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法兰盘课程设计夹具篇一

设 计 者：

指导教师：吴伏家 郁红陶

西安工业大学 2010年12月8日 课

机械制造工艺及夹具课程设计任务书

设计题目：制定ca6140车床法兰盘的加工工艺，设计钻4×φ9mm孔的钻床夹具

设计要求：中批量生产

手动夹紧

通用工艺装备 设计时间：设计内容：

2010.12.1——2010.12.9

1、手绘制零件图（一张）；

2、绘制毛坯图（一张）；

3、编写工艺过程卡片和工序卡片

4、设计说明书一份

5、编写工艺规程 班

级： 学

生：

指导教师：

吴伏家 郁红陶

2010年12月8号

一．零件分析

（一）零件的作用................................4

（二）零件的工艺分析............................4

二、工艺规程设计............................4

(一)确定毛坯的制造形式

（二）基面的选择

（三）制定工艺路线

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

（五）确立切削用量及基本工时

三．夹具设计：.............................24 ………………………………………………25

一、零件的分析

四．参考文献：

1.零件的作用

零件是ca6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的φ100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 φ4mm上部为φ6mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。2.零件的工艺分析

法兰盘的加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： a.以 φ45 00.017mm外圆为初基准的加工表面

0.045 b.以 φ200mm孔为中心的加工表面

它们之间有一定的位置要求，主要是：

0.120.04

5（一）φ100mm中心的轴向跳动度为0.03 ； 0.34mm左端面与孔φ2000.045

（二）φ90mm右端面与孔φ200mm中心的轴向跳动度为0.03 ； 0.045

（三）的φ450mm外圆与孔φ20mm中心的径向圆跳动为 0.03mm。00.017经过对以上加工表面的分析，我们可先选定φ4500.017mm外圆为粗基准，加工出0.045精基准孔φ200mm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。

二、工艺规程设计

1.确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状

零件材料是ht200。零件年产量是中批量,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的金属型铸造。零件形状并不复杂，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。2.基准的选择

基面的选择是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。⑴、粗基准的选择

因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端 φ4500.017mm的外圆及 φ90mm的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 φ4500.017mm外圆可同时消除四个自由度，再以φ90mm的右端面定位可限制两个自由度。⑵、精基准的选择

主要就考虑基准重合问题,当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。

3.工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为ht200，其加工方法选择如下：

0.12 一．φ1000.34mm外圆面：公差等级为it6~it8，表面粗糙度为 0.8, 采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

0.045 二．φ200mm内孔：公差等级为it7~it8，表面粗糙度为1.6，采用钻→扩→铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。

三． φ4500.6mm外圆面：公差等级为it6~it7，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

四． φ90mm外圆：公差等级为it8~it10，表面粗糙度为 6.4，采用的加工方法为粗车→半精车。

五．φ4500.017mm外圆面：公差等级为it6~it7，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→粗磨→精磨的加工方法。

六． 右端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it8~it11，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。

七． φ90mm突台右端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

八． φ90mm突台左端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。

0.12 九．φ1000.34mm突台左端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为 1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

十．槽3×2：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。

0.12 十一.φ1000.34mm突台右端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。

十二.φ90mm突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣→精铣.十三.φ90mm突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为 0.4，采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.十四.4— 9孔：未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为钻削。

十五.φ4mm的孔：未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为钻削。

十六.φ6mm的孔：未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻→铰。

4.制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件

下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。5.确定机械加工余量、工序尺寸及毛配尺寸

查取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.内孔

工序尺寸加工余量： 钻孔 2mm 扩孔 0.125mm

铰孔 0.035mm 精铰 0mm

6.确定切削用量及基本工时 工序ⅰ 钻，扩，铰ф20孔 1.加工条件

工件材料：ht200 硬度170—241hb，取190hb，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰ф20孔 机床：转塔车床c365l 2.计算切削用量 1)钻 ф18孔

（1）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用 18高速钢锥柄标准花钻。

（2）切削用量选择：

查《切削用量手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》c365l 车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明手册》取v =13m/min ns1000vdw=230r/min 按机床选取n =238r/m,故vdwnw1000=18m/min

(3)计算基本工时： t=（l+l1+l2）/(f×n)=0.66min。2)扩ф19.8 孔

（1）刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量：

查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》c365l 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式：vc扩=（1/2~1/3）vc钻 查《切削用量简明手册》取vc =0.29m/s=17.4m/min vc=（1/2~1/3）vc =5.8~8.7m/min ns1000vdw=93~140r/min 按机床选取n =136r/m,故vdwnw1000=8.5m/min(3)计算基本工时： t=（l+l1+l2）/(f×n)=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。其中l=91，l1=14,l2=2 3)铰ф20（1）刀具选择： 20高速钢锥柄机用铰刀（2）确定切削用量： 背吃刀量ap=0.12。

由《切削用量简明手册》表2.11 f=1.3~2.5mm/r,取f=1.68 由《切削用量简明手册》表2.30得

vccvd0zv=7.9m/min 8

ns1000vdw=125.8 r/min 按机床选取nw =136 r/min 所以实际切削速度vdwnw1000=8.54m/min(3)计算基本工时： t=(l+l1+l2)/(f*n)=0.44min 工序ⅱ 粗车ф100外圆、车b面。车ф90外圆及右侧面、3x2槽、ф45外圆 加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010o

060

kr600

s50 kr'8o 05'o

e0.51

刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45 刀具3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25 2.计算切削用量

（1）粗车ф100外圆 用刀具1 1)确定背吃刀量a(即切深a)粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.6~0.9 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。

选择磨钝标准及耐用度：根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv =57.46 m/min

n s1000vdw=172 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与172r/min相近似 的机床转速n =200r/min,则实际切削速度v = 66.6m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=0.149min（2）粗车 ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 粗车外圆ap=1.1mm。2)确定进给量

由《切削用量简明手册》ht200，刀杆尺寸16 x25，,工件直径为ф90mm，则f=0.6~0.9 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度t=60mm。3)确定切削速度vc 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=44 m/min ns1000vdw=147.6 r/min 按ca6140车床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/min,则实际切削速度

v =47.728 m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.153min(3)粗车ф45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度

粗车外圆，一次走刀，则ap=1.1mm。

2)确定进给量

由《切削用量手册》，ht200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为ф45mm，则f=0.4~0.5mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.45mm/r。3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=62.7 m/min n s1000vdw=399 r/min 按ca6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度 v = 62.8m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.286min。（4）成型车刀加工b面

1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。t=120min 2)确定进给量

f=0.035~0.070mm/r。取f =0.050mm/r。3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=40.602 m/min n s1000vdw=121.987 r/min 按ca6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min,则实际切削速度

v =41.605m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=11.04min。（5）车ф90右端面及3x2槽

1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》表1.4，f=0.6~0.9mm/r。根据ca6140机床说明书（见《工艺手册》表1.31）取f=0.86 mm/r 3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=13.965 m/min n s1000vdw=46.815 r/min 按ca6140车床说明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min,则实际切削速度 v = 15.072m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=1.419min。

工序ⅲ 粗车零件左右端面，并倒ф20孔的倒角，零件右端45度倒角 1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010o

060

kr600

s5

0 kr'8o 05'o

e0.51

2.计算切削用量

粗车零件左端面，即，粗车ф 100左端面 1）确定切削用量ap =1.1mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：取进给量为0.6——0.9 mm/r。再根据ca6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=49.56 m/min n s1000vdw=149 r/min 按ca6140说明书，选择与149r/min相近似 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度 v =53m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算： t= 0.385min 粗车零件右端面

1）确定切削用量ap =2.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：取进给量为0.4～0.5 mm/r。再根据ca6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。根据《切削用量简明手册》，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度t=60mm。

3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=14 m/min n s1000vdw=89r/min 按ca6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min,则实际切削速度

v =15.7m/min。（3）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算： t= 0.674min 工序ⅳ

半精车ф100外圆、b面，ф90外圆、ф45外圆 1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010o

060

kr600

s50 kr'8o 05'o

e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm 2.计算切削用量

（1）半精车ф100外圆 用刀具1 1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度t=60mm。

3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=103.071 m/min n s1000vdw=309.971 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与309.871r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度v = 106.509m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=0.2.6min（2）半精车 ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 半精车外圆ap=1.4mm。2)确定进给量

由《切削用量简明手册》表1.6，ht200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm,工件直径为ф90mm，则f=0.25~0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度vc 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=103.071m/min ns1000vdw=353.719 r/min 按ca6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度 v =116.557 m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.115min(3)半精车ф45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度

粗车外圆，一次走刀，则ap=1.4mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》，ht200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为ф45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.25~0.40mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.30mm/r。3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=103.071 m/min n s1000vdw=686.719r/min 按ca6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min,则实际切削速度 v = 107.457m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.246min。工序ⅴ 半精车零件左端面，即ф100左端面 1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010o

060

kr600

s50 kr'8o 05'o

e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm 2.计算切削用量 半精车ф100左端面

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=103.071 m/min n s1000vdw=316.235 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与316.235r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度v = 106.509m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=1.158min 工序ⅵ 精车ф100外圆，并倒ф90，ф100的倒角

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27

vccv=142.020 m/min n s1000vdw=452.292 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 的机床转速n =450r/min,则实际切削速度v = 141.3m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=0.315min 工序ⅶ精车零件左端面，即ф100左端面

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=142.020 m/min n s1000vdw=452.292 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 的机床转速n =450r/min,则实际切削速度v = 141.3m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=2.00min 工序ⅷ

粗铣ф90左右侧面，精铣ф90右侧面

1.加工条件：机床的选择：x62w，功率7.5kw，装夹系统刚性好；刀具的选择：铣刀材料为yg6，由ap=8，ae=11～21mm，根据《工艺手册》表3.1—28，铣刀选择为80～110mm；由《切削手册》表6---7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀d0100，l80，d40，r015o，012o，o40~45ooo，z=10；精

oo30~35012，r015，l80，d40，铣刀为细齿圆柱形铣刀d0100，z=14，圆柱铣刀寿命为180min 2.切削用量选择：

(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量 ap=8，ae=11mm，一次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床x62w功率为5-10kw,采用yg6硬质合金材料加工铸铁取3）确定切削速度vc 由《切削手册》表3,27 qvvccvd0ptafauz=119.619m/min mfz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mm/z。

xppyvvzevns1000vdw=380.952r/min

根据x61w机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为vc =149.15m/min 当n =475r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×475=1140mm/min.x62w机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时

t=(l+l1)/fm=(38+5)/950=0.0453 min(2)粗铣右侧面，粗铣刀具(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量 ap=8，ae=10mm，俩次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床x62w功率为5-10kw,采用yg6硬质合金材料加工铸铁取3）确定切削速度vc 由《切削手册》表3,27 qvccvd0vfz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mm/z。

tafazmpzexpyvuvpv=160.952m/min ns1000vdw=512.586r/min

根据x61w机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为vc =188.4m/min 当n =600r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×600=1440mm/min.x62w机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时 t=(l+l1)/fm=(48.2+5+38)/950=0.096 min（3）精铣右侧面 精铣刀具

1）切削用量 ap=8，ae=1mm，一次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床x62w功率为5-10kw,采用yg6硬质合金材料加工铸铁取3）确定切削速度vc 由《切削手册》表3,27

fz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mm/z。

qvccvd0vtafazmpzexpyvuvpv=404.312m/min ns1000vdw=1287.618r/min

根据x61w机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为vc 370.52m/min 当n =1180r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×14×1180=2832mm/min.x62w机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=1180mm/min 4）计算基本工时 t=(l+l1)/fm=(48.2+5)/1180=0.0451min

工序ⅸ 钻4-ф9孔 1)刀具选择

选用ф9高速钢,锥柄标准麻花钻。选用z525型摇臂钻床。

2）确定切削用量

4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取 f =0.40mm/r.由《切削用量手册》，取v查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331 r/min 由钻床说明书，取n机=850r/min,故 3）计算基本工时：

其中l1=8，l2=0，l=8 4t= 4x0.047min=0.188min 工序ⅹ

(1)钻ф 4mm孔，ф铰6mm孔

选用z525型摇臂钻床。1）刀具选择：

由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。2）确定切削用量：

查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.22mm/r.由《切削用量手册》取v =0.46m/s=27.6m/min =197r/m 由z525钻床取n =1700r/min.故vc =21m/min.3)基本工时： l1=10，l2=0，l=12.5 t= 0.07min(2)铰 ф6孔 1）刀具选择：

6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度t=60min。2）确定切削用量：

（a）加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。(b)确定切削速度： 计算切削速度

vc(cvdtafm0pzvxvyv)kv，其中kv=1，cv=15.6,zv=0.2,xv=0.1,yv=0.5,m=0.3 v = 0.21m/s=12.8m/min n = 679r/min

取n =670 v =8.415 m/min 3）基本工时：

其中l1=10，l2=2，l=7 t= 0.109min 工序ⅺ 磨削ф90外圆以及零件右端ф45外圆 选择砂轮：wa46kv6p350x40x12 切削用量的选择。砂轮转速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s 轴向进给量fa=0.5b=20mm 工件速度vw=10m/min 径向进给量fr=0.015mm/（双行程）切削工时。加工ф90外圆 t12lbzbk1000vfafr=0.819min 加工ф45外圆t12lbzbk1000vfafr=1.606min 工序ⅻ 抛光b面 工序ⅹⅲ 刻线、刻字 工序xiv 镀铬 工序xv 检测入库

三．夹具的设计

问题的提出

本夹具用来钻ф4的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在z525型摇臂钻床上，选用偏心轮夹紧。夹具设计 定位基准的选择

由零件图可知孔ф4对于ф90右端面有公差要求，经过尺寸链计算，选用ф100左端面作为基准；采用偏心轮夹紧便于装卸。切削力及夹紧力计算 1）切削力的计算： 轴向力：其中：.(n)f9.81cfd0fkf

42.7 d041.0yf0.80.9f0.22kzff

（新的钻头）

则：f449.382n 扭矩: .m9.81cm.d0fkm

0.8其中：cm0.021 zm2.0 则：m0.884n*m 2）夹紧力的计算：

ym km0.87

查得：当d=32，d=8，e=1.7，ⅲ型，得夹紧力为w0=3680（n）3）切削力与夹紧力比较

由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，夹紧力产生的摩擦力必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.1～0.15。此处取小值0.1。则f总=2f=2×368=736>449.238 所以安全。

由于钻头直径为ф4，所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。夹具图

夹具中的v形块用于对心，使用了快换钻套，便于铰ф6孔。

四．参考文献

1、《机械制造工艺学》。顾崇等编1994年6月。

陕西科学技术出版社

2、《机械精度设计与检测》张帆主编2006年5月。陕西科学技术出版社。

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》。徐鸿本主编2003年10月

辽宁科学技术出版社

6、《金属机械加工工艺人员手册》。上海科技出版社

7、《机床夹具设计手册》。杨黎明主编，国防工业出版社

8.《机械制造技术基础》 吉林大学 于俊

一、邹青主编，2006年1月第一版，机械工业出版社。

9.《机械制造工艺学课程设计指导书》 哈尔滨工业大学赵家齐编，2002年6月第二版，机械工业出版社。

10.《金属切削机床夹具设计手册》 上海柴油机厂工艺设备研究编，1984年12月北京第一版，机械工业出版社。

11.《金属切削手册》上海市金属切削技术协会编，1984年4月第二版，上海科学技术出版社。

12.《实用机械加工工艺手册》 陈宏钧主编，2003年7月第二版，机械工业出版社

法兰盘课程设计夹具篇二

辽宁工程技术大学

机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：加工ca6140法兰盘φ4φ6夹具设计

班

级： 涉外机械08—2 姓

名：

王瑶

指导教师：

张兴元

完成日期： 2011-03-08

辽宁工程技术大学课程设计

一、设计题目

加工ca6140法兰盘φ4φ6夹具设计

二、原始资料

(1)被加工零件的零件图

1张(2)生产类型:（中批或大批大量生产）

三、上交材料

1．绘制零件图

1张 2．毛坯图

1张 3．编制机械加工工艺过程综合卡片

1套 4．编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）

1套

5．绘制夹具装配图（a0或a1）

1张 6．绘制夹具中1个零件图（a1或a2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。

1张

7．编写课程设计说明书（约5000-8000字）。

1份

四、进度安排

本课程设计要求在3周内完成。1．第l～2天查资料，熟悉题目阶段。

2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。

3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。

4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。5．第14～15天，零件图的绘制。

6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8．第20～21天，答辩

辽宁工程技术大学课程设计

五、指导教师评语

成 绩：

指导教师

日

期

辽宁工程技术大学课程设计

摘 要

本说明书主要是ca6140卧式车床上的法兰盘φ4φ6孔的设计说明,本说明书说明了法兰盘零件的作用，对零件进行工艺性能分析，还有制造零件时毛坯的形状选择，零件的工艺路线，还有有关定位的基准选择问题，并对加工φ4φ6孔的切削余量工时进行了计算，最后还对法兰盘的定位误差进行了分析与计算，针对加工φ4φ6孔时进行对刀与导向装置的设计，法兰盘夹具体的设计，有关夹紧力的计算，最后完成对夹紧装置的设计。在本次设计过程中我能熟练运用机械制造基础设计中的基本理论，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。我还学会了使用手册及图表资料,并且对本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

辽宁工程技术大学课程设计

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 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 the design of various types of the name of information and the provenience, can be proficient.目 录

辽宁工程技术大学课程设计1零件作用及设计任务..................................................................6 2生产纲领及生产类型..................................................................6 3零件的分析................................................................................6 3.1零件的作用分析................................................................6 3.2零件的工艺分析................................................................6 4确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状.......................................7 5工艺规程设计.............................................................................7 5.1粗基准的选择...................................................................8 5.2基准重合问题...................................................................8 5.3工件表面加工方法的选择..................................................8 5.4制定工艺路线...................................................................9

5.4.1工艺路线方案一......................................................9 5.4.2工艺路线方案二.....................................................10 5.5工艺方案的比较与分析....................................................11 5.6确定加工余量、毛坯尺寸及公差......................................11 5.7确定切削用量及基本工时.................................................11

5.7.1钻φ4 孔...............................................................11 5.7.2铰φ6孔................................................................12 6机床夹具设计............................................................................12 6.1定位方案设计..................................................................12 6.2定位误差的分析与计算....................................................12 6.3对刀与导向装置的设计....................................................13 6.4夹紧装置的设计...............................................................13 6.5夹紧力的计算..................................................................13 6.6夹具体的设计..................................................................14 7参考文献...................................................................................15

辽宁工程技术大学课程设计1零件作用及设计任务

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。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。

分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。

2生产纲领及生产类型

已知产品为中批生产。

3零件的分析

3.1零件的作用分析

题目给的零件是ca6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，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 mm上部为 的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。

3.2零件的工艺分析

法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 一

以 45 外圆为中心的加工表面

这一组加工表面包括： 外圆，端面及倒角； 外圆，过度倒圆；

辽宁工程技术大学课程设计内孔及其左端倒角。

二

以 外圆为中心的加工表面

这一组加工表面包括： 端面，外圆，端面，倒角；切槽3×2； 内孔的右端倒角。

三

以 的孔为中心加工表面

这一组加工表面包括：

外圆，端面； 外圆，端面，侧面； 外圆； 外圆，过度圆角；4— 孔和同轴的孔。

它们之间有一定的位置要求，主要是：

（一）左端面与 孔中心轴的跳动度为 ；

（二）右端面与 孔中心轴线的跳动度为 ；

（三）的外圆与 孔的圆跳动公差为。

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。

4确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状

零件材料是ht200。零件年产量是中批量,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。零件形状并不复杂，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。

5工艺规程设计

定位的选择是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。

辽宁工程技术大学课程设计5.1粗基准的选择

因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45的外圆及 90的右端面作为粗基准，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 自由度。

5.2基准重合问题

当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。

5.3工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为ht200。参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—

6、表1.4—

7、表1.4—8等，其加工方法选择如下：

一． 外圆面：公差等级为it6~it8，表面粗糙度为0.8 , 采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

二． 20内孔：公差等级为it7~it8，表面粗糙度为1.6，采用钻→扩→铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。

三． 外圆面：公差等级为it13~it14，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

四． 90外圆：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为6.4，采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。五． 100外圆面：公差等级为it11，表面粗糙度为6.3，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

六． 右端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。

七． 90突台右端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

辽宁工程技术大学课程设计八． 90突台左端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。九． 100突台左端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。十．槽3×2：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为粗车。

十一.100突台右端面：未注公差等级，根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。十二.90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣→精铣.十三.90突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.十四.4— 9孔：未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为钻削。

十五.4的孔：未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为钻削。

十六.6的孔：未注公差等级,根据gb1800—79规定公差为it13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻→铰。

5.4制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

5.4.1工艺路线方案一

(一)工序ⅰ 粗车φ100柱体左端面。

(二)工序ⅱ

钻、扩、粗铰、精铰φ20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。

辽宁工程技术大学课程设计(三)工序ⅲ

粗车φ100柱体右端面，粗车 90柱体左端面，半精车φ100左、右端面、φ90左端面，精车φ100左端面、φ90左端面，粗车外圆φ45、φ100、φ90，半精车外圆φ45、φ90、φ100，车φ100柱体的倒角，车φ45柱体的过度倒圆。

(四)工序ⅳ

粗车、半精车、精车φ90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆及外圆倒角。

(五)工序ⅴ

精车φ100左端面、φ90右端面(六)工序ⅵ

粗铣、精铣φ90柱体的两侧面。(七)工序ⅶ

钻φ4孔，铰φ6孔。(八)工序ⅷ

钻 4—9孔。

(九)工序ⅸ

磨削b面，即 外圆面、φ100右端面、φ90左端面。

(十)工序ⅹ

磨削外圆面φ100φ 90。

(十一)工序ⅺ

磨削φ90突台距离轴线24mm的侧平面。(十二)工序ⅻ

刻线。(十三)工序ⅹⅲ

镀铬。(十四)工序xiv 检测入库。5.4.2工艺路线方案二

(一)工序ⅰ

车 柱体的右端面，粗车φ90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆，车右端倒角。

(二)工序ⅱ

粗车φ100柱体左、右端面，粗车φ90柱体左端面，半精车φ100左、右端面、φ90左端面，粗车外圆φ45、100、φ90，半精车外圆φ45、φ100、φ90，车φ100柱体的倒角，车φ45柱体的过度倒圆。

(三)工序ⅲ

(四)工序ⅳ

(五)工序ⅴ

(七)工序ⅶ

(八)工序ⅷ

精车φ100左端面，φ90右端面。

钻、扩、粗铰、精铰孔φ20mm至图样尺寸并

粗铣、精铣φ90柱体的两侧面。

钻 4—9孔。

磨削外圆面φ100，φ90。车孔左端的倒角。

(六)工序ⅵ

钻φ4孔，铰φ6孔。

(九)工序ⅸ

磨削b面，即 外圆面、φ100右端面、φ90

辽宁工程技术大学课程设计左端面。

(十)工序ⅹ

刻字刻线。(十一)工序ⅺ

镀铬。(十二)工序ⅻ

检测入库。

5.5工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于：方案一是从左端面加工到右侧，以100 的外圆作为粗基准加工左端面及 20mm的孔又以孔为精基准加工，而方案二则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。

5.6确定加工余量、毛坯尺寸及公差

钻φ4孔，双边加工余量为2z=4，公差等级为it11，公差为0.075，工序尺寸为φ4，毛坯为实心。铰φ6孔，双边加工余量为2z=2，基本尺寸为φ6，公差等级为it10，公差为0.048，工序尺寸φ6，毛坯为φ4的孔。

5.7确定切削用量及基本工时

5.7.1钻φ4 孔

选用z525型立式钻床。5.1.1刀具选择：

由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。5.1.2确定切削用量：

查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.20mm/r.由《切削用量手册》取v =18m/min 由z525钻床取n =1432r/min.选接近的 所以n取1360r/min v=3.14*4*1360/1000=17.1m/min 5.1.3基本工时：

辽宁工程技术大学课程设计其中l1=10，l2=0，l=12.5 t= 0.08min 5.7.2铰φ6孔

5.2.1刀具选择：

高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度t=60min。

5.2.2确定切削用量：

加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。

确定切削速度：

计算切削速度v，v = 0.21m/s=12.8m/min n = 680r/min 5.2.3基本工时：

其中l1=10，l2=2，l=7

t= 0.076min

选接近的，取n =670 6机床夹具设计

6.1定位方案设计

夹具采用一个大面，一个v形块，一个支撑钉，其中一个支撑钉限制一个自由度，一个v形块限制两个自由度，一个大面限制三个自由度，这样6个自由度就可以完全限制了，实现了完全定位。

6.2定位误差的分析与计算

用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，会遇到由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及个工件的定位基准与定位元件工件表面存在制造误差，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，由此引起工序尺寸产生加工误差，即定位误差。钻φ4绞φ6的工序基准为φ100端面及45孔的轴线，按基准重合原则选100端面及4辽宁工程技术大学课程设计孔轴线为定位基准。

△d=△j△b；△b为基准不重合误差，此工件为零；△b为基准位移误差：

0.6/（2*赛因45）=0.4243 6.3对刀与导向装置的设计

钻床卡具的对刀导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对卡具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。钻套可以分为固定式，可换式，快换式和特殊钻套。该孔需要多工步加工，所以选用快换钻套。钻套的高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具的高度、工件表面形状等因素有关。钻套高度越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大。此时钻套高度h=18mm，钻套底部与工件间的距离为排屑间隙。排屑间隙应适当选取，排屑间隙值太小，切屑难以自由排出，使工件表面损坏，排屑间隙太大，会降低钻套对钻头的导向作用影响加工精度，所以排屑间隙选取h=2mm。

6.4夹紧装置的设计

夹紧装置的基本要求：1）夹紧时不破坏工件在卡具中的占有的正确位置，2)夹紧力要适当，即要保证工件在加工过程中定位的稳定性。又要防止因夹紧力过大而损失工件表面而产生的夹紧变形。3）夹紧机构操作安全，省力，夹紧迅速。4）夹紧机构的复杂程度、工作效率应与生产类型相适宜。5）卡具良好的自锁能力。该装置中夹紧力与切削方向一致，所以切削力较小，仅需较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的震荡和钻动。综上所述，可以选取偏心夹紧机构在进行夹紧。

6.5夹紧力的计算

加工本工件时夹紧力与切削力方向一致，因为其他切削力较小，仅需较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生振动和转动，所以无需计算夹紧力。

辽宁工程技术大学课程设计6.6夹具体的设计

夹紧体设计的基本要求应满足，要有足够的刚度和强度，夹具安装稳定夹具体结构工艺性好，便于清理排屑。卡具体铸造时不许有裂纹，气孔，砂眼，缩松等铸造缺陷，铸件在加工前应进行时效处理，有铸造圆角。

辽宁工程技术大学课程设计7参考文献

[1]黄健求.机械制造技术基础[m].机械工业出版社.2010 [2]赵丽娟、冷岳峰.机械几何量精度设计与检测[m].辽宁工程技术大学.2010 [3]徐翠萍、赵树国.工程材料与成型工艺[m].冶金工业出版社.2010 [4]任乃飞机械制造技术基础课程设计指南[m].化学工业出版社.2006 [5]机械制造技术基础课程设计指导[m].书辽宁工程技术大学

[6]何凡、席本强、曲辉.机械设计基础课程设计[m].冶金工业出版社.2010 [7]李旦、邵东向、王杰.机械专用夹具图册[m].哈尔滨工业大学出版社.2005 [8]艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册[m].机械工业出版社.2004 [9]孙笨绪、熊万武.机械加工余量手册[m].国防工业出版社.1999 [10]吴拓.现代机床夹具设计[m].化学工业出版社.2009

法兰盘课程设计夹具篇三

学生课程设计（论文）

题

目： 设计“法兰盘”零件的机械

加工工艺规程及其夹具

学生姓名： 学

号： 所在院(系)： 机电工程学院 专

业： 机械设计制造及其自动化

班

级： 指 导 教 师： 职称：

序言

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。

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。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

目录

序言 零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1 零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.1 确定毛坯的制造形式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.2 基面的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.2.1粗基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.2.2精基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.3 制定工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.5 确立切削用量及基本工时„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.1 定位基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.2 切削力及夹紧力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.3 定位误差分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3.4 夹具设计及操作说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 参考资料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 零件的分析零件的分析

1.1 零件的作用

题目所给的零件是ca6140车床的法兰盘。主要是用来安装在机床上，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车床的法兰盘共有八处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：

001.以φ100为基准面，加工450.017，450.017的右端面。

000.121.545。由2.以45端面为基准，车、451000.0170.60.34、90外圆，并导00于孔与450.017有跳动的要求，所以要以450.017端面为基准。0.0453．要以孔20为基准，精车所有外圆面，使其达到要求。004．以450.017端面为基准，先用16的钻头钻孔，然后再用镗刀镗孔。

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

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。

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。

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

0这个基准选择原则，现选取孔450.017外轮廓表面作为粗基准。

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夹具,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。工艺路线方案一

0.120100450.34为粗基准，0.017，工序一 以选用ca6140机床，粗车右端面及外圆倒角745，车32槽，粗车90外圆及其左右端面，粗车450.06及1000.34右端面。

00.12451000.0170.34外圆，并倒工序二 以外圆面为基准，粗车左端面及粗车

00.121.545。

00.12045100450.0170.340.06，工序三 以外圆面为精基准，精车及其左右端面，精车00.1245100900.0170.34左端面，90右端面和精车及其左右端面和的外圆。保证0450.017的外圆的跳动在0.03内。

00.04545200.0170工序四 以外圆面为基准，钻镗通孔，先用钻16的钻头钻孔，0.0450.045202014500粗镗孔及倒角，再精镗孔。

工序五 钻4通孔。

0.045200工序六 以左端面和内孔定位,利用两个端面夹紧,铣两端面。

0.045200工序七 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个9孔

工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧, 扩工序五钻的4孔到6孔,保证尺寸为l=7,再铰孔使其达到所要求的精度。1.工艺路线方案二

0.120100450.340.017，工序一 以为粗基准，选用ca6140机床，粗车右端面及外圆倒角745，车32槽，粗车90外圆及其左右端面，粗车450.06及1000.34右端面。

00.12451000.0170.34外圆，并倒工序二 以外圆面为基准，粗车左端面及粗车

00.121.545。

00.04545200.0170工序三 以外圆面为基准，钻镗通孔，先用钻16的钻头钻孔，0.0450.045202014500粗镗孔及倒角，再精镗孔。

00.12045100450.0170.340.06，工序四 以外圆面为精基准，精车及其左右端面，精车00.1245100900.0170.34左端面，90右端面和精车及其左右端面和的外圆。保证0450.017的外圆的跳动在0.03内。

工序五 以2000.045孔为基准面,利用专用夹具,钻4个9孔

0.045200工序六 以左端面和内孔定位,利用两个端面夹紧,铣两端面。

工序七 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻4的通孔,再扩孔到6孔,保证尺寸为l=7,再铰孔使其达到所要求的精度。

综合考虑零件的常规工艺、表面粗糙度要求和加工质量，所以选择第一个方案。

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，生产类型中批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，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如下：

00.121.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（45。0.017，1000.34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 3mm 精车 0.5mm 2.内孔

工序尺寸加工余量： 钻孔2mm 粗镗 0.2 mm 精镗 0mm 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：4mm

2.5 确立切削用量及基本工时

0.120工序ⅰ：以100外圆为粗基准，粗车450.340.017外圆及其右端面，由于余量为8mm，因此次切削，吃刀深度分别为ap=4mm和3mm。

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 4

v=cvtmapxvfyvkv=

2920.810.81.54=161m/min(2.70m/s)450.1840.150.40.3确定机床主轴转速：

1000v10002.70==15.72r/s(935r/min)ns=d3.1455按机床取nw=900r/min=15r/s 实际切削速度为v=15r/s =127.17m/min

28粗车右端面时：吃刀深度ap=4mm，tm1==0.08min

150.460414车外圆时：tm2==0.125min 150.46011.32=0.03min 倒角745时：吃刀深度为ap=4mm，tm3=

150.4602车32槽时：吃刀深度为ap=2mm，tm4==0.01min

150.46012粗车90外圆及其左右端面时：吃刀深度为ap=3mm，tm5==0.03min

150.46000.1233451000.060.34右端面时：粗车及吃刀深度为ap=3mm，tm6==0.09min 150.460（在本工序未注明的进给量f和机床主轴转速nw分别为0.4mm/r和900r/min）工序ii：车削条件和参数跟工序i一致

504=0.15min

150.4600.12931000.34外圆时：吃刀深度为a=4mm，t粗车==0.03min m2p150.46052=0.02min 并倒时1.545：吃刀深度为ap=2.5mm，tm3=

150.460粗车左端面时：吃刀深度为ap=4mm，tm1=0450.017外圆面为精基准，选用刀号yg6，余量为1mm，查手册 工序iii：以 ap=0.5mm，取f=0.15mm/r，nw=1200r/min。

102=0.12min v=377m/min，tm1=精车外圆时：200.15600.12541000.34及其左右端面时：v=377m/min，t2=0.64min 精车=m2200.1560033450.06外圆时：v=170m/min，t2=0.40min 精车=m2200.1560252=0.28min 精车90及其左右端面时：v=340m/min，tm4=

200.1560041450.017的外圆时：v=170m/min，t2=0.48min 精车=m5200.1560

0.12010045900.340.017的外圆的跳动在0.03内。并保证左端面，右端面和工序iv：查《切削用量简明手册》，选取进给量f=0.36mm/r，d取16mm时，v=14m/min，vtvktvkcvklvktv140.811.2m/min

n1000vt100014222.9r/min d03.1416根据z525钻床说明书，钻16可考虑选择nc272r/min，故取 f0.27mm/rnc272r/min

912=1.16min

6.670.4522=0.02min 倒角145时：吃刀深度为ap=0.45mm，tm2=

6.670.450.045912200再精镗孔时：吃刀深度为ap=0.1mm，tm3==2.32min 130.10.045200粗镗孔时：吃刀深度为ap=0.45mm，tm1=工序v：用4钻头钻通孔，钻4孔时：选用f0.2mmr，查手册取标准值n1900rmin

工序vi：由图可知零件左边余量为11mm，故可分二次粗铣，一次精铣，分别取ap1ap28mm，ap34mm

选用fz1fz20.36mm/r，fz30.18

vc1vc2110m/min，vc3220

t1t20.82min，t30.41min

由于零件的右边铣削余量为21mm，故采用三次粗铣，一次精铣，分别取ap1ap28mm，ap34mm，ap41mm

选用fz1fz20.36mm/r，fz30.25，fz40.18

vc1vc2110m/min，vc3140，vc4220 t1t2 t3900.82min 11090900.64min，t40.41min 1402206

工序vii：扩4通孔到6，再铰孔到达所要求的精度查手册，钻5.8时：选用

f10.7mmr

查手册取标准值n11900rmin 铰孔时：f20.5mmr，n392r2min

工序viii ：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 n1000vcd100010330rmin

3.149查表可知道取n392rmin

tm1 =0.04 mm，tm2 =0.05 mm 攀枝花学院本科课程设计

夹具设计

夹具设计

3.1 定位基准的选择

由零件图知，由于1000.120.340450.017右侧端面有一定的位置度要求，左端面和

0.120.045为了减少定位误差，以100左端面为主要定位基准面，以内孔穿芯轴200.3400450.017右侧端面用夹紧螺母夹紧，再以螺钉锁定法兰盘沿芯为辅助定位面，在轴方向的旋转自由度，这一定位方案夹具设计简单，装夹方便可靠且容易拆卸工件，固可行。

3.2 切削力及夹紧力计算

刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，250mm，z20

fxfufcfapfzyaezqfwfd0n

其中，cf650,ap5mm,xf1.0,fz0.36mm,yf0.72,ae40mm,uf0.86,d0225mm,qf0.86,wf0,z2065050.360.72400.8620f6473n0.86250所以，其中，水平分力：fh1.1f7121n

垂直分力：fv0.3f1942n

在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。

安全系数

kk，1k2k3k4

式中

k1————基本安全系数1.2；

k2————加工性质系数1.1； k3————刀具钝化系数1.1，k4————断续切削系数1.0； 攀枝花学院本科课程设计

夹具设计

'所以，fkfh1.21.11.11.0712110339n

查文献[4]表3-26，知d=12mm的螺栓许用加紧力q许12000n。由于φ12mm钩型螺栓长度小于所需夹紧长度，所以为方便夹紧，选用φ16mm的钩型夹紧螺栓夹紧，因此选用该螺栓加紧足以满足夹紧要求。

3.3 定位误差分析

夹具的主要定位元件为芯轴，该芯轴的尺寸公差规定为本零件在工作时与其相配的尺寸与公差相同。

由于该芯轴是根据零件定位方案设计的专用件，各定位面加工后对φ20h7mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。因此铣边时的位置加工偏差主要由芯轴中心位置尺寸偏差决定。查文献[4]表3-17，普通精度位置尺寸的极限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此铣边的位置偏差可以保证。

3.4 夹具设计及操作说明

在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不是手动夹紧，因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的斜楔夹紧机构，尽量增加该夹紧机构的扩力比；三是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.4mpa以增加气缸推力。结果，本夹具总的结构还比较紧凑。

夹具有装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）。

铣床夹具的装配图及夹具体零件图见附图。

增至0.5mpa），9 攀枝花学院本科课程设计

参考文献

参考文献

[1]、赵家齐等，《机械制造工艺学课程设计指导书》，北京：机械工业出版社，1987 [2]、王小华，《机床夹具图册》，北京：机械工业出版社，2004 [3]、吴圣庄，《金属切削机床概论》，北京：机械工业出版社，1993 [4]、王先逵，《机械制造工艺学》，北京：机械工业出版社，2002 [5]、席伟光，《切削用量简明手册》，北京：高等教育出版社，2002 [6]、李波，《机械加工工艺手册》，重庆教育出版社，1998

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致谢

致谢

经过将近一个月的忙碌和学习，本次课程设计已经接近尾声，作为一个本科生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师您的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。感谢我的指导老师周教授。您平日里工作繁忙，但在我做课程设计的每个阶段，从讲解到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计整个过程中都给予了我悉心的指导。在本次的课程设计中我也学到了不少关于零件加工工艺规程的编制和夹具设计的思路和技巧。

其次要感谢和我一起作课程设计的同学们，他们在本次设计中勤奋工作，克服了许多困难来完成此次课程设计，并承担了大部分的工作量。如果没有他们共同的努力工作，我也不会有这么大的信心搞好此次设计。

法兰盘课程设计夹具篇四

目录

一、序言…………………………………………………………………1

1、零件的分析…………………………………………………………..1

2、零件的作用…………………………………………………………..1

二、工艺规程设计……………………………………………………….2

1、确定毛坯的制造形式…………………………………………………2

2、定位基准的选择………………………………………………………2

3、制定工艺路线…………………………………………………………3 4毛坯尺寸的确定与机械加工余量…………………………………….5 5确定切削用量及基本工时…………………………………………….6

三、夹具设计…………………………………………………………...26

1、问题的提出………………………………………………………….26

2、夹具设计…………………………………………………………….26

3、夹具结构设计及操作简要说明…………………………………….27

四、参考文献…………………………………………………………..27

序言

机械制造工艺课程设计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，它对我们四年的大学学习生活具有重要意义。

设计题目给定的零件是ca6140车床法兰盘（0404）零件，该零件年产量为4000件，设其备品率 为4%，机械加工废品率 为1%，则该零件的年生产纲领为：n=qn(1+ +)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。

一

零件的分析

（一）零件的作用

题目给的零件是ca6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，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。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：n=qn(1+ +)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。

（二）零件的工艺分析

法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1以ф20 的孔为中心加工表面； 2 两端面； 以ф90为中心的加工表面。

它们之间的位置要求主要是：

（1）ф100mm 左端面与ф45 mm孔中心轴的跳动度 ；（2）ф90mm 右端面与 ф45 mm孔中心轴线的跳动度。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。

二 工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

零件材料是ht200。零件年产量是中批量,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，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。

（二）基准的选择 粗基准的选择

因为法兰盘可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准，但本零件各面均需加工，此时应以加工余量最小的面为粗基准，所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45的外圆及 90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧ф45 mm外圆可同时削除五个自由度，再以 90的右端面定位可削除自由度。2 精基准的选择

精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以ф20mm孔为精 基准。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案一(一)工序ⅰ 粗车 ф100mm柱体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端ф45 mm为粗基准

(二)工序ⅱ

钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。(三)工序ⅲ 粗车ф45，ф90的外圆，粗车各端面，粗车ф90的倒角，粗车3x2的槽，r5的圆角。以ф20为精基准。(四)工序ⅳ 半精车ф90外圆及各端面，车槽3×2，r5的圆角。

(五)工序ⅴ

半精车φ100左右端面及外圆，精车ф100的左端面。(六)工序ⅵ 粗铣ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。(七)工序ⅶ

钻 4—φ9孔。(八)工序ⅷ(九)工序ⅸ 圆。(十)工序ⅹ

钻φ4孔，铰φ 6孔。

磨削φ100的右端面，φ90外圆及左右端面，φ45外

磨削外圆面 φ100，φ 90。(十一)工序ⅺ

刻字刻线。(十二)工序ⅻ 镀铬。(十三)工序ⅹⅲ 检测入库。2 工艺路线方案二

(一)工序ⅰ

钻、扩、铰φ20的孔，以右端φ45的外圆为粗基准。(二)工序ⅱ

粗车φ100外圆，b面，φ90外圆及右侧面，3x2槽，φ45外圆。粗车零件左右端面

(三)工序ⅲ

粗车零件左右端面，并倒φ20孔的倒角，以及零件右端45度倒角。(四)工序ⅳ(五)工序ⅴ(六)工序ⅵ(七)工序ⅶ(八)工序ⅷ(九)工序ⅸ(十)工序ⅹ 半精车φ100外圆，φ90外圆。

半精车零件左端面。

精车φ100外圆，并倒φ100，φ90的倒角。精车零件在端面。

粗铣

ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。

钻 4—φ9孔。

钻φ4孔，铰φ 6孔。

(十一)工序ⅺ 磨削φ90外圆及右侧φ45外圆。(十二)工序ⅻ

抛光b面。(十三)工序ⅹⅲ 刻字画线。

（十四）工序ⅹⅳ 镀铬。

（十五）工序ⅹⅴ 检测入库。3工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以φ20孔为精加工基准，而方案一则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 φ20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。

（四）毛坯尺寸的确定与机械加工余量

由于本零件材料为灰铸铁，由《工艺手册得》，毛坯为双侧加工，ma为g，加工精度为8到10级，这里选取9级。则，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得：

零件延轴线方向的加工余量为：2x2.5mm=5mm ф100径向加工余量为6mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm ф90径向加工余量为2x2.5mm=5mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm ф45径向加工余量为2x2.5mm=5mm 由《机械零件工艺性手册》表：2-64得：ф100，ф90柱体圆角为：r=2mm；右端ф45的圆角为：r=4mm；铸件上连接法兰的过渡部分尺寸确定为：r=5mm，c=3mm，h=15mm。由以上资料得出毛坯尺寸图（见附图）。

（五）确定切削用量及基本工时 工序ⅰ 钻，扩，铰ф20孔 1.加工条件

工件材料：ht200 硬度170—241hb，取190hb，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰ф20孔 机床：转塔车床c365l 2.计算切削用量 1)钻 ф18孔

（1）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用 18高速钢锥柄标准花钻。（2）切削用量选择：

查《切削用量手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》c365l 车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明手册》取v =13m/min ns1000vdw=230r/min 按机床选取n =238r/m,故vdwnw1000=18m/min(3)计算基本工时： t=（l+l1+l2）/(f×n)=0.66min。2)扩ф19.8 孔

（1）刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量：

查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》c365l 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式：vc扩=（1/2~1/3）vc钻

查《切削用量简明手册》取vc =0.29m/s=17.4m/min vc=（1/2~1/3）vc =5.8~8.7m/min ns1000vdw=93~140r/min 按机床选取n =136r/m,故vdwnw1000=8.5m/min

(3)计算基本工时： t=（l+l1+l2）/(f×n)

=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。其中l=91，l1=14,l2=2

3)铰ф20

（1）刀具选择： 20高速钢锥柄机用铰刀（2）确定切削用量： 背吃刀量ap=0.12。

由《切削用量简明手册》表2.11 f=1.3~2.5mm/r,取f=1.68 由《切削用量简明手册》表2.30得vc=7.9m/min n s1000vdw=125.8 r/min 按机床选取nw =136 r/min 所以实际切削速度vdwnw1000=8.54m/min(3)计算基本工时： t=(l+l1+l2)/(f*n)=0.44min 工序ⅱ 粗车ф100外圆、车b面。车ф90外圆及右侧面、3x2槽、ф45外圆 1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010 06

o0kr60 0s5

0kr'8

o05

'oe0.51

刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45

刀具3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25 2.计算切削用量

（1）粗车ф100外圆

用刀具1 1)确定背吃刀量a(即切深a)粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.6~0.9 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。

选择磨钝标准及耐用度：根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=57.46 m/min n s1000vdw=172 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与172r/min相近似 = 66.6m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=0.149min（2）粗车 ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 粗车外圆ap=1.1mm。2)确定进给量

由《切削用量简明手册》ht200，刀杆尺寸16 x25，,工件直径为ф90mm，则f=0.6~0.9 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度t=60mm。3)确定切削速度vc 根据《切削用量简明手册》表1.27 的机床转速n =200r/min,则实际切削速度v vccv=44 m/min ns1000vdw=147.6 r/min 按ca6140车床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/ min,则实际切削速度 v =47.728 m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.153min(3)粗车ф45 外圆 选择刀具1

1）确定切削深度

粗车外圆，一次走刀，则ap=1.1mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》，ht200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为ф45mm，则f=0.4~0.5mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.45mm/r。

3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=62.7 m/min n s1000vdw=399 r/min 按ca6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度 v = 62.8m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.286min。（4）成型车刀加工b面

1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。t=120min 2)确定进给量

f=0.035~0.070mm/r。取f =0.050mm/r。

3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=40.602 m/min n s1000vdw=121.987 r/min 按ca6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min,则实际切削速度 v =41.605m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=11.04min。（5）车ф90右端面及3x2槽

1）确定切削深度，一次走刀，则ap=2.5mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》表1.4，f=0.6~0.9mm/r。根据ca6140机床说明书（见《工艺手册》表1.31）取f=0.86 mm/r 3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=13.965 m/min n s1000vdw=46.815 r/min

按ca6140车床说明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min,则实际切削速度 v = 15.072m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=1.419min。

工序ⅲ

粗车零件左右端面，并倒ф20孔的倒角，零件右端45度倒角

1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010 06

o0kr60 0s5

0kr'8

o05

'oe0.51

2.计算切削用量

（1）粗车零件左端面，即，粗车ф 100左端面 1）确定切削用量ap =1.1mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：取进给量为0.6——0.9 mm/r。再根据ca6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。

根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=49.56 m/min n s1000vdw=149 r/min 按ca6140说明书，选择与149r/min相近似 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度 v =53m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算： t= 0.385min（2）粗车零件右端面 1）确定切削用量ap =2.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》：取进给量为0.4～0.5 mm/r。再根据ca6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。

根据《切削用量简明手册》，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv =14 m/min n s1000vdw=89r/min 按ca6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min,则实际切削速度 v =15.7m/min。（3）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算： t= 0.674min 工序ⅳ

半精车ф100外圆、b面，ф90外圆、ф45外圆 1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010 06

o0kr60 0s5

0kr'8

o05

'oe0.51 刀尖圆弧半径0.5mm 2.计算切削用量

（1）半精车ф100外圆

用刀具1 1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进 给量为0.25~0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=103.071 m/min n s1000vdw=309.971 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与309.871r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度v = 106.509m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=0.2.6min（2）半精车 ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量 半精车外圆ap=1.4mm。2)确定进给量

由《切削用量简明手册》表1.6，ht200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm,工件直径为ф90mm，则f=0.25~0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度vc 根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv =103.071m/min ns1000vdw=353.719 r/min 按ca6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度 v =116.557 m/min。4)计算基本工时：

t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.115min(3)半精车ф45 外圆 选择刀具1

1）确定切削深度

粗车外圆，一次走刀，则ap=1.4mm。2)确定进给量

由《切削用量手册》，ht200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为ф45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.25~0.40mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.30mm/r。

3)确定切削速度vc 根据《切削用量手册》表1.27查取：

vccv=103.071 m/min n s1000vdw=686.719r/min 按ca6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min,则实际切削速度 v = 107.457m/min。4)计算基本工时： t=（l+l1+l2+l3）×i/(f×n)=0.246min。工序ⅴ 半精车零件左端面，即ф100左端面 1.加工条件

机床选择：ca6140车床

刀具1：刀片材料yg6，刀杆尺寸bxh=16x25mm，r010 06

o0kr60 0s5

0kr'8

o05

'oe0.51 刀尖圆弧半径0.5mm 2.计算切削用量 半精车ф100左端面

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=103.071 m/min n s1000vdw=316.235 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选 择与316.235r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度v = 106.509m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=1.158min 工序ⅵ 精车ф100外圆，并倒ф90，ф100的倒角

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=142.020 m/min n s1000vdw=452.292 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 的机床转速n =450r/min,则实际切削速度v = 141.3m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=0.315min 工序ⅶ精车零件左端面，即ф100左端面

1)确定背吃刀量a(即切深a)半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量

查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料ht200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据ca6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度t=60mm。3)确定切削速度v

根据《切削用量简明手册》表1.27 vccv=142.020 m/min n s1000vdw=452.292 r/min 按ca6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 的机床转速n =450r/min,则实际切削速度v = 141.3m/min。4）计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：t=2.00min 工序ⅷ

粗铣ф90左右侧面，精铣ф90右侧面

1.加工条件：机床的选择：x62w，功率7.5kw，装夹系统刚性好；刀具的选择：铣刀材料为yg6，由ap=8，ae=11～21mm，根据《工 艺手册》表3.1—28，铣刀选择为80～110mm；由《切削手册》表6---7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀d0100，l80，d40，r015，012，40~45，z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀ooood0100，l80，d40，r015，012，30~35，z=14，圆柱铣刀寿命为180min 2.切削用量选择：

(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量

ap=8，ae=11mm，一次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床x62w功率为5-10kw,采用yg6硬质合金材料加工铸铁取m/z。

3）确定切削速度vc 由《切削手册》表3,27 qvvccvd0up=119.619m/min ftaazmoooofz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mxppyvvzevns1000vdw=380.952r/min

根据x61w机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为vc =149.15m/min 当n =475r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×475=1140mm/min.x62w机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时t=(l+l1)/fm=(38+5)/950=0.0453 min(2)粗铣右侧面，粗铣刀具(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量

ap=8，ae=10mm，俩次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床x62w功率为5-10kw,采用yg6硬质合金材料加工铸铁取m/z。

3）确定切削速度vc 由《切削手册》表3,27 qvccvd0vptafauz=160.952m/min mfz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mxppyvvzevns1000vdw=512.586r/min

根据x61w机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为vc =188.4m/min 当n =600r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×600=1440mm/min.x62w机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时

t=(l+l1)/fm=(48.2+5+38)/950=0.096 min（3）精铣右侧面 精铣刀具

1）切削用量

ap=8，ae=1mm，一次完成

2）确定进给量 由《切削手册》表3.5当机床x62w功率为5-10kw, 采用yg6硬质合金材料加工铸铁取m/z。

3）确定切削速度vc 由《切削手册》表3,27 qvvccvd0fz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mtafmpxpzyvuvpvaez=404.312m/min ns1000vdw=1287.618r/min

根据x61w机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为vc 370.52m/min 当n =1180r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×14×1180=2832mm/min.x62w机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=1180mm/min 4）计算基本工时

t=(l+l1)/fm=(48.2+5)/1180=0.0451min

工序ⅸ

钻4-ф9孔 1)刀具选择

选用ф9高速钢,锥柄标准麻花钻。选用z525型摇臂钻床。

2）确定切削用量

4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取 f =0.40mm/r.由《切削用量手册》，取v查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331 r/min 由钻床说明书，取n机=850r/min,故

3）计算基本工时：

其中l1=8，l2=0，l=8 4t= 4x0.047min=0.188min

工序ⅹ

(1)钻ф 4mm孔，ф铰6mm孔 选用z525型摇臂钻床。1）刀具选择：

由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。2）确定切削用量：

查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.22mm/r.由《切削用量手册》取v =0.46m/s=27.6m/min =197r/m 由z525钻床取n =1700r/min.故vc =21m/min.3)基本工时： l1=10，l2=0，l=12.5 t= 0.07min(2)铰 ф6孔 1）刀具选择： 6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度t=60min。2）确定切削用量：

（a）加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。(b)确定切削速度：

z计算切削速度vc(cvd0vtafmpxvyv)kv，其中kv=1，cv=15.6,zv=0.2,xv=0.1,yv=0.5,m=0.3 v = 0.21m/s=12.8m/min n = 679r/min 取n =670 v =8.415 m/min 3）基本工时：

其中l1=10，l2=2，l=7

t= 0.109min 工序ⅺ 磨削ф90外圆以及零件右端ф45外圆

1.选择砂轮：wa46kv6p350x40x12 2.切削用量的选择。砂轮转速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s 轴向进给量fa=0.5b=20mm 工件速度vw=10m/min 径向进给量fr=0.015mm/（双行程）3.切削工时。（1）加工ф90外圆

t12lbzbk1000vffar=0.819min（2）加工ф45外圆t12lbzbk1000vf工序ⅻ 抛光b面 工序ⅹⅲ

刻线、刻字 工序xiv 镀铬 工序xv 检测入库

afr=1.606min

夹具的设计

（一）问题的提出

本夹具用来钻ф4的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在z525型摇臂钻床上，选用偏心轮夹紧。

（二）夹具设计

1、定位基准的选择

由零件图可知孔ф4对于ф90右端面有公差要求，经过尺寸链计算，选用ф100左端面作为基准；采用偏心轮夹紧便于装卸。

2、切削力及夹紧力计算 1）切削力的计算：

z.轴向力：f(n)

其中：cf42.7 d04 f0.22

kf0.9（新的钻头）

zf1.0

yf0.8

则：f449.382n

z.扭矩: m 其中：cm0.021 zm2.0

ym0.8

km0.8 7则：m0.884n*m 2）夹紧力的计算：

由《机床夹具设计手册》表1-2-20，查得：当d=32，d=8，e=1.7，ⅲ型，得夹紧力为w0=3680（n）3）切削力与夹紧力比较

由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，夹紧力产生的摩擦力必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.1～0.15。此处取小值0.1。

则f总=2f=2×368=736>449.238 所以安全。

由于钻头直径为ф4，所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。

3、夹具图（见附图）

4、夹具中的v形块用于对心，使用了快换钻套，便于铰ф6孔。

参考文献

1、《机械制造工艺学》。顾崇等编1994年6月。

陕西科学技术出版社

2、《机械精度设计与检测》张帆主编2006年5月。陕西科学技术出版社。

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》。徐鸿本主编2003年10月

辽宁科学技术出版社

6、《金属机械加工工艺人员手册》。上海科技出版社

7、《机床夹具设计手册》。杨黎明主编，国防工业出版社