我們通過請教老師和咨詢同學，翻閱資料、查工具書，解決設計過程中的一個又一個的問題。在這個過程中，使我對所學的知識有了進一步的了解，也了解了一些設計工具書的用途，同時，也鍛煉了相互之間的協同工作能力。在此，十分感謝兩位老師的細心指導，感謝同學們的互相幫助。在以后的學習生活中，我將繼續刻苦努力，不段提高自己。
本說明書主要是CA6140臥式車床上的法蘭盤的有關工藝規程的設計說明,由于本身能力水平有限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正。
關鍵詞：機械 工藝路線 夾具 生產
2、零件作用及設計任務
CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標明刻度，實現縱向進給。
分析法蘭盤的技術要求，并繪制零件圖。設計零件技術機械加工工藝規程，填寫工藝文件。設計零件機械加工工藝裝備。設計機床專用夾具總裝圖中某個主要零件的零件圖。
3、計算生產綱領、確定生產類型
設計題目給定的零件是CA6140車床法蘭盤（0404）零件，零件年產量為50萬是大批量,，設其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產綱領為：N=Qn(1+備品率 + 機械加工廢品率)=50×1(1+4%+1%)=52.5萬(件/年)。
法蘭盤的年產量為4200件，查表可知該產品為大批生產。
零件的分析
（一） 零件的作用
CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。
零件是CA6140臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現縱向進給。零件的 Φ100外圓上標有刻度線，用來對齊調節刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調整的數值；外圓上鉆有底部為上部為定位孔，實現精確定位。法蘭盤中部 的通孔則給傳遞力矩的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。
（二） 零件的工藝分析
CA6140車床法蘭盤共有兩組加工的表面。
先分述如下：
1． 以mm孔為精基準的加工表面。
這一組加工表面包括：一個 的孔及其倒角；一個外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；兩端面（分別距離軸為24mm和34mm兩端）；左端面和Φ90右端面；通孔。
2.以Φ90右端面為加工表面。
這一組加工表面包括：右端面；Φ90左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求：
（1） 左端面與軸形位公差0.03mm。
（2） 右端面與軸形位公差0.03mm。
（3） 孔軸線與右端面位置公差0.6mm，同時與軸線垂直相交，并且與端洗平面（距離軸線為24mm）垂直。
經過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。
工藝規程設計
(一)確定毛坯的制造形式
1．零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，
而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。
2.在鑄造當中為了避免鑄件澆不到和冷隔等缺陷，應要求鑄件壁厚不小于最小壁厚。對于砂型鑄造各類鑄造合金鑄件的最小壁厚，鑄件的內壁厚度應小于外壁厚。
金屬型鑄件最小壁厚：鑄件輪廓尺寸 ≤200×200灰鑄鐵≈6mm。我們零件的最小輪廓尺寸是8 mm，已經符合要求。
3.較小的孔和槽，或鑄件的壁很厚，則不宜鑄出，直接用機械加工成孔反而方便，對中心線位置要求高的孔不宜指出，這是因為鑄出后很難保證中心度精確，用鉆頭擴孔無法糾正其中心位置。我的零件是最小的孔是，還有和。我這幾個孔都沒有鑄造出來，這也是我們注意的一點！我選擇的鑄造的粗糙度是：初步選擇的加工余量6.0mm。鑄件缺陷層，粗糙度，還根據鑄造機械加工余量的估算公式：計算出來的結果加工余量A=3.8MM，經過相關資料的總結的加工余量的外圓的加工余量A=6MM,其他加工面都是A=5MM。
4.金屬型鑄造要求的條件:符合100或100以下的鑄件,結構簡單,經濟合理性為成批\大量生產.這也基本滿足條件!我就選擇金屬型鑄造。
總之:零件形狀并不復雜，而且零件加工的輪廓尺寸不大,因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。
（二）基面的選擇
工藝規程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正進行。
（1）粗基準的選擇。對于法蘭盤零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據這個基準選擇原則，現選取右邊外圓及的右端面的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊 45外圓可同時削除 五個自由度，再以 90的右端面定位可削除一個自由度。
對外圓 、、和（共兩塊V形塊加緊，限制４個自由度，底面兩塊支撐板定位面限制1個自由度，使缺少定位，不過是可以靠兩個V形塊來加緊力來約束Ｚ軸的扭轉力，然后進行鉆削）的的加工，這樣對于回轉體的發蘭盤而言是可以保證相關面的標準，確保的圓周度。
（2）精基準的選擇。以為精基準加工表面。
這一組加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；Φ4和孔。因為主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線得出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
1.工藝路線方案一
一 工藝路線方案一
工序Ⅰ 1.Φ100粗車左端面。2、粗車Φ90左側面。3、粗車Φ100外圓。4、粗車左Φ45外圓。5、Φ100粗車右端面。
工序Ⅱ 1、粗車右Φ45右端面。2、粗車Φ90右側面。3、粗車右Φ45外圓。4、粗車Φ90外圓。
工序Ⅲ 鉆、擴、粗鉸、精鉸孔并車孔左端的倒角。
工序Ⅳ 1、半精車 左、右端面、 2、左端面，精車 左端面、左端面。半精車外圓、 、、4、半精車柱體的過度倒圓。5、車柱體上的倒角C1.5。
工序Ⅴ 1、半精車、精車右端面。2、車槽3×2。3、倒角C7×45和C1×45。
工序Ⅵ 精車左端面、右端面
工序Ⅶ 粗銑、精銑柱體的兩側面。
工序Ⅷ 鉆 4孔，鉸 6孔。
工序Ⅸ 鉆 孔。
工序Ⅹ 磨削B面，即 外圓面、 右端面、 左端面。
工序Ⅺ 磨削外圓面 ，。
工序Ⅻ 磨削突臺距離軸線24mm的側平面。
工序ⅩⅢ 刻字刻線。
工序XIV 鍍鉻。
工序XV 檢測入庫。
2.工藝路線方案二
工序ⅠⅠ 粗車 柱體左端面。
工序Ⅱ 粗加工Φ20孔 1、鉆中心孔Φ18。2、擴孔Φ19.8。
工序Ⅲ 粗車 100柱體右端面，粗車 90柱體左端面，半精車 100左、右端面、 90左端面，精車 100左端面、 90左端面，粗車外圓 45 、 100、 90，半精車外圓 45 、 90、 100、，車 100柱體的倒角，車 45 柱體的過度倒圓。
工序Ⅳ 粗車、半精車、精車 90右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓 外圓及倒角。
工序Ⅴ1、粗鉸Φ19.94。2、精鉸Φ20。
工序Ⅵ 精車左端面、右端面。
工序Ⅶ 銑Φ90上兩平面1、粗銑兩端面。2、精銑兩端面。
工序Ⅷ 鉆 Φ4孔，鉸Φ6孔
工序Ⅸ 鉆 4×Φ9透孔
工序Ⅹ 磨右Φ45外圓，外圓Φ100，外圓Φ90。磨B面，即 左Φ45外圓面、 Φ100右端面、Φ90左端面
工序Ⅺ 磨Φ90上距軸心24平面
工序Ⅻ B面拋光
工序XIII 刻字刻線
工序XIV Φ100外圓鍍鉻
工序XV 檢驗入庫
3. 工藝方案的比較與分析
上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原則來加工的，先粗加工半精加工精加工。給鉆孔確定基準，確?？椎男形还睿贿^一次性加工好，同時零件要求很高的，在后面的加工會對它的精度的影響，并且左端面和右端面要與軸有一定位置公差，這樣很難保證它們的位置的準確性。而方案二是只給鉆孔保證底座平面度，不過鉆頭的下鉆時不能準確定位，會影響的位置公差，從而也影響后面加工的左端面和右端面的端面跳動。不過在方案二中粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸Φ19.94。2、精鉸Φ20，放在精車左端面、右端面前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差。我們小組綜合的方案如下：
工序Ⅰ 粗車零件左端
1、Φ100粗車左端面。2、粗車Φ90左側面。3、粗車Φ100外圓。4、粗車左Φ45外圓。5、Φ100粗車右端面。
工序Ⅱ 粗車零件右端
1、粗車右Φ45右端面。2、粗車Φ90右側面。3、粗車右Φ45外圓。4、粗車Φ90外圓。
工序Ⅲ 粗加工Φ20孔
1、鉆中心孔Φ18。2、擴孔Φ19.8
工序Ⅳ 半精車零件左端
1、半精車Φ100左端面。2、半精車Φ90左側面。3、半精車Φ100外圓。 4、半精車左Φ45外圓。5、半精車Φ90外圓并倒角C1.5。6、車過渡圓角R5。7、半精車Φ100右側面。8、倒角C1.5。
工序Ⅴ 半精車零件右端
1、半精車右Φ45。2、半精車Φ90右側面。3、半精車右Φ45外圓。右端面4、倒角C7。5、切槽3×2。
工序Ⅵ 精加工Φ20孔
1、粗鉸Φ19.94。2、精鉸Φ20。
工序Ⅶ精車
1、精車Φ100左端面。2、倒角1×1.5（Φ20）。3、精車Φ90右側面。4、倒角1×1.5（Φ20）。
工序Ⅷ 銑Φ90上兩平面
1、粗銑兩端面。2、精銑兩端面
工序Ⅸ 鉆 Φ4孔，鉸Φ6孔
工序Ⅹ 鉆 4×Φ9透孔
工序Ⅺ 磨外圓Φ100，右Φ45外圓，外圓Φ90。磨B面，即 左Φ45外圓面、 Φ100右端面、Φ90左端面
工序Ⅻ 磨Φ90上距軸心24mm平面
工序XIII B面拋光
工序XIV 刻字刻線
工序XV Φ100外圓鍍鉻
工序XVI 檢驗入庫。
總工藝方案的分析：我們的總方案基本克服了一二方案的缺點，繼承它們的優點?？梢宰龅较却旨庸ぐ刖庸ぞ庸?，粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸Φ19.94。2、精鉸Φ20，放在精車左端面、右端面前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差?？梢源_保加工面精度。
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
“CA6140車床法蘭盤”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.6kg，生產類型大批量，金屬型鑄造毛坯。
據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 車外圓表面加工余量及公差。
查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取外圓表面長度余量均為2Z=6mm（均為雙邊加工）
車削加工余量為：
粗車: 2× 2.5mm
半精車: 2×0.3mm
精車 : 2×0.16mm
公差：徑向的偏差為mm
2.車 、、端面和、外圓表面加工余量：
粗車 2× 2mm
半精車 2×0.3mm
精車 : 2×0.16mm
3.鉆孔（）
查《工藝手冊》表2.2～2.5，先鉆出來直徑是18mm,
工序尺寸加工余量：
鉆孔 18mm
擴孔 0.9mm
粗鉸孔 0.07 mm
精鉸 0.03mm
公差：徑向的偏差為mm
4.鉆孔（）
一次性加工完成，加工余量為2Z=9mm
5.銑削加工余量：
粗銑：9mm（離中心軸為34 mm）
精銑：2 mm
粗銑：18mm (離中心軸為24 mm)
精銑：3 mm
其他尺寸直接鑄造得到
由于本設計規定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。
（五）確定切屑用量及基本工時
工序Ⅰ
(一).粗車Ф100左端面
（1）選擇刀具
選用93°偏頭端面車刀，參看《機械制造工藝設計簡明手冊》車床選用C365L轉塔式車床，中心高度210mm。參看《切削用量簡明手冊》選擇車刀幾何形狀，前刀面形狀為平面帶倒棱型，前角為10°，后角為6°，主偏角93°,副偏角為10°,刀尖角圓弧半徑0.5，刃傾角為－10°。
（2）確定切削用量
（a）確定背吃刀量ap (即切深ap)
粗車的余量為2mm。由于刀桿截面取最大吃刀深度6mm，所以一次走刀完成即ap=2mm。
（b）確定進給量f
查《切削用量簡明手冊》：加工材料HT200、車刀刀桿尺寸為16×25㎜^2、工件直徑100mm、切削深度ap=2mm，則進給量為0.8~1.2mm/r。再根據C365L車床及《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－3查取橫向進給量取f =0.92mm/r。
(c)選擇磨鈍標準及耐用度
根據《切削用量簡明手冊》表1.9，取車刀后刀面最大磨損量為0.8~1.0mm。焊接車刀耐用度T=60min。
(d) 確定切削速度V
根據《切削用量簡明手冊》表1.11當用YG6硬質合金車刀加工HT200（180~199HBS），ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于實際情況，在車削過程使用條件的改變，根據《切削用量簡明手冊》表1.28，查得切削速度的修正系數為：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。則修正后的
V’ = V×Ktv×Kkv×Kkrv×Kmv×Ksv×KTv
=1.05×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60
=44m/min
其中：Ktv為刀具材料改變時切削速度的修正系數。
KTv為刀具耐用度改變時切削速度的修正系數。
Kkv為切削方式改變時切削速度的修正系數。
Kkrv為車刀主偏角改變時切削速度的修正系數。
Kmv為工件材料的強度和硬度改變時切削速度的修正系數。
Ksv為毛胚表面狀態改變時切削速度的修正系數。
則：n = 1000V’/（ЛD）=140r/min
按C365L車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－2）選擇與140r/min相近似 的機床轉速n =136r/min,則實際切削速度V = 42.7m/min。
(e)校驗機床功率
車削時功率P 可由《切削用量簡明手冊》表1.25查得：在上述各條件下切削功率P =1.7~2.0KW，取2.0KW。由于實際車削過程使用條件改變，根據《切削用量簡明手冊》表1.29-2，切削功率修正系數為：Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。
其中：Kkrfz為主偏角變化時切削力的修整系數。
Krofz為車刀前角變化時切削力的修整系數。
Kλsfz為刃傾角變化時切削力的修整系數。
Krζfz為車刀刀尖圓弧半徑變化時切削力的修整系數。
則：修整后的
P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz = 1.55KW
根據C365L車床當n =136r/min時，車床主軸允許功率PE=7.36KW。因P’
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