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1、全套CAD图纸及工艺卡联系QQ153893706机械制造专业课程设计任务书题 目: “法兰盘”零件的机械加工工艺规程及铣距90mm中心线24mm和34mm两侧平面的工序专用夹具设计 学生姓名: 学 号: 所在院系: 重庆汽车学院 专 业: 机械设计制造及自动化 班 级: 指导老师: （任务起止日期: 2010年12月23日2010年1月13日）机械制造专业课程设计任务书一、课程设计题目：u 法兰盘零件的机械加工工艺规程制订及铣90柱体两侧面的专用夹具设计u 生产类型：中批或大批生产 u 课程设计时间 3周 二、设计目的1.培养制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力
2、。2.熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。三、设计的内容：（1）对零件图进行工艺分析。（2）对零件进行分析后，初步拟定工艺路线、确定切削余量、绘制零件的毛坯图，填写机械加工工艺过程卡。（3）进行切削用量、机械加工时间等的计算和查表。（4）填写机械加工工序卡片。（5）对指定工序提出工装设计任务书。（6）根据工装设计任务书（教师指定）进行机床专用夹具设计，包括设计方案的确定、结构设计、定位误差和夹紧力的计算，绘制夹具装配图、零件图等等。（7）编写课程设计说明书。（8）进行课程设计答辩。四、设计的安排及步骤1、指导老师：杨翔宇2、名单和设计题目如下：戴玺1组、拨叉daixi138839
3、9953410604020703郭超cqit2321512324067610704020706何成龙10704020707黄涛2501113041311016200110704020708康银超2、操纵杆支架haer1582613195610704020709罗子亮luozl1582613359310704020715汪海seawi1359438179310704020721翁波eagal03101398345683010704020724吴佳骏3、插入耳环grayghost1582302158710704020725肖扬xy_xiaoyang1512321907210704020726阎家庆
4、3244880211511193857110704020728王军辉1352745896610704020623牟静4、法兰盘105040202181521510535810504020218鄞云毅107040207301327403601010704020730杨军2157568191325133239410704020234黄宇8478653581330826118810704020112刘显科5、机油泵传动轴支架liuxianke1582613156710704020220胡蜜humi1582613160510704020211黎宪就107040203141398315578510704
5、020314邵先腾shaoxianteng19881582613287210704020423郭小林6、连接座guoxiaolin1681522337173210704020307郭艺春guoyichun1521507605510704020308丁常青dingchangqing1521313229010704020404龚兴光6093494911580304905010704020208夹具设计题目由所涉及的零件工艺产生，一人一题；3、设计时间：1）工艺设计：1周u 设计内容： 研究原始资料、分析设计任务、绘制毛坯图，（1）生产纲领：年产量 4000件；每日3班（2）抄画零件图绘制毛坯零件合
6、图 填写机械加工工艺过程卡及填写机械加工工序卡片（1）加工过程（2）每道工序所使用的机床、刀具、加工余量、切削用量、工步安排、工时定额、所使用的刀具、机床（3）填写工艺过程卡片，工序卡片（定位、夹紧符号）（4）找指导教师领取具体某道工序的夹具设计任务 2）夹具设计：一周半u 设计内容： 确定夹具的结构方案（1）根据工件的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件；（2）确定刀具的对准及引导方式，选择刀具的对准及导引元件（3）确定刀具的夹紧方式，选择适宜的夹紧机构（4）确定其他元件或装置的结构型式，如定向元件、分度装置（5）协调各元件装置的布局，确定夹具结构尺寸和总体结构。 绘制夹具总图（1）工
7、件的位置及表示方法（2）应标注的尺寸、配合和技术条件：夹具的外廓尺寸、工件与定位元件的联系尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床的联系尺寸。（3）应标注的位置精度要求：定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求；定位元件与连接元件间的位置要求；对刀元件与连接元件之间的位置要求；定位元件与导引元件的位置要求。 绘制全部夹具零件图，标准件除外。3）编写设计说明书 1天u 内容包括： 工艺设计零件工艺分析选择毛坯种类与毛坯形状、尺寸的确定定位方案选择与比较加工方法的选择、工艺路线的确定与比较余量的确定、有关工序尺寸的计算，编制数控加工程序机床、夹具、刀具、量具等工装的选择与比较填写工艺卡片。 夹
8、具设计夹具定位方案的比较与确定：应该限制哪些自由度、选哪些表面来限制这些自由度、用什么定位元件来实现、定位误差计算。夹紧方案的比较与确定：确定夹紧力的方向与作用点、分析与计算需要多大的夹紧力、选择夹紧机构、计算结构尺寸或进行夹紧力校核。确定夹具的对刀或导向与安装方式并进行有关设计、计算。夹具总体设计：画总装图、标注有关尺寸和位置精度、提出技术要求（夹具的装配、使用方法与 要求、打标记等）、夹具精度的校核计算。拆画零件图。图样审核：尺寸标注、结构工艺性、是否干涉、工件可否拆卸、能否夹紧等。 说明书中应附有必要的分析图、表等。4）答辩： 1天需检查学生应完成的设计内容，包括： 零件+毛坯 合图一张
9、 机械加工工艺规程卡片1套（1张机械加工工艺过程卡、全套主要工序卡片） 夹具装配图和全部零件图； 设计说明书1份。 设计的日程安排重 庆 理 工 大 学机械制造专业课程设计说明书题 目: “法兰盘”零件的机械加工工艺规程及铣距90mm中心线24mm和34mm两侧平面的工序专用夹具设计 学生姓名: 黄 宇 学 号: 10704020112 所在院系: 重庆汽车学院 专 业: 机械设计制造及自动化 班 级: 107040201 指导老师: 杨 翔 宇 （任务起止日期: 2010年12月23日2010年1月13日）目 录序言-1一、零件的分析-21.1、零件的作用-21.2、零件的工艺分析-2二、工
10、艺规程设计-32.1、确定毛坯的制造形式-32.2、定位基准的选择-32.3、制定工艺路线-32.4、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定-42.5、确定切削用量及基本工时-5三、夹具设计-243.1、问题的提出-243.2、夹具设计-243.3、夹具结构设计及操作简要说明-25四、设计小结-26五、参考文献-27序 言 工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性， 本次课程设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工
11、艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。 第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。 最后，设计第七道工序铣距90mm中心线24mm和34mm两侧平面的夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后
12、开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。 通过以上的概述，整个设计基本完成。 课程设计是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（CA6140车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设
13、计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展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教。一、零件的分析 1.1零件的作用 题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘， 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，零件上精度要求较高的两个平面用以装配，4个孔是用于连接其他机构或零件的。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100mm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20 mm上部为20 mm 的定位孔，实现精
14、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。 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+)=40001(1+4%+1%)=4200(件/年)，查表可知该产品为中批生产。1.2零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,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 mm外圆为中心的加工表面： 这一组加工表面包括：45mm 外圆、端面及倒角；100mm外圆，过度倒圆R5； 20内孔及其左端倒角C1.5。2.以外圆为中心的加工表面： 这一组加工表面包括： 端面，90mm外圆，端面，倒角C1.
15、5；切槽32； 内孔的右端倒角C1。3. 以20mm的孔为中心加工表面： 这一组加工表面包括： 45mm外圆，端面； 100mm外圆，端面，侧面； 90mm外圆； 45mm外圆，过度圆角R5；4X9mm孔和同轴的6mm孔。 它们之间有一定的位置要求，主要是：（一） 左端面与20mm孔中心轴的跳动度为0.03 ；（二） 右端面与20mm 孔中心轴线的跳动度为0.03 ；（三） 45mm的外圆与20mm孔的圆跳动公差为0.03 。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2.1确定毛坯制造方
16、法，初步确定毛坯形状 零件材料为HT200，由于零件年产量为4200件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，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。2.2基准的选择 基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1）粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基
17、准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的5个自由度，达到完全定位。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20mm孔为精基准。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，此处不在重复。2.
18、3制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1）工艺路线方案一工序1： 粗车45mm柱体的右端面，粗车右端面，车槽32mm，粗车、 半精车外圆，车右端倒角。工序2： 粗车100mm柱体左、右端面，粗车90mm柱体左端面，半精车 100mm左、右端面、90mm左端面，粗车外圆 45mm、100mm， 半精车外圆45mm、100mm、90mm，车100mm柱体的倒角， 半精车4
19、5mm柱体的过度倒圆。工序3： 精车 100mm左端面， 90mm右端面。工序4： 钻、扩、粗铰、精铰孔 20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角工序5： 粗铣、精铣 900mm柱体的两侧面。工序6： 钻4mm孔，扩、铰6mm孔 工序7： 钻 4X9mm透孔。工序8： 磨削外圆面100mm， 90mm 。工序9： 磨削B面，及45mm 外圆面、100mm右端面、90mm左端面。工序10： B面抛光。工序11： 100mm外圆刻字刻线。工序12： 100mm外圆无光镀铬。工序13： 检测入库。2）工艺路线方案二工序 1 粗车100mm柱体左端面、外圆，粗车B面工序 2 钻中心孔18mm，扩孔19.8m
20、m，粗铰19.94mm、精绞20mm孔工序 3 粗车右45mm柱体右端面、外圆，90mm外圆及右端面，工序 4 半精车100mm左端面、外圆，半精车B面并倒角C1.5，半精车 90mm外圆，20左侧倒角C1工序 5 半精车右45mm外圆及右端面，倒角C7，半精车90mm右侧面，切槽32mm，车20mm孔右端倒角C1工序 6 精车100mm柱体左端面、外圆，精车B面，车过渡圆角R5工序 7 粗铣、精铣90mm柱体的两侧面工序 8 钻4X9mm透孔工序 9 钻4mm孔，扩、铰6mm孔工序 10 磨削B面工序 11 磨削外圆面100mm、90mm工序 12 磨削90mm凸台距离轴线24mm的侧平面工
21、序 13 金刚石车45mm外圆、90mm右侧面工序 14 B面抛光工序 15 100mm划线刻字工序 16 100mm外圆无光镀铬工序 17 检测入库。3）工艺方案的比较与分析 表面是多次加工的基准，方案一中在加工其外圆表面的同时进行了导角，工序较为集中，也方便装夹，在一定程度上提高了生产效率。而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，由于各端面及外圆柱面都与20轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用孔20为定位基准，故选用方案二。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，参照实用机械加工工艺手册分
22、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：（单位mm）加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（Ra ）公差等级公差右端面粗车36.3毛坯390突台右端精车0.841IT70.02541 1.6半精车1.041.8IT90.06241.8 0.0313.2粗车1.242.8IT110.16042.8 0.086.3毛坯3442.244 1.1槽32粗车2Z=941IT130.3941 6.3毛坯2Z=9502.050 1.045 外圆磨削2Z=0.345IT60.01745 0.8半精车2Z=1.
23、045.3IT90.06245.3 3.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.3 6.3毛坯2Z=5502.050 1.0内孔20铰2Z=0.220IT80.04520 1.6扩2Z=1.819.8IT100.08419.8 6.3钻2Z=1818IT120.1818 12.5毛坯实心100左端面精车Z=0.891IT80.05491 1.6半精车0.791.8IT90.08791.8 3.2粗车1.592.5IT110.2292.5 0.116.3毛坯3942.294 1.1100外圆磨削2Z=0.4100IT80.054100 0.8半精车2Z=1.1100.4IT110.22
24、100.4 3.2粗车2Z=3.5101.5IT110.22101.5 6.3毛坯2Z=51052105 1.0100右端面磨削Z=0.441IT70.01741 0.4半精车Z=1.141.4IT90.06241.4 3.2粗车Z=442.5IT110.1642.5 6.3毛坯Z=3442.044 1.045 外圆磨削2Z=0.345IT70.01745 0.4半精车2Z=1.045.3IT90.06245.3 3.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.3 6.3毛坯2Z=5502.050 1.090突台左端磨削Z=0.48IT80.0228 0.4半精车Z=1.18.4IT90
25、.0368.4 3.2粗车Z=1.59.5IT110.099.5 6.3毛坯Z=3110.290外圆磨削2Z=0.490IT80.05490 0.8半精车2Z=1.190.4IT90.08790.4 3.2粗车2Z=3.591.5IT110.2291.5 6.3毛坯2Z=5952.095 1.04孔铰2Z=0.14IT100.0484 6.3钻2Z=3.93.9IT110.0753.9 12.5毛坯实心6孔铰2Z=0.26IT100.0486 3.2钻2Z=1.85.8IT110.0755.8 12.5毛坯2Z=44IT110.0754 12.590（左）两侧面精铣1.058IT90.0745
26、8 3.2粗铣31.059IT120.359 12.5毛坯3290IT130.5490 90右侧面磨削0.424IT80.3324 0.4毛坯6.34X9孔钻2Z=99IT130.229 12.5毛坯实心2.5 确定切削用量及基本工时工序 1 粗车100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车90的外圆柱面1. 加工条件工件材料：HT200 b=220MPa 砂型铸造机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2计算切削用量(1) 粗车100mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8-0.7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4
27、mm2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm，35mm,以及工件直径为100时，f =0.71.0mm/r按CA6140车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度，按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min
28、按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。L=40mm, =2mm, =0, =0 tm=0.098(min)(2) 粗车100mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进给机构强度1) 切削深度，单边余量Z=2mm,分二次切除。2) 进给量，根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min 按机床说明书(见工艺手册表4.2-8)与420r/min相近的机床转速
29、为480r/min。现选取480r/min 所以实际切削速度= 5) 检验机床功率主切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中2985，1.0，0.65，-0.15， =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削时消耗功率2.81(KW) 由实用机械加工工艺手册表7-4中CA6140机床说明书可知，CA6140主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。6) 校验机床进给系统强度已知主切削力1122.4N.径向切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中1940，0.9，0.6，
30、-0.3，=0.59 =0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而轴向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0.4，=0.34 =1.17 轴向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见切削手册表1.30)故机床进给系统可正常工作。7)切削工时：t=其中l=10mm =4mm =2mm 所以t=0.1min(3)粗车
31、B面1) 切削深度。单边余量Z=2mm.分1次切除2) 进给量根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3) 计算切削速度 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min4) 确定机的主轴转速 ns= 378r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=30mm
32、 t=i=15=0.83(min)工序 2 钻、扩、铰20的中心孔(1) 钻18mm孔机床：Z525摇臂钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V.1)进给量 据切削手册表10-66,当铸铁HB200时，D=18时，取f=0.3mm/r2) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=35m/min.3)确定机床主轴转速ns= 619.2r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-2),与619.2r/min相近的机床转速为555r/min。现选取=555r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=9
33、1mm; =10mm; =4mm; t= =0.63(min)(2) 19.8mm孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量。现已知=0.36mm/r(切削手册)表2.7 =42.25m/min (切削手册)表2.131) 进给量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r2) 切削速度v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速ns= 271.8r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-2),与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取
34、=275r/min。所以实际切削速度=4) 削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=91mm; =10mm; =4mm; t= =0.78(min)(3) 粗绞孔至19.94mm、精绞孔至20mm1) 进给量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r2) 削速度按切削手册选取v=0.448.25=19.3m/min. 3) 定机床主轴转速ns= 298.3r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-2),与298.3r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度=4) 工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=91
35、mm; =7mm; =3mm; t= =0.73(min)工序 3 粗车45端面及外圆柱面，粗车90右端面机床：CA6140卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12,=0.5mm(1) 粗车mm端面1) 切削深度。单边余量Z=1.2mm2) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=187m/min3) 确定机床主轴转速ns= 553r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与553r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min)(2) 粗车mm外圆柱面1) 切削深度 单边余量为Z=2.2mm 分两次切除。2) 进给量 根据机械
