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1、机械制造技术基础机械制造技术基础课程设计说明书课程设计说明书设计题目设计题目：设计“CA6140 车床法兰盘”零件的机械加工工艺规则及工艺装备设计者设计者班级学号班级学号指导老师：指导老师：2011 年 7 月 8 日目录目录序序言言（3）一、一、 零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定（3）（一）零件的工艺分析（3）（二）零件的生产类型（4）二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 （4）（一）确定毛坯的制造形式（4）（二）确定机械加工余量，确定毛坯尺寸和公差（4）（三）确定毛坯尺寸（4）(四) 确定毛坯尺寸公差（5）(五) 设计毛坯
2、图（5）三、选择加工方法，制定工艺路线三、选择加工方法，制定工艺路线（6）（一）定位基准的选择（6）（二）零件表面加工方法的选择（6）四、工序设四、工序设计计 （7）五、确定切屑用量及基本时间五、确定切屑用量及基本时间 （11）六、夹具设六、夹具设计计（19）七、设计小七、设计小结结（21）参考文献参考文献 （21）序言序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺
3、装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还存在许多不足之处，希望老师多加指教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定一、零件的工艺分析及生产类型的确定（一）零件的工艺分析该零件对表面粗糙度值的要求比较高，粗糙度为 0.4 的表面有 100 外圆，100 右端面，左 45 外圆，90 外圆，90 左端面，90 前侧面，采用精磨加工。粗糙度为 0.8 的为右 45 外圆，采用精车。粗糙度为 1.6 的为 100 左端面，90 右端面，采用精车。粗糙度为 0.8 的 20 内孔，采用半精镗。粗糙度为 3.2 的为 90 后侧面，6 小孔。
4、有两个端面跳动的位置要求，基准均为 20 孔的轴心。为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和精加工。整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循“先面后孔，先主后次，先粗后精”的加工原则。（二）零件的生产类型根据题目的要求，可知生产类型为大批量生产。二、二、 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图（一）确定毛坯的制造形式：该零件的材料为球 HT200。而且零件的表面一些精度要求较高，为了可以简化加工工艺路线，采用精度比较高的机器造型金属模铸造。使得最终加工的方便和降低了生产
5、成本，提高了生产率，创造出更多有用的价值。（二）确定机械加工余量，确定毛坯尺寸和公差.查机械制造技术基础课程设计指南表 5-1，确定大批量生产的毛坯铸件，采用金属型铸造时，其公差等级 CT 均为 9 级。再查机械制造技术基础课程设计指南表 5-3，确定铸件尺寸公差 CT,查表 5-5 和 5-4，确定铸件机械加工余量 RAM.（三）确定毛坯尺寸根据上面（二）的描述，在零件图的基础上，将需要加工的表面的原来尺寸和加工余量合起来，即对轴状的尺寸，毛坯尺寸 R 为R=F+RMA+CT/2(单面加工余量)；R=F+2*RMA+CT/2(双面加工余量)；而对孔状的尺寸，毛坯尺寸 R 为R=F-RMA-C
6、T/2(单面加工余量)；R=F-2*RMA-CT/2(双面加工余量)。从而确定了毛坯的各个部分的尺寸。如下表所述： /mm零件尺寸单面加工余 量铸件尺寸零件尺寸单面加工余 量铸件尺寸452.550 100 的宽9mm3.612.6 1003.2106.4左 41mm 的尺 寸0.841.8 903.296.490 的长8mm3611.694.50全长 91mm95630（四）确定毛坯尺寸公差根据上面（二）中的介绍，确定了每一个铸件的尺寸公差，其零件毛坯每个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 的长 8mm+1.896.4+1.1
7、100 的宽9mm+1.8（五）设计毛坯图根据以上确定的尺寸，已经基本可以确定毛坯的零件图。其次还要考虑到其周边的倒角。均取为 R5，其最终的零件的毛坯图如下所示：三、选择加工方法，制定工艺路线三、选择加工方法，制定工艺路线基面的选择是工艺规程设计中的很重要的工作之一。基面选择的正确合理，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，更有甚者，还会造成零件成批报废，使生产无法正常进行。（一）定位基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。先以右端面为基准加工工序一，再以左
8、端面为基准加工工序二，以20 孔的通过轴线的竖直面为基准加工 90 的前后侧面。（二）零件加工方法的选择考虑到工件的复杂性，一下难以确定最终的工艺路线。首先根据零件表面的粗糙度确定零件需要加工的表面。先以右端面为基准进行工序一的加工，再以左端面为基准进行工序二的加工，然后铣出 90 的前后侧面，在对粗糙度要求比较高的便面进行半精车，精车。在磨削之前对工件进行淬火。因为有些表面的粗糙度值要达到 0.4，再对这些表面进行磨削。最后是 孔的加工。根据以上对工序路线的分析，从而确定最终的加工路线如下所示：1粗车 粗车大端面、100mm 外圆、100mm 右侧面， 倒角、倒圆、粗车左 45mm 外圆、倒
9、圆、及 台阶面 2粗车粗车小端面、大倒角、粗车右 45mm 外圆、 沟槽、90mm 外圆、倒角，及台阶面3粗铣-半精 铣粗铣-半精铣 90mm 后侧面4粗铣-半精 铣粗铣-半精铣 90mm 前侧面5半精车-精 车100mm 外（左）端面，100mm 外圆、 100mm 右端面、左 45 外圆、90mm 左端 面、90mm 外圆、90mm 右端面、右 45mm 外圆四、工序设计四、工序设计“法兰盘”零件材料为 HT200,生产类型为大批生产,采用机器造型金属模铸造毛坯.根据零件图计算轮廓尺寸，长 91 ，宽 100，高 100，故最大轮廓尺寸为 100。按照机械制造技术基础课程设计指南表 5-1
10、，取公差等级CT 为 9 级，按照机械制造技术基础课程设计指南表 5-3，取铸件机械加工余量等级为 F 级。（一）圆柱面的工序尺寸6淬火7磨削-精磨100mm 外圆、100mm 右端面、左 45mm 外 圆、90mm 左端面、90mm 外圆 8精磨90mm 前侧面9扩孔-铰孔- 精铰20mm 孔10钻孔-铰孔左 45 外圆的孔11钻孔4x9mm 孔12去毛刺去除全部毛刺13终检按零件图样要求全面检查1. 100mm 外圆的加工余量毛坯尺寸为106.4 mm粗车余量：双边为 Z=5mm,加工精度等级 IT11，所以本工序得到的尺寸为101.4 0 mm.-0.22 半精车-精车余量：双边双边为
11、Z=1.1，加工精度等级为 IT8，所以本工序得到的尺寸为100.3 0 mm.-0.054 磨削-精磨余量：双边加工余量为 Z=0.3，加工精度等级为 IT6，所以最后得到的尺寸为100 0 mm. ,得到的粗糙度0.4-0.1um。-0.022 2. 90mm 外圆的加工余量毛坯尺寸为96.4 mm粗车余量：双边为 Z=5mm,加工精度等级 IT11，所以本工序得到的尺寸为91.4 0 mm.-0.22 半精车-精车余量：双边双边为 Z=1.1，加工精度等级为 IT8，所以本工序得到的尺寸为90.3 0 mm.-0.054 磨削-精磨余量：双边加工余量为 Z=0.3，加工精度等级为 IT6
12、，所以最后得到的尺寸为90 0 mm. ,得到的粗糙度0.4-0.1um。-0.022 3.左 45mm 外圆的加工余量毛坯尺寸为50 mm粗车余量：双边为 Z=3.8mm,加工精度等级 IT11，所以本工序得到的尺寸为46.2 0 mm.-0.16 半精车-精车余量：双边双边为 Z=1，加工精度等级为 IT8，所以本工序得到的尺寸为45.2 0 mm.-0.039 磨削-精磨余量：双边加工余量为 Z=0.2，加工精度等级为 IT6，所以最后得到的尺寸为45 0 mm. ,得到的粗糙度0.4-0.1um。-0.016 4.右 45mm 外圆的加工余量毛坯尺寸为50 mm粗车余量：双边为 Z=4
13、mm,加工精度等级 IT11，所以本工序得到的尺寸为46 0 mm.-0.16 半精车-精车余量：双边双边为 Z=1，加工精度等级为 IT8，所以本工序得到的尺寸为45 0 mm. 得到的粗糙度1.6-0.8um-0.039 5. 20mm 孔的加工铰孔精铰后，加工精度等级为IT8，所以本工序得到的尺寸为20 0 mm, 得到的粗糙度1.6-0.8um.-0.0336. 左 45 外圆的孔加工钻孔-铰孔后，加工精度等级为IT8，所以本工序得到的尺寸为6 0 mm, 得到的粗糙度1.6-0.8um.-0.018（二）确定轴向工序尺寸1. 100 的宽 9mm 的加工余量毛坯尺寸为 12.6mm粗
14、车余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6mm,加工精度等级IT11，所以本工序得到的尺寸为11 0 mm.-0.09 半精车-精车余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6mm,加工精度等级IT8，所以本工序得到的尺寸为9.4 0 mm.-0.022 磨削-精磨余量：Z=0.4（右端面）=0.4mm,加工精度等级 IT6，所以本工序得到的尺寸为9 0 mm.-0.009 2. 90 的宽 8mm 的加工余量毛坯尺寸为 11.6mm粗车余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6mm,加工精度等级IT11，所以本工序得到的尺寸为10 0 mm.-0.09 半精车-精车余量：Z=0.8（左端面）+0.8（右端面）=1.6mm,加工精度等级IT8，所以本工序得到的尺寸为8.4 0 mm.-0.022 磨削-精磨余量：Z=0.4（左端面）=0.4mm,加工精度等级 IT6，所以本工序得到的尺寸为8 0 mm.-0.009 3. 左 41mm 的尺寸的加工余量根据尺寸链可得：毛坯尺寸为 37mm,粗车后为 37+0.8X2=38.6mm,半精车-精车后为 38.6+0.8X2=40.
