1、廣東工業大學華立學院廣東工業大學華立學院 課課 程程 設設 計（論文）計（論文）課程名稱課程名稱 機械制造技術基礎題目名稱題目名稱 法蘭盤制造工藝學學 部（系）部（系）機電與信息工程學部專業班級專業班級 10 機械設計制造及其自動化 3 班學學 20 12 年年 12 月月 28 日日序言序言隨著社會的發展、科技的進步，機械行業對專業人才的需求在不斷變化，特別是隨著數控技術的應用和先進設備的增加，對既有扎實專業理論基礎，又會動手的職業技術人才需求越來越多。所以為了深化課程學習，我以極高的熱情對待這次課程設計。通過課程設計這一實踐環節，使我更好地理解和掌握本課程的基本理論和方法，進一步提高查閱技

2、術資料、繪制零件圖等能力,按照一個簡單機械系統的功能要求，綜合運用所學知識，并對其中某些機構進行分析和設計。 ” “以設計為主線，分析為設計服務，立足點是機械系統的方案設計”是機械制造工藝與裝備設計的新體系。通過本次課程設計，應該得到下述各方面的鍛煉：能熟練運用機械制造工藝學課程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。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。學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資

3、料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。我們應該能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規程的能力，能熟練運用有關手冊、圖表等技術資料，進一步鞏固識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能，為今后的畢業設計及未來從事的工作打下良好的基礎。目錄目錄1 1 零件的分析零件的分析.11.1 零件的作用.11.2 材料分析.11.3 結構分析.11.4 零件的工藝分析.11.5 尺寸精度分析.12 2 工藝規程設計工藝規程設計.22.1 確定毛坯的制造形式.22.2 基面的選擇.22.3 制定工藝路線.22.4 機

4、械加工余量與工序尺寸及毛坯尺寸的確定.3總總 結結.17 參考文獻參考文獻.1711 零件的分析1.1 零件的作用題目所定的零件時法蘭盤，法蘭盤，也就是過渡盤，用于不通尺寸規格的兩個同心工件鏈接的作用，是車床上的重要零件。1.2 材料分析零件為 HT150 鑄造毛坯，金屬模鑄造，HT150 為灰鑄鐵。 化學成分：C% =2.54.0 Si %=1.02.5 Mn%=0.51.4 微量 S、P。顯微組織：片狀石墨基體組織（F、F+P、P)灰鑄鐵（也叫灰口鑄鐵），最小抗拉強度 150，屬于中強度鑄鐵件，鑄造性能好，工藝簡單，鑄造應力小，可不用人工時效；有一定機械強度和良好的減震性。適用于制造承受中

5、等應力的零件，在弱腐蝕環境工作的零件。如蓋，軸承座，閥體，手輪等1.3 結構分析法蘭盤為異形盤類回轉體零件，法蘭盤內孔與主軸的中間軸承的外圓相配合。法蘭盤的主要作用是使齒輪正確嚙合，能夠標明刻度實現縱向進給。1.4 零件的工藝分析法蘭盤是一回轉零件，這一組加工表面以 30 的孔為中心的加工表面包括50H6、85、124、M12 的螺紋孔，50 的內孔中內含 6 的傾斜長孔。1.5 尺寸精度分析尺寸精度分析：零件內外尺寸大部分未標注公差，可按 IT13 確定工件尺寸公差，經查公差表各尺寸公差分別為：零件外形： 0016. 0502 . 0038084. 0852 . 00572 . 0034零件

6、內形： 002. 0005. 062孔心距: 23. 06022 工藝規程設計2.1 確定毛坯的制造形式零件的材料為 HT150，由于該零件時單件小批量生產而零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確及合理可以保證加工質量提高生產效率，否則就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件的大批報廢使生產無法進行。（1）粗基準的選擇對于一般的盤套類零件而言，以外圓面作為基準是完全合理的，按有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；當零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不

7、加工表面作為粗基準） ，現取法蘭盤 50H6 的外圓面，以 124 的端面作肩，利用三爪卡盤限制 4 個自由度，又有軸向移動和轉動沒有限制，那么利用124 的肩限制軸向的移動，屬不完全定位。（2）精基準的選擇精基準的選擇主要應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，以 50 的中心軸線加工出 85 的中心軸線為精基準。（3）工件的定位誤差顯然因定位基準因工序基準不確定產生的誤差稱為基準不統一誤差，其大小等于定位基準與工序基準之間的位置誤差。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀尺寸精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為單件小批量

8、生產的條件。其工序過程如下其工藝路線如下：工序 0：鑄造毛坯，需加工部位單邊留 3mm 余量。工序 5：1）車外圓 85 及臺階面，留精車余量，單邊 0.11mm。2）平右端面，總長達 72mm，倒角 C1。3）粗精車兩個環槽 653，達到要求。4）粗精車 62k7，達到要求。工序 10：1)粗車外圓 56H6,平臺階面，留精車余量，單邊 0.1mm。2）車環槽 31，達到要求。3）精車外圓 56H6，平臺階面達到要求。4）平左端面，總長達到 69mm，倒角，達到要求。5）車內孔 38，倒角并達到要求。3工序 15：1）鉆 79 孔達到要求。2）锪 715 深孔，達到要求3）鉆攻 M12。工序

9、 20：用專用夾具，鉆 6 深孔。工序 25：銑缺邊，達到要求。工序 30：去毛刺，清洗。工序 35：終檢。工序 40：入庫。2.4 機械加工余量與工序尺寸及毛坯尺寸的確定工序 0 ：鑄造毛坯，選用 HT150工序 5 ：表表 2-12-1 車車外圓外圓 8585第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)21進給量f (m/r)0.50.5表表 2-22-2 平右端面平右端面第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)21進給量f (m/r)0.50.5表表 2-32-3 粗精車兩個環槽粗精車兩個環槽第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)214進給量f (mm/r)0.50.5表表 2-42

10、-4 粗精車粗精車 62k762k7第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)21進給量f (mm/r)0.50.5 選擇刀具材料及量具：YT15，游標尺寸，三爪卡盤，刀桿尺寸16mmX25mm。2.4.1 車外圓 8585（1）第一次走刀計算切削用量粗車外圓 80 留精車余量單邊 0.1 mm。 1）查表 2-1 得：第一次走刀ap=2mmf=0.5mm/r 其中 Cr=242，代入數據算出 Vc=110.934 m/minvyxpmVckfaTCvvv2）確定機床主軸轉速 ，經查表取 n= 400r/min。min/3 .3881000nrdVwCmin/296.1141000Vmdn3）

11、檢驗機床功率.Fc=CFc. KFeapxFcfyFcVenFc其中，CFc=2795 ， xFe=1.0 ，nFc=-0.15 ,Kmp=0.94 75. 0)65066(,KFr=0.89Fc=1011.09N。切削消耗的功率 pc 為：Pc=KWFcVc5 . 3600006 .20785560000由 CA6140 機床說明書可知 CA6140 動機功率為 7.8KW，當主轉速為 400r/min,主軸傳遞最大功率為 4.5KW，所以機床功率足夠可以正常加工。4）檢驗機床進給系統強度：已知主切削力 Fc=1011.09N，徑向切削力 Fp，按切削手冊表 1.2P 所示公式計算。5已知：

12、CFp=1940 ,XFp=0.9 ,yFp=0.6 ,nFp=-0.3 故代入公式如下；Fp=CFp.KFpxFpapyFpfVcyFpKmp=0.897；35. 1)65066(得 Fp=150.9N而軸向切削力，Ff=CFf, , , KFf，CFf=2880,XFf=1 apxFffyFfVcAFf,yFf=0.5 ,nFf=-0.4, Km=0.923 , Kk=1.17 于是軸向切削力 Ff=2880 x2xxx0.923x1.17=377.8305 . 05 . 084.1244 . 0 取機床導軸與床鞍間的摩擦系數為 0.1，則切削力在縱向進給方向尺寸進給機構的作用力為：F=F

13、f+=494.029N)9 .15009.1011( 1 . 0830.377)FpFc5）切削工時計算： = 0.225min5 . 04004321fnLLt（2）第二次走刀： 1） ap= 1 mm 2） f=0.5mm/r 3） = 123.099 m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速 ，經查表取 n=450r/min。min/6149.4508714. 3099.12310001000nrxxdVwCmin/931.1221000Vmdn 5)切削工時=0.20min5 . 04504311xfnLLt2.4.2 平右端面（1） 第一次走刀 1）ap=2mm

14、 2) f=0.5mm/r 3）m/min943.11004. 197. 081. 089. 044. 12425 . 026015. 015. 02 . 0 xxxxxxxvc 4）確定機床主軸轉速 經查表按機床選取 n=400r/min。6min/28.1631000Vmdn 5)切削工時 =0.11minfnLLt1（2）第二次走刀 1）ap=1mm 2) f=0.5mm/r3） =123.099m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速 按機床查表取 n=450r/min。min/038.1781000Vmdn 5）切削工時 =0.09minfnLLt12.4.3

15、粗精車兩個內環槽 （1）第一次走刀 1）ap=1mm 2) f=0.5mm/r 3） =109.078m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=250r/min。min/2170.2671000nrdVwCmin/6 .2581000Vmdn 5）切削工時 =0.094minfnLLt1（2） 第二次走刀 1） ap=0.1mm 2) f=0.5mm/r 3) =130.24648m/min vyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速 7，經按機床查表取 n=320r/min。min/.18815.3291000nrdVwC 1000Vdn

16、5）切削工時 =0.29minfnLLt12.4.4 粗精車 62k7（1）第一次走刀 1）ap=2mm 2) f=0.5mm/r3) =109.078m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=400r/min。min/6848.4081000nrdVwC min/7 .1061000Vmdn5) 切削工時 =0.0.155minfnLLt1 (2) 第二次走刀 1）ap=1mm 2) f=0.5mm/r3)=130.2464m/min51. 08 . 26015. 015. 02 . 097. 081. 004. 18 . 044. 1242xxx

17、xxxxkfaTCvvyxpmVcvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=500r/min。min/997.4871000nrdVwC8min/45.13310005008514. 31000Vmxxdn 5) 切削工時 =0.12min5 . 05001291fnLLt 工序 10機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定。外圓表面 50h6，毛坯尺寸單邊 3mm 余量，即 56h6，長 15mm 留精加工余量 0.1mm，車環槽，毛坯 50.2h6，達 3X1。精車外圓 50h6 平臺階面。毛坯 50.2h6 長 12mm。 平左端面，毛坯單邊 3 mm，Rab6.3半精車大要求。m車

18、內孔 38，毛坯 32，Rab6.3半精車長 22 mm。m加工余量、刀量、進給量表及走到次數。表表 2-52-5 車外圓車外圓 50h650h6第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)20.9進給量f (m/r)0.50.5表表 2-62-6 平臺階面平臺階面 124124第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)20.9進給量f (m/r)0.50.5表表 2-72-7 車環槽，車環槽，3X13X1第一次走刀背吃刀量ap (mm)1.19進給量f (mm/r)0.51表表 2-82-8 精車外圓精車外圓 50h650h6第一次走刀背吃刀量ap (mm)0.08進給量f (mm/r)0.5

19、表表 2-92-9 平部分面平部分面第一次走刀背吃刀量ap (mm)0.1進給量f (mm/r)0.51表表 2-102-10 平左端面平左端面第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)2.80.2進給量f (mm/r)0.510.51表表 2-112-11 車內孔車內孔 3838第一次走刀第二次走刀背吃刀量ap (mm)2.80.2進給量f (mm/r)0.510.5110刀具材料 YT15，游標尺寸，三爪卡盤，刀桿尺寸 16mmX25mm。2.4.5 車外圓 50h6(1) 第一次走刀計算切削用量粗車外圓 50h6，平臺階面，留精車余量單邊 0.1 mm。 1) ap=2mm 2) f=0

20、.5mm/r 3) 其中 Cr=242，Xv=0.15, yv=0.35,m=0.2。代入數vyxpmVckfaTCvvv據算出 Vc=105.078。4）確定機床主軸轉速，經查表取 n=710r/min。min/5 .5971000nrdVwCmin/846.12410007105614. 31000Vmxxdn5）檢驗機床功率.Fc=CFc. KFeapxFcfyFcVenFc 其中，CFc=2795 ， xFe=1.0 ，nFc=-0.15 ,Kmp=0.94 75. 0)65066(,KFr=0.89Fc=1011.09N。切削消耗的功率 pc 為：Pc=KWFcVc1038. 260

21、00009.101160000由 CA6140 機床說明書可知 CA6140 動機功率為 7.8KW，當主轉速為 710r/min,主軸傳遞最大功率為 5.5KW，所以機床功率足夠可以正常加工。 6）檢驗機床進給系統強度，已知主切削力 Fc=1011.09N，徑向切削力 Fp，按切削手冊表 1.2P 所示公式計算。已知：CFp=1940 ,XFp=0.9 ,yFp=0.6 ,nFp=-0.3 故代入公式如下；Fp=CFp.KFpxFpapyFpfVcyFpKmp=0.897；35. 1)65066(得 Fp=150.9N而軸向切削力，Ff=CFf, , , KFf, CFf=2880, XFf

22、=1 apxFffyFfVcAFf,yFf=0.5 ,nFf=-0.4, Km=0.923 , Kk=1.17于是軸向切削力 Ff=2880 x2xxx0.923x1.17=377.8305 . 05 . 084.1244 . 0取機床導軸與床鞍間的摩擦系數為 0.1，則切削力在縱向進給方向尺寸進給機構的作用力為：F=Ff+=494.029N)9 .15009.1011( 1 . 0830.377)FpFc117)切削工時計算 =0.04788min5 . 0710171xfnLLt（2）第二次走刀： 1）ap=0.9mm 2) f=0.5mm/r3）vc =125.237 4）確定機床主軸轉

23、速 ，經查表取 n=710r/min。min/57.7645214. 3237.12510001000nrxxdVwCmin/9288.11510009 . 051000Vmdn 5)切削工時=0.04478min5 . 07109 . 051xfnLLt2.4.6 平臺階面 124(1) 第一次走刀 1）ap=2mm 2) f=0.5mm/r 3) m/min078.10904. 197. 081. 089. 044. 12425 . 026015. 015. 02 . 0 xxxxxxxvc 4）確定機床主軸轉速，經查表按機床選取 n=250r/min。min/491.2711000nrd

24、VwCmin/34.971000Vmdn 5)切削工 時 =0.312minfnLLt1（2）第二次走刀 1）ap=0.9mm 2) f=0.5mm/r3） =130.237m/minvyxpmVckfaTCvvv12 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=320r/min。min/237.1301000nrdVwC min/595.1241000Vmdn5） 切削工時 =0.236minfnLLt12.4.7 車環槽，3X1 達要求 （1） 只車一刀 1）ap=1.1mm 2) f=0.51mm/r 3） =126.238m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速，

25、經按機床查表取 n=900r/min。min/45.801000nrdVwCmin/8652.1411000Vmdn 5）切削工時 =0.00893minfnLLt12.4.8 精車外圓 50h6 (1)第一次走刀 毛坯 50.2h6 1) ap=0.08mm 2) f=0.5mm/r3) =175.129m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速，經按機床查表取 n=1400r/min。min/.27.14051000nrdVwCmin/679.2201000Vmdn5) 切削工時 13=0.01725minfnLLt12.4.9 平部分面(1)第一次走刀 1）ap=0.

26、08mm 2) f=0.51mm/r3) =175.129m/minvyxpmVckfaTCvvv 4）確定機床主軸轉速，經按機床查表取 n=450r/min。min/786.4491000nrdVwC min/212.1791000Vmdn5) 切削工時 =0.16156minfnLLt12.4.10 平左端面 (1) 第一次走刀 1）ap=2.8mm 2) f=0.51mm/r3) =109.72m/min51. 08 . 26015. 015. 02 . 097. 081. 004. 18 . 044. 1242xxxxxxxkfaTCvvyxpmVcvv 4）確定機床主軸轉速，經按機床

27、查表取 n=710r/min。min/91.6985014. 37297.10910001000nrxxdVwCmin/47.11110007105014. 31000Vmxxdn5) 切削工時 =0.0325min57. 07108 . 216251XfnLLt (2) 第二次走刀 1）ap=0.2mm 2) f=0.51mm/r143） =162.0209m/min51. 02 . 06015. 02 . 097. 031. 004. 18 . 044. 1242xxxxxxxkfaTCvvyxpmVcvv 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=1120r/min。min/27.10

28、38500209.1631000nrXX 5) 切削工時 =0.0161min51. 011202 . 016251XfnLLt2.4.11 車內孔 38(1)第一次走刀 1）ap=2.8mm 2) f=0.51mm/r3) m/min048.10925 . 08 . 204. 197. 08 . 044. 124235. 015. 02 . 060 xxXXXXvc 4）確定機床主軸轉速，經按機床查表min/048.10923214. 372971091000500209.1631000nrXXXXXn=1120r/min。 dw=32min/53.1121000Vmdn 5）切削工時 =0

29、.043min51. 011208 . 2221XfnLLt（2）第二次走刀 1）ap=0.2mm 2) f=0.51mm/r3)163.02098m/min35. 0115. 02 . 05 . 02 . 004. 197. 08 . 044. 124260XXXXXXvc 4）確定機床主軸轉速 ，經按機床查表取 n=1400r/min, dw=37.6min/7 .13806 .3714. 30209.1631000nrXXmin/28.1651000Vmdn 5） 切削工時 min/84.17510001205014. 31000VmXXdn15=0.03109min51. 014002

30、 . 0221XfnLLt工序 15：2.4.12 鉆 79 孔 機床：Z525 立式機床。夾具：普通鉆床夾具。刀具：根據【1】表 2-23，選取高速鋼麻花鉆 9.進給量：查【1】表 2-23， 【2】表 1-9，取 f = 0.09 mm/r切削速度：查【3】表 3-11， 【2】表 1-9 取 vc = 25m/min確定機床主軸轉速：ns = =885r/min9251000由【1】表 3-9 機床轉速取 850r/min 現取 nw = 850r/min所以實際切削速度 v = m/min = 24m/min10008509切削工時：t = = 0.20 min 09. 0850312

31、總切削工時：t = 70.20 = 1.40 min2.4.13 锪 15 孔f = 0.2mm/rvc = 60 m/minns = = 1274r/min15601000按機床選取：nw = 1320r/min實際切削速度：v = 67.2m/min切削工時：t = = 0.05min2 . 01320392.4.14 鉆攻 M12 鉆加工螺紋底孔 10f = 0.15 mm/rvc = 65m/minns = =2070 r/min10651000按機床選取 nw = 2280 r/min實際切削速度 v = = 71.6 m/min1000228010鉆削時間： 由于 l = 14mm

32、l1 =3mml2 = 0t 1= = 0.05 min15. 02280314 攻 M12 螺紋t 2= 2 = 0.13 min110015. 045 . 314耗時t = t1 + t2 = 0.13 + 0.05 = 0.18 min16工序 20：2.4.15 用專用夾具，鉆 6 深孔機床：Z525 立式機床。夾具：專用夾具，配鉆套。刀具：查【1】表 2-23，選取高速鋼麻花鉆 6.進給量：查【1】表 2-23， 【2】表 1-9，取 =0.13 mm/r。切削速度：查【3】表 3-11.【2】表 1-9，取 vc =27m/min。確定機床主軸轉速ns =1432r/minwcdv10006271000由【1】表 3-9，與 1432r/min 相近的機床轉速為 1360r/min，先取 nw =1360r/min，所以實際切削速度為vc =25.6m/min100013606切削工時：l1=3mm,l2=2mm,l=8mmt =0.13minwfnlll21136013. 0185工序 25：2.4.16 銑缺邊fz =0.35mm/齒（參考切削手冊表 3-3）切削速度：參考有關手冊，確定 v = 15m