1、 哈尔滨理工大学 机械制造课程设计说明书 题 目 “ CA6140 法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备 设计 （年产量 4000 件） 院 (系 )、部： 机械动力学院 专 业： 机械电子工程 哈滨理工大学 机械制造工艺学课程设计任务书 题目：设计“ CA6140 法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为 4000件） 内容： 1、 零件图 1 张 2、 毛坯图 1 张 3、 机械加工工艺规程 1 套 4、 结构设计装配图 1 张 5、 结构设计零件图 1 张 6、 课程设计说明书 1 份 班 级 机电 05-4 班 学 生 张 泽 有 指导教师 王 彤 2008年 6 月 绪
2、 论 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的 。 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ， 因此 ， 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 机械制造技术是一门非常重要的技术，人类的发展过程就是一个不断的制造过程。因此，制造技术的重要性是不言而喻的，它有以下四个方面的意义。 1 社会发展与制造技术密切 相关 2 制造技术是科学技术物化的基础 3 制造技术是所有工业的支柱 4 制造技术国力和国防的后盾 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节
3、。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼： （ 1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺 寸确定等问题，保证零件的加工质量。 （ 2）提高结构设计能力。学生通过设计借据（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工的夹具的能力。 （ 3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能
4、够做到熟练运用。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导 目 录 序 言 . 1 1 零 件 的 分 析 . 2 1.1 零件的作用 . 2 1.2 零件的工艺分析 . 2 2 工 艺 规 程 设 计 . 3 2.1 确定毛坯的制造形式 . 3 2.2 基面的选择 . 3 2.3 制定工艺路线 . 3 2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 2.5 确定切削用量及基本工时 . 8 3 夹具设计
5、. 30 3.1 问题的提出 . 30 3.2 夹具设计 . 30 参考文献 . 34 致 谢 . 35 序 言 机械制造工艺学课程设计是我们在学完大学的全部课程 后进行的，是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练， 这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（ CA6140 车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，
6、它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事 的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 一、 零 件 的 分 析 （一）零件的作用 题目所给定的零件是 CA6140 车床上的法兰盘（见附图 1）， 法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。 零件上精度要求较高的两个平面用以装配。 （二） 零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件 ,有一组加工表面 ,这一组加工表面以 20 为中心 ,包括 :两个 mm 的端面 , 尺寸为 mm 的圆柱面 ,两个 9
7、0mm 的端面及上面的 4个 9mm 的透孔 . mm 的外圆柱面及上面的 6mm 的销孔 , 90mm 端面上距离中心线分别为 34mm 和 24mm 的两个平面 . 这组加工表面是以 20mm 为中心 ,其余加工面都与它有位置关系 ,可以先加工它的一个端面 ,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面 ,然后再加工其它加工表面 . 二、 工 艺 规 程 设 计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT15-33，由于零件年产量为 4000 件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造 。这从提 高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。 (二 )基面的选择 基面选择
8、是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，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，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1） 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是 粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取 45 外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2）精基准的选择
9、 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，此处不在重复。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当 考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1、 .工艺路线方案一： 工序 1 粗铣 20孔两端面 工序 2 钻、粗铰孔 20 工序 3 粗铣 90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 4 精铣 20孔两端的端面 工序 5 精绞 20的孔 工序 6 粗
10、车 45、 90、 100 的外圆，粗车 B面与 90 的右端面 工序 7 半精车 45、 90、 100 的外圆，半精车 B 面与 90 的端面，对 100、 90、 45 的圆柱面倒角，倒 45两端的过度圆弧，车退刀槽，车 20 内孔两端的倒角 工序 8 精车 100 外圆面，精车 B面，精车 90 的右端面，精车 45的圆 柱面 工序 9 精铣 90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 10 钻 4- 9 透孔 工序 11 钻 4 孔，钻铰 6的销孔 工序 12 磨 45、 100 的外圆 工序 13 磨 90外圆柱面上距离轴线 34mm 的平面 工序 14 磨 B 面 工序 15 刻字
11、划线 工序 16 检查入库 2 、工艺方案二： 工序 1 粗车 100mm端面，粗车 100mm外圆柱面，粗车 B面，粗车 90的外圆柱面 工序 2 粗车 45端面及外圆柱面 工序 3 钻粗绞 20 的内孔 工序 4 半精车 100 的端面及外圆面，半精车 B 面，半精车 90的外圆柱面，对 100、 90的外圆柱面进行倒角，车 45 两端的过渡圆弧，车 20 孔的左端倒角 工序 5 半精车 45 的端面及外圆柱面，车 20 孔的右端倒角，车 45的倒角，车 3*2 的退刀槽 工序 6 精车 100 的端面及外圆面，精车 B 面 工序 7 精车 45端面及外圆柱面 工序 8 精绞 20的孔 工
12、序 9 钻 4 9 透孔 工序 10 钻 4 孔，钻绞 6孔 工序 11 铣 90 圆柱面上的两个平面 工序 12 磨 B 面 工序 13 磨 90 外圆柱面上距离轴线 34mm 的平面 工序 14 划线刻字 工序 15 检查 3、工艺方案的比较与分析： 上述两个方案的特点在于：方案一 采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与 20 轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用20 孔为定 位基准。 工序 4钻 4mm 孔，再钻 6mm 孔由于在设计
13、夹用夹具时要以 90mm 圆柱面上的一个平面 来定位 ,所以应把 铣 90mm 圆柱面上的两个平面 这一道工序放在钻 4孔，再钻 6mm 孔 因此最后确定的加工工艺路线如下： 工序 1 粗车 100 端面及外圆柱面，粗车 B 面，粗车 90 的外圆柱面 工序 2 粗车 45端面及外圆柱面，粗车 90 的端面 工序 3 钻 、 扩 、 粗绞 20 的 孔 工序 4 粗铣 90圆柱面上的两个平面 工序 5 半精车 100 的端面及外圆柱面，半精车 B 面，半精车 90 的外圆柱面，车 100、 90 外 圆柱面上的倒角，车 45 两端过渡圆弧，车 20孔的左端倒角 工序 6 半精车 45 的端面及
14、外圆柱面，半精车 90 的端面，车 3*2 退刀槽，车 45 圆柱面两端的倒角，车 20 内孔的右端倒角 工序 7 精车 100 的端面及外圆，精车 B 面 工序 8 精车 45的外圆，精车 90的端面 工序 9 精绞 20的孔 工序 10 精铣 90圆柱面上的两个平面 工序 11 钻 、 绞 4- 9 的孔 工序 12 钻 4 孔，钻、绞 6 孔 工序 13 磨 100、 45 的外圆柱面 工序 14 磨 B 面 工序 15 磨 90外圆柱面上距离轴线 34mm 的平面 工序 16 刻线刻字 工序 17 检测入库 以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。 （四）机械加工余量，工序尺寸及
15、毛坯尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为 HT15-33，硬度 200HBS，毛坯重量约为 1.4KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下： 1. mm 外圆表面 外圆表面为 IT6 级，参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工 序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精车外圆 0.6 45 0.017 半精车外圆 1.4 45.6 0.1 粗车外圆 3 47 +0.3 毛坯 5 50 0.5 2.外圆表面 mm 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余
16、量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精车外圆 0.6 100 -0。 46 半精车外圆 1.4 100 6 粗车外圆 4 102 毛坯 6 106 0.8 3 B 面中外圆柱面 参照 实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精磨外圆 0.2 45 -0.6 粗磨外圆 0.8 45.2 半精车外圆 1 46 粗车 2 47 毛坯 60 106 1 1 4孔 20mm 参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 铰孔 0.2 20 +0.045 20 扩孔 0.9 19.8 +0.1 19.8 钻孔 9 18 +0.6 18 毛坯 10
