法兰盘831004夹具课程设计（五篇材料）

第一篇：法兰盘831004夹具课程设计

目录

序言.......................................................................................................................................................................错误！未定义书签。

一、零件的分析....................................................................................................................................................................................1 零件的作用...................................................................................................................................................................................1 零件的工艺分析...........................................................................................................................................................................1 二.确定生产类型...............................................................................................................................................................................1 三.确定毛坯.........................................................................................................................................................................................2 四.工艺规程设计...................................................................................................................................................................................2(一)选择定位基准：.....................................................................................................................................................................2

（二）制定工艺路线..................................................................................................................................错误！未定义书签。

（三）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定...............................................................................错误！未定义书签。(四）确立切削用量及基本工时.................................................................................................................错误！未定义书签。

五、夹具设计...................................................................................................................................................错误！未定义书签。

(一)问题的提出............................................................................................................................................错误！未定义书签。(二)夹具设计................................................................................................................................................................................5 3.定位误差分析............................................................................................................................................................................5 4钻床夹具的装配图见附图........................................................................................................................................................5 六．设计感想与体会

参考文献：...........................................................................................................................................................错误！未定义书签。

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。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。

一、零件的分析 零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1.2.3.轴孔2200.021以及与此孔相通的的花键。

拨叉底面、上顶面、右端面；上顶面8mm槽及下底面18mm槽。

由上面分析可知，可以加工拨叉右端面；然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二.确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三.确定毛坯 确定毛坯种类：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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。2 确定铸件加工余量及形状：

《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：（附毛坯图）3绘制铸件零件图：（附零件图）四.工艺规程设计(一)选择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的又端面为主要的定位基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的轴孔及花键为主要的定位精基准。

（二）制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。

1.工艺路线方案一

00.12451000.0170.34为粗基准，选用CA6140机床 工序一 车端面及外圆，以00.0450.045452020160.01700工序二 以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，再铰孔达到的尺寸

00.12451000.017外圆面为基准，粗车0.34、90外圆，并导1.545，和145 工序三 以0.121000.34外圆面为基准，并导745，和145 工序四。以0.0450.12020100459000.340.017保证跳动在工序五 内孔为基准精车左端面和右端面和

0.03内,并车32槽

工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序七 以刚铣的平面定位，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻使其达到所要求的精度。

0.045209孔。0工序九 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个

4的通孔,再圹孔到6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度 2.工艺路线方案二

00.12451000.0170.34为粗基准，选用CA6140机床 工序一 车端面及外圆，以00.12451000.0170.34、90外圆，并导1.545，和145 工序二以外圆面为基准，粗车00.0450.045452020160.01700工序三以外圆面为基准，钻通孔，先用钻的钻头钻孔，再铰孔达到的尺寸

00.12451000.017外圆面为基准，粗车0.34、90外圆，并导1.545，和145 以0.121000.34外圆面为基准，并导745，和145 工序四。以0.0450.12020100459000.340.017保证跳动在工序五 内孔为基准精车左端面和右端面和

0.03内,并车32槽

工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序七 以刚铣的平面定位，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻使其达到所要求的精度。

0.045209孔。0工序九 以孔为基准面,利用专用夹具,钻4个

4的通孔,再圹孔到6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度

0450.017表面是精度要求和粗糙度的要求和有跳动的要求所以选择第一虽然工序仍然是十步，多次加工个方案

（三）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

”CA6140车床法兰盘”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg，生产类型大批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

00.12451000.0170.34端面）1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（。

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 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 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：7mm 因此可以确定毛坯的尺寸（毛坯图）

（四）确立切削用量及基本工时

0.120100450.340.017外圆及其右端面。序一 以外圆为粗基准，粗车1.加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

0.045200加工要求：内孔为基准精车

机床：CA6140车床。刀具：YG6 确定加工时间：

刀号YG6 查手册

余量为0.6mm

ap0.60.3mmv90m/min

2取f=0.56mm/r c100090640r/min3.1445n=

根据CA6140 选nc710r/min

vcDnc1000实际切削速度

3.144.5710100m/min1000

tm419330.21min7100.56

五．夹具设计：(一)问题的提出

为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

定位误差分析： 1． 定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即200.045

2． 由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为0.4m，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为1.6m

3．钻削力的计算：

0px419DS0.8kp

刀具选用高速钢材料

查《机床夹具设计手册》表1-2-8

HBkp1900.62001900.61.03

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

4． 夹紧力计算：

查《机床夹具设计手册》由表1-2-23 可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0 查表1-2-21：d

10mm

p1.2

5rz4.594

2°29′ ,选用梯形螺纹有利于自锁28°50′

25401120N4.594tg11 w025L,tg12tg2由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力w0w所以夹具设计符合要 求

(二)夹具设计 1定位基准选择

由于槽的宽度有公差要求,因此应以右端面为主要定位基准.由于铸件的公差要求较大,利用轴孔的中心轴作为辅助定位基准时,另外为了防止工件转动，为限制次自由度，应该以健限制工件旋转，另辅助一左端面为辅助定位，防止工件左右移动，因此为了满足这些定位要求，设计压板结构，既可以满足轴向力的要求，又可方便工件的装夹。.2.切削力及夹紧力计算

略

3.定位误差分析

夹具的主要定位元件为22孔的定位销

基准移位误差y，由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便，孔与轴间还有最小间隙Xmin(此间隙同在调刀储存及对刀时消除)y故DmaxdminDmindmaxDd0.280.0230.10152222

满足自由公差要求。4钻床夹具的装配图见附图

六、设计感想与体会：课程设计就是一个团队合作的过程。看着眼前的手工图纸、CAD图和设计计算的手稿，设计过程一幕幕浮现在眼前。设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是两年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得很好，但是都是理论的东西，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。

在这次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧

参考资料：

《机床夹具设计手册》

《机械制造工艺学课程设计指导书》

《切削用量简明手册》

《机械加工工艺手册》 《机械制造技术基础》 《机械精度设计基础》

第二篇：课程设计之法兰盘夹具设计

毕 业 设 计

设计题目 设计法兰盘零件的加工工艺

及钻7-Φ9孔的钻床夹具

班 级 检测121 设计人员 曾雄、张纯、张子扬、朱雄波 指导老师 蒋帅

完成日期 2014 年 12 月 20 日

目 录

设计任务书 …............................................................................1 毕业设计说明书正文…..............................................................2

一、序言..............................................1 1.1 夹具的现状及生产对其提出新的要求..............1 1.2 现代夹具的发展方向............................2

二、零件的分析........................................4 2.1零件的作用.....................................4 2.2零件的工艺分析.................................4

三、工艺规程设计......................................5 3.1 确定毛坯的制造形式............................5 3.2 基面的选择....................................5 3.3 制定工艺路线..................................6 3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定........9 3.5 确定切削用量及基本尺寸.......................10

四、夹具设计.........................................12 4.1问题的提出....................................12 4.2定位基准的选择................................13 4.3切削力及夹紧力计算............................14 4.4定位误差分析..................................15 4.5夹具设计及操作简要说明........................16 总结.................................................19 致谢.................................................22 参考文献.............................................23

摘 要

本次设计了一套法兰盘的专用夹具设计。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析，对工序进行对比，通过选定某一工序设计专用夹具，选择定位基准、定位方法和定位元件，进行定位误差分析。在文档中第一部分，主要叙述了专用夹具设计基本要求和特点，对零件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对夹具设计，对夹具设计计算。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。

本次设计阐述了专用夹具结构设计及工作过程。本夹具性能可靠，运行平稳，提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。

关键字：夹具设计；基本要求；工艺分析；

一、序 言

夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。

1.1夹具的现状及生产对其提出新的要求

现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。

综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： 1.能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 2.能装夹一组相似性特征的工件 3.适用于精密加工的高精度的机床 4.适用于各种现代化制造技术的新型技术

5.采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率

1.2现代夹具的发展方向

现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面： 1.精密化

随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.2~0.5um。2.高效化

高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。3.柔性化

夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。4.标准化

夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

二、零 件 的 分 析

2.1零件的作用

题目所给定的零件是法兰盘，法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。零件上精度要求较高的两个平面用以装配。

图1

2.2零件的工艺分析

法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ38，Φ50，Φ62为中心 ,包括:两个左右端面,端面上面的7-Φ9和7-Φ15的阶梯孔.和M12孔和斜孔Φ6孔, 以及退刀槽。

这组加工表面是以右端面为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面.2.3工艺规程设计

2.1确定毛配的制造形式

零件材料为HT200，由于该零件是中批生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。

工艺路线方案

工序1 选择铸造毛坯 工序2 时效处理

工序3 夹工件左端面，Φ55*14外端圆，粗车右端面Φ87*42外圆端面，粗车右端面至72 工序4 夹工件右端面，Φ85*43外圆端面，粗车左端面外圆Φ52*13，粗车左端面至70 工序5 夹工件左外圆端面，加工内控，Φ35*22.5，粗车Φ48*47.5，粗车Φ60*38.5 工序6 夹工件左外圆端面，半精加工内孔Φ37*22.5，半精车Φ48*47.5半精车Φ61*38.5 工序7 夹工件左外圆端面，精加工内孔Φ38*22.5 精加工Φ50*47.5 精加工Φ62*38.5内孔

工序8 夹工件左外圆端面，倒Φ50*47.5处外圆角R=3，加工Φ62*38.5和Φ62*4两处内槽Φ65*3 工序9 半精车右端面外圆Φ86，精车至Φ85，精车右端面至Φ69.5 工序10 夹工件右端面，倒内孔Φ38圆角，半精车外圆Φ50.5*12.5精车至Φ50*12.5，精车右端面至69 工序11 半精车，精车3*1退刀槽 工序12 精钻7*Φ9内孔

工序13 在7*Φ9内孔基础上锪孔7*Φ15 工序14 钻M12螺纹孔 工序15 钻Φ6斜孔

工序16 精铣工件表面达尺寸要求 工序17 去毛刺 工序18 检验 工序19 入库

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.4kg，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序及毛坯尺寸如下：

“法兰盘”零件材料为HT200，硬度190HBS，毛坯重量约为2.8KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。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。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Φ45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，消除工件的六个自由度，达到完全定位。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。2.3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，可以考虑采用通用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。

三、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，本夹具将用于Z5125立钻床，设计在第10工序—钻4×φ9的孔的钻床夹具。此道工序主要考虑的是如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.1 问题的提出

本夹具主要用于钻7-Φ9孔，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。因为M12螺纹孔和Φ62K7中心孔有垂直度要求，因此我们要以已加工的Φ62K7孔为定位基准。采用盖板式钻模板加工，用固定套定位，另外用一挡销，即可实现完全定位。

4.2 定位基准的选择

拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。Φ62的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的Φ62孔和其端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，以两销和已加工好的Φ62孔及其端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。4.3切削力和夹紧力的计算

由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得： 钻削力 F26Df0.8HB0.6 式（5-2）

钻削力矩 T10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）

11式中：D9mm HBHBmaxHBmaxHBmin187187149174

f0.20mmr1代入公式（5-2）和（5-3）得

F26x9x0.200.8x1740.61863N

T10x919x0.200.8x1740.647127N.m

本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。

4.4定位误差分析

本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。夹具的主要定位元件为浮动支撑板和定位销。支撑板的定位表面与夹具体底面平行度误差不超过0.05；定位销选取标准件，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过0.05。夹具的主要定位元件为长定位销限制了4个自由度,另一端面限制1个自由度,绕轴线旋转方向的自由度无须限制。因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用标准件，故定位误差在此可忽略。

YzTDTd20.0140.0220.0340.070

式中 ——定位副间的最小配合间隙（mm）；

TD——工件圆孔直径公差（mm）；

Td——定

位

销

外

圆

直

径

公

差

（mm）。

定位销水平放置时定位分析图 图2 4.5钻削力的计算：

PX419DS0.8kp

刀具选用高速钢材料

查《机床夹具设计手册》表1-2-8 HBkp1900.62001900.61.03

D8.4、S10.25、S20.125

px1419DS0.8kp4198.40.250.81.031195.8Npx2419DS0.8kp41990.1250.81.03735.9N

在计算切削力时，要考虑安全系数，安全系数Ｋ＝K1K2K3K4 式中 K1——基本安全系数，K1=1.5 K2 —— 加工性质系数，K2=1.1 K3 —— 刀具钝化系数，K3=1.1 K4 —— 断续切削系数, K4=1.1 于是 F1=KPx1=1.5×1.1×1.1×1.1×1195.8N=2387N 4.6夹紧力计算：

气缸选用φ100mm,当压缩空气单位压力为p＝0.4MPa时，气缸推力为3900N。

因此N气已大于所需的2387N的夹紧力，故本夹具可安全工作。

4.7 夹具设计及操作简要说明

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了螺母夹紧方式。我们采用盖板式钻模板，本工序为钻切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。

图3 3.6夹具结构设计及操作简要说明

3.6.1 底座 底座使用HT200的铸造成型，进行时效处理，消除内应力，具有较好的抗压强度，刚度和抗振性。在四角有U型槽，与T型螺钉配合使用，将夹具固定在工作台上。

3.6.2 固定导向件

固定导向件由45钢的钢板和型材焊接而成，退后处理，保证尺寸的稳定性，且在装配后修正尺寸，保证夹具的精度。焊接件制造方便，生产周期短，成本低。

图4 3.6.3 钻套、衬套的选择

因为为中批量生产，为了便于更换磨损的钻套，所以选择使用标准可换

F7钻套，材料为T10A。查机械手册，钻套与衬套之间采用配合，衬套与钻模

m6H7之间采用配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能n6防止钻套加工时转动及退刀时脱出。

图5

3.6.4夹紧机构

夹紧使用气动推动移动轴，使工件上移，工件的φ90圆的上表面与导向件相接触，并夹紧。由于工件所需的夹紧力并不大，所以直接夹紧未采用其他的机构。

图6

如前所述，在设计夹具时，为了提高劳动生产效率，应首先着眼于机动夹紧方式。而且考虑到环保，所以选用气动源夹紧。气动反应速度快，环保，但工作压力小，所以气缸体积大。本工序为钻铰加工，由于夹紧方向为垂直向上，要克服零件和移动轴所受重力，可以在适当的提高压缩空气的工作压力（由0.4MPa增至0.5MPa）,以增加气缸推力。

装配图：

图7

夹具体：

图8

总 结

课程设计是综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。但是，高职学生的毕业设计不能完全等同于本科生，应密切与生产实际相结合，应与培养职业能力相结合，应体现职高的特点。通过本次持续三周的夹具设计，首先通过零件图来确定加工余量，会毛坯图，而后通过小组的合作分工计算切削余量，绘制工艺卡。通过绘制工艺卡片，确定每道工序的定位与夹紧方式，有老师分配任务进行夹具设计。整个过程中对以往所学的知识进行了回顾和复习，同时也是一种查缺补漏的巩固过程。通过老师的指导，对很多设计过程遇到的问题进行了解决，也学到很多知识，获益匪浅。

在指导教师李老师安排和精心指导下，这次毕业设计从确定设计课题、拟定设计方案、设计过程都按照工作计划进行。

第一，确定课程设计课题。

选好课程设计题目是实现毕业设计目标、保证毕业设计质量的前提，我们的毕业设计的课题取自企业生产实际。这个课题能较全面地应用学生所学专业知识或者将来工作所需的专业技术，达到综合运用的目的，既能够解决企业急需解决的生产技术问题，又能够培养学生的职业岗位能力，难度不是很大，符合我们高职专科生的专业理论知识水平和实际设计能力，工作量恰当，能够在规定时间内完成。

第二，确定产品设计方案。

明确课题的性质、意义、设计内容、设计要达到的技术经济指标和完成时间，并确定好正确合理的设计方案是完成设计任务的保证，指导教师、和同学一起参与设计方案的讨论，使我对设计方案心中有数。

第三，虚心求教，仔细认真地进行课程设计。

我们高职学生基础理论知识不够扎实，设计能力较差，为了使我们很快地进入工作状态，指导教师耐心向我们介绍机械产品设计方法、一般步骤和设计过程中应注意的事项。在设计中能主动请教指导老师，培养综合运用机械制图、工程材料与热处理、公差配合、计算机绘图、机械制造工艺等专业知识的能力，培养查阅技术资料和其它专业文献的能力。培养严谨的工作态度和踏实的工作作风。明确必须有高度责任心、严肃认真的工作习惯，才能做好设计工作，减少工作失误，避免给企业生产造成损失。充分发挥主观能动性，积极思考，大胆创新。

第四，完善设计 完整的设计包括设计图纸和设计说明书等技术文件。根据设计任务书要求，全面检查设计技术资料，按照指导教师的批改，认真修改图纸错误，认真修改设计说明书.应该说，在指导教师的认真指导下，我基本完成了这套夹具的设计工作，通过这次设计，学到了很多知识和技术。

致 谢

这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。

这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

参 考 文 献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月

第三篇：CA6140车床法兰盘夹具课程设计

题

目

设计”CA6140车床法兰盘831004”零件的机械加工工艺规则及工艺装备

内容： 1.零件图

2.毛坯图

3.机械加工工艺过程综合卡片

4.结构设计装配图

5.结构设计零件图

6.课程设计说明书

张 张

张 1张 1张 1张

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。

一、零件的分析

零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。

零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

0.0211.轴孔22以及与此孔相通的的花键。02.拨叉底面、上顶面、右端面；上顶面8mm槽及下底面18mm槽。

3.由上面分析可知，可以加工拨叉右端面；然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二.确定生产类型

已知此拨叉零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

三.确定毛坯 确定毛坯种类：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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。2 确定铸件加工余量及形状：

《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：（附毛坯图）3绘制铸件零件图：（附零件图）

四.工艺规程设计

(一)选择定位基准：

粗基准的选择：以零件的又端面为主要的定位基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的轴孔及花键为主要的定位精基准。

（二）制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。

1.工艺路线方案一

00.12工序一 车端面及外圆450.017，以1000.34为粗基准，选用CA6140机床 00.045工序二 以45通孔，先用钻16的钻头钻孔，0.017外圆面为基准，钻2000.045再铰孔达到20的尺寸 000.12工序三 以450.017外圆面为基准，粗车1000.34、90外圆，并导1.545，和145

0.12工序四。以1000.34外圆面为基准，并导745，和145

0.0450.120工序五 20内孔为基准精车10000.34左端面和90右端面和450.017保证跳动在0.03内,并车32槽

工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序七 以刚铣的平面定位，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻4的通孔,再圹孔到6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。

0.045工序九 以20孔为基准面,利用专用夹具,钻4个9孔。0工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度 2.工艺路线方案二

00.12工序一 车端面及外圆450.017，以1000.34为粗基准，选用CA6140机床 00.12工序二以45粗车1000.017外圆面为基准，0.34、90外圆，并导1.545，和145

00.045工序三以45通孔，先用钻16的钻头钻孔，0.017外圆面为基准，钻2000.045再铰孔达到20的尺寸 000.12以450.017外圆面为基准，粗车1000.34、90外圆，并导1.545，和145 0.12工序四。以1000.34外圆面为基准，并导745，和145

0.0450.120工序五 20内孔为基准精车10000.34左端面和90右端面和450.017保证跳动在0.03内,并车32槽

工序六 右端面和一圆面定位,利用两个端面夹紧,先铣粗糙度为3.2的一面。工序七 以刚铣的平面定位，利用两端面夹紧,铣另外一面保证尺寸为24 工序八 以一个铣好的面定位,再利用另外一个面夹紧,钻4的通孔,再圹孔到6孔,保证尺寸为L=7,再铰孔使其达到所要求的精度。0.045工序九 以20孔为基准面,利用专用夹具,钻4个9孔。0工序十 再用磨床磨外圆使其达到所要求的粗糙度

0虽然工序仍然是十步，多次加工450.017表面是精度要求和粗糙度的要求和有跳动的要求所以选择第一个方案

（三）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

”CA6140车床法兰盘”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.4kg，生产类型大批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

00.12100 1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（450.017，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 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 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：7mm 因此可以确定毛坯的尺寸（毛坯图）

（四）确立切削用量及基本工时

0.120序一 以1000.34外圆为粗基准，粗车450.017外圆及其右端面。

1.加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

0.045加工要求：20内孔为基准精车 0机床：CA6140车床。刀具：YG6 确定加工时间：

刀号YG6 查手册

余量为0.6mm 0.6

取f=0.56mm/r vc90m/min 0.3mm2100090n=640r/min 3.144ap根据CA6140 选nc710r/min

实际切削速度vctm

Dnc10003.144.5710100m/min

1000419330.21min

7100.56

五．夹具设计：

(一)问题的提出

为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

定位误差分析：

1． 定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即0200.045

2． 由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为0.4m，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为1.6m 3． 钻削力的计算：

px419DS0.8kp

刀具选用高速钢材料

查《机床夹具设计手册》表1-2-8

0.62000.6

HBk1.03 p190190

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

4． 夹紧力计算：

查《机床夹具设计手册》由表1-2-23 可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0

4查表1-2-21：d10mm

p1.2

5rz4.59

2°29′ ,8°50′ 选用梯形螺纹有利于自锁2

25L2540w0,1120N

tg12tg24.594tg11

由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力w0w所以夹具设计符合要 求

(二)夹具设计

1定位基准选择

由于槽的宽度有公差要求,因此应以右端面为主要定位基准.由于铸件的公差要求较大,利用轴孔的中心轴作为辅助定位基准时,另外为了防止工件转动，为限制次自由度，应该以健限制工件旋转，另辅助一左端面为辅助定位，防止工件左右移动，因此为了满足这些定位要求，设计压板结构，既可以满足轴向力的要求，又可方便工件的装夹。.2.切削力及夹紧力计算

略

3.定位误差分析

夹具的主要定位元件为22孔的定位销

基准移位误差y，由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便，孔与轴间还有最小间隙Xmin(此间隙同在调刀储存及对刀时消除)故yDmaxdminDmindmaxDd0.280.0230.10152222

满足自由公差要求。

4钻床夹具的装配图见附图

六、设计感想与体会：

课程设计就是一个团队合作的过程。看着眼前的手工图纸、CAD图和设计计算的手稿，设计过程一幕幕浮现在眼前。

设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是两年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得很好，但是都是理论的东西，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。

在这次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧。

参考资料：

《机床夹具设计手册》

《机械制造工艺学课程设计指导书》 《切削用量简明手册》 《机械加工工艺手册》 《机械制造技术基础》 《机械精度设计基础》

第四篇：CA6140法兰盘工艺及夹具课程设计说明书范文

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 俩端面； 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孔中心轴的跳动度为 ；（2）Ф90mm 右端面与 Ф45 mm孔中心轴线的跳动度为。

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。

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。1 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钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

(九)工序Ⅸ磨削Φ100的右端面，Φ90外圆及左右端面，Φ45外圆。

1(十)工序Ⅹ

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(七)工序Ⅶ 半精车Φ100外圆，Φ90外圆。半精车零件左端面。精车零件在端面。

(六)工序Ⅵ

精车Φ100外圆，并倒Φ100，Φ90的倒角。(八)工序Ⅷ粗铣

Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。(九)工序Ⅸ

钻 4—Φ9孔。(十)工序Ⅹ

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（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(3)计算基本工时： T=（L+L1+L2）/(f×n)=0.66min。2)扩Ф19.8 孔

dnww1000=18m/min

（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：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

vc扩=（1/2~1/3）

vcns1000vdw=93~140r/min 按机床选取n =136r/m,故v(3)计算基本工时： T=（L+L1+L2）/(f×n)其中L=91，L1=14,L2=2 3)铰Ф20

dnww1000=8.5m/min

=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。

（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cvd0zvTmv.axpfyv=7.9m/min ns1000vdww=125.8 r/min 按机床选取n =136 r/min 所以实际切削速度v(3)计算基本工时： dnww1000=8.54m/min 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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cvTmv.axpfyv=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cvTmv.axpfyv=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cvTmv.axpfyv=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cvTmv.axpfyv=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cvTmv.axpfyv=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50

k r'8o 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cvTmv.axpfyv=49.56 m/min n s1000vdw=149 r/min 按CA6140说明书，选择与149r/min相近似 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 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度

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cvTmv.axpfyv=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。

6（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cvTmv.axpfyv=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 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 的机床转由《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cvTmv.axpfyv=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 7(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cvTmv.axpfyv=103.071 m/min ns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cvTmv.axpfyv=103.071 m/min ns1000vdw=316.235 r/min 的机床转按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 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 8 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cvTmv.axpfyv=142.020 m/min ns1000vdw=452.292 r/min 的机床转按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 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cvTmv.axpfyv=142.020 m/min ns1000vdw=452.292 r/min 的机床转按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 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

oor015o，012oo，40~45o，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀

ood0100，L80，d40，r0152.切削用量选择：，012，30~35，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min(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f z=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。3）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,27 qvccvd0vtafazmpzexpyvuvpv=119.619m/min ns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fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,27 qvvccvd0up=160.952m/min ftaazmxppyvvzevns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fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,27 qvccvd0vptafauz=404.312m/min mxppyvvzevns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.10 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

vc(cvdTafm0pzvxvyv)kv，其中KV=1，11 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（2）加工Ф45外圆工序Ⅻ 抛光B面 工序ⅩⅢ

刻线、刻字 工序XIV 镀铬 工序XV 检测入库

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： 轴向力：F其中：t112LbzbK1000vffaarr=0.819min t2LbzbK1000vff=1.606min

zF.yF.(N)9.81cFd0fkFcF42.7

d04 f0.22

kF0.9（新的钻头）

zF1.0

yF0.8

则：F扭矩: 449.382N

zM.yM.M9.81cM.d0fkm其中：cM0.021

zM2.0

yM0.8

kM 0.87则：M0.884N*m

=3680（N）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W03）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。

第五篇：法兰盘夹具设计.（范文模版）

目录

一、序言.......................................................................................................................2

二、零件分析...............................................................................................................2

1零件的作用.........................................................................................................2 2零件的工艺分析.................................................................................................2

三、工艺规程设计.......................................................................................................3

1确定毛坯的制造形式.........................................................................................3 2基面的选择.........................................................................................................3 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确定各道工序的切削用量及基本工时.............................................................5

四、夹具的设计.........................................................................................................14 1问题的提出.......................................................................................................14 2夹具设计...........................................................................................................14 五、三维建模..............................................................................................................16

五、设计总结.............................................................................................................21

六、参考文献.............................................................................................................22

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一、序言

机械制造装备课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。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，它在我的大学生活中占有重要的地位。

通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：

1、能熟练运用机械制造课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，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。

2、提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。、学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

此次设计的是CA6140车床法兰盘及夹具设计。首先，对工件进行分析得出工艺路线；再着重进行夹具的设计，其中包括定位的设计、夹紧力的设计，夹紧和定位原件的选择。

由于能力所限，设计尚存在许多不足之处，恳请老师予以指教。

二、零件分析

1、零件的作用

题目所给的零件是法兰盘，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，靠该法兰盘定心。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。

2、零件的工艺分析

法兰盘零件，要求钻孔Ф6和Ф4，保证尺寸280.3，进行夹具设计，生产批量为中批量生产。以零件心轴和一端面定位，夹紧另外一端面。用快换钻套保证孔Ф6和Ф4的位置，即尺寸280.3。

三、工艺规程设计

1、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。

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。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择

按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准），现选择Φ45外表面B为粗基准，利用三爪自定心卡盘加持最右端外圆Φ45，并且使卡盘端面紧靠右端面，这样可以消除所有六个自由度，达到完全定位。

（2）精基准的选择。主要应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。

3、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中批生量生产的条件下，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。

工序2钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。工序3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。

工序4 半精车Ф90外圆及各端面，车槽3×2，R5的圆角。工序5半精车Φ100左右端面及外圆，精车Ф100的左端面。工序6粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。工序7钻 4×Φ9孔。工序8 钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

工序9磨削Φ100的右端面，Φ90外圆及左右端面，Φ45外圆。工序10 磨削外圆面 Φ100，Φ 90。

工序11刻字刻线。工序12镀铬。工序13 检测入库。

(2)工艺路线方案二

工序1钻、扩、铰Φ20的孔，以右端Φ45的外圆为粗基准。

工序2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

工序3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。工序4半精车Φ100外圆，Φ90外圆。工序5半精车零件左端面。

工序6精车Φ100外圆，并倒Φ100，Φ90的倒角。工序7精车零件右端面。

工序8粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。工序9 钻 4×Φ9孔。工序10钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

工序11磨削Φ90外圆及右侧Φ45外圆。工序12抛光B面。工序13刻字画线。工序14镀铬。工序15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。

4、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：

零件沿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；

5、确定各道工序的切削用量及基本工时

工序1 ：钻，扩，铰Ф20孔 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：Z3040型摇臂钻床(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 手册》取V =13m/min，vdwnw1000=18m/min。

车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明

1000vnsdw=230r/min，按机床选取n =238r/m,故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zvf=1.68由《切削用量简明手册》表

w2.30得

yvcdT.axf=7.9m/min，ns1000vd=125.8 r/min按机床选取nw =136 mvvcv0pr/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2 ：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5o 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

（1）粗车Ф100外圆

1）选择刀具：选择刀具1 1)确定背吃刀量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》vccvTm.axpfvyv=57.46 m/min，ns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

1）选择刀具：用刀具2 2）确定背吃刀量：粗车外圆ap=1.1mm。

3)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。

4)确定切削速度Vc：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvm/min

Tmv.axpyf=44

vns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。5)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：xfvcT.amvyvcvp=62.7 m/min。

ns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cTvmxvyv=40.602 m/min.apfns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cTvmxvyv=13.965 m/min，.apfns1000vd=46.815 r/min。按CA6140车床说

w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3粗车零件左右端面，并倒Ф20孔的倒角，零件右端45度倒角 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

0kr'8o '05o e0.51

(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Vc ：根据《切削用量简明手册》表1.27vccvTmv.axpfyv=49.56 m/min

ns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1.27m/min 1000vvccvTmv.axpfyv=14 ns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。

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= 0.674min

工序4半精车Ф100外圆、B面，Ф90外圆、Ф45外圆 机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r10 6 kr60

0o000s50 kr8o 5 'o0e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm。

(1)半精车Ф100外圆 用刀具1 1)确定背吃刀量：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Vc ：根据《切削用量简明手册》表1.27vccvTmv.axpfyv=103.071 m/min

ns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，yvcT.axf=103.071m/minn1000vd=353.719 r/min。按CA6140车床转速 mvvcvpsw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V：根据《切削用量手册》表1.27查取： yvcT.axf=103.071 m/minnmvvcvps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5 半精车零件左端面，即Ф100左端面 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，r10 06 kr60

o000s5 0 kr'8o 5 'o0e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm。

(1)半精车Ф100左端面

1)确定背吃刀量：半精车的余量为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cvTmv.axpyf=103.071 m/min。nvs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6 精车Ф100外圆，并倒Ф90，Ф100的倒角

1)确定背吃刀量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cvTmv.axpyf=142.020 m/minnvs1000vdw=452.292 r/min按CA6140车床转速的（《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 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7精车零件左端面，即Ф100左端面

1)确定背吃刀量：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，yvcT.axf=142.020 m/min，ns1000vmvvcvpd=452.292 r/min按CA6140车床转速

w（《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 机床转速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。的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8粗铣Ф90左右侧面，精铣Ф90右侧面 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d1000012，40，L80，d40，r15，o0oo~45oo，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀d30~35oo1000，L80，d40，r015，012，o，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min。(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fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度cv0vVc： 由《切削手册》表

sw3,27，yqpvcdtaxfauz=119.619m/minn1000vd=380.952r/min根据X61W机mpvvpzev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）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

fz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mm/z。

3,27，Vc ：由《切削手册》表vcdcvqv0ptaxfauzmpvyvpzev=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

fz=0.14-0.24mm/z,取

Vc:

fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度由《切削手册》表 3,27,vccvdq0vptaxfauzmpvyvpzev=404.312m/min,n1000vs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9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=84，T= 4x0.047min=0.188min。

工序10钻Ф 4mm孔，Ф铰6mm孔 机床选择：选用Z525型摇臂钻床。(1)钻Ф 4mm孔

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：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。

(3)确定切削速度：计算切削速度vc(cvdTafm0pzvxvyv其中KV=1，)kv，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11 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：加工Ф90外圆 圆

t12LbzbK1000vffar=0.819min，加工Ф45外t 12LbzbK1000vffar=1.606min。

工序12抛光B面 工序13刻线、刻字 工序14镀铬 工序15检测入库

四、夹具的设计 1问题的提出

本夹具用来钻Ф4和Ф6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，选用螺旋夹紧。

2、夹具设计

(1)定位和夹紧方案的选择：

由法兰盘零件的特征，采用一销一端面的定位方式，因此用一心轴和一端面的方式定位法兰盘，经过定位后的法兰盘已经限制了五个自由度，在零件的Ф100平面用螺旋夹紧方式夹紧。

（2）切削力及夹紧力计算 1)切削力的计算： 轴向力：其中：

zF.yF.(N)F9.81cFd0fkF。

cF42.7d0

4f0.22

kF0.9

zF1.0

yF0.8 则：F449.3N8 2扭矩:

zM.yM.M9.81cM.d0fkmM，其中：c0.021

zM2.0

yM0.8kM0.87

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。五、三维建模

4.1夹具体三维建 模的最后效果

4.2钻模板三维建模的最后效果

4.3定位套三维建模的最后效果

4.4加长快换钻套三维建模的最后效果

4.5支承钉三维建模的最后效果

4.6六角螺杆三维建模的最后效果

4.7夹具总装备三维建模的最后效果

4.8夹具总装备爆炸后三维建模的最后效果