精品法兰盘上4个直径为9的通孔夹具课程设计.docx
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精品法兰盘上4个直径为9的通孔夹具课程设计
机械制造专业课程设计任务书
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………………………………………………………….1
1、确定毛坯的制造形式………………………………………………1
2、定位基准的选择……………………………………………………2
3、制定工艺路线…………………………………………………………2
4、毛坯尺寸的确定与机械加工余量……………………………………。
。
9
5、确定切削用量及基本工时……………………………………………。
12
三、夹具设计………………………………………………………………13
1、问题的提出……………………………………………………..13
2、夹具设计………………………………………….13
3、夹具结构设计及操作简要说明……………………………….13
四、参考文献……………………………………………………………….14
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Ф45.5的孔为中心加工表面;
这一组加工表面包括Ф45.5孔、外圆及其倒角，和与其垂直的端面，还有6＊Ф8。
5锥孔、台阶面
2以Ф80孔为中心的加工表面，这一组包括Ф80孔,和与其垂直的端面，还有16＊M4的螺纹孔
它们之间的位置要求主要是:
（1）Ф45.5mm上端面与Ф45。
5mm孔中心轴线的端面圆跳动度为0。
03mm；
（2）Ф80mm下端面与Ф80mm孔中心轴线的端面圆跳动度为0。
03mm;
（3）Ф80mm沉孔中心线与Ф20mm中心线偏转角度公差为1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HT150。
零件年产量是大批量,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，采用方法为砂型造型。
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。
（二）基准的选择
1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94的外圆及164的外圆作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Ф94mm外圆可同时削除7个自由度，再以Ф164mm外圆定位可削除剩余的自由度。
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Ф45。
5mm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专用夹具，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。
1工艺路线方案一
工序1沙模铸造
工序2粗车、半精车Ф94、Ф164外圆及两端面
工序3精车各外圆、端面，倒圆角、倒角
工序4铣Ф164两侧面
工序5钻6*Ф8.5锥形孔,
工序6钻16*M4螺纹底孔，钻铰M4孔
工序7磨Ф164下侧面并研磨Ф94上侧面
工序8最终工检，检测入库
2工艺路线方案二
工序1沙模铸造
工序2时效处理
工序3粗车、半精车Φ164端面及外圆柱面
工序4车Φ94的端面、台阶面及外圆柱面
工序5粗、精镗Ф80、Ф45.5孔，精车Ф164端面及其倒角
工序6钻16＊M4螺纹底孔Ф3.3
工序7攻螺纹M4
工序8最终工检，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Φ45.5孔为精加工基准,这样可以保证前面提到的端面圆跳动和径向圆跳动；而方案一则是从下端面开始加工到上端面，然后再钻孔Φ8.5mm，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：
3mm+3mm=6mm；
Ф164径向加工余量为8mm，轴向加工余量为3mm；
Ф94径向加工余量为7mm，轴向加工余量为3；
Ф45.5径向加工余量为6mm，轴向加工余量为3mm；
Ф80径向加工余量为7mm,轴向加工余量为3mm；
由《机械零件工艺性手册》表：
2—64得：
Ф164，Ф94柱体圆角为：
R=3mm,R=2mm；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
工序三：
车削
1.加工条件
工件材料：
灰铸铁,砂型铸造
加工要求：
粗车、半精车Ф164端面及其外圆
机床：
CA6140卧式车床。
刀具:
YG6外圆车刀
计算切削用量
粗车、半精车Ф164端面及其外圆至要求。
加工条件是在CA6140车床上进行的.
其中进给量的确定采用查书《机械制造工艺设计手册》表3—13可得粗车外圆和端面进给量，查表3—14可得粗车、半精车外圆和端面进给量；切削速度运用v=
（m/min）公式计算，公式中的t、m、Cv、Xv、Yv、Kv由教材《金属切削原理与刀具》表3—4和表3—5可查得,计算机床主轴转速由
=
（r/min）公式计算可得，在由《机械制造工艺设计手册》表4.3-1查得CA6140车床转速的标准参数,再由
=
计算出实际切削速度v。
将所查数据和计算结果填入下表“表格1”:
表格1
工步号
工步内容
选择刀具
确定进给量f（mm/r）（查表法）
计算切削速度v=
（m/min）
计算机床主轴转速
=
（r/min）
查表选取机床主轴转速（r/min）
实际切削速度（m/min）
计算工时t=l/nf（s）
1
粗车Ф164端面
YG6外圆车刀
0。
56
112.4
221
200
114
29。
7
2
半精车Ф164端面
YG6外圆车刀
0.42
126
248
250
128
31.7
3
粗车Ф164外圆
YG6外圆车刀
0.56
113。
8
221
200
114
10。
7
4
半精车Ф164外圆
YG6端面车刀
0。
42
126。
8
248
250
128
11。
4
（5）.验证机床功率主切削力
按《切削手册》表1.29所示公式计算
工序五：
车削
1。
加工条件
工件材料：
灰铸铁,砂型铸造
加工要求：
粗、精镗Ф80孔、Ф45。
5孔，精车Ф164端面，倒角
机床：
CA6140卧式车床.
刀具:
YG6镗刀
2。
计算切削用量
其中进给量的确定采用查书《机械制造工艺设计手册》表3—13可得粗车外圆和端面进给量，查表3—14可得粗镗、精镗孔和端面、倒角进给量；切削速度运用v=
（m/min）公式计算，公式中的t、m、Cv、Xv、Yv、Kv由教材《金属切削原理与刀具》表3—4和表3—5可查得,计算机床主轴转速由
=
（r/min）公式计算可得，在由
《机械制造工艺设计手册》表4.3-1查的CA6140车床的转速，在由
=
计算出实际切削速度v.将所查数据和计算结果填入下表“表格2”：
表格2
工步号
工步内容
选择刀具
确定进给量f（mm/r）（查表法）
计算切削速度（查表法）
（m/min）
计算机床主轴转速
=
（r/min）
查表选取机床主轴转速（r/min）
实际切削速度（m/min）
计算工时t=l/nf（s）
1
粗镗Ф45.5孔
YG6镗刀
0.5
44。
5
314
320
45
7。
2
2
粗镗Ф80孔至Ф78
YG6镗刀
0.5
44。
5
179
200
45
8.1
3
半精镗Ф80孔至Ф79.6
YG6镗刀
0.2
125
517
500
130
7.5
4
精镗Ф45.5孔
YG6镗刀
0.2
125
909
900
130
5。
7
5
精镗孔Ф80至尺寸Ф80
YG6镗刀
0。
2
125
909
900
130
5
6
精车Ф164端面，保证长度15mm
YG6车刀
0.23
44。
5
314
320
144
64。
4
7
倒角C1
槽刀
手动
125
42
5
夹具的设计
一、设计主旨
此次要设计的是一个钻法兰盘上6—Φ8。
5z锥形沉头孔的夹具，保证精度，解决问题为，工件的轴向和周向的6个自由度定位，钻模板的设计和定位，主要应考虑如何提高劳动生产效率，降低劳动强度。
二、夹具设计说明
图一钻孔夹具图
1。
钻模板2。
紧固螺母3。
滑柱4。
垫块5。
夹具体6。
定位心轴
由夹具图可以看出，设计的是一个可卸式钻模板，在钻模板上设计两个定位插销,以此限制工件的周向转动，工件由一个心轴和一个紧固螺母来夹紧工件，钻模板由两个滑柱和两个垫块定位，钻模板上提前打好高精度钻孔保证钻孔的精度
三、夹具的结构特点及其设计
这种钻模特点是:
机械效率低,夹紧力不大。
此外,由于滑柱和导向孔为间隙配合，因此被加工孔的垂直度和孔的位置尺寸难以达到较高的精度。
但是，他的突出优点是：
自锁可靠，结构简单，操作迅捷方便，通用可调性好.所以在大量生产和中小批量生产中广泛应用，适用于中小工件上孔与端面的垂直度紧固低于0。
1mm。
1、可卸式钻模板
钻模板的两孔在夹具体的两个滑柱上定位,并用两个轴套压紧，工件在夹具的定位心轴上定位夹紧，加工完成需要将钻模板卸下，才能装卸工件。
使用这种钻模板时,装卸钻模板费时费力，且钻孔的位置进度较低，故一般多在使用其他类型钻模板不便于安装工件时采用。
2、钻模使用的支脚
为减少钻模夹具底面与工作台的接触面具,使夹具沿四周与工作台接触以保证钻模更稳定可靠地放在钻床工作台上,钻模上与工作台接触的安置表面，都设有支脚。
如图二所示
支脚的断面可采用矩形或圆柱形，可以和夹具做成一体，也可以做成装配式，但需要注意以下几点：
（1）支脚必须采用四个。
因为如果夹具放歪了，有四个支脚就能立即发现。
（2）矩形支脚的断面宽度或圆柱形支脚的直径必须大于机床工作台T型槽的宽度，以免陷入槽中。
（3）夹具重量和承受的切削力必须落在四个支脚的支撑平面之内。
钻套轴线与支脚所形成的支撑平面必须垂直或平行，以保证被加工孔的位置精度。
心得
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的.这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节,也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练.因此，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力,为以后的工作打下良好的基础。
由于能力有限、时间有限,设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。
参考文献
设计资料及主要参考书
参考书:
《机械制造技术基础课程设计指导书》邹青主编机械工业出版社
《机械制造技术基础》吉林大学于俊一邹青主编
《实用机械加工工艺手册》等
附表
重庆理工大学
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
共1页
第1页
材料牌号
HT200
毛坯种类
铸造
毛坯外形尺寸
97。
4×104。
4×104。
4
毛坯可制件数
1
每台件数
1
备注
关键件
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
铸造
沙模铸造
铸造
2
车
粗车半精车Ф100、Ф90外圆及两端面并倒角，钻扩铰Ф20孔至要求
机加
CA6140
通用夹具，卡尺,塞规
3
车
粗车半精车Ф45外圆及端面，车3＊2槽，倒角。
机加
CA6140
通用夹具，卡尺
4
车
精车各外圆、端面，倒圆角、倒角
机加
CA6140
专用夹具
5
铣
铣Ф90两侧面
机加
铣床
专用夹具
6
钻
钻4＊Ф9孔
机加
钻床
专用夹具
7
钻
钻Ф4孔，钻铰Ф6孔
机加
钻床
专用夹具
8
磨
磨Ф100,两Ф45、Ф90外圆、Ф90右，Ф100两端面，Ф90两端面
机加
磨床
专用夹具
9
磨
磨Ф90右侧面并研磨Ф90右侧面
机加
平面磨床
专用夹具
10
抛光
抛光Ф100右端面，Ф90左端面，抛光左端Ф45外圆，
机加
抛光机
专用夹具
11
刻字
划线刻字
12
镀铬
镀铬
13
检测入库
最终工检，检测入库
设计
审核
标准化
会签
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
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日期
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