第一篇：i軸法蘭盤設計說明書
課程設計I軸法蘭盤零件
目錄
序言····························································3 一. 零件分析····················································4 1.1零件的作用···················································4 1.2零件的工藝分析···············································4 1.3審查零件的工藝性·············································4 二. 工藝規程設計·················································5 2.1確定毛坯的制造形式···········································5 2.2基準的選擇···················································5 三.擬定工藝路線·················································5 四.毛坯尺寸的確定和機械加工余量·································6 4.1選擇機床是考慮的原則·········································6 4.2選擇各種加工刀具·············································6 4.3工序尺寸及其公差的確定·······································6 五.切削用量的計算··············································10 5.1鉆孔工步切削用量的計算·······································10 5.2粗鉸工步切削用量的計算·······································10 5.3精鉸工步切削用量的計算·······································11 六.基本工時的計算···············································11 6.1機動工時的計算················································11 6.2輔助時間tf的計算·············································12 t6.3單件時間dj的計算··············································13 6.4單間總工時的計算·············································13 七.3XΦ9孔專用機床卡具設計·····································13 7.1定位方案的設計···············································14 7.2定位誤差分析與計算···········································14 7.3導向元件設計·················································14 7.4卡具結構設計及操作簡要說明···································15 7.5方案綜合評價和結論···········································15 八.課程設計心得體會·············································16 九.參考文獻·····················································17
序言
本課程設計主要內容包括I軸法蘭盤工藝過程設計和鉆3XΦ9孔的專用夾具設計，在課程設計過程中完成了零件圖、毛坯圖、夾具體裝配圖和夾具體零件圖的繪制。
能夠順利的完成這次課程設計，是老師的悉心指導，同學們的耐心解答。在設計過程中，缺乏實際的生產經驗，導致在設計中碰到了許多的問題。但在同學們的幫助下，通過請教老師，翻閱資料、查工具書，解決設計過程中的許多的問題。
機械制造技術基礎課程設計是在我們完成了全部基礎課、技術基礎課、部分專業課之后進行的。這是我們對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練。
在這次課程設計中，加深對本學科的理解與認識，也在知識的綜合應用方面有了很大的提高，積累了一些經驗。
一、零件分析
1.1、零件作用
I軸法蘭盤為盤狀零件，起連接作用，三個表面上裝有軸承，大批生產 1.2 零件工藝性分析
主要加工表面外端面Φ55h5mm Φ62f9mmΦ120h6徑向圓跳動0.025mm，Φ72H6徑向圓跳動0.025mm，Φ60與Φ72之間端軸向圓跳動0.025mm,螺紋孔2—M8,通孔Φ9同軸度0.020mm，Φ152右端面端面圓跳動0.020mm，孔3xΦ15mm，內通孔Φ36mm,內孔Φ60mm。內孔Φ72 1.3審查零件的工藝性
由零件圖分析各部分要求分析，確定各部分加工方式，根據表面粗糙度要求、形位要求、以及公差等級，查表1—6到1—20確定加工方法。
1、Ra1.6,IT5車削Φ55外圓選擇粗車—半精車—粗磨—精磨
2、Ra 6.3IT11車削Φ152外圓選擇粗—半精車
3、Ra3.2 IT9切槽2x0.5
4、Ra 3.2IT8車削左端面，粗車—半精車
5、Ra3.2 IT8車削右端面，粗車—半精車
6、Ra1.6 IT6車削Φ120外圓，粗車—半精車
7、Ra 3.2IT9切槽7.5x4.5
8、Ra3.2 IT9車削Φ62外圓，粗車—半精車
9、Ra 6.3IT11車削外圓Φ100，粗車
10、Ra 3.2IT8車削外圓Φ116粗車—半精車
11、Ra6.3 IT11銑削Φ152外圓端面137，粗銑—半精銑
12、Ra 6.3IT11銑削Φ152外圓端面140，粗銑—半精銑
13、Ra 6.3IT11鏜Φ36內孔，粗鏜
14、Ra 6.3IT11鏜Φ60內孔，粗鏜
15、Ra 1.6IT6鏜Φ72內孔，粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動刀塊精鏜
16、Ra 1.6IT6銑削Φ60—Φ72端面，粗銑—半精銑
17、Ra1.6 IT7鉆鉸Φ9通孔，鉆—粗鉸—精鉸
18、Ra3.2 IT8鉆鉸Φ15孔，擴—鉸
19、Ra12.5 IT11攻M8，鉆—攻螺紋
二、工藝規程設計
2.1確定毛坯造形式
零件材料給定HT200零件產量是大批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為沙漠及其造型，零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件盡量接近，內孔鑄出。 2.2基準的選擇
1、粗基準選擇
因為法蘭盤可歸為軸類零件，一般以外圓作為粗基準，但零件各面均需加工，此時應以加工余量較小表面作為粗基準，所以對于本零件可以現已法蘭盤Φ120mm外圓以及Φ152mm右端面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊Φ120mm外圓可同時削除五個自由度，再以Φ152mm右端面定位可削除一個自由度。
2、精基準選擇
精基準的選擇主要考慮基準重合與統一基準原則，以Φ52mm外圓為精基準。
三、制定工藝路線
擬定工藝路線的第一步是選擇定位基準，為使所選的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，通常應先考慮如何選擇精基準來加工各個表面，然后考慮如何選擇粗基準把作為精基準的表面先加工出來。
制定工藝路線應該使零件的加工精度(尺寸精度，形狀精度，位置精度)和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為大批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序分散。應當考慮經濟效果，以降低生產成本。
3.1工藝路線方案
(—)工序1，車削Φ70外圓粗車到Φ58，半精車到Φ55.4，以Φ120外圓為粗基準，以Φ152右端面為粗基準。
(二)工序2，Φ55.4粗磨到Φ55.1，精磨到55，
(三)工序3，粗車Φ160到Φ154，半精車到Φ152
(四)工序4，Φ152端面粗車到22，半精車到20，精車到18
(五)工序5，切2x0.5槽
(六)工序6，車削Φ55——Φ62端面粗車距右端面147，半精車距右端面145
(七)工序7，Φ72——Φ116粗車到距左端面144，半精車到142
(八)工序8，粗車外圓Φ128到Φ122，半精車到120
(九)工序9，切7.5x4.5槽保證左端面距Φ152右端面5mm
(十)工序1 0，粗車外圓Φ70到Φ64，半精車到Φ62
(十一)工序11，粗車外圓Φ162到Φ100
(十二)工序12，粗車外圓Φ120到Φ118，半精車到Φ116
(十三)工序13，粗銑—半精銑Φ152外圓端面到137
(十四)工序14，粗銑—半精銑Φ152外圓端面到140
(十五)工序15，粗鏜內孔Φ34到Φ36 (十六)工序15，粗鏜內孔Φ58到Φ60
(十七)工序16,粗鏜內孔Φ69到Φ71，半精鏜到Φ71.5，精鏜到Φ72 (十八)工序17，粗銑—半精銑Φ60—Φ72端面
(十九)工序18，鉆通孔Φ8.8，粗鉸到8.96，精鉸到Φ9 (二十)工序19擴—鉸Φ15孔
(二十一)工序20，鉆Φ8后，攻M8螺紋
四、毛坯尺寸的確定與機械加工余量
由于零件材料為HT200，生產方式為大批生產，查有課程設計指導書表2-
1、2-
3、2-
4、2-5，
CT取10，機械加工余量等級取G，
外圓Φ62mm徑向加工余量取10得到Φ72mm 外圓Φ152mm徑向加工余量取10得到Φ162mm 外圓Φ120mm徑向加工余量取10得到Φ130mm 內孔Φ36mm徑向加工余量取4得到Φ32mm 內孔Φ60mm徑向加工余量取4得到Φ56mm 毛坯左右端面機械加工余量取2x3=6，得到148
根據零件圖結構，Φ70部分長度為92mm，, Φ160部分長度為23mm，, Φ128部分長度33mm Φ58部分長度42mm, Φ34部分長度106mm有以上資料得出毛坯尺寸圖(見附圖) 選擇機床設備
4.1 選擇機床是考慮的原則; 1)、機床的尺寸規格要與被加工工件的外廓尺寸相適應，應避免盲目加大機床規格。 2)、機床的加工精度應與被加工工件在該工序的加工精度相適應。 3)、機床的生產率應與被加工工件生產類型相適應。 4)、機床的選擇應考慮工廠的 現有設備條件。
根據進給量及加工精度要求車床選擇CA6140，鉆床選擇Z525，銑床選擇X52，磨床選擇M412. 4.2選擇各加工刀具; 加工外圓選擇外圓車刀，加工端面選擇端面車刀，銑刀選擇直柄立銑刀，切斷刀，鏜刀，浮動鏜刀，磨削選擇砂輪。鉆孔選擇直柄麻花鉆，擴孔鉆。攻螺紋選擇絲錐
選擇量具;游標卡尺，塞規。
4.3工序尺寸及其公差的確定; Φ62f9外圓
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=2.8，毛坯鑄件典型的機械加工余量等級
選擇G級。RMA=0.7，即每側加工余量為0.7mm 查表2—
16、2—17 半精車余量z=1.1，粗車余量z=6 計算各工序尺寸;
半精車 62+1.1=63.1mm
粗車 63.1+6=69.1mm 毛坯 69.1+0.7=69.8mm，取毛坯尺寸為70mm。 實際粗車余量 70-62-1.1-=6.9mm 確定各工序尺寸公差及偏差; 查表1—6和2—40;
半精車IT為8級，IT=0.046mm 粗車IT為11級，IT=0.19mm CT=2.8mm 工序偏差按入體原則分配; 半精車Φ62(0/-0.046)mm 粗車Φ63.1(0/-0.19)mm 毛坯 Φ70+1.4mm
加工Φ55外圓;
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=2.8，毛坯鑄件典型的機械加工余量等級選擇G級。RMA=0.7，即每側加工余量為0.7mm 查表2—
18、12—
19、2—22磨余量Z=0.4查表2—
16、2—17 精磨余量0.1， 超精磨余量0.1 半精車余量1.1， 粗車余量6. 實際每側粗車余量=(70-0.1-0.1-0.4-55-0.7)=6.1mm 計算各工序尺寸;
超精磨 55+0.1=55.1mm 精磨 55.1+0.1=55.2 粗磨 55.2+0.4=55.6mm 半精車 55.6+1.1=56.7mm 粗車 56.7+12.6=69.3mm 毛坯 70mm 查表1—6確定公差及偏差; 超精磨 IT為5，IT=0.013mm 精磨 IT為6，IT=0.019mm 粗磨 IT為7，IT=0.030mm 半精車 IT為8，IT=0.046mm 粗車 IT為11，IT=0.19mm 確定尺寸;
超精磨 Φ55(0/-0.013)mm 精磨 Φ55.1(0/-0.019)mm 粗磨 Φ55.2(0/-0.030mm 半精車 Φ55.6(0/-0.046)mm 粗車 Φ56.7(0/-0.19)mm 毛坯 70+1.4mm
加工Φ152外圓
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=3.2典型的機械加工余量等級選擇G級。RMA=2.2每側加工余量為2.2mm 查表2—
16、2—17 半精車余量 為1.1mm 粗車余量 為6mmΦ 確定尺寸
半精車 Z=152+1.1=153.1mm 粗車 Z=153.1+6=159.1mm 毛坯 159.1+2.2=161.3mm 取毛坯Φ162mm 實際每側粗車余量 (162-152-2.2-1.1)=3.35mm 粗車 Z’=153.1+4.7=157.8mm 確定各工序尺寸的公差及偏差 查表1—6‘2—40得到
半精車 IT8，IT=0.063mm ， 粗車 IT11，IT=0.25mm 半精車 Φ152(0/-0.063)mm, 粗車 Φ153.1(0/-0.25)mm. 毛坯 Φ162+1.6mm
加工Φ120外圓
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=3.2典型的機械加工余量等級選擇G級。RMA=2.2每側加工余量為2.2mm 查表2—
16、2—17 半精車余量 為1.1mm 粗車余量 為6mmΦ 確定尺寸;
半精車 Z=120+1.1=121.1mm 粗車 Z=121.1+6=127.1mm 毛坯 127.1+2.2=129.3mm 取毛坯尺寸 130mm 實際每側粗車余量為(130-120-1.1-2.2)/2=3.35mm 確定公差等級與偏差
半精車 IT8,IT=0.054mm 粗車 IT11， IT=0.22mm 半精車 Φ120(0/-0.054)mm 粗車 Φ121.1(0/-0.22)mm 毛坯 Φ130+1.6mm
車毛坯端面
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=3.6典型的機械加工余量等級選擇G級，
RMA=2.2mm 查表2—22，2—23 半精車余量為 2.0mm 粗車余量為 1.0mm 確定尺寸;
半精車 Z=142+2x2=146mm 粗車 Z=146+1x2=148mm 毛坯尺寸取 148+2.2=150.2 毛坯尺寸 152mm 實際每側粗車余量 (152-142-1x2-2.2)/2=2.9mm 確定公差等級與偏差
半精車 IT8，IT=0.054mm 粗車 IT11，IT=0.22mm 半精車 142(0/-0.054)mm 粗車 148(0/-0.22)mm 毛坯 152 +1.8mm 鏜Φ30內孔尺寸
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=2.6典型的機械加工余量等級選擇G級，RMA降一級取H級，查表得RMA=0.7.mm 查表2—29 粗鏜余量為2.0mm 確定尺寸;
粗鏜 Z=36-2=34mm 毛坯尺寸 Z=34-0.7=33.3mm 取毛坯尺寸為 32mm 實際每側粗鏜余量為 (36-32-0.7)/2=1.65mm 確定公差等級與偏差
粗鏜 IT11，IT=0.16mm 粗鏜 Φ34(0/-0.16)mm 毛坯尺寸 Φ32+1.3mm
鏜Φ72內孔
查表2—1到2—5得到CT為10級，CT=3.2典型的機械加工余量等級選擇G級，內孔降一級取H，RMA=2.0mm 查表2—29 精鏜余量 0.5mm 半精鏜余量 1.5mm 精鏜余量 2.0mm 確定尺寸;
精鏜 72-0.5=71.5mm 半精鏜 71.5-1.5=70mm 粗鏜 70-2=68mm. 毛坯尺寸 68-2=66mm 確定公差與偏差
精鏜 IT7，IT=0.030mm 半精鏜 IT8，IT=0.046mm 粗鏜 IT11，IT=0.19mm 精鏜 Φ72(+0.030/0)mm 半精鏜 Φ71.5(+0.046/0)mm 粗鏜 Φ70(+0.19/0)mm 毛坯尺寸
Φ66+1.6mm
五、切削用量的計算
5.1.鉆孔工步切削用量的計算
1、背吃刀量的確定; 查表2—28，精鉸背吃刀量apapap=8-7.96=0.04mm，粗鉸背吃刀量
ap=7.96-7.8=0.16mm，鉆孔背吃刀量=8.8mm。
=9-0.16-0.04=8.8mm,取
2、進給量的確定，由表5-
31、表4—10，按工件材料鑄鐵300——400HBS選取該工步的每轉進給量f=0.17mm/r。
3、切削速度的計算，由表5-22，按工件材料為鑄鐵、硬度為300——400HBS的條件選擇，切削速度v可取為9m/min。由公式(5-1)n?1000v/?d可求得該工序鉆頭轉速n?318.5r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392r/min。再將此轉速代入公式(5-1)，可求出該工序的實際鉆削速度v?n?d/1000=318.5X3.14X9/1000=11.08m/min
5.2、粗鉸工步切削用量計算
1、背吃刀量確定 選擇背吃刀量ap=0.16mm
2、進給量的確定
由表由表5-
31、表4—10，按工件材料鑄鐵300——400HBS選取該工步的每轉進給量f=0.36mm/r。 3.切削速度計算
切削速度的計算，由表5-31，按工件材料為鑄鐵、硬度為300——400HBS的條件選擇，切削速度v可取為3m/min。由公式(5-1)n?1000v/?d可求得該工序鉆頭轉速n?106.16r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=140r/min。再將此轉速代入公式(5-1)，可求出該工序的實際鉆削速度v?n?d/1000=140X3.14X9/1000=3.956m/min
5.3、精鉸工步切削用量計算
1、 選擇背吃刀量ap=0.04mm
2、進給量的確定
由表由表5-
31、表4—10，按工件材料鑄鐵300——400HBS選取該工步的每轉進給量f=0.28mm/r。
3、切削速度計算
切削速度的計算，由表5-31，按工件材料為鑄鐵、硬度為300——400HBS的條件選擇，切削速度v可取為4m/min。由公式(5-1)n?1000v/?d可求得該工序鉆頭轉速n?141.54r/min，參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=195r/min。再將此轉速代入公式(5-1)，可求出該工序的實際鉆削速度v?n?d/1000=195X3.14X9/1000=5.51m/min
六.基本工時的計算
6.1機動工時計算
1、鉆孔工步時間根據表5-41，鉆孔的基本時間可由公式
tj?L/fn?(l?l1?l2)/fnl1?al求得。式中l=15mm;2=2mm;k=54, p=8.8mm。
Dcotkr?(1?2)2=9/2xcot54+2=5.3mm;
f=0.15mm/r;n=f=392r/min。
將上述結果代入公式，則該工序的基本時間=(15+5.3+2)/(0.1x392)
=34.13 (s)
2、 粗鉸工步時間根據表5-41，粗鉸的基本時間可由公式;
tj?L/fn?(l?l1?l2)/fntj
al由表5—42,k=15, 2=15mm, l=15mm，p=0.16mm
l1?Dcotkr?(1?2)2=9/2 xcot54+2=0.37mm，
f=0.36mm，n=f=140r/min 將上述結果代入公式，則該工序的基本時間 10
=(15+0.37+15)/(0.36x140) =36.2(s)
3、粗鉸工步時間根據表5-41，粗鉸的基本時間可由公式;
tj?L/fn?(l?l1?l2)/fntj
=0.04mm，l2=13mm, l=15mm 由表5—42,k=15, l1?apDcotkr?(1?2)2=9/2 xcot54+2=0.19mm n=f=195r/min 代入公式得;
=(15+0.19+13)/(0.28x195)
=31.0(s) 6.2輔助時間，輔助時間tftftj的計算
與基本時則各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助
t?(0.15?tt時間：f 與j之間的關系為f則各工序的輔助時間分別為：
1、 鉆孔工步的輔助時間：
tf0.2)tj，可取
tft=0.15j
=0.15x34.13
=5.13(s)
2、 粗鉸孔工步的輔助時間：
tf =0.15x36.2
=5.43(s)
3、 精鉸孔工步的輔助時間：
tf=0.15x31.0
=4.65(s) 其他時間;除了作業時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于法蘭盤的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計;布置工作的時間
tb是作業時間的2%?7%，休息與生理需要時間txt?t是作業時間的2%?4%，本工件均取3%，則各工序的其他時間(bx)
tj?tf可按關系式(3%+3%)X(
)計算，分別為：
1、 鉆孔工步的其他時間;
(tb?tx)=6%x(34.13+5.13)
=2.36(s)
2、 粗鉸孔工步的其他時間;
(tb?tx)=6%x(36.2+5.43)
=2.50(s)
3、 精鉸孔工步的其他時間;
(tb?tx)=6%x(31.0+4.65)
=2.14(s) t6.3單件時間dj的計算
1.鉆孔工步; tdj鉆=34.13+2.36+5.13
=41.69(s) 2.粗鉸工步;
=36.2+5.43+2.50
tdj鉸
=44.13(s)
3.精鉸孔工步;
=31.0+4.65+2.14
tdj鉸’=37.79(s)
6.4單件總工時計算
tdjtdj鉆tt= +dj鉸+dj鉸’
t dj=41.69+37.79+44.13 七.3xΦ9孔的專用機床夾具設計
機床夾具是一種在金屬切削機床上實現裝夾任務的工藝裝備，機床夾具的功用主要是：穩定地保證工件的加工精度;減少輔助工時，提高勞動生產率;擴大機床的使用范圍，實現一機多能。4??9孔屬于軸向孔，且在圓周分布上是非均布的，所以用常規的夾具(即通用夾具)其生產效率是很低的，同時加工精度也不容易保證?？紤]到法蘭盤零件屬于大批量生產，所以應該對其設計專用夾具，以保證加工精度和提高勞動生產率。
7.1定位方案的設計
本夾具的定位方案如下圖所示，采用長圓柱銷和長心軸定位，同時運用支承板、快換鉆套來快速找正工件在夾具體中的位置
?長圓柱銷限制的自由度為：z,
??????長心軸限制自由度;x,yx,y,z
綜上，該定位方案限制了工件的6個自由度，較好的滿足零件加工要求，定位合理。 7.2定位誤差分析與計算
所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因有：由于定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量，以
?b表示;
?j由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱基準位移誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以示。?d??b??j。
表分析和計算定位誤差的目的，就是為了判斷所采用的定位方案能否保證加工要求，以便對不同方案進行分析比較，從而選出最佳定位方案，它是決定定位方案時的一個重要依據。 1定位元件尺寸公差的確定
夾具的主要定位元件為長心軸。所以該長心軸的尺寸公差現規定為與本零件在工作時相配的尺寸公差相同，所以定位誤差為0.045 零件規定孔在?134mm圓周上離軸線12mm，已知孔位置誤差主要由夾具體定位誤差、夾具體與鉆模板的配合誤差、鉆模板以及夾具體的制造誤差組成。
夾具體的制造誤差為：對定位孔軸線平行度為：0.02，則夾具體與鉆模板配合誤差，有 0.02+0.045<0.4, 故誤差不超過允許誤差。 7.3導向元件設計
鉆床夾具的刀具導向元件為鉆套，鉆套的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置，并在加工中對鉆頭等孔加工刀具進行引導，防止刀具在加工中發生偏斜
由于該孔的加工方法是先鉆孔，后鉸孔。所以，采用快換式鉆套，由于法蘭盤零件的特殊結構，為了便于裝夾工件，所以自行設計快換鉆套。
1鉆套高度和排屑間隙
鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關。鉆套高度H越大，刀具的導向性能越
好，但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取H=(1-2.5)d，孔徑小、精度要求高時，H取較大值。取H=27mm。
鉆套底部與工件間的距離h稱為排屑間隙，H值應適當選取，h值太小時，切屑難以自由排出，使加工表面被破壞;h值太大時，會降低鉆套對鉆頭的導向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時，h=(0.3-0.7)d;加工鋼時，h=(0.7-1.5)d。由于法蘭盤材料為HT200，所以其排屑間隙取h=10mm。
7.4夾具結構設計及操作簡要說明
在設計夾具進應該注意提高勞動生產率。因此，，一次固定3個鉆套，在一次裝夾中可以加工3個孔。本工序是粗加工，切削力較大，但是由于鉆削重要生產的軸向力指向定位面，和夾緊力方向相同，所以夾緊力不直接對消切削力。
裝夾工件時，先翻開鉆模板把工件放在夾具上，由長心軸定位，最后用支承板定好位置把鉆模板合上，把菱形螺母鎖上。這樣就可以鉆削了。本夾具裝配圖和零件圖，見附圖。 7.5方案綜合評價與結論
本方案采用一小平面一長心軸長心軸一銷定位方式，限制了工件的6個自由度，采用支承板確定工件在夾具體中的正確位置和限制工件的旋轉自由度。該定位方案限制了工件的6個自由度，很好的確定工件在夾具體中的位置，但也可能造成過定位，原因在于，支承板與長心軸的安裝誤差。在鉆孔工序前的工序尺寸保證的情況下，不會產生過定位。綜上所述，本次課程設計的基本目的已經達到，較好的反映了零件加工過程中的定位需要。同時，在專用夾具設計過程中，通過查閱大量資料，所設計的夾具在使用上十分方便，定位準確。。繪制夾具體裝配圖時，很好運用了機械制圖的知識，圖幅表達合理，線條準確。
八、體會與展望
2周的時間里，查閱了一些機械加工與夾具設計方面的資料。在繪制夾具體裝配圖時，由于對機械制圖中的有關內容有些陌生，機械制造技術基礎課程設計就要結束了，回首近14天的設計過程。通過各種途徑解決了所遇到的困難。在細節問題的把握上還很欠缺，通過自己的努力完成了裝配圖的繪制，對機械制圖的內容有了更深的理解。同時，也練習了電子圖板軟件的使用，能熟練的解決繪圖過程中所遇到的問題，繪圖的速度和質量有了很大的提高。
從剛拿到題目時的無從下手，到初步了解機械零件加工的工藝過程，這其中的個中體會只有自己能夠理解，。通過這次課程設計，自己對機械加工工藝過程有了初步的了解，課程設計過程中，一步一個腳印走出來了。在課余，打算多看一些機械加工工藝方面的書，多練習軟件繪圖，更重要的是學習其中的設計理念
九、參考文獻
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2、
3、 <<機械制造技術基礎課程設計指導書>>
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機械工業出版社 《機床夾具設計(第二版)》 肖繼德、陳寧平主編.機械工業出
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6、 《機床夾具設計手冊 》王光斗、王春福
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方子良主編.機械制造技術基礎[M]. 版社,2005.1.
上海:上海交通大學出
第二篇：法蘭盤設計計算說明書
湖南科技大學瀟湘學院專業模塊課程設計
制定輸出連接法蘭數控加工工藝
摘
要
本課題完成法蘭盤工藝設計與數控加工。法蘭盤是使管子與管子相互連接的零件，連接于管端。法蘭上有孔眼，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成了連接。
本次設計主要完成以下設計內容：法蘭盤的零件圖紙與技術要求分析、零件二維圖繪制及三維建模;制定數控加工工藝卡片文件;零件的夾具設計并進行夾具圖二維圖繪制;對零件進行加工仿真。根據鍛件的形狀特點、零件尺寸及精度，選定合適的機床設備以及夾具設計，通過準確的計算并查閱設計手冊，確定了法蘭盤的尺寸及精度，在材料的選取及技術要求上也作出了詳細說明，并在結合理論知識的基礎上，借助于計算機輔助軟件繪制了各部分零件及裝配體的工程圖,以保障法蘭盤的加工制造。
在夾具的設計過程中，主要以可換圓柱銷、可換菱形銷、定位心軸和支承釘來定位，靠六角厚螺母來夾緊。首先在數控車床上，完成零件的外圓及端面加工;再在數控銑床上，完成零件端面上側槽及頂部6-M12螺紋孔的加工;最后采用專用夾具以側槽、底部圓環以及6-M12螺紋孔其中兩孔定位進行外圓上Φ22孔的加工。
關鍵字：法蘭盤，數控加工工藝，數控編程，夾具設計， 仿真加工
1 湖南科技大學瀟湘學院專業模塊課程設計
制定輸出連接法蘭數控加工工藝
法蘭盤工藝設計與數控加工
0 引言
0.1 概述
本課題起源于裝配制造業法蘭盤工藝設計與數控技術，通過此次畢業設計，可以初步掌握對中等復雜零件進行數控加工工藝規程的編制，學會查閱有關資料，能合理編制數控加工過程卡片、數控加工工序卡片、數控加工刀具卡片、數控編程等工藝文件，能合理的確定加工工序的定位與夾緊方案。
能使用AutoCAD正確繪制機械零件的二維圖形，能通過使用UGNX7.0軟件對零件進行三維圖的繪制，可以提高結構設計能力及建模能力。
編寫符合要求的設計說明書，并正確繪制有關圖表。在畢業設計工作中，學會綜合運用多學科的理論知識與實際操作技能，分析與解決設計任務書中的相關問題。在畢業設計中，綜合運用數控加工刀具和數控工藝、工裝夾具的設計等專業知識來分析與解決畢業設計中的相關問題。
依據技術課題任務，進行資料的調研、收集、加工與整理和正確使用工具書;掌握有關工程設計的程序、方法與技術規范;掌握實驗、測試等科學研究的基本方法;以及與解決工程實際問題的能力。 0.2 本設計的主要工作內容
本次對于法蘭盤工藝設計及數控加工的主要任務是： (1)分析零件圖紙與技術要求;
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(2)三維建模。根據零件二維視圖建立三維視圖;
(3)制定機械加工工藝文件。根據產品技術資料、 生產條件與生產綱領，制定零件機械加工工藝規程，編寫工藝規程卡片;
(4)夾具設計。繪制工件夾具圖;
(5)編制數控加工程序、仿真加工與課題制作
(6)工件檢驗。選用合理的測量工具與設備檢驗工件的加工質量。 在這整個過程中，綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決實際相關問題。
1 零件分析
1.1 零件圖分析
圖1.1所示為法蘭盤零件二維圖，其結構形狀較復雜，中批量生產1000件。圖1.2為零件的三維圖。
圖1.1 法蘭盤零件二維圖
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圖1.2 法蘭盤三維圖
該零件材料為45鋼，毛坯為鍛件，主要應用于裝配管子，起管子的連接及固定作用，為中批量生產類型產品。該零件為由外圓、內圓、沉孔、內孔、倒斜角等表面組成，加工表面較多且都為平面及各種孔，因此適合采用加工中心加工。 1.2 技術要求分析 (1)結構分析
零件由外圓、內圓、沉孔、內孔、倒斜角等構成。 (2)尺寸精度分析
加工精度是指零件在加工后的幾何參數的實際值和理論值符合的程度。尺寸精度是指實際尺寸變化所達到的標準公差的等級范圍。
如圖1.1所示，加工要求較高的尺寸列出如下表格，如表1.1所示。
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(3)形位公差分析
加工后的零件不僅有尺寸誤差，構成零件幾何特征的點、線、面的實際形狀或相互位置與理想幾何體規定的形狀和相互位置還不可避免地存在差異，這種狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統稱為形位誤差。 (4)毛坯加工余量分析
工件粗加工的余量為0.8，半精加工為0.5，精加工為0.2。 (5)粗糙度分析
表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，一般是由所采取的加工方法和(或)其他因素形成的。表面粗糙度高度參數有3種：輪廓算術平均偏差Ra，微觀不平度十點高度Rz以及輪廓最大高度Ry。
該零件主要由外圓、內圓、沉孔及內孔組成，具體表示為φ55外圓、φ52外圓、φ90外圓、6-φ11沉孔、3-φ5內孔、φ10內孔、φ32內圓、φ16內圓。粗糙度皆為Ra3.2。
表1.1尺寸精度
結構 Φ10mm的孔 Φ11mm的沉孔 C1.5mm倒角 Φ5mm內孔
尺寸 Φ10mm Φ11mm 1.5mm×45° Φ5mm
形狀 孔 沉孔 倒角 內孔
位置 Φ90mm圓柱面 Φ90mm圓柱面 Φ32mm圓柱面內側 Φ10mm圓柱面 湖南科技大學瀟湘學院專業模塊課程設計
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2 零件的數控加工工藝設計
2.1 選定毛坯
根據零件的加工前尺寸及考慮夾具方案的設計，選擇的毛坯材料牌號為45鋼，毛坯種類為鍛件，毛坯外形尺寸為Φ95mm×45mm。如圖1.3所示。
圖1.3 法蘭盤加工前三維圖
2.2 選擇定位基準
選擇定位基準時，首先是從保證工件加工精度要求出發的，因此，選擇定位基準時先選擇粗基準，再選擇精基準。 2.2.1 粗基準的選擇：
按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，
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應選擇不加工表面為粗基準，故在加工Φ16mm內圓、Φ90外圓及Φ55外圓時，選擇Φ95mm毛坯外圓作為粗基準。 2.2.2 精基準的選擇：
按照精基準的選擇原則，為符合基準重合原則以及基準統一原則，故在加工Φ700外圓、Φ440外圓、Φ340外圓、Φ224內孔、12-Φ22孔及6-M12內孔時，選擇Φ700外圓及Φ224內圓作為精基準。 2.3 工藝路線的設計
(1)工藝路線的設計
為保證幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須判定合理的工藝路線。
由于生產綱領為成批生產，所以XH714立式加工中心配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數量，使生產成本下降。
針對零件圖樣確定零件的加工工序為： 工序一：(Φ700毛坯外圓定位) 1)粗車外圓及端面。
2)精車外圓至尺寸要求，留總厚余量2mm。 3)鉆Φ140孔中心孔。 4)粗鉆擴Φ140孔。
5)精鉆擴Φ140孔至尺寸要求。 6)倒圓角R2。
工序二：(Φ224圓柱面定位) 1)粗車外圓及端面。
2)精車外圓及端面至尺寸要求。
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3)鉆Φ224孔中心孔。 4)粗鉆鉸锪Φ224孔。
5)精鉆鉸锪Φ224孔至尺寸要求。 6)倒角C1.5。
工序三：(Φ22孔及工件下平面定位) 1)鉆12-Φ22孔。 2)粗鉆鉸12-Φ22孔。
3)精鉆鉸12-Φ22孔至尺寸要求。 工序四：(Φ22孔及工件上平面定位) 1)鉆6-M12螺紋孔。 2)粗鉸6-M12螺紋孔。
3)精鉸6-M12螺紋孔至尺寸要求。 4)所有面去銳邊毛刺。 2.4 確定切削用量和工時定額
切削用量包括背吃刀量、進給速度或進給量、主軸轉速或切削速度(用于恒線速切削)。其具體步驟是：先選取背吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。(參考資料《數控加工工藝及設備》)
工時定額包括基本時間、輔助時間、地點工作服務時間、休息和自然需要時間以及準備終結時間。 2.4.1 背吃刀量ap的確定
根據零件圖樣知工件表面粗糙度要求為全部3.2，故分為粗車、半精車、精車三步進行。
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因此選擇粗車的背吃刀量為3.5mm，半精車的背吃刀量取1.5mm，精車時背吃刀量取0.35mm。 2.4.2 進給量f的確定
由文獻[10]表2.4-73，選擇粗車時：fz=0.20mm/z;精車時：fz=0.5mm/z
2.4.3 切削速度vc的確定
由文獻[10]表3.1-74，選擇粗車時：主軸轉速n=900r/min;精車時：主軸轉速n=1000r/min。
因此，相應的切削速度分別為： 粗銑時：vc?精銑時：vc??dn1000????16?90010001000m/min?45.2m/min m/min?62.8m/min
?dn1000??20?10002.4.4 工時定額的確定
根據夾具的設計，下面計算工序四中Φ10mm孔的時間定額。 (1)基本時間 由文獻[8]得，鉆孔的計算公式為： T基本?式中：L1?DcotKy?(1~2); 2L?L1?L2 nf L2?1~4，鉆盲孔時，L2=0; L=17，L2=0，f=0.3，n=1000;
10118??1.5?7.
5因此 L1?cot22 所以 T基本?17?7.5?0?0.082min
0.3?1000(2)輔助時間 文獻[8]確定
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開停車 0.015min 升降鉆桿 0.015min 主軸運轉 0.02min 清除鐵屑 0.04min 卡尺測量 0.10min 裝卸工件時間由文獻[8]取1min
所以輔助時間
T輔助=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.10+1)min=1.19min (3)地點工作服務時間 由文獻[8]確定
取??3%，
(0.082?1.19)?3%min?0.03815min
則T服務?(T基本?T輔助)??(4)休息和自然需要時間 由文獻[8]確定
取??3%，
(0.082?1.19)?3%min?0.03815min
則T休息?(T基本?T輔助)??(5)準備終結時間 由文獻[8]，部分時間確定
簡單件 26min 深度定位 0.3min 升降鉆桿 6min 由設計給定1000件，則
min
T準終/n?(26?0.3?6)/1000min?0.0323(6)單件時間
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T總?T基本?T輔助?T休息?T服務?T準終?0.03815?0.0323)min
?(0.082?1.19?0.03815?1.381min(7)單件計算時間
)min?1.4129min
T單件?T總?T準終/n?(1.381?0.0323
2.5 各工序的設備、刀具、量具的設計
(1) 選擇NC加工機床
根據2.3 工藝路線的設計的工序安排，由于零件的復雜性及加工部位多，故選擇立式加工中心。加工內容有：車外圓、鉆孔、鉸孔及倒角等，所需刀具不超過20把。選用立式加工中心即可滿足上述要求。
本設計選用FANUC 18i-MateMC系統XH714立式數控加工中心，如圖1所示。
圖1 XH714立式數控加工中心
(2) 機床主要技術參數
工作臺面積(長×寬) 900×400 mm
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工作臺左右行程(X向) 630 mm 工作臺前后行程(Y向) 400 mm 主軸上、下行程(Z向) 500 mm 工作臺最大承重 600 kg 主軸端面至工作臺面距離 250—760 mm 主軸錐孔 MAS403 BT40 刀庫容量 ≥12 把 刀具最大尺寸 φ100×250 mm 主軸最高轉速 8000 rpm 進給速度 5-8000 mm/min 快速移動速度 20000 mm/min 主電機功率 7.5/11KW 定位精度 X:0.016 mm，Y、Z：0.014 mm全程 重復定位精度 X:0.010 mm，Y、Z:0.008mm全程 進給電機扭矩 FANUC 8 N.m 數控系統 FANUC 0i-MateMC 插補方式 直線插補、圓弧插補 (3)機床性能
XH714為縱床身，橫工作臺，單立柱立式加工中心機床;可以實現X、Y、Z任意坐標移動以及三坐標聯動控制;X、Y、Z三坐標軸伺服進給采用交流伺服電機，運動平穩;X、Y、Z三軸采用進口精密滾珠絲杠副，及進口滾珠絲杠專用軸承支承;主軸采用交流伺服調速電機，其額定功率
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11KW;主軸最高轉速為8000rpm。主軸軸承采用高速、高精度主軸軸承，油循環冷卻;采用蝶形彈簧夾緊刀具，氣壓松刀;刀庫為20把刀的斗笠式刀庫，無機械手換刀。 2.6 工藝文件的設計
根據2.3 工藝路線的設計的工序安排，編出機械加工工藝過程卡片及工序卡片。見附表1~3：機械加工工藝過程卡片;附表4~7：數控加工工序卡;附表11~16：數控加工進給路線圖。 2.7 數控加工刀具卡片的設計
根據2.3 工藝路線的設計的工序安排，編出機械加工刀具卡片。見附表8~10：機械加工刀具卡片。 2.8 數控編程
根據2.3 工藝路線的設計的工序安排，編出數控加工程序。見附表17：數控加工程序。
3 法蘭盤鉆Φ10孔夾具工序工藝裝備的設計
3.1 夾具設計方案的設計
根據法蘭盤的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定。二是要能協調法蘭盤零件與機床坐標系的尺寸。除此之外，重點考慮以下幾點：
1、在成批生產時，才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。
2、夾具上個零件部件應不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位。夾緊原件不能影響加工中的走刀。
根據課題要求，批量生產1000件法蘭盤零件，故需要設計專用夾具
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進行裝夾。
3.1.1 夾具的定位方案的設計
工件定位方案的確定，首先應考慮滿足加工要求。按基準重合原則，選用Φ18孔以及工件底平面作為定位基準，定位方案如圖3-1所示。
平面機構自由度計算公式為：F?3n?2PL?PH， 其中：n 為活動構件，n=N-1，N為構件; PL — 低副;
PH — 高副;
所以：F?3n?2PL?PH?3?2?2?3?0?0
即2個支承釘及定位心軸限制工件的x、y方向的轉動度以及z方向的移動度，可換圓柱銷及可換菱形銷限制工件的x、y方向的的移動度以及z方向的轉動度。
圖3-1 法蘭盤的定位方案
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3.1.2 夾具的夾緊方案的確定
工件夾緊方案的確定，取工件的Φ55圓柱端面進行夾緊，采用六角厚螺母夾緊機構，如圖3-2所示。采用六角厚螺母夾緊機構，在夾具設計過程中，以考慮工件的受力情況，故在Φ55圓柱端面與六角厚螺母之間增加平墊圈，平墊圈在此處起到緩沖、平衡受力及保護端面不受傷害的作用。采用六角厚螺母通過平墊圈將工件在側面夾緊，其結構緊湊、操作方便。
圖3-2 法蘭盤的夾緊方案
3.1.3 夾具對刀裝置方案的確定
因考慮零件的復雜性，故將夾具本次零件加工選擇機床對刀點在工件
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坐標系的Φ95外圓上，這有利于保證精度，減少誤差。
采用試切的對刀方法：具體步驟為該零件選擇Φ95外圓為編程零點，本次試切首先選擇零件的右側面為試切點，左右撥動主軸，手輪移動X軸，使刀具微碰零件，此時記下X的機械坐標輸入到G54或G55的X中，本次試切再選擇零件的外圓頂點為試切點，上下撥動主軸，手輪移動Y軸，使刀具微碰零件，此時記下Y的機械坐標輸入到G54或G55的Y中，至此，X，Y軸對刀完成;Z軸的對刀，如以工件外圓頂點為0點，將銑刀擦到工件表面，記下此時Z軸的機械坐標，輸入到G54或G55中。 3.1.4 夾具與機床連接方案的設計
因考慮零件的加工復雜性，本套夾具選擇孔系夾具，它的元件以孔定位，螺紋連接，元件定位精度高，夾具的組裝簡便，剛性好，又便于數控機床編制加工程序。
3.2 夾具的結構設計
在選擇夾具體的毛坯的結構時，從結構合理性、工藝性、經濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據綜合考慮。在《機床夾具設計手冊》表1-9-1為各種夾具體毛坯結構的特點和應用場合。則選鑄造結構，因為其可鑄造出復雜的結構形狀?？箟簭姸却?，抗振性好。易于加工，但制造周期長，易產生內應力，故應進行時效處理。材料多采用HT15-30或HT20-40。在夾具體上還進行倒角，以便增加夾具的強度及剛度。
3.3 夾具的理論計算
3.3.1 定位誤差的分析與計算
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本套夾具是定位誤差主要是一面兩孔定位所產生的，因此只需計算兩定位銷的定位誤差即可。
1)確定定位銷中心距及尺寸公差 取?Ld??LD??0.12mm?0.04mm1313
故兩定位銷中心距為71±0.02mm 2)確定圓柱銷尺寸及公差
取Φ11H8=Φ1
1?0.006?0.017mm 3)參考文獻[8]中表4-3選取菱形銷的b1及B值
取b1=4mm，B=d-2=(11-2)mm=9mm 4)確定菱形銷的直徑尺寸及公差
取補償值：a=Ld+LD=(0.06+0.02)mm=0.08mm，則
X2min?2ab12?0.08?4?mm?0.053mmD2min12
所以d2max?D2min?X2min?(11?0.053)mm?10.947mm
菱形銷與孔的配合取h6，其下偏差為-0.011mm，故菱形銷直徑為
?0.053 Φ10.9470?0.011mm=Φ11?0.064mm 0.053 所以d2max?Φ11??0.064mm 5) 計算定位誤差
基準位移誤差為：
?Y??D1??d1?X1min?[0.027?(?0.006?0.017)?(0?0.006)]mm?0.044mm
轉角誤差為： ???arctanX1max?X2max(0.027?0.017)?(0.027?0.064)0.135?arctan?arctan
2L2?71142 則???3?14??，雙向轉角誤差為6?28??。
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3.3.2 夾緊力的分析與計算
本套夾具靠六角厚螺母實現夾緊。因此，夾緊力的計算則在于六角厚螺母所需的力。
六角厚螺母夾緊力P按3.2公式計算：
T?Q?rtan???????f? ……………………………………………(3.2)
Q — 夾緊力，;
? — 螺紋升角，M16選2?29?;
? — 螺紋摩擦角，?=10?;
? — 支撐表面摩擦力矩的計算力臂，選擇??d0??15?5; f — 螺母支撐面的摩擦因素，選擇f=0.178;
1313通過計算，M16孔定位的螺釘所需夾緊力為：T=180N 因為六角厚螺母需在兩端進行夾緊，故夾緊力為雙倍。 因此總共所需夾緊力為：T總=2T=180N×2=360N
3.4 夾具的使用操作說明
本夾具用于加工法蘭盤的∅11孔(工件材料45鋼)。工件以∅32和∅16孔、∅11孔分別在定位心軸
8、可換定位銷7及可換定位銷9上定位，通過在定位心軸8上旋動六角厚螺母4使平墊圈3接觸工作，從而達到夾緊工件的效果。
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4 數控加工零件的三維仿真圖
圖4-1 鉆6-M12螺紋孔
19 湖南科技大學瀟湘學院專業模塊課程設計
制定輸出連接法蘭數控加工工藝
4 數控加工零件的三維仿真圖
圖4-4 鉸12-Φ22孔
20 湖南科技大學瀟湘學院專業模塊課程設計
制定輸出連接法蘭數控加工工藝
4 數控加工零件的三維仿真圖
圖4-6銑側槽
21 湖南科技大學瀟湘學院專業模塊課程設計
制定輸出連接法蘭數控加工工藝
5 結論
(1)通過對零件和夾具的三維造型，實戰練習了UG三維造型軟件的造型模塊和AtuoCAD工程圖模塊，加深了AutoCAD二維軟件的操作和理解。
(2)通過對夾具的理論計算，證明本套夾具具有可行性。 (3)通過對零件的加工仿真，證明數控加工程序具有可行性。 (4)通過對夾具的三維建模，證明夾具的設計具有可行性。 (5)對使用Office辦公軟件時，還需要多加熟練。
(6)在進行UG三維建模時，了解了計算機輔助制圖編程軟件的功能及使用方法。
(7)在用Auto CAD、UGNX7.0等軟件時，還需要多熟練快捷鍵的使用，從而提高效率。
(8)設計過程中應用到的材料力學、機械原理、機械設計、數控編程等方面的知識。通過設計，加深了對所學知識在腦海中的印象，并提高了在實際中應用所學知識的能力。
同時，也認識到數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，是制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，它對國際民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。
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制定輸出連接法蘭數控加工工藝
參考文獻
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制定輸出連接法蘭數控加工工藝
附錄
附錄1.機械加工工藝過程卡片 附錄2.機械加工工藝過程卡片 附錄3.機械加工工藝過程卡片 附錄4.數控加工工序卡 附錄5.數控加工工序卡 附錄6.數控加工工序卡 附錄7.數控加工工序卡 附錄8.數控加工刀具卡片 附錄9.數控加工刀具卡片 附錄10.數控加工刀具卡片 附錄11.數控加工進給路線圖 附錄12.數控加工進給路線圖 附錄13.數控加工進給路線圖 附錄14.數控加工進給路線圖 附錄15.數控加工進給路線圖 附錄16.數控加工進給路線圖 附錄17.數控加工程序 附錄18.法蘭盤二維圖及三維圖
附錄19.法蘭盤鉆Φ10孔專用夾具裝配圖 附錄20.專用夾具中夾具體二維圖 附錄21.專用夾具中可換圓柱銷二維圖 附錄22.專用夾具中可換菱形銷銷二維圖 附錄23.專用夾具中定位心軸二維圖
24
第三篇：法蘭盤卡具課程設計說明書
遼寧工程技術大學
機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 題 目：加工CA6140法蘭盤φ4φ6夾具設計
班
級： 涉外機械08—2 姓
名：
王瑤
指導教師：
張興元
完成日期： 2011-03-08
遼寧工程技術大學課程設計
一、設計題目
加工CA6140法蘭盤φ4φ6夾具設計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖
1張 (2) 生產類型:(中批或大批大量生產)
三、上交材料
1.繪制零件圖
1張 2.毛坯圖
1張 3.編制機械加工工藝過程綜合卡片
1套 4.編制機械加工工藝卡片(僅編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工藝卡片)
1套
5.繪制夾具裝配圖(A0或A1)
1張 6.繪制夾具中1個零件圖(A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體)。
1張
7.編寫課程設計說明書(約5000-8000字)。
1份
四、進度安排
本課程設計要求在3周內完成。 1.第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2.第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規程的設計并編制出零件的機械加工工藝卡片。
3.第8～10天，完成夾具總體方案設計(畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步)。
4.第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5.第14～15天，零件圖的繪制。
6.第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7.第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8.第20～21天，答辯
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五、指導教師評語
成 績：
指導教師
日
期
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摘 要
本說明書主要是CA6140臥式車床上的法蘭盤φ4φ6孔的設計說明,本說明書說明了法蘭盤零件的作用，對零件進行工藝性能分析，還有制造零件時毛坯的形狀選擇，零件的工藝路線，還有有關定位的基準選擇問題，并對加工φ4φ6孔的切削余量工時進行了計算，最后還對法蘭盤的定位誤差進行了分析與計算，針對加工φ4φ6孔時進行對刀與導向裝置的設計，法蘭盤夾具體的設計，有關夾緊力的計算，最后完成對夾緊裝置的設計。在本次設計過程中我能熟練運用機械制造基礎設計中的基本理論，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。我還學會了使用手冊及圖表資料,并且對本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。
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Abstract This instruction is mainly talking about horizontal lathe CA6140 φ4φ6 hole flange design specifications, the instruction explains the flange part of the effect on the analysis of process performance parts, as well as manufacturing parts rough shape when selected, part of the process route, positioning the base on selection, and processing man-hours φ4φ6 hole cutting margin was calculated, and finally the positioning of the flange and calculation errors are analyzed for processing φ4φ6 hole and guide the knife when device design, flange design specific folder, the clamping force calculation, and finally completed the design of the clamping device. In this design process, I can skillfully use Machinery basic design of the basic theory, the correct solution to a part in the process of positioning, clamping and process routing, process sizing and other issues to ensure the machining quality. I also learned to use manual and chart information. And the design of various types of the name of information and the provenience, can be proficient.
目 錄
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5 1零件作用及設計任務 .................................................................. 6 2生產綱領及生產類型 .................................................................. 6 3零件的分析 ................................................................................ 6 3.1零件的作用分析 ................................................................ 6 3.2零件的工藝分析 ................................................................ 6 4確定毛坯制造方法，初步確定毛坯形狀 ....................................... 7 5工藝規程設計 ............................................................................. 7 5.1粗基準的選擇 ................................................................... 8 5.2基準重合問題 ................................................................... 8 5.3工件表面加工方法的選擇 .................................................. 8 5.4制定工藝路線 ................................................................... 9
5.4.1工藝路線方案一 ...................................................... 9 5.4.2工藝路線方案二 ..................................................... 10 5.5工藝方案的比較與分析 .................................................... 11 5.6確定加工余量、毛坯尺寸及公差 ...................................... 11 5.7確定切削用量及基本工時 ................................................. 11
5.7.1鉆φ4 孔 ............................................................... 11 5.7.2鉸φ6孔 ................................................................ 12 6機床夾具設計 ............................................................................ 12 6.1定位方案設計 .................................................................. 12 6.2定位誤差的分析與計算 .................................................... 12 6.3對刀與導向裝置的設計 .................................................... 13 6.4夾緊裝置的設計 ............................................................... 13 6.5夾緊力的計算 .................................................................. 13 6.6夾具體的設計 .................................................................. 14 7參考文獻 ................................................................................... 15
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6 1零件作用及設計任務
CA6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。主要作用是標明刻度，實現縱向進給。
分析法蘭盤的技術要求，并繪制零件圖。設計零件技術機械加工工藝規程，填寫工藝文件。設計零件機械加工工藝裝備。設計機床專用夾具總裝圖中某個主要零件的零件圖。
2生產綱領及生產類型
已知產品為中批生產。
3零件的分析
3.1零件的作用分析
題目給的零件是CA6140臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現縱向進給。零件的 100外圓上標有刻度線，用來對齊調節刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調整的數值;外圓上鉆有底部為 mm上部為 的定位孔，實現精確定位。法蘭盤中部 的通孔則給傳遞力矩的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。
3.2零件的工藝分析
法蘭盤共有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F分述如下： 一
以 45 外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括： 外圓，端面及倒角; 外圓，過度倒圓;
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7 內孔及其左端倒角。
二
以 外圓為中心的加工表面
這一組加工表面包括： 端面， 外圓，端面，倒角;切槽3×2; 內孔的右端倒角。
三
以 的孔為中心加工表面
這一組加工表面包括：
外圓，端面; 外圓，端面，側面; 外圓; 外圓，過度圓角;4— 孔和同軸的孔。
它們之間有一定的位置要求，主要是：
(一) 左端面與 孔中心軸的跳動度為 ;
(二) 右端面與 孔中心軸線的跳動度為 ;
(三) 的外圓與 孔的圓跳動公差為 。
經過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。
4確定毛坯制造方法，初步確定毛坯形狀
零件材料是HT200。零件年產量是中批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。
5工藝規程設計
定位的選擇是工藝規程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正進行。
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8 5.1粗基準的選擇
因為法蘭盤可歸為軸類零件，執照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準選擇原則(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;若零件有若干個不 加工表面時則應與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗基準)，所以對于本零件可以先以法蘭盤右端 45的外圓及 90的右端面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊 45外圓可同時削除 五個自由度，再以 90的右端面定位可削除 自由度。
5.2基準重合問題
當設計基準與定位基準不重合時，應該進行尺寸換算。 這在以后還要專門計算，此處不再計算。
5.3工件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有個圓、內孔、端面、車槽等，材料為HT200。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4—
6、表1.4—
7、表1.4—8等，其加工方法選擇如下：
一. 外圓面：公差等級為IT6~IT8，表面粗糙度為0.8 , 采用粗車→半精車→磨削的加工方法。
二. 20內孔：公差等級為IT7~IT8，表面粗糙度為1.6 ，采用鉆→擴→鉸→精鉸的加工方法，倒角用車刀加工。
三. 外圓面：公差等級為IT13~IT14，表面粗糙度為0.4 ，采用粗車→半精車→磨削的加工方法。
四. 90外圓：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為6.4 ，采用的加工方法為粗車—半精車—磨削。 五. 100外圓面：公差等級為IT11，表面粗糙度為6.3 ，采用粗車→半精車→磨削的加工方法。
六. 右端面：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為6.3 ，采用的加工方法為粗車。
七. 90突臺右端面：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為0.4 ，采用的加工方法為粗車→半精車→精車。
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9 八. 90突臺左端面：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為3.2 ，采用的加工方法為粗車→半精車→磨削。 九. 100突臺左端面：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為1.6 ，采用的加工方法為粗車→半精車→精車。 十.槽3×2：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為 6.3，采用的加工方法為粗車。
十一. 100突臺右端面：未注公差等級，根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為0.4 ，采用的加工方法為粗車→半精車→磨削。 十二. 90突臺距離軸線34mm的被銑平面:未注公差等級,根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為3.2 ，采用的加工方法為粗銑→精銑. 十三. 90突臺距離軸線24mm的被銑平面:未注公差等級,根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為0.4 ，采用的加工方法為粗銑→精銑→磨削. 十四.4— 9孔：未注公差等級,根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為6.3 ，采用的加工方法為鉆削。
十五. 4的孔：未注公差等級,根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為6.3 ，采用的加工方法為鉆削。
十六. 6的孔：未注公差等級,根據GB1800—79規定公差為IT13，表面粗糙度為3.2 ，采用的加工方法為鉆→鉸。
5.4制定工藝路線
制定工藝路線應該使零件的加工精度(尺寸精度、形狀精度、位置精度)和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為大批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以志用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效果，以便降低生產成本。
5.4.1工藝路線方案一
(一)工序Ⅰ 粗車φ100柱體左端面。
(二)工序Ⅱ
鉆、擴、粗鉸、精鉸φ20mm孔至圖樣尺寸并車孔左端的倒角。
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10 (三)工序Ⅲ
粗車φ100柱體右端面，粗車 90柱體左端面，半精車φ100左、右端面、φ90左端面，精車φ100左端面、φ90左端面，粗車外圓φ45 、φ100、φ90，半精車外圓φ45 、φ90、φ100，車φ100柱體的倒角，車φ45柱體的過度倒圓。
(四)工序Ⅳ
粗車、半精車、精車φ90右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓及外圓倒角。
(五)工序Ⅴ
精車φ100左端面、φ90右端面 (六)工序Ⅵ
粗銑、精銑φ90柱體的兩側面。 (七)工序Ⅶ
鉆φ4孔，鉸φ6孔。 (八)工序Ⅷ
鉆 4—9孔。
(九)工序Ⅸ
磨削B面，即 外圓面、φ100右端面、φ90左端面。
(十)工序Ⅹ
磨削外圓面φ100φ 90 。
(十一)工序Ⅺ
磨削φ90突臺距離軸線24mm的側平面。 (十二)工序Ⅻ
刻線。 (十三)工序ⅩⅢ
鍍鉻。 (十四)工序XIV 檢測入庫。 5.4.2工藝路線方案二
(一)工序Ⅰ
車 柱體的右端面，粗車φ90右端面，車槽3×2，粗車、半精車外圓 ，車右端倒角。
(二)工序Ⅱ
粗車φ100柱體左、右端面，粗車φ90柱體左端面，半精車φ100左、右端面、φ90左端面，粗車外圓φ45 、 100、φ90，半精車外圓φ45 、φ100、φ90，車φ100柱體的倒角，車φ45柱體的過度倒圓。
(三)工序Ⅲ
(四)工序Ⅳ
(五)工序Ⅴ
(七)工序Ⅶ
(八)工序Ⅷ
精車φ100左端面，φ90右端面。
鉆、擴、粗鉸、精鉸孔φ20mm至圖樣尺寸并
粗銑、精銑φ90柱體的兩側面。
鉆 4—9孔。
磨削外圓面φ100，φ90， 。 車孔左端的倒角。
(六)工序Ⅵ
鉆φ4孔，鉸φ6孔。
(九)工序Ⅸ
磨削B面，即 外圓面、φ100右端面、φ90
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11 左端面。
(十)工序Ⅹ
刻字刻線。 (十一)工序Ⅺ
鍍鉻。 (十二)工序Ⅻ
檢測入庫。
5.5工藝方案的比較與分析
上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是從左端面加工到右側，以100 的外圓作為粗基準加工左端面及 20mm的孔又以孔為精基準加工，而方案二則是從右端面開始加工到左端面，然后再鉆孔 20mm，這時則很難保證其圓跳動的誤差精度等。因此決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。
5.6確定加工余量、毛坯尺寸及公差
鉆φ4孔，雙邊加工余量為2Z=4，公差等級為IT11，公差為0.075，工序尺寸為φ4，毛坯為實心。鉸φ6孔，雙邊加工余量為2Z=2，基本尺寸為φ6，公差等級為IT10，公差為0.048，工序尺寸φ6，毛坯為φ4的孔。
5.7確定切削用量及基本工時
5.7.1鉆φ4 孔
選用Z525型立式鉆床。 5.1.1刀具選擇：
由《工藝手冊》選用 高速鋼錐柄標準花鉆。 5.1.2確定切削用量：
查《切削用量手冊》f=0.18～0.22mm/r,由鉆床取f=0.20mm/r.由《切削用量手冊》取V =18m/min 由Z525鉆床取n =1432r/min. 選接近的 所以n取1360r/min V=3.14*4*1360/1000=17.1m/min 5.1.3基本工時：
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12 其中L1=10，L2=0，L=12.5 T= 0.08min 5.7.2鉸φ6孔
5.2.1刀具選擇：
高速鋼錐柄機用鉸刀，刀具磨鈍標準為0.4—0.6,耐用度T=60min。
5.2.2確定切削用量：
加工余量為2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手冊》f=0.27—0.33mm/r，由《工藝手冊》f=0.26mm/r。
確定切削速度：
計算切削速度V， V = 0.21m/s=12.8m/min n = 680r/min 5.2.3基本工時：
其中L1=10，L2=2，L=7
T= 0.076min
選接近的，取n =670 6機床夾具設計
6.1定位方案設計
夾具采用一個大面，一個V形塊，一個支撐釘，其中一個支撐釘限制一個自由度，一個V形塊限制兩個自由度，一個大面限制三個自由度，這樣6個自由度就可以完全限制了，實現了完全定位。
6.2定位誤差的分析與計算
用調整法加工一批工件時，工件在定位過程中，會遇到由于工件的定位基準與工序基準不重合，以及個工件的定位基準與定位元件工件表面存在制造誤差，這些都能引起工件的工序基準偏離理想位置，由此引起工序尺寸產生加工誤差，即定位誤差。鉆φ4絞φ6的工序基準為φ100端面及45孔的軸線，按基準重合原則選100端面及4
5 遼寧工程技術大學課程設計
13 孔軸線為定位基準。
△d=△j△b;△b為基準不重合誤差，此工件為零;△b為基準位移誤差：
0.6/(2*賽因45)=0.4243 6.3對刀與導向裝置的設計
鉆床卡具的對刀導向元件為鉆套。鉆套的作用是確定刀具相對卡具定位元件的位置，并在加工中對鉆頭等孔加工刀具進行引導，防止刀具在加工中發生偏斜。鉆套可以分為固定式，可換式，快換式和特殊鉆套。該孔需要多工步加工，所以選用快換鉆套。鉆套的高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具的高度、工件表面形狀等因素有關。鉆套高度越大，刀具的導向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大。此時鉆套高度H=18mm，鉆套底部與工件間的距離為排屑間隙。排屑間隙應適當選取，排屑間隙值太小，切屑難以自由排出，使工件表面損壞，排屑間隙太大，會降低鉆套對鉆頭的導向作用影響加工精度，所以排屑間隙選取h=2mm。
6.4夾緊裝置的設計
夾緊裝置的基本要求：1)夾緊時不破壞工件在卡具中的占有的正確位置，2)夾緊力要適當，即要保證工件在加工過程中定位的穩定性。又要防止因夾緊力過大而損失工件表面而產生的夾緊變形。3)夾緊機構操作安全，省力，夾緊迅速。4)夾緊機構的復雜程度、工作效率應與生產類型相適宜。5)卡具良好的自鎖能力。該裝置中夾緊力與切削方向一致，所以切削力較小，僅需較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產生的震蕩和鉆動。綜上所述，可以選取偏心夾緊機構在進行夾緊。
6.5夾緊力的計算
加工本工件時夾緊力與切削力方向一致，因為其他切削力較小，僅需較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產生振動和轉動，所以無需計算夾緊力。
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14 6.6夾具體的設計
夾緊體設計的基本要求應滿足，要有足夠的剛度和強度，夾具安裝穩定夾具體結構工藝性好，便于清理排屑?？ň唧w鑄造時不許有裂紋，氣孔，砂眼，縮松等鑄造缺陷，鑄件在加工前應進行時效處理，有鑄造圓角。
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15 7參考文獻
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第四篇：法蘭盤零件鉆床夾具設計說明書 (10)[大全]
機械制造加工工藝課程設計
機電及自動化學院
機械夾具課程設計
設計題目：法蘭盤零件鉆床夾具設計
專 業：08機械電子
學 號：0811116044 姓 名： 指導老師：
2011年12月19日至2012年1月8日
機械制造加工工藝課程設計
前 言
工裝夾具就是用夾具將需要加工的零件準確定位和可靠夾緊，便于工序的快速順利進行并且保證要加工零件的結構精度方面要求的工藝裝備。工裝夾具對提高產品質量，減輕工人的勞動強度，加速生產實現機械化、自動化進程等方面起著非常重要的作用。
工裝夾具的主要作用有以下幾個方面：
(1)準確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。 (2)有效的防止和減輕了零件變形。
(3)使工件處于最佳的加工部位，工藝缺陷明顯降低，加工速度得以提高。 (4)以機械裝置代替了手工裝配零件部位時的定位、夾緊及工件翻轉等繁重的工作，改善了工人的勞動條件。
工裝夾具中用于鉆孔、擴孔、锪孔及攻絲的鉆床夾具，它習慣稱為鉆模。使用鉆模加工時，是通過鉆套引導刀具進行加工。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系。使用鉆?？梢蕴岣呖准翱紫甸g的位置精度，又有利于提高空的形狀和尺寸精度，同時還可以節省劃線找正的輔助時間，其結構簡單、制造方便，因此鉆模在批量生產中得到廣泛的應用。
機械制造加工工藝課程設計
目 錄
前言 2
一、夾具設計任務及要求
1.1法蘭盤零件圖 4 1.2法蘭盤的重點技術要求分析 4
二、法蘭盤零件鉆3xφ11mm通孔、锪3xφ16.5mm沉孔加工工序夾具設計方案的確定
1、基準面的選擇(夾具體方式的確定) 5
2、定位原理及定位方案的選擇及實現 5
3、夾緊方式及元器件的選擇 6
4、夾具總裝結構 7
三、定位誤差及夾緊分析與計算 7
1、定位誤差計算 8
2、鉆削力及夾緊力的計算 9
四、夾具工作原理(操作)簡介 10
五、參考文獻 10
六、附件
機械制造加工工藝課程設計
法蘭盤零件鉆3xφ11mm通孔、锪3xφ16.5mm沉孔的夾具設計
一、夾具設計任務及要求
1.1 法蘭盤零件圖
由零件圖可知，其材料為HT150，該材料為灰鑄鐵。加工通孔的直徑為 φ11mm，選用麻花鉆d1=φ11mm，材料為高速鋼。加工锪孔的直徑為φ16.5mm，深度為10mm，選用锪鉆d2=φ16.5mm，材料為高速鋼。所用機床為立式鉆床Z525。法蘭盤零件圖如下：
1.2 法蘭盤零件的重點技術要求分析
1.公差要求
(1)3xφ11mm通孔、3xφ16.5mm沉孔均布在中心孔軸線同心圓φ98mm上;
0.2(2)有一個φ11mm通孔正對與中心軸距離34.5??0.4mm的面。
2.精度及批量分析
(1)本工序有一定位置精度要求，屬于批量生產，使用夾具加工是適當的。
機械制造加工工藝課程設計
(2)考慮到生產批量不是很大，因而夾具結構應盡可能的簡單，以減少夾具的制造成本。
二、夾具設計方案的確定
2.1基準面的選擇(夾具體方式的確定)
夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。
① 具有足夠的強度和剛度。
② 結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。 ③ 安裝穩定牢靠。
④ 結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗 ⑤ 尺寸要穩定且具有一定精度。 ⑥ 清理方便。
2.2 定位原理及定位方案的選擇及實現
1.工件的定位原理
自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位;工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。 2.定位方案的選擇
機械制造加工工藝課程設計
?0.2方案一：以φ52g6外圓端面、φ360?0.02的內孔和距中心軸34.5?0.4mm的面定位，限制六個自由度，為完全定位。
0.2 方案二：以φ52g6外圓端面、距中心軸34.5??0.4mm的面和距中心軸54mm的面定位，限制六個自由度，為完全定位。
比較兩種方案，方案二裝夾方便，但不符合基準重合原則，定位誤差大。而方案一使通孔和沉孔的定位誤差為零，且符合基準重合原則，夾緊力方向垂直主要定位面，也符合夾緊力確定原則。故方案一比方案二好。
2.3 夾具類型的選擇
本工序鉆通孔采用固定式鉆模中的可翻轉式鉆模，并采用分度裝置做到一次裝夾，同時加工3個孔。
2.4 夾緊方式及元器件的選擇
夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。
對夾緊機構的基本要求如下：
① 夾緊作用準確，處于夾緊狀態時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。
② 夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量 ③ 夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節的。 ④ 結構力求簡單，便于制造和維修。 為簡化結構，確定采用螺栓夾緊。
2.5 夾具總裝結構
根據被加工零件的結構特征，選擇定位基準，實現六點定位原理,即以工件
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的φ52g6外圓端面為定位基準面，約束了Y向的移動;X向的轉動;Z向的轉動3個自由度。φ36短定位銷約束了Z向的移動;X向的移動2個自由度。浮動支承板約束了Y向的轉動1個自由度。這樣工件的6個自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。
夾具總裝圖
三、定位誤差與夾緊分析及計算
機械制造加工工藝課程設計
3.1 定位誤差計算
考察工件上與使用夾具有關的工序尺寸及工序要求(即工序位置尺寸和位置要求)有：通孔及沉孔孔軸距離中心軸為49mm; 分析定位誤差：
49mm尺寸的定位誤差：
定位誤差由兩部分組成：定位基準與設計基準不重合產生的定位誤差?jb和定位副制造不準確產生的基準位移誤差?jw。
因為工件是以一面一銷一浮動支承板定位，使孔的設計基準和定位基準重合，故?jb?0
現選取工件上中心孔與短定位銷的配合均為H7/f6，則圓柱銷的直徑尺寸為0.0250Φ36?mm,中心孔經加工后的尺寸為Φ36?0.041?0.02mm。
?jw?OO1max?OO1min?11(?D??d)?(0.066?0.02)mm?0.043mm 22所以?dw??jb??jw?(0?0.043)mm?0.043mm
由于加工的尺寸為11mm和16.5mm，不要求公差等級，按IT12級公差計算，
1查表得誤差為0.18mm,只占公差的0.043/0.18=23.9%<。
3 由于加工面的公差都沒有要求，均按IT12的公差標準算，因此完全可以保證加工精度的要求。
3.2 鉆削力及夾緊力的計算
①鉆孔切削力：查《現代機床夾具設計》，得鉆削力計算公式：
Ff?419Df0.8Kp
式中 Ff ——— 鉆削力
f
─── 每轉進給量, 0.2mm
D ─── 麻花鉆直徑, ?11mm ?HB?Kp——— 修正系數，Kp????190?所以 Ff?419Df0.8Kp
?419?11?0.20.8?0.95
0.6?0.95
機械制造加工工藝課程設計
?419?11?0.276?0.95?1208.5N
鉆孔的扭矩： T?0.12D2f0.8Kp
式中 f
─── 每轉進給量, 0.2mm
D ─── 麻花鉆直徑, ?11mm ?HB?Kp——— 修正系數，Kp???190??0.6?0.95
T?0.12D2f0.8Kp
?0.12?112?0.20.8?0.95 ?0.12?121?0.276?0.95
?3.81N?m②锪孔切削力：查《現代機床夾具設計》，得鉆削力計算公式：
Ff?419Df0.8Kp
式中 Ff ——— 鉆削力
f
─── 每轉進給量, 0.15mm
D ─── 麻花鉆直徑, ?16.5mm ?HB?Kp——— 修正系數，Kp????190?所以 Ff?419Df0.8Kp
?419?16.5?0.150.8?0.95 ?419?16.5?0.219?0.95?1438.4N0.6?0.95
鉆孔的扭矩： T?0.12D2f0.8Kp
式中 f
─── 每轉進給量, 0.15mm
D ─── 麻花鉆直徑, ?16.5mm
機械制造加工工藝課程設計
?HB?Kp——— 修正系數，Kp????190?0.6?0.95
T?0.12D2f0.8Kp
?0.12?16.52?0.150.8?0.95 ?0.12?272.25?0.219?0.95
?6.80N?m
③鉆孔夾緊力：
實際所需夾緊力：Wk?Ff?K 安全系數：
K?K0K1K2K3K4K5K6
?1.5?1.2?1.0?1.2?1.3?1.0?1.0
?2.808
Wk?Ff?K
?1438.4?2.808
?4039.03N
查《現代機床夾具設計》，用扳手的M12六角螺母，螺距為1.75mm，手柄長度140mm，作用力70N，所產生的夾緊力為5380N>Wk，故該夾具加工安全。
四、夾具工作原理(操作)簡介：
對此夾具各個零件的裝配關系見夾具總裝圖，下面我們來分析與說明它的工件原理：心軸上的短銷通過鎖緊螺母上的孔、本身的螺栓、螺母與夾具體緊緊連接。工件裝夾時，只要把鉆模板上的菱形螺母轉過90°，即可翻轉鉆模板，然后把壓緊螺母松開，把開口墊圈抽出，即可把工件套上去。利用二面一孔進行定位，當工件套上去后，先插入開口墊圈，再擰緊壓緊螺母進行夾緊。鉆模板轉回來后，菱形螺母反方向轉90°，這時鉆頭在鉆模套的引導下對待加工工件進行加工，并且在鉆模套的作用下完成鉆床對法蘭盤的鉆孔、锪孔工序。當完成一個位置的加工后，松開鎖緊螺母，拔出定位銷，轉動分度盤，使工件進入下一個加工位，以此來完成一次裝夾，鉆三個均布的孔。
本夾具操作簡單，省時省力，裝卸工件時只需靠開口墊圈和緊定螺栓的松緊即可輕松實現。
機械制造加工工藝課程設計
五、參考文獻
1、《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？茖W技術出版社 1980年
2、《機床夾具設計》 林正煥、陳本通主編 國防工業出版社 1987年
3、《現代機床夾具設計》 吳拓主編 化學工業出版社 2009年
4、《機械制造技術基礎》 盧秉恒主編 機械工業出版社 2009年
5、《互換性與測量技術基礎》 李軍主編 華中科技大學出版社 2007年
6、《機械制圖》 大連理工大學工程畫教研室編 高等教育出版社 2006年
機械制造加工工藝課程設計
六、附件
夾具總裝圖1張、零件圖5張
第五篇：CA6140車床的法蘭盤夾具設計說明書
目 錄
序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
一、零件的工藝分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
二、工藝過程設計„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.定位基準的選擇„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.毛坯的制造形式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.制定工藝路線„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
三、加工工序設計„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.確定切削用量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.確定加工工序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
四、夾具設計„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.確定設計方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.計算夾緊力„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.定位精度分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.裝配尺寸鏈及公差分配„„„„„„„„„„„„„„„„
五、機械加工工藝過程卡片„„„„„„„„„„„„„„„„„
六、機械加工工序卡片„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
七、小結„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
八、參考文獻„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
序言
機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的.這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
一、零件的分析
題目所給的零件是CA6140車床的法蘭盤。主要是要來安裝在機床上，起到導向的作用使機床實現進給運動。
零件的工藝分析
法蘭盤共有八處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 法蘭盤共有八處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1、 以為?100?0.34基準面加工表面
這一組加工表面包括：?45?0.017
，?45?0.017的右端面
2、以?45?0.017 端面為基準， 先用?18的鉆頭鉆孔，然后擴孔，再用鉸刀鉸孔 由于孔與?45?0.017有跳動的要求，所以要以?40?0.017 端面為基準 00000?0.12?100?0.
34、?45?0.017外圓，
3、以 ?45?0.017端面為基準，車?45?0.6、并導1?45?，和1.5?45?。
4、要以孔?200?0.04500?0.120為基準，精車所有外圓面，使其達到要求。
由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。
二、 工藝規程設計
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。
(二)定位基準的選擇
基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。
(1)粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取孔?40?0.017外輪廓表面作為粗基準。
(2)精基準的選擇。主要應該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，這在以后還要專門計算，此處不再重復。
0
(三)制定工藝路線
制定工藝路線得出發點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
1.工藝路線方案一
工序一 車端面及外圓?45?0.017，以?100?0.34為粗基準，選用CA6150機床 工序二 以?45?0.017外圓面為基準，鉆?200后用?19.8鉆頭擴孔，再粗、精鉸孔達到?20000?0.0450?0.12通孔，先用鉆?18的鉆頭鉆孔，然
?0.045的尺寸
?0.120工序三 以?45?0.017外圓面為基準，粗車?100?0.
34、?90、?45?0.6外圓，粗車0.120?100??0.
34、?90左右端面、?45?0.6外圓。
工序四 以?100?0.34外圓面為基準，倒?200工序五 ?200?0.045?0.12?0.045孔右邊角1?45?。
0?0.12?45?0.6外圓，內孔為基準，精車?100?0.
34、精車?100?0.
34、?90、
?0.120?45外圓、倒、和、車?90左右端面、?4501.5?45?1?45??0.6?0.6柱體的過度倒圓，保證跳動在0.03內、并車3?2槽。
工序六 粗銑、精銑?90柱體的兩側面。
工序七 以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊,鉆?4的通孔,再壙孔到?6孔,保證尺寸為L=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。
3 工序八 以?200?0.045孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個?9孔。
2.工藝路線方案二
工序一 車端面及外圓?45?0.017，以?100?0.34為粗基準，選用CA6140機床 工序二以?45?0.017外圓面為基準，粗車?100?0.
34、?90外圓，并導1.5?45?，和0?0.120?0.121?45?
工序三以?45?0.017外圓面為基準，鉆?200鉸孔達到?2000?0.0450?0.045通孔，先用鉆?18的鉆頭鉆孔，再的尺寸
?0.12以?45?0.017外圓面為基準，粗車?100?0.
34、?90外圓，并導1.5?45?，和1?45? 工序四。以?100?0.34外圓面為基準，并導7?45?，和1?45? 工序五 ?200?0.045?0.12內孔為基準精車?100?0.34左端面和?90右端面和?45?0.017保證
?0.120跳動在0.03內,并車3?2槽
工序六 右端面和一圓面定位,利用兩個端面夾緊,先銑粗糙度為3.2的一面。 工序七 以剛銑的平面定位,,利用兩端面夾緊,銑另外一面保證尺寸為24 工序八 以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊,鉆?4的通孔,再壙孔到?6孔,保證尺寸為L=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。
工序九 以?200?0.045孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個?9孔。
0雖然工序仍然是十步，多次加工?45?0.017表面是精度要求和粗糙度的要求和有跳動的要求所以選擇第一個方案
三、加工工序設計
(一)機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
“CA6140車床法蘭盤”;零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg，生產類型大批量，鑄造毛坯。
據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
?100?0.34端面) 1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差(?45?0.017，。
查《機械制造工藝設計簡明手冊》(以下稱《工藝手冊》)表2.2～2.5，取φ45，φ100端面長度余量均為4(均為雙邊加工)
0?0.12車削加工余量為： 粗車 2mm 精車 0.7mm 2. 內孔
工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm
擴孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3. 其他尺寸鑄造得到
由于本設計規定的零件為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。
取余量為：7mm 因此可以確定毛坯的尺寸(毛坯圖)
(二)確立切削用量及基本工時
序一 以?100?0.34外圓為粗基準，粗車?45?0.017外圓及其右端面。 1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗車外圓?55，尺寸保證到?47。
機床：CA6150車床。 選擇刀具：
車端面
選用93°偏頭端面車刀，選擇車刀幾何形狀，前刀面形狀為平面帶倒棱型，前角 =10°，后角 =8°，主偏角93°。,副偏角k =10 °,刀尖角圓弧半徑0.5，刃傾角 =-10°。
車外圓
90°焊接式直頭外圓車刀，刀片厚度5mm，YG6硬質合金，前刀面帶倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃傾角-10°，刀尖圓弧直徑0.5mm。 工序Ⅰ：
粗車?45?0.017外圓 90°焊接式直頭外圓車刀
確定加工時間
由于余量為8mm，因此分二次切削，吃刀深度為ap=4mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min 0?0.120v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=86.4m/min 0.20.150.24540.4確定機床主軸轉速：
ns= 1000v??d=1000?86.4=497r/min
3.14?555 按機床取nw=500r/min 實際切削速度為v=86.35r/s
車外圓時tm1=041?5?2=0.46min 500?0.4粗車?45?0.017右端面 選用93°左偏頭端面車刀
確定加工時間
由于余量為2mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=95.7m/min 450.220.150.40.2確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?95.7=554r/min
3.14?55按機床取nw=560r/min 實際切削速度為v=96.7r/s
車端面時tm2?l1?l2?l3?247/2?2?2??0.12min nw?f560?0.4工序II 選CA6150車床
查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.36mm/r，d取18mm時v=14m/min
vt?v?kTv?kcv?klv?ktv?14?0.8?11.2m/min
n?1000vt1000?14??247r/min ?d03.14?18可考慮選擇nc?250r/min，故取f?0.27mm/r
r/m in?f?0.28mm/r
nc?250鉆、擴孔時tm1?l??l91?10= ?2=2.99min ncf250?0.27m/m in鉸孔時ap?0.
1f?0.27mm/ r vc?9.6 6
?n?
?tm21000vt1000?9.6??1
53取nc?160
??203.14?2091?10??1.9mi n195?0.27工序III
確定加工時間
由于余量為8mm，因此分二次切削，吃刀深度為ap=3.5mm
查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4)
粗車?100?0.34外圓 ?0.12v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=86.4m/min 0.20.150.24540.4確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?86.4=252r/min
3.14?109按機床取nw=250r/min 實際切削速度為v=78.5 m/min
車外圓tm1=
粗車?90外圓 14?2?2=0.32min 250?0.4v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=86.4m/min 0.20.150.24520.4確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?86.4=278r/min
3.14?99按機床取nw=320r/min 實際切削速度為v=90.4m/min
車外圓tm2=12?2?2=0.22min 320?0.4粗車?100?0.34左端面 選用93°左偏頭端面車刀
確定加工時間
由于余量為2.5mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min ?0.12 7 v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=95.7m/min 450.220.150.40.2確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?95.7=305r/min
3.14?100按機床取nw=320r/min 實際切削速度為v=100.5 m/min 車端面時tm2??0.12l1?l2?l3?2(101?20)2?2?2??0.35min nw?f320?0.4粗車?100?0.34右端面 選用93°右偏頭端面車刀
確定加工時間
由于余量為2.5mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4)
計算切削速度，耐用度t=45min
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=95.7m/min 450.220.150.40.2確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?95.7=305r/min
3.14?100按機床取nw=320r/min 實際切削速度為v=100.5 m/min 車端面時tm2?
粗車?90左端面
選用93°左偏頭端面車刀
確定加工時間
由于余量為2mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min l1?l2?l3?2(101?55)2?2?2??0.21min nw?f320?0.4
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=95.7m/min 450.220.150.40.2 8 確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?95.7=339r/min
3.14?90按機床取nw=320r/min
實際切削速度為v=90.4 m/min
車端面時tm2?l1?l2?l3?2(91?47)2?2?2??0.20
nw?f320?0.4粗車?90右端面
選用93°右偏頭端面車刀
確定加工時間
由于余量為2mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4)
計算切削速度，耐用度t=45min
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=95.7m/min 0.20.150.24520.4確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?95.7=339r/min
3.14?90按機床取nw=320r/min 實際切削速度為v=90.4r/s 車端面時tm2?0l1?l2?l3?2(91?47)2?2?2??0.20
nw?f320?0.4粗車?45?0.6外圓
確定加工時間
由于余量為2mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r (表1.4)
計算切削速度，耐用度t=45min
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=95.7m/min 0.20.150.24520.4確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?95.7=339r/min
3.14?90按機床取nw=320r/min
9 實際切削速度為v=90.4 m/min 車端面時tm2?l1?l2?l3?2(91?47)2?2?2??0.20
nw?f320?0.4倒角1.5?45?和1?45?
基本工時：由工人操控，大約為0.03min。 工序IV
基本工時：由工人操控，大約為0.03min。
工序五 ?200?0.045內孔為基準精車?100?0.34左端面、?90右端面、?40?0.017和
?0.1200?450?0.6外圓。車?45?0.6柱體的過度倒圓，保證跳動在0.03內,并車3?2槽
工序V 精車?100?0.34左端面
確定加工時間
由于余量為0.5mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=0.5mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.15mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min ?0.12
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=145m/min 450.20.50.150.150.2確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?145=462r/min
3.14?100按機床取nw=450r/min 實際切削速度為v=141.3r/s 車端面時tm2?
精車?90右端面
確定加工時間
由于余量為2mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=0.5mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.15mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min l1?l2?l3?2(100?20)2?2?2??0.65
nw?f450?0.15
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=145m/min 450.20.50.150.150.2 10 確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?145=513r/min
3.14?90按機床取nw=500r/min 實際切削速度為v=141.3r/s 車端面時tm2?精車?40?0.017
確定加工時間
由于余量為2mm，因此分一次切削，吃刀深度為ap=2mm 查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.15mm/r (表1.4) 計算切削速度，耐用度t=45min 0l1?l2?l3?2(91?47)2?2?2??0.35
nw?f500?0.15
v=cvtmapxvfyv?kv=
189.8?0.81?0.8?1.54=145m/min 0.20.150.2450.50.15確定機床主軸轉速：
ns=1000v??d=1000?145=982r/min
3.14?47按機床取nw=900r/min 實際切削速度為v=132.8m/min 車端面時tm2?車3?2槽
車?45?0.6柱體的過度倒圓
工序Ⅵ
(一) 粗銑兩側面
(1)刀具選擇
根據《工藝手冊》表3.1及銑刀樣本手冊，選兩把鑲片圓鋸齒銑刀，外徑160mm,內徑32mm,L=3mm,Z=40 (2)切削用量
L=3mm (3)由《切削手冊》表3.5當機床X61W功率為5-10KW,采用YG6硬質合金材料加工鑄鐵取f=0.14-0.24mm/r,取f機=0.14mm/r。 (4)選擇銑刀磨鈍標準及耐用度
根據《切削手冊》表3.7,銑刀齒后刀面最大磨損限度為1.5mm,由《切削手冊》表3.8,銑刀直徑d0=160mm,則硬質合金盤銑刀T=150min. (5)確定切削速度Vc
由《切削手冊》表3,13,當取Vc=130m/min 0l1?l2?l3?241?2?2??0.33
nw?f900?0.15 11 ns=1000v??d=1000?130=258.6r/min
3.14?90
根據X61W機床說明書(見《切削手冊》表3.23)取主軸轉速n機=255r/min.則實際切削速度為Vc = 128m/min
當n機=255r/min時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z×n
V機=0.14×40×255=1428mm/min. X61W機床說明書(見《切削手冊》表3.23)取Vf=980mm/min (6)計算基本工時
L=48m
L1=38mm
L2=5 T=(L+L1+L2)/fm=(48.2+38+5)/960=0.09 min (二) 精銑兩側面 (1)工序要求
證表面粗糙度Ra=3.2,單邊加工余量z=0.55mm,選X63臥式銑床,使用專用夾具. 選擇刀具:由《工藝手冊》表5.45及銑刀桿手冊,選兩把高鋼鑲齒三面刃銑刀,同時銑削兩面,銑刀外徑d0=160mm,D=40mm,L=20mm,Z=22(由《切削手冊》表4.1, 4.2) (2)確定銑削深度
由于單邊加工余量Z=0.55mm,余量不大,故一次走刀完成,則 =0.55mm. (3)確定每齒進給量fz 由《切削手冊》表3.3在X63銑床功率為10kw(《切削手冊》表3.25),工藝系統剛性為低,用高速鋼成形盤銑刀加工時,選每齒進給量fz=0.08mm/z (4)選銑刀磨鈍標準及刀具耐用度
根據《切削手冊》表3.7銑刀后刀面最大磨損量為0.2mm,由《切削手冊》表3.8銑刀直徑d0=160mm,則T=150min (5)確定切削速度Vc 由《切削手冊》表3.11,取Vc=30,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8, Vc =30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min nc查=1000×Vc / d0=1000×21.6/160 =43r/min 查X63機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-39)選取主軸轉速n機=47.5r/min.則實際切削速度為Vc = n機d0/1000= ×47.5×160/1000=23.87m/min,當n機=47.5r/min時,工作臺每分進給量fm=Vf=fz×z×n機=0.08×22×47.5=83.6mm/min
由X63機床說明書(《見工藝手冊》表4.2-40)選取銑床工作臺進給量fm=75mm/min (6)計算基本工時 L=l+l1+l2=91 T=L/fm=91÷75=1.2min 工序Ⅷ：先用?4鉆頭鉆通孔，再壙孔到?5.9，再鉸孔到達所要求的精度 查手冊，知鉆?4孔時f1?0.42mm/r，鉆?5.9的鉆頭孔：f1?0.6mm/r
n?1000?14?743rmin 3.14?6
查手冊去標準值n1?680r/min
鉸孔時f3?0.28mm/r、Cv?10
9、Zv?0.2、M?0.
3、Xv?0.1、T?180
15.6?60.2Cv??0.8?9m?91mm0.30.10.5mins180?0.3?0.6
1000Vc1000?9n3???478rmin?d03.14?6
取
tm?n3?545rmin
L??L1??L??12.5?57?57?5?2?3????0.16minn1f1n2f2n3f3680?0.42680?0.42545?0.28
工序Ⅸ：由于鉆4個?9孔，先用?8.9的鉆頭鉆孔，然后再鉸孔
鉆孔時：f1?0.81mm/r、Vc?10m/min
鉸孔時：f1?0.62mm/r、Vc?10m/min
由于速度是一樣的所以
n?1000?Vc1000?10??330rmin?d3.14?9
查表可知道取n?392r/min 8?58?5tm??4??0.1?6392?0.813?920.6
20.?210.37min
四 夾具設計：
為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
定位誤差分析：
1. 定位元件尺寸及公差的確定：夾具的主要定位元件為一平面一短銷，該定位短銷的尺寸與公差規定和本零件在工作時的尺寸與公差配合，即0?20??0.045
2. 由于存在兩平面配合，由于零件的表面粗糙度為Ra3.2，因此需要與配合平面有一粗糙度的要求為Ra3.2 3. 鉆削力的計算：
px?419D?S0.8kp
刀具選用高速鋼材料
查《機床夾具設計手冊》表1-2-8
0.62000.6
?HB?k??p?190??
?190?1.03
4.
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 夾緊力計算：
查《機床夾具設計手冊》由表1-2-23
由于工件為垂直安裝在夾具之間，所以夾緊力w0?w所以夾具設計符合要 求
4.裝配尺寸鏈及公差分配
五、機械加工工藝過程卡片
六、機械加工工序卡片
七、小結
八、參考文獻
《機床夾具設計手冊》
《機械制造工藝學課程設計指導書》 《切削用量簡明手冊》 《機械加工工藝手冊》 《機械制造技術基礎》 《機械精度設計基礎》