制定CA6140车床法兰盘的加工工艺及
设计钻4×φ9mm孔的钻床夹具
09 届 机械工程 系 专 业 机械制造与自动化 学 号 ``` 学生姓名 ```````` 指导教师 `````````
完成日期 2012 年 5 月 30 日
河北机电职业技术学院毕业设计（论文）
目录
第一章零件的分析 …………………………………………………………………………5
1.1 零件的作用 ……………………………………………………………………………………5
1.2 零件的工艺分析 …………………………………………………………………………………5
第二章 工艺规程设计 …………………………………………………………………….6
2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………………………………………………….6 2.2基面的选择 ……………………………………………………………………………………………6 2.2.1粗基准的选择 …………………………………………………………………………………6 2.2.2精基准的选择 …………………………………………………………………………………6 2.3制定工艺路线 ………………………………………………………………………………………7 2.3.1工艺路线方案一 ………………………………………………………………………………7 2.3.2工艺路线方案二 …………………………………………………………………………………7 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………………………………….8 2.4.1 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差……………………………………………8 2.4.2内孔………………………………………………………………………………………………9 2.4.3 其他尺寸铸造得到 ……………………………………………………………………………..9 2.5确立切削用量及基本工时 …………………………………………………………………………….9
第三章夹具设计……………………………………………………………………………………13 心得体会…………………………………………………………………………………………………16 结束语 …………………………………………………………………………………………………… 17 谢词 ……………………………………………………………………………………………………….18 参考文献 …………………………………………………………………………………………………19
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摘要
对CA6140车床法兰盘加工工艺的制定进行了研究,设计钻4×φ19的孔的钻床夹具.详细的叙述了设计过程:零件的分析,零件的作用,零件的工艺分析,工艺规程设计, 确定毛坯的制造形式,基面的选择,制定工艺路线,机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定,确立切削用量及基本工时等等.
关键词 法兰盘 基准 余量 切削
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第一章 零件的分析
×45°×45°×××45°×45°
1.1 零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的法兰盘。主要是要来安装在机床上，起到导
向的作用使机床实现进给运动。
1.2 零件的工艺分析
CA6140车床共有八处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：
?0.121.以φ100
?0.34为基准面加工表面
?45?0.017?0这一组加工表面包括：2. 以
?45?0.017?0 ，
?45?0.017?0的右端面
端面为基准， 先用?16的钻头钻孔，然后再用铰刀铰孔
有跳动的要求，所以要以. 以
?45?0.6?0由于孔与3．以
?45?0.017?0?0?45?0.017?0 端面为基准
?45?0.017 端面为基准，车、
?100?0.34?0.12、?90外圆，并导1.5?45?，和
1?45?，
4．要以孔
?20?0?0.045为基准，精车所有外圆面，使其达到要求
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由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
第二章 工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
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，故选择铸件毛坯。如图2.1
图2.1
2.2基面的选择
基面选择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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 2.2.1粗基准的选择
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。根据这个基准选择原则，现选取孔
?45?0.017?0外轮廓表面作为粗基准。
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2.2.2精基准的选择
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。
2.3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下降。 2.3.1工艺路线方案一
工序一 车端面及外圆工序二 以孔达到
?20?0?45?0.017?0?45?0.017?0，以
?100?0.34?0.12为粗基准，选用CA6140机床
通孔，先用钻?16的钻头钻孔，再铰
外圆面为基准，钻
?20?0?0.045?0.045的尺寸
?0工序三 以工序四 工序五
?45?0.017?0.12外圆面为基准，粗车
?100?0.34?0.12?90外圆，5? 、并导1.5?45?，和1?4?100?0.34?20?0?0.045外圆面为基准，并导7?45?，和1?45?
?100?0.34?0.12内孔为基准精车
?45?0.017左端面和?90右端面和保证跳动
?0在0.03内,并车3?2槽
工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。 工序七 以刚铣的平面定位,,利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻?4的通孔,再圹孔到?6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。
工序九 以
?20?0?0.045孔为基准面,利用专用夹具,钻4个?9孔。
工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度
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2.3.2工艺路线方案二
工序一 车端面及外圆工序二以工序三以孔达到
以
?20?0?0?45?0.017?0，以
?100?0.34?0.12为粗基准，选用CA6140机床
?0.12?0.34?45?0.017?45?0.017?0?0外圆面为基准，粗车?100外圆面为基准，钻
?20?0、?90外圆，并导1.5?45?，和1?45?
?0.045通孔，先用钻?16的钻头钻孔，再铰
?0.045的尺寸
?0.12?45?0.017外圆面为基准，粗车?100?0.34、?90外圆，并导1.5?45?，和1?45?
?100?0.34?0.045工序四。以工序五
?0.12外圆面为基准，并导7?45?，和1?45?
?100?0.34?0.12?20?0内孔为基准精车
?45?0.017左端面和?90右端面和保证跳动
?0在0.03内,并车3?2槽
工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。 工序七 以刚铣的平面定位,,利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻?4的通孔,再圹孔到?6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。
工序九 以
?20?0?0.045孔为基准面,利用专用夹具,钻4个?9孔。
工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度 虽然工序仍然是十步，多次加工的要求所以选择第一个方案
?45?0.017?0表面是精度要求和粗糙度的要求和有跳动
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“CA6140车床法兰盘”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg，生产类型大批量，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：
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2.4.1 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（
?45?0.017?0，
?100?0.34?0.12端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ45，φ100端面长度余量均为4（均为双边加工）
车削加工余量为： 粗车 2mm 精车 0.7mm 2.4.2 内孔
工序尺寸加工余量： 钻孔 2mm 扩孔 0.125mm 铰孔 0.035mm 精铰 0mm
2.4.3 其他尺寸铸造得到
由于本设计规定的零件为中批量生产，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。
取余量为：7mm
因此可以确定毛坯的尺寸（毛坯图）
2.5确立切削用量及基本工时
0.12?0?45?0.017外圆及其右端面。 序一 以?100??0.34外圆为粗基准，粗车
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1. 加工条件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗车?55外圆，尺寸保证到?47。 机床：CA40车床。 刀具：YT5 确定加工时间： 工序Ⅰ：确定加工时间 由于余量为8mm，因此分二次切削，吃刀深度为 查《切削用量简明手册》，进给量f=0.4mm/r （表1.4） 计算切削速度，耐用度t=45min v==452920.18ap=4mm 40.150.40.3?0.81?0.8?1.54=161m/min (2.70m/s) 确定机床主轴转速： 1000v1000?2.70ns=??d=3.14?55=15.72r/s (935r/min) nw按机床取=900r/min=15r/s 41?5实际切削速度为tm2?l1?l2?l3?2nw?f?tv=15r/s 车外圆时m1=15?0.4?10s(0.17min)?2=15.3s (0.26min) 55?5?215?0.4 车端面时工序II tm2 查《切削用量简明手册》，进给量f=0.36mm/r d取16mm时v=14m/min n?1000vtvt?v?kTv?kcv?klv?ktv?14?0.8?11.2m/min ?d0?1000?143.14?16?222.9r/min 9
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根据z525钻床说明书，可考虑选择nc?272r/min，故取f?0.27mm/r ?f?0.28mm/rtm1? nc?272r/min l??lncf钻、扩孔时= 272?0.2791?10?2=2.65min 铰孔时ap?0.1 f?0.27mm/min vc?9.6m/min
?n?1000vt ?tm2???20?1.9min?
1000?9.63.14?20?153 取nc?195
91?10195?0.27工序III 车削条件和参数跟工序I一致 tm=工序
?2?22.6s?0.36min15?0.4(7?1)?2IV tm=?1.2s?0.03min
15?0.40.6?0.3mm9?41?4?5?4?5
工序V 刀号YG6 查手册 余量为0.6mm
ap?工序VI 由于铣的量为21mm 故要三次粗铣，一次精铣
1000?902?640r/min n=
3.14?45根据CA6140 选nc?710r/min
?Dnc3.14?4.5?710??100m/min?实际切削速度vc?1000100041?9?33?0.21min ?tm?710?0.56 取f=0.56mm/r vc?90m/min
分别为ap1?ap2?8mm ap3?4mm ap4?1mm fz1?fz2?0.36mm/r fz3?0.25 fz4?0.18 vc1?vc2?110m/min vc3?140 vc4?220 ?t1?t2??0.82min 1109090?0.64min t4??0.41min t3?14022090
工序VII 由图可知余量为11mm，故可分二次粗铣，一次精铣 t1?t2?0.82min t3?0.41min
工序Ⅷ：先用?4钻头钻通孔，再圹孔到?6，再叫空铰孔到达所要求的精度
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查手册，知钻?4孔时f1?0.42mmr，钻?5.4的钻头孔：f1?0.6mmr n?1000?143.14?6?743rmin 查手册去标准值n1?680rmin 铰孔时f3?0.28mmr、Cv?109、Zv?0.2、Xv?0.1、Yv?0.5、M?0.3、T?180 C n3?1000Vc?1000?93.14?6?478r?15.6?61800.30.2v?0.30.1?0.60.5?0.8?9mmin?91mm s min?d0 取n3?545rmin t?L1??n1f1?L2??n2f2?L3??n3f3?12.5?5680?0.42?7?5680?0.42?7?5545?0.28?0.16min m 工序Ⅸ：由于钻4个?9孔，先用?8.4的钻头钻，然后再铰孔 钻孔时：f1?0.81mmr、Vc?10mmin 铰孔时：f1?0.62mmr、Vc?10mmin 由于速度是一样的所以 n1000?Vc1000?103.14?9??d??330rmin 查表可知道取n?392rmin tm ?8?5392?0.81?4?8?5392?0.62?0.16?0.21?0.37min 11
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000.12工序Ⅹ：?45?、?45?两外圆面，和?90、?100?两端面，使其达到所要求?0.017?0.6?0.34的粗糙度。
1选择砂轮： GB46ZR1A6P
2切许用量的选择：
N砂=1500rmin、 V砂=27.5ms 轴向进给量fa?0.5B?20mm 工件速度 vw?0.166ms 径向进给量 fr?0.015mm3 切削工时
t双行程
m?2L?b?Zb?K1000VwfBfrZ?60s?1min
第三章 夹具设计
为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
定位误差分析： 1． 2． 3．
定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短
0销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即?20??0.045
由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为0.4?m，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为1.6?m 钻削力的计算：
px?419D?S0.8kp 刀具选用高速钢材料
查《机床夹具设计手册》表1-2-8
?HB?k??p?190??0.6?2001900.6?1.03
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D?8.4、S1?0.25、S2?0.125
px1?419D?S0.8kp?419?8.4?0.250.8?1.03?1195.8N
px2?419D?S0.8kp?419?9?0.1250.8?1.03?735.9N
4． 夹紧力计算：
查《机床夹具设计手册》由表1-2-23
可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0 查表1-2-21：d?10mm p?1.25 rz?4.594 ??2°29′
选用梯形螺纹有利于自锁?2,?8°50′
w0?25L?25?404.594?tg?11??1120N
?tg?1??2tg????2,?由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力w0?w所以夹具设计符合要 求
夹具图如4.1
比例件数制图指导审核重量1:11材料
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4.1 工艺： 14
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心得体会
这次毕业设计的任务终于完成了。当我刚做完的那一瞬间，仿佛感觉自己经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿感心旷神怡，眼前豁然开朗。
毕业设计类似于课程设计，但又不同于课程设计，它是我们专业课程综合应用的实践训练，是我们即将迈向社会，从事职业工作的桥梁。“千里之行，始于足下。”通过这次毕业设计，我深刻体会到这句名言的真正含义。我脚踏实地的迈开了这一步，就是为稳当地在社会大潮中奔跑打下基础。
毕业设计确实比课程设计复杂的多，而且老师在评阅时也比课程设计严格得多，然而，经过自己多次在图书馆的查阅及让辅导老师的指导，终于走过了这一段艰辛的路程。成功的喜悦即刻使我倦意顿消。通过本次的设计，使我深刻体会到，干任何事都必须耐心细致。在这次设计过程中，难免会遇到好多问题，但经过自己的努力还是度过去了，这算是我人生中的一点小小胜利吧，然而它令我感到自己成熟了许多，令我有一种“春眠方觉晓”的领悟。
想到今后自己应承担的许多，我不禁时刻在提醒自己，一定要养成一种坚忍不拔，认真塌实的好习惯。这次设计在一定程度上使我在工作作风上得到一次磨练。 这次毕业设计，让我明白了自己掌握的知识是如此的缺乏，自己综合应用所学专业知识的能力是如此的不足，大学中虽然自己每学期都能拿到学校的好多奖励，原本以为自己差不多，可现在才知道自己并不会把所学知识付诸于实践。这给我今后的工作敲了一个警钟：在以后无论做任何事都要塌实，不能眼高手低，要把理论与实践结合在一起等好多问题。
大学时光匆匆而过，这是我人生的又一个转折点，我想“一份耕耘，一份收获。”经过自己的努力没有做不好的事情。
结 束 语
通过夹具毕业设计，从选题，查阅技术文献和资料，用Proe创建模型,AutoCAD
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画装配图，零件工作图，到最后编写设计计算说明书，我接受到了实实在在的设计实践，进一步加强了独自完成项目设计的能力，更加熟练地掌握了查阅资料的方法。同时，我能够系统而扎实地巩固大学所学的专业知识，独立研究课题方向，充分利用几年来所学的各种专业知识来进行问题的分析，并通过查阅各种相关文献和交流来解决问题和创新设计。这次设计是我走上工作岗位的第一次的与专业相关活动，是一次热身赛，它必将对我今后更快，更好的适应社会工作产生积极而显著的作用。 在过去的大学时光里，我学习了大量的基础课程，也学习了许多机械类的专业课程，同时还进行了金工实习、社会实践实习等实践课程和课程设计。这些课程的学习，以及社会实际操作都为我这次的毕业设计课程做了很好的准备。基础课和专业课，它们为我的设计做了前提，它们是我设计的理论基础和知识基点；金工实习和社会实践实习让我深入而清楚的看到了在实际生产中机械产品的结构和工作运转情况；在校两次课程设计则是和这次模具毕业设计最接近，最有相似之处的，它们为我这次的设计的顺利进行起到了很好的铺垫作用。正是有了这样的学习与老师的不断教导，我才能够很好地完成本次的毕业设计。
在毕业设计过程中，通过老师的讲解和指导，以及通过与同学的沟通交流，我对冲裁模的设计过程有了进一步的了解。同时对于装配图绘制过程中涉及到尺寸标注、公差与配合、材料、热处理要求以及其他各项技术要求，我都进行了细致的查阅，尽管如此，对于先前所学的知识，因为没有及时的巩固提高，所以造成了不必要的设计麻烦。这点，在走上工作岗位都应该引起自身足够的重视。在用Proe，AutuCAD绘图过程中，自己也学到不少。
通过这次设计，我不仅从技术文献和资料身上学到了知识和技能，进一步了提高自己的计算机辅助设计能力，更重要的是，能够初步独立地解决在制定冲压工艺规程和设计冲模中的问题，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，我也感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。同时，我也初步体验到了模具设计工作中的乐趣与枯燥，简洁与繁杂，知识的深入与广博。
致谢
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通过毕业设计 是对我们大学所学知识的综合的检测。在设计过程中，得到了许多同学和老师的帮助与指导，在此表示感谢，也对图书馆的老师表示感谢，感谢他们在查资料过程中对我的帮助和指导，尤其对担任本次设计的指导老师张老师表示深深敬意，在设计过程中遇到一些困难，在张老师的帮助下我才顺利的完成了该冲压模具的设计，她对我设计过程中出现的疏忽与不足之处提出批评与修改建议，使我的设计的模具最终更加的完善。
参考文献
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1、《现代制造工艺设计方法》。段明扬主编2007年1月。 广西师范大学出版社
2、《现代机械制造工艺设计实训教程》。段明扬主编 2007年1月。 广西师范大学出版社
3、《机械制造工艺设计简明手册》。李益民主编1999年10月 机械工业出版社
4、《切削用量简明手册》。艾兴等编2000年3月 机械工业出版社
5、《机床夹具设计手册》。王光斗等主编2000年11月 上海科学技术出版社
6、《金属机械加工工艺人员手册》。上海科技出版社 7、《机床夹具设计原理》。龚定安等主编
8、《机械制造技术基础》。华楚生 主编2000年4月 重庆大学出版社
毕业设计（论文）指导教师意见书
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系别： 专业： 填表日期： 年 月 日 学生姓名 袁玉昆 学号 班级 设计（论文）题目 意见 指导教师
职称 工作单位 20
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毕业设计（论文）答辩委员会评语
系别： 填表日期： 年 月 日 学生姓名 袁玉昆 学号 班 级 答辩成绩 设计（论文）题目 毕业设计（论文）答辩委员会评语 毕业设计（论文）答辩委员会成员签字 姓 名 职 称 工作单位 签 字 21
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毕业设计（论文）评语及成绩
学生 姓名 毕业设计 （论文）题目 指导教师 姓名 指导教师评语： 袁玉昆 专 业 班 级 学 号 专家评语： 签字： 年 月 日 答辩小组意见： 答辩小组组长签字： 年 月 日 成绩： 院长（主任）签字： 年 月 日
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