〔大学论文〕CA6140车床法兰盘零件的机械加工工艺及工艺设备设计(含word文档) .pdf
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1、00000000机械制造技术基础课程设计机械制造技术基础课程设计 机械制造技术基础机械制造技术基础 课程设计说明书 “ “ “ “CA6140CA6140CA6140CA6140 车床车床法兰盘法兰盘” ” ” ”零件的机械加工工艺及工艺设备设计零件的机械加工工艺及工艺设备设计 设计者班号设计者班号 设计者设计者 指导教师指导教师 机械制造技术基础课程设计任务书机械制造技术基础课程设计任务书 题目题目:“CA6140 车床拨叉”零件的机械加工工艺规程及 工艺装备(夹具)设计 内容内容: 1. 零件图1 张 2. 零件毛坯图1 张 3. 机械加工工艺过程综合卡片1 张 4. 工艺装备(夹具)设计
2、装配图1 张 5. 工艺装备设计零件(夹具体)图1 张 6. 课程设计说明书1 份 班级学号 学生 指导教师 教研室主任 序言序言 机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生 产实习之后进行的。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。 通过本次课程设计,应该得到下述各方面的锻炼: 1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,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。
3、2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、 省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 加强使用软件及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言,通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计,机床专用夹具等工艺 装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理 论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中,学到了很多课堂 上没有学到的东西。 能够顺利的完成这次课程设计,首先得助于王大承教授和其他老师的悉心指导,还有就是我
4、们小组 成员间合理的分工和小组成员们的努力。在设计过程中,由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加 工范围缺乏全面的了解,缺乏实际的生产经验,导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的 共同努力下,我们通过请教老师和咨询同学,翻阅资料、查工具书,解决设计过程中的一个又一个的问 题。在这个过程中,使我对所学的知识有了进一步的了解,也了解了一些设计工具书的用途,同时,也 锻炼了相互之间的协同工作能力,和团体合作精神,学会包容和让解。及在此,十分感谢王大承教授的 细心指导,感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中,我将继续刻苦努力,不段提高自己。 本说明书主要是 CA6140 卧式车床上的法兰
5、盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身及小组成员能力 水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师给予指正,谢谢! 本说明书主要是 CA6140 卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身及小组成员能力 水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师给予指正,谢谢! 零件的分析零件的分析 (一)(一) 零件的作用零件的作用 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
6、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mm4上部为mm6定位孔,实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的 94标明通过,本身没有受到多少力的作用。 (二)(二) 零件的工艺分析零件的工艺分析 CA6140 车床法兰盘共有两组加工的表面。 先分述如下: 1 以 016. 0 0 20+mm 孔为精基准的加工表面。 这一组加工表面包括:一个 016. 0 0 20+的孔及其倒角;一个 12. 0 340 100 外圆及其倒角; 0 6 . 0 45外 圆及其倒角; 9
7、0外圆及其倒角; 0 017. 0 45外圆及其倒角;90两端面(分别距离 045. 0 0 20+轴为 24mm 和 34mm 两端) ; 12. 0 340 100 左端面和90 右端面;94通孔。 2.以90 右端面为加工表面。 这一组加工表面包括: 12. 0 340 100 右端面; 90 左端面; 0 017. 0 45右端面;23退刀槽; 4 和 03. 0 0 6+ 孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求: (1) 12. 0 340 100 左端面与 045. 0 0 20+轴形位公差 0.03mm。 (2)90右端面与 045. 0 0 20+轴形位公差 0.03mm。
8、 (3) 03. 0 0 6+孔轴线与90右端面位置公差 0.6mm,同时与 045. 0 0 20+轴线垂直相交,并且与90端 洗平面(距离 045. 0 0 20+轴线为 24mm)垂直。 经过对以上加工表面的分析,我们可先选定粗基准,加工出精基准所在的加工表面,然后借助专用 夹具对其他加工表面进行加工,保证它们的位置精度。 工艺规程设计工艺规程设计 ( ( ( (一一) ) ) )确定毛坯的制造形式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,零件结构又比较简单,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%,则该零件的
9、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.在铸造当中为了避免铸件浇不到和冷隔等缺陷,应要求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,则不宜铸出,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
10、孔无法纠正其中心位置。我的零件是最小 的孔是mm4,还有mm6和94。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7CT:初步选择的加工余量 6.0mm。铸件缺陷层()()mmT300= 缺 ,粗糙度 ()mRZ200=,还根据铸造机械加工余量的估算公式: 15. 02 . 0 BCBA MAN =计算出来的结果加工余量 A=3.8MM,经过相关资料的总结的加工余量 12. 0 340 100 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.这也基本 满足
11、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(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。否则,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。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件,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互位置精度较高的不加工表面作粗基准
12、。选择比较平 整、平滑、有足够大面积的表面,并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则,现选取 右边外圆45及90的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准,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 12. 0 340 100 、 0 6 . 0 45、90和 045. 0 0 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标准,确保的圆周度。 (2)精基准
13、的选择。以 045. 0 0 20+为精基准加工表面。 这一组加工表面包括: 12. 0 340 100 右端面;90左端面; 0 017. 0 45右端面;23退刀槽;4 和 03. 0 0 6+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(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,以便使生产成本尽量
14、下 降。 1. 1. 1. 1.工艺路线方案一工艺路线方案一 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 045. 0 0 20+孔并车孔左端的倒角。 工序1、半精车 12. 0 340 100 左、右端面、 2、90左端面,精车 12. 0 340 100 左端面、90左端面。 半精车外圆 0 6 . 0 45、90、 12. 0 340 100 、4、半精车 0 6 . 0 4
15、5柱体的过度倒圆。5、车 12. 0 340 100 柱体上的 倒角 C1.5。 工序1、半精车、精车90右端面。2、车槽 32。3、倒角 C745 和 C145。 工序精车 12. 0 340 100 左端面、90右端面 工序粗铣、精铣90柱体的两侧面。 工序 钻 4 孔,铰 6 孔。 工序钻94孔。 工序磨削 B 面,即 外圆面、 12. 0 340 100 右端面、90左端面。 工序磨削外圆面 12. 0 340 100 ,90。 工序磨削90突台距离轴线 24mm 的侧平面。 工序刻字刻线。 工序 XIV镀铬。 工序 XV检测入库。 2. 2. 2. 2.工艺路线方案二工艺路线方案二
16、工序粗车 12. 0 340 100 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 12. 0 340 100 左端面、90右端面。 工序铣90 上两平面 1
17、、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 XIV100 外圆镀铬 工序 XV检验入库 3. 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于:方案一是先粗加工表面的毛坯,基本按照加工原则来加工的, 先 粗加工半精加工精加工。给钻 045. 0 0 20+孔确定基准,确保孔的行位公差,不过一次性加工好 045. 0 0 20+,同时零件 045. 0 0 20+要求很高的,在后
18、面的加工会对它的精度的影响,并且 12. 0 340 100 左端面和 90右端面要与 045. 0 0 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 045. 0 0 20+钻孔保证底座平面度,不过钻头的下钻时不能准确定位,会影响 045. 0 0 20+的位置公差,从而也 影响后面加工的 12. 0 340 100 左端面和90右端面的端面跳动。不过在方案二中 045. 0 0 20+粗钻扩和铰是分开 加工,粗铰19.94。2、精铰20,放在精车 12. 0 340 100 左端面、90右端面前面,这样确保 12. 0 340 100 左 端面和90右端面要与 0
19、45. 0 0 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。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。
20、 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 11.5(20)。3、精车90 右侧面。4、倒角 11.5(20)。 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XIII B 面抛光 工序XIV 刻字
21、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: 我们的总方案基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, 045. 0 0 20+粗钻扩和铰是分开加工,粗铰19.94。2、精铰20,放在精车 12. 0 340 100 左 端面、90右端面前面,这样确保 12. 0 340 100 左端面和90右端面要与 045. 0 0 20+轴有一定位置公差。可以 确保 045. 0 0 20+加工面精度。 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “CA6140 车床法兰盘”;零件材料为 HT
22、200,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,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 寸如下: 1. 车 100外圆表面加工余量及公差。 查机械制造工艺设计简明手册 (以下称工艺手册 )表 2.22.5,取外圆表面长度 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 12. 0 340 mm 2.车100、90、45端面和90、45外圆表面加工余量: 粗车2 2mm 半精车 20.3mm 精车 :20.16mm 3
23、.钻孔( 20) 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 045. 0 0 mm 4.钻孔( 9) 一次性加工完成,加工余量为 2Z=9mm 5.铣削加工余量: 粗铣:9mm(离 045. 0 0 20+中心轴为 34 mm) 精铣:2 mm 粗铣:18mm (离 045. 0 0 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)
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