法兰盘夹具设计说明书（小编整理）

第一篇：法兰盘夹具设计说明书

目录

一 序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 二 零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.1 零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.2 零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 三 工艺设计规程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.1 确定毛坯的制造形式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.2 基面的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 3.3 制定工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 四 夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 4.1 问题的提出„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 4.2 夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 五 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

夹具设计课程设计说明书

一、序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大学的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个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练习，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，对未来的工作发展打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计尚有不足之处，恳请各位老师给予指教。

二、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘（见附图1），法兰盘是车床上起联 接作用的重要零件。

（二）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Ø20 0-0.12

0

+0.045

为中心，包括

两个Ø100 0.34mm的端面，尺寸为Ø45-0.017mm的圆柱面，两个Ø90mm的端面及上面的4个Ø9mm的透孔，Ø45-0.6mm的外圆柱面及上面的Ø6mm的销孔，Ø90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。

这组加工表面是以Ø20 0

+0.045 0

为中心,其余加工面都与它有位置关系,所以应该先加工Ø20mm的孔，再加工Ø100 0.34mm的端面，然后再加工其他的端面和孔。

-0.12

郝志军：法兰盘夹具设计

三、工艺设计规程

（一）确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，年产量为1000件，为中批量生产，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。

（二）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Ø45mm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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

（三）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。一.工艺路线方案一

夹具设计课程设计说明书

工序 1 粗车、半精车、精车Ø100 0.34mm的端面；粗车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面；钻、扩、粗铰Ø20mm的孔；车Ø20mm内孔的倒角

工序 2 粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的端面；粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的外圆柱面；粗车、半精车、精车Ø90mm的端面；粗车Ø90mm的外圆柱面；车Ø20mm内孔的倒角；对Ø45mm的圆柱面倒角；车3×2的退刀槽

工序 3 半精车、精车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面，倒Ø45mm两端的过度圆弧；车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角

工序 4 粗铣、半精铣、精铣Ø90mm外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 5 钻Ø4mm孔，钻铰Ø6mm的销孔 工序 6 钻4-Ø9mm透孔

工序 7 磨Ø100mm、Ø45mm的外圆柱面

工序 8 磨Ø90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 9 抛光B面

工序 10 划线刻字

工序 11 Ø100mm外圆无光镀铬 工序 12 检查入库 二.工艺方案二

工序 1 粗车Ø100mm端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Ø 90mm的外圆柱面 工序 2 粗车Ø 45mm端面及外圆柱面，粗车Ø 90mm的端面 工序 3 钻、扩、粗绞Ø 20mm的孔

工序 4 粗铣Ø 90mm圆柱面上的两个平面

工序 5 半精车Ø 100mm的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Ø 90mm的外圆柱面，车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角，车Ø45两端过渡圆弧，车Ø 20mm孔的左端倒角

工序 6 半精车Ø 45mm的端面及外圆柱面，半精车Ø 90mm的端面，车3×2退刀槽，车Ø 45mm圆柱面两端的倒角，车Ø 20mm 内孔的右端倒角

工序 7 精车Ø 100mm的端面及外圆，精车B面

-0.12

0

0

-0.12

-0.12

郝志军：法兰盘夹具设计

工序 8 精车Ø 45mm的外圆，精车Ø 90mm的端面 工序 9 精绞Ø 20mm的孔

工序 10 精铣Ø 90mm圆柱面上的两个平面 工序 11 钻Ø 4mm孔，钻、绞Ø 6mm孔 工序 12 钻、绞 4-Ø 9mm的孔

工序 13 磨Ø 100mm、Ø 45mm的外圆柱面 工序 14 磨B面

工序 15 磨Ø 90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 16 刻线刻字 工序 17 镀铬 工序 18 检测入库 三.工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一 采用先车削端面并且钻孔，保证了孔和端面的精度，并且可以提高效率，而方案二采用两次车削端面，粗基准外圆柱面重复使用，不能保证精度，而且过程繁琐。因此选用方案一作为加工工艺方案。由于各端面及外圆柱面都与Ø20mm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Ø20mm孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下: 工序 1 粗车、半精车、精车Ø100 0.34mm的端面；粗车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面；钻、扩、粗铰Ø20mm的孔；车Ø20mm内孔的倒角

工序 2 粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的端面和外圆柱面；粗车、半精车、精车Ø90mm的端面；粗车Ø90mm的外圆柱面；车Ø20mm内孔的倒角；对Ø45mm的圆柱面倒角；车3×2的退刀槽

工序 3 半精车、精车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面，倒Ø45mm两端的过度圆弧；车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角

工序 4 粗铣、半精铣、精铣Ø90mm外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 5 钻Ø4mm孔，钻铰Ø6mm的销孔 工序 6 钻4-Ø9mm透孔

工序 7 磨Ø100mm、Ø45mm的外圆柱面

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0-0.12

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夹具设计课程设计说明书

工序 8 磨Ø90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 9 抛光B面

工序 10 划线刻字

工序 11 Ø100mm外圆无光镀铬 工序 12 检查入库

以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

四、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。经过与老师协商，决定设计第4道工序——铣削Ø90mm上的两个平面的卧式铣床夹 具。本夹具将用于X63卧式铣床。

（一）问题的提出

本夹具主要是来铣削Ø90mm法兰上的两个平面。在铣这两个平面时，只需考虑其与Ø20孔和Ø100端面的垂直。因为在加工完这两个平面后还要对其抛光。所以在本道工序中不仅要考虑提高劳动生产率，而且要考虑加工精度。

（二）夹具设计

1.定位基准的选择

工件以Ø100端面和Ø20 0

2.工件的夹紧

由于设计的是手动夹紧，一方面要考虑工件的安装与拆卸，另一方面还要实现夹紧力基本相同，所以考虑使用双压板夹紧。

铣床夹具装配图见附图附图2。

+0.045

孔为定位基准，在支承板和定位销上实现五点定位。

郝志军：法兰盘夹具设计

参考文献

[1] 黄健求.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，2005.[2] 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2006.[3] 周静卿，张淑娟，赵凤芹.机械制图与计算机绘图.北京：中国农业大学出版社，2005.[4] 侯书林，朱海.机械制造基础.北京：北京大学出版社，2006.[5] 李旦，邵向东，王杰.机床专用夹具图册.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.— 6 —

第二篇：法兰盘夹具设计说明书

法兰盘夹具设计

说明书

班级：

姓名：

题目：

设计法兰盘4*Φ9mm孔的夹具 任务：

（1）绘制零件图1张 A4纸

（2）绘制夹具零件图1张 A2纸

（3）课程设计说明书1份

原始资料：

该零件图样一张；材料为铸铁，产量为中批量生产。

分组要求：

全班同学共39人，分为10个小组，每组4名同学，每组同学在提供 备选题中选择一种零件。设计要求：

工艺规程可行，参数选择正确，设计计算准确，文字语句通顺，视图绘制规整。设计时间：

一周

零件图

目录

一 设计目的

二 加工工艺分析

三 定位方案和定位元件的设计

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

五 整体结构设计

六 确定夹具总图的技术要求

一 设计目的

1.通过完成支架通槽加工夹具的设计，将具有查找文献和标准的能力；且对机械生产实际中夹具的设计有进一步的了解和自身能力提高。

2.通过CAD画图，学生能够将以前的机械制图和专业知识有机结合，是一项综合能力的提升。

3.课程设计是在学完了机械制造装备设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造装备设计中的基本理论，并结合生产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（气门摇杆轴支座）的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技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。

二 加工工艺分析

基面的选择

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。

在本工序中除保证孔本身的尺寸精度和表面粗糙度要求外，还需要保证以下的位置精度：

左右Φ9孔圆心到圆柱的轴线的水平距离分别为12mm、20mm；

该工件刚度较好，4*Φ9孔的加工精度要求不高，且本工序前，工件上的各端面和各孔均已经过加工，故为定位基准的选择提供了有利条件。

三 定位方案和定位元件的设计

工件的定位必须解决两个问题：即根据加工技术要求限制工件的自由度；使定位误差控制在允许的范围内。1.工件的定位原理

在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工工艺基准问题，有时还绘制了工序简图。设计来具时原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准，均应符合六点定位原理。

六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。这里要清楚每个点都必须起到限制一个运动自由度的作用，而绝不能用一个以上的点来限制三个自由度。因此，这六个点绝不能随意布置。2.完全定位和不完全定位

根据工件加工表面的位置要求，有时需要将工件的六个自由度全部限制，称为完全定位。有时需要限制的自由度少于六个，称为不完全定位。

3.欠定位与过定位

根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，这就称为定位的正常情况，它可以是完全定位，也可以是不完全定位。根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制，称之为非正常情况，前者又称为欠定位，它不能保证位置精度，是绝对不允许的。后者称为过定位，加工中一般是不允许的，它不能保证正确的位置精度，但在特殊场合下，如果应用得当，过定位不仅是允许的，而且会成为对加工有利的因素。

定位误差分析

1）定位元件尺寸公差的确定

夹具的主要定位元件为短定位销。所以该定位销的尺寸公差现规定为本零件 在工作时相配的尺寸公差相同，所以定位误差为：

2）零件规定孔4×Φ9mm在轴线 68mm圆周上，左边孔距离轴线20mm，右边孔距离轴线12mm，已知孔位置主要由夹具体定位误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。

夹具体的制造误差为：对定位孔轴线平行度为：0.02，则夹具体与钻模板配合误差，则经过具体计算，故误差不超过允许误差。

3）夹具结构设计及操作简要说明

在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此，使用铰链式钻模，一次固定4个钻套，在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削重要生产的轴向力指向定位面，和夹紧力方向相同，所以夹紧力不直接对消切削力。但是切削力产生颠覆力矩，应该使夹紧力主法平衡。利用钻模板夹紧Φ90突台。

装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由短销定位，最后用定

位销定好位置把钻模板合上，把菱形螺母锁上。这样就可以钻削了。5.根据以上原则，工件的定位有下列两个方案。

第一方案：以Φ20孔和一端侧面为定位基准，以限制工件的自由度，在本工序前，该工件已经经过精加工，其平行度已经得到保证，优点是工件安装稳定，但结构复杂。

第二方案：以Φ20孔和销孔Φ4孔为定位基准，优点是工件安装稳定，结构简单。

从保证加工要求和夹具结构的复杂性两方面来分析比较，应以第一方案来设计定位装置。

为实现第一种定位方案，所使用的定位元件又有下列两种可能性： １）２）用心轴，支承板，此方案误差较大，不好操作。

用心轴，菱形销，此方案定位误差小，操作简单，故选此方案设计夹具。

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

1.夹紧的目的

工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用，会产生变形或位移，从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个重要的问题。

2.夹紧机构设计时，一般应满足以下主要原则

1）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。

2）夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。

3）使工件不产生过大的变形和表面损伤。

４）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧机构应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。５）夹紧机构操作必须安全、省力、方便，符合工人操作习惯。

６）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。

3.夹紧点选择的原则

1）尽可能使夹紧点和支承点对应，使夹紧力作用在支承上，这样会减少夹紧变形，凡有定位支承的地方，对应处都应选择为夹紧点并施以适当的夹紧力，以免在加工过程中工作离开定位元件。

２）夹紧点选择应尽量靠近加工表面，且选择在不致引起过大夹紧变形的位置。

４．对夹紧机构的设计要求

１）可浮动 ２）可联动 ３）可增力 ４）可自锁

根据以上原则和要求，应该使夹紧力落在刚性较好的部位，因该工件的刚性较好，且使用螺母拧紧。因此不需要另外施加夹紧力。

五 整体结构设计

一.1）钻床夹具结构的选择

在设计钻床夹具时，首先需要考虑的问题是根据工件的形状、尺寸、质量和加工要求、工件的生产批量、工厂的工艺装备技术状况等具体条件，来选定夹具的结构类型。然后再进一步解决保证和提高被加工孔的位置精度问题。

2）钻床夹具的特点和主要类型

各类钻床和组合机床邓设备上进行钻、扩、铰孔的夹具，统称为钻床夹具。由于在钻孔时不便于用试钻发法把刀具调整到规定的位置、采用划线加工则精度低，生产效率低，故当生产批量较大时，常使用专用钻床夹具（钻床夹具习惯是上称钻模）在钻床夹具上，一般都装有距定位元件一定距离的钻套，通过它引导刀具就可以保证被加工孔的坐标位置，并防止钻头在切入后的偏斜。

3)钻套和钻模板的设计

钻套的作用是确定被加工工件的位置，引导钻头、扩孔或绞刀并防止在加工过程中发生偏斜。钻模板与夹具体接连，它是保证钻床夹具精度的重要零件。按钻模板在夹具体上链接方式可以分为一下几种。

1.固定式钻模板 固定式钻模板靠螺钉和销钉固定在夹具体上，在装配后镗钻套底孔，保证钻套底孔的位置精度要求。因此，固定式钻模板精度高，但装卸工件不方便。

2.铰链式钻模板 钻模板采用铰链与夹具体链接，可以方便的打开，便于装卸工件、清理切削，对于钻孔后需要攻螺纹尤为合适。但钻套位置精度较低，结构也较复杂。

3.可卸式钻模板 可卸受的钻模板以俩孔在家具提上的组圆销和菱形销定位，并用铰链螺栓将模板和工件一起夹紧，加工完毕需将钻模板卸下工件。其工件原理与盖板式钻床夹具相似。使用这类钻米版时，装卸模板费时费力，钻套的位置精度较低，故一般多在其他形式的钻模板不便于装卸工件时采用，当工件有几个加工面时，为便于装卸工件，可将其中的一个或俩个工作面的钻模板做成可卸式的。

4.活动式钻模板

在一些情况下，钻模板往往不能像上述钻床夹具一样设置在夹具上，而是将它连接在主轴箱上，并随主轴箱而运动，这种钻模板称为活动钻模板。

5.二、由零件结构图（如下图）尺寸设计夹具各部件的结构尺寸

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。

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。

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钻套，材料

为T10A。查机械手册，钻套与衬套之间采用用H7n6F7m6配合，衬套与钻模之间采配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。

4）钻模板

5）开口垫圈的结构如图所示：

六 确定夹具总图的技术要求

１． 夹具总图上应标注的技术要求

１）２）３）夹具外形的最大轮廓尺寸

定位副的配合公差及定位支承间的位置精度

引导副的配合公差带、引导元件间的位置精度及其一个引导元件对定位元件的位置精度 ４）夹具（指定位元件）对机床装夹面间（即夹具安装面）的相互位置公差 ５）其他结合副的公差带及相互位置精度

２． 机床夹具技术要求允差值的确定

在确定时可分两种情况考虑： １）２）直接与工序位置精度有关的夹具公差 这种情况一般可按下列原则估算夹具公差：

夹具上的线性尺寸公差及角度公差Tj=(1/5——1/2)Tc。

夹具工作表面相互间的距离尺寸公差及相互位置公差Tj=(1/3——1/2)Tc；

当加工尺寸为未注公差尺寸时，夹具的线性尺寸公差取0.10mm。

３）与加工要求无直接关系的夹具公差

设计感想

通过这次夹具设计，我在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次法兰盘夹具设计，巩固与扩

充了法兰盘孔夹具设计等课程所学的内容，掌握气法兰盘孔夹具设计的方法和步骤，掌握法兰盘孔的夹具设计的基本模具，了解了夹具的基本结构，提高了绘图能力，熟悉了规范和标准，同时独立思考的能力也有了提高。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽容，学会了理解。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样.这次模具设计离不开老师的细心指导。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。

参考文献

【1】 李余庆，孟广耀.机械制造装备设计.机械工业出版社，第二版.——北京： 2008.【2】 王 栋，李大磊.机械制造工艺学课程设计指导书.机械工业出版社，——北京：2010.【3】 吴 拓，现代机床夹具设计.化学工业出版社.-——北京： 2009.

第三篇：!!!!!!!车床法兰盘夹具设计说明书

序 言

机械制造工艺学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，它在我们四年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： 能熟练运用机械制造工艺学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。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。

就我个人而言，我希望通过本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，为今后参加生产实践打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚存在许多不足之处，恳请各位老师予以指教。

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给的零件是法兰盘（见附图1），其为盘类零件，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。

（二）零件的工艺分析

法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1．以Φ80孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：Φ62±0.015孔及其倒角以及与其垂直的端面，Φ80h11外表面，两个M64×1.5的槽，Φ36 0成

120°的Φ16.5阶梯孔的两端面。

2．以A面为基准的加工表面

这一组加工表面包括：三个互成120°的ф16.5阶梯孔，一个侧面C,一个平面D。这两组表面之间有着一定的位置要求，主要是： Φ62±0.015孔对B端面的径向圆跳动公差为0.04mm。

由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专

+0.6

2孔以及与其垂直的端面，Φ52g6外表面B及退刀槽，三个互用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

材料为HT15-33。考虑到法兰主要承受静压力，因此选用铸件。

（二）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），孔Φ62±0.015与B端面有0.04mm的圆跳动公差要求，现选择Φ52g6外表面B为粗基准，利用三爪自定心卡盘加持外圆A，并且使卡盘端面紧靠A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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

（三）制订工艺路线

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保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，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Φ16.5端面，粗、精车外圆Φ80h11及车倒角，车两个槽Φ64，车外圆Φ52g6、退刀槽及倒角，车端面A。

工序2 扩孔Φ62±0.015，扩孔Φ36 0+0.62，绞孔Φ62±0.015，绞孔Φ36 0+0.62 工序3 车两个槽M64×1.5，车孔Φ62±0.015倒角。工序4 镗刀镗R3圆角 工序5 铣Φ80h11端面.工序6 钻三个孔Φ16.5，钻三个孔Φ11。工序7 拉槽6×6。

工序8 磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。工序9 铣侧面保证尺寸34.5mm 工序10 铣平面保证尺寸54mm 工序11 表面处理，检验入库。2．工艺路线方案二

工序1 粗车Φ80h11外圆柱面，车Φ120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ16.5端面及倒角，精车外圆Φ80h11，粗车Φ62±0.015孔，精车Φ62±0.015孔及倒角，车螺纹M64×1.5，车两个密封槽Φ64。

工序2 车Φ52g6端面，车端面A，车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ36 0+0.62，精车孔Φ36 0+0.62。

工序3 钻三个孔Φ16.5，钻三个孔Φ11。工序4 拉槽6×6。工序5 镗刀镗R3圆角 工序6 铣侧面保证尺寸34.5mm 工序7 铣平面保证尺寸54mm 工序8 磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。

工序9 表面处理，检验入库。

3．工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于：方案一选择对孔Φ36 0+0.62进行铸造然后在机加工（扩、绞），对Φ62±0.015孔采取先扩后绞。在加工过程中，要进行七次装夹，用五套夹具，共八道工序。方案二选择对孔Φ36 0+0.62进行先钻后车，对Φ62±0.015孔采取先粗车后精车。在加工过程中，要进行六次装夹，用五套夹具，共七道工序。相比之下，方案工序更为简单。在工序安排中，装夹次数越多，定位次数越多，造成的定位误差也就越大，而且所用工时会越多。而且方案一没能完成车螺纹M64×1.5工序。除此以外，方案二的1、2工序可合并为一个工序，两个方案都没有考虑到零件毛坯为铸件，因而在所有机加工之前，应先安排除砂工序。综合考虑以上各方面，对方案进行改进，改进后的具体工艺方案确定如下：

工序1 除砂。

工序2 粗车Φ80h11外圆柱面，车Φ120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ16.5端面及倒角，精车外圆Φ80h11，粗车Φ62±0.015孔，精车Φ62±0.015孔及倒角，车螺纹M64×1.5，车两个密封槽Φ64。（以Φ52g6外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面）

车Φ52g6端面，车端面A，车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ36 0+0.62，精车孔Φ36 0+0.62。（以Φ80h11外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面）

工序3 钻三个通孔Φ11，钻三个孔Φ16.5，惚沉头孔Φ16.5（以端面A为精基准，）工序4 拉槽6×6。工序5 镗刀镗R3圆角。工序6 铣侧面保证尺寸34.5mm 工序7 铣平面保证尺寸54mm 工序8 磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。工序9 表面处理，检验入库。

将以上内容一并填入工艺过程卡片，见附表1。

（四）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HT15-33，硬度为170-240HBS，毛坯的重量为2.5kg,生产类型为大批生产，采用铸件。

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

1．外圆表面（Φ80h11，Φ52g6，Φ120）

外圆Φ80h11，表面粗糙度要求1.6µm,公差等级为 6级，查《机械加工技术手册》（以下简称《手册》）表3-9（P87）采用先车（只能达7级精度），然后再磨（可达6级精度）。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm,精车双边余量为2Z=1mm，查《手册》15-13(P567),选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。

外圆Φ52g6，表面粗糙度要求为1.6µm，公差等级为 6级，查《手册》表3-9（P87）采用先车，然后再磨。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，精车双边余量为2Z=1mm，查《手册》15-13(P567),选用磨削的双边余量为2Z=0.4mm。

外圆ф120，选用粗车的双边余量为2Z=2mm。2．内孔表面（Φ62±0.015，Φ36 0

+0.62）

内孔Φ62±0.015，查《手册》表3-9（P87），采取先粗车再精车。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=2mm，查《手册》9-11(P401),选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。

内孔Φ36 0+0.62，查《手册》表3-5（P74），为9级公差要求，查《手册》表3-9（P87），采取先钻孔后精车。根据其尺寸，选用钻孔的双边余量为2Z=35.6mm，查《手册》9-11(P401),选用精车的双边余量为2Z=0.4mm。

3．外圆端面加工余量及公差（Φ80h11及Φ52m6端面）

外圆Φ80h11端面粗糙度要求为3.2µm，轴向无公差要求。查《手册》表3-13（P91），粗铣的表面粗糙度为3.2-6.3µm，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm.外圆Φ52g6端面粗糙度要求为6.3µm，轴向无公差要求。查《手册》表3-13（P91），粗车的表面粗糙度为3.2-6.3µm，可达要求，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm.4.Φ16.5端面

Φ16.5端面的粗糙度要求为3.2µm，轴向无公差要求。查《手册》表3-13（P91），粗车的表面粗糙度可达3.2µm，因而选用粗车即可。选用粗车的加工余量为Z=1mm.5．端面A 端面A粗糙度要求为1.6µm，轴向无公差要求。公差等级为 6级，查《手册》表3-9（P87）采用先车，然后再磨。根据其尺寸，选用粗车的余量为Z=1mm，精车余量为Z=0.5mm，查《手册》15-13(P567),选用磨削的余量为Z=0.2mm。

6.侧面C,平面D平面D距内孔Φ36中心的距离为54mm，无公差要求，表面粗糙度要求为6.3µm，计算得其需切削量为6±0.5mm，根据《手册》P480叙述，选用一次铣削成型。侧面C距内孔Φ36中心的距离为34.5-0.40-0.20，表面粗糙度要求为6.3µm，公差为200µm，查《机械制图》表8.5（P232），为12级公差要求，计算得其需切削量为26.5±0.5mm。根据《手册》P480叙述，选分四次铣削成型。

（五）确定切削用量及基本工时 工序Ⅰ：除砂

工序Ⅱ：粗、精车Φ80h11外圆柱面，车ф120外圆柱面，车Φ80h11端面及倒角，车Φ16.5端面及倒角，粗车Φ62±0.015孔，精车Φ62±0.015孔及倒角，车螺纹M64×1.5，车两个密封槽Φ64。（以Φ52g6外圆柱面为粗基准，采用三爪卡盘夹持Φ52g6外圆柱面）

车Φ52g6端面，车端面A，粗、精车Φ52g6外圆柱面、倒角及退刀槽，钻孔Φ36 0+0.62，精车孔Φ36 0+0.62。（以Φ80h11外圆柱面为精基准，采用三爪卡盘夹持Φ80h11外圆柱面）

工件材料：HT150，HB=150,金属模铸造。

加工要求：车外圆Φ80h11及车倒角，表面粗糙度要求为1.6µm，6级公差要求；车两个槽M64×1.5；车外圆Φ52g6、退刀槽及倒角，表面粗糙度要求为3.2µm，6级公差要求；车端面A，表面粗糙度要求为6.3µm。

机床：C620-1卧式车床。

刀具：YT15外圆车刀、YT15端面车刀、YT15内圆车刀、高速钢螺纹车刀，刀杆尺寸为16×25mm。切削用量：

1.粗车Φ80h11外圆柱面

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380），当刀杆尺寸为16mm×25mm，ap=1mm,工件直径为80mm时

f=0.8-1.2mm/r 取f=0.8mm/r 2）计算切削速度 根据《手册》表8-60（P381），切削速度的计算公式为（寿命选60T）

Vc=CV×KV/(Tapf)m/min 其中：CV=158, x=0.15, y=0.40, m=0.20。修正系数见《手册》表8-61至表8-69，即 KMv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97。

m

x

y2所以 vc=158×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/(60×1 =71.85(m/min)3)确定机床主轴转速

0.20.1

5×0.8

0.40)ns=1000vc/(πd)=1000×71.85/(3.14×80)=286(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(41+1)/286×0.8=0.18(min)2.精车外圆Φ80h11 1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.6mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=102m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×102/(3.14×80)=406(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/406×0.6=0.17(min)3.车Φ120外圆柱面

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=1.0mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=85m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×85/(3.14×120)=225(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225×1.0=0.07(min)4.车Φ80h11端面及倒角

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.8mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=105m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×80)=418(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/418×0.8=0.12(min)5.车Φ16.5端面及倒角 1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.4mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=35m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×16.5)=675(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(8.3+1)/675×0.4=0.04(min)6.粗车Φ62±0.015孔

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.6mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=106m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×106/(3.14×60)=560(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/560×0.6=0.13(min)7.精车Φ62±0.015孔及倒角

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.4(mm/r)2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=112(m/min)3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×112/(3.14×60)=590(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/590×0.4=0.18(min)8.车螺纹M64×1.5 采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时走刀次数为i=4;精车螺纹时，走刀次数为i=2.螺距 t=1.5mm,所以进给量f=1.5mm/r.1)切削速度 根据《手册》表8-60（P381）粗车螺纹时： vc=21m/min 精车螺纹时： vc=35m/min 2)确定机床主轴转速

粗车螺纹时：n1=1000vc/(πd)=1000×21/(3.14×64)=105(r/min)精车罗纹时：n2=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×64)=174(r/min)3)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

粗车螺纹时：t1=(l+y+△)×i/nf=(15+1)×4/(105×1.5)=0.41(min)精车螺纹时：t2=(l+y+△)×i/nf=(15+1)×2/(174×1.5)=0.12(min)9.车两个密封槽Φ64 1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.5mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=84m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×84/(3.14×64)=418(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=2×(l+y+△)/nf=2×(2+1)/418×0.5=0.03(min)10.车Φ52g6端面

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.5mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=90m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×90/(3.14×52)=551(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/551×0.5=0.04(min)11.车端面A 1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=1.0mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=82m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×82/(3.14×120)=218(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(35+1)/218×1.0=0.17(min)12.粗车Φ52g6外圆柱面

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.5mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=105m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×52)=643(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/643×0.5=0.04(min)13.精车Φ52g6外圆柱面倒角及退刀槽 1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.4mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=125m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×125/(3.14×52)=765(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765×0.4=0.04(min)14.钻孔Φ36 0+0.62

1）进给量 f=0.2mm/r(见《手册》表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min)(见《手册》表10-15（P437）3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×36)=350(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=22/(350×0.2)= 0.32(min)15.精车孔Φ36 0+0.62

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.3mm/r 2）切削速度 根据《手册》表8-60（P381）

vc=108m/min 3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×108/(3.14×36)=950(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/950×0.3=0.15(min)工序Ⅲ：钻三个通孔Φ11，钻三个孔Φ16.5，惚沉头孔Φ16.5 机床：摇臂钻床 刀具：高速钢钻头 切削用量：

1.钻三个通孔Φ11 刀具材料：高速钢。

1）进给量 f=0.2mm/r(见《手册》表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min)(见《手册》表10-15（P437）3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×11)=1150(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150×0.2)= 0.21(min)2.钻三个阶梯孔Φ16.5 刀具材料：高速钢。

1）进给量 f=0.2mm/r(见《手册》表10-15（P437）)2）切削速度 Vc=40(m/min)(见《手册》表10-15（P437）3)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×16.5)=770(r/min)4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=3×(l+y+△)/nf=5/(770×0.2)= 0.1(min)2.惚沉头孔Φ16.5 工序Ⅳ：拉槽6×6 机床：卧式拉床L6120 刀具：高速钢拉刀 切削用量：

1）进给量 f 根据《手册》表8-58（P380）

取f=0.02mm 2）切削速度 根据《手册》表12-8（P462）

vc=30m/min 3)确定机床行程数

ns=z/f=6.0/0.3=20 4)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=2×(l+△)× ns/(1000vc)=2×30×20/30=(min)

工序Ⅴ：用镗刀镗R3圆角，选刀具半径为3mm，机床为T740金刚镗床f=0.2mm/r,切削速度则V=100m/min则nω=1000V/πd=(1000×100)/π58=584r/min Tm=(l+l1)/(nωf)=(2π×16+2)/(584×0.2)=0.19min 工序Ⅵ：铣平面保证尺寸54 机床：立式铣床X51 刀具：镶齿三面刃铣刀（高速钢）切削用量：

1）进给量 f=2.0mm/r(见《手册》表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min)(见《手册》表13-12（P484）3）切削深度 ap=6mm(见《手册》P480叙述）4)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min)5)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=(l+y+△)/nf=48/(65×2.0)=0.37(min)工序Ⅶ：铣侧面保证尺寸34。5

1）进给量 f=2.0mm/r(见《手册》表13-8（P481）)2）切削速度 Vc=20(m/min)(见《手册》表13-12（P484）

3）切削深度 由于该工序余量较大（26.5±0.5mm），所以分四次铣削成型。根据《手册》P480叙述，通常铸铁件铣削深度为5-7mm,所以，前三次选用ap=7mm，第四次选用ap=5.5mm。

4)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min)5)切削工时 根据《手册》表8-56（P379）

tm=4×(l+y+△)/nf=100×4/(65×2.0)= 3.08(min)工序Ⅷ：磨外圆Φ80h11，磨外圆Φ52g6。机床：外圆磨床M1412 刀具：根据表15-2至15-7，选用WA46KV6P200×32×125型砂轮。

其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为200×32×125(D×B×D)。

切削用量： 1.磨外圆Φ80h11 1）工件速度 VW=25m/min 见《手册》表15-12（P566）2)进给量 轴向fa=2.0mm/min 径向fr= 0.015mm/双行程(见《手册》表13-8（P480）)3）切削深度 ap=0.03mm 4)砂轮速度 v=35m/min 5)确定机床主轴转速 ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×200)=57(r/min)6）加工工时

tm=2LZbK/1000fafr

式中，L—加工长度，40mm;Zb—单面加工余量，0.2mm;K—系数，1.10；

fa—工作台轴向移动速度；

fr—工作台往返一次砂轮径向进给量。

tm=2×40×0.2×1.1/（1000×2.0×0.015）=0.60（min）

2.磨外圆Φ52g6 1）工件速度 VW=25m/min 见《手册》表15-12（P566）2)进给量 轴向fa=2.0mm/min 径向fr= 0.015mm/双行程(见《手册》表13-8（P480）)3）切削深度 ap=0.03mm 4)砂轮速度 v=35m/min 5)确定机床主轴转速

ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×200)=57(r/min)6）加工工时

tm=2LZbK/1000fafr

=2×10×0.2×1.1/（1000×2.0×0.015）=0.15（min）工序Ⅸ：表面处理，检验入库。

最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工序卡片，见附表2-6。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，需要设计通用夹具。经过与老师协商，决定设计第七道工序——铣侧面保证尺寸34.5mm夹具，本夹具将用于X51立式铣床。刀具为高速钢镶齿三面刃铣刀。3.1 问题的提出

在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。

3.2 卡具设计

1． 定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择端面，侧面为基准（自由度限制数为3个），配合以两个菱形销（自由度限制数为3个）。

2． 切削力和卡紧力计算

本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。修正系数查《机械加工工艺手册》 KF=kM=(轴向力

FiCFdMf0210190)0.6=1.062 fyMkF588.60.0071.00.220.81.0625.259N

扭矩

McCMd0zMfyMkM225.630.0072.00.220.81.0625.694106N.m由矩很小，计算时可忽略。

验算螺栓强度： ns1.3F179.94MPa

d2c45钢的强度为450MPa 强度满足

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3.3 定位误差分析

本工序采用侧面夹紧，使用端面，两菱形销定位，而工件自重会始终靠近凸台，当然工件有一定的误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。

钻套选用快换钻套 Φ13mm。偏差为130.016mm 菱形销选用13。偏差为130.012。销钉孔选用Φ10H7。偏差为100

0.0180.0240.040mm 3.4 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳 动生产率和降低生产成本。尽管采用机动夹紧能提高夹紧速度，这样还可以使得制造夹具的制造工艺简单省事。由于选择的定位基准为零件的底面和轴孔，所以可以使用凸台和菱形销配合定位。

此外，由于本零件是中批生产，随着加工零件个数的增加，夹具磨损也将增大，这将导致零件加工误差的增大，废品率升高，间接地增加了生产成本。为了解决这个问题，在设计时，采用双压板机构可以防止这个问题，延长了夹具的使用寿命。

四.总 结

为期二周的机械制造工艺学课程设计即将结束了，二周是时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这二周的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们的毕业设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

最后，衷心的感谢王彤老师的精心指导和悉心帮助，使我顺利的完成此次设计。谢谢！！五.参 考 文 献

【1】赵家齐主编．机械制造工艺学课程设计指导书．机械工业出版社，1997 【2】王绍俊主编．机械制造工艺设计手册．机械工业出版社，1985 【3】《金属机械加工工艺人员手册》修订组编．金属机械加工工艺人员手册．上海科学技术出版社，1983 【4】上海柴油机厂工艺设备研究所编．金属切削机床夹具设计手册．机械工业出版社．1984 【5】南京市机械研究所主．金属切削机床夹具图册．机械工业出版社 【6】吕周堂、陈晓光主编．互换性与技术基础．中国科学技术出版社

第四篇：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

0

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

第五篇：法兰盘零件钻床夹具设计说明书 (10)

机械制造加工工艺课程设计

机电及自动化学院

机械夹具课程设计

设计题目：法兰盘零件钻床夹具设计

专 业：08机械电子

学 号：0811116044 姓 名： 指导老师：

2011年12月19日至2012年1月8日

机械制造加工工艺课程设计

前 言

工装夹具就是用夹具将需要加工的零件准确定位和可靠夹紧，便于工序的快速顺利进行并且保证要加工零件的结构精度方面要求的工艺装备。工装夹具对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。

工装夹具的主要作用有以下几个方面：

（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。（2）有效的防止和减轻了零件变形。

（3）使工件处于最佳的加工部位，工艺缺陷明显降低，加工速度得以提高。（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。

工装夹具中用于钻孔、扩孔、锪孔及攻丝的钻床夹具，它习惯称为钻模。使用钻模加工时，是通过钻套引导刀具进行加工。钻模主要用于加工中等精度、尺寸较小的孔或孔系。使用钻模可以提高孔及孔系间的位置精度，又有利于提高空的形状和尺寸精度，同时还可以节省划线找正的辅助时间，其结构简单、制造方便，因此钻模在批量生产中得到广泛的应用。

机械制造加工工艺课程设计

目 录

前言 2

一、夹具设计任务及要求

1.1法兰盘零件图 4 1.2法兰盘的重点技术要求分析 4

二、法兰盘零件钻3xφ11mm通孔、锪3xφ16.5mm沉孔加工工序夹具设计方案的确定

1、基准面的选择（夹具体方式的确定）5

2、定位原理及定位方案的选择及实现 5

3、夹紧方式及元器件的选择 6

4、夹具总装结构 7

三、定位误差及夹紧分析与计算 7

1、定位误差计算 8

2、钻削力及夹紧力的计算 9

四、夹具工作原理(操作)简介 10

五、参考文献 10

六、附件

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法兰盘零件钻3xφ11mm通孔、锪3xφ16.5mm沉孔的夹具设计

一、夹具设计任务及要求

1.1 法兰盘零件图

由零件图可知，其材料为HT150，该材料为灰铸铁。加工通孔的直径为 φ11mm，选用麻花钻d1=φ11mm，材料为高速钢。加工锪孔的直径为φ16.5mm，深度为10mm，选用锪钻d2=φ16.5mm，材料为高速钢。所用机床为立式钻床Z525。法兰盘零件图如下：

1.2 法兰盘零件的重点技术要求分析

1.公差要求

（1）3xφ11mm通孔、3xφ16.5mm沉孔均布在中心孔轴线同心圆φ98mm上；

0.2（2）有一个φ11mm通孔正对与中心轴距离34.50.4mm的面。

2.精度及批量分析

（1）本工序有一定位置精度要求，属于批量生产，使用夹具加工是适当的。

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（2）考虑到生产批量不是很大，因而夹具结构应尽可能的简单，以减少夹具的制造成本。

二、夹具设计方案的确定

2.1基准面的选择（夹具体方式的确定）

夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。

① 具有足够的强度和刚度。

② 结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。③ 安装稳定牢靠。

④ 结构的工艺性好，便于制造、装配和检验 ⑤ 尺寸要稳定且具有一定精度。⑥ 清理方便。

2.2 定位原理及定位方案的选择及实现

1.工件的定位原理

自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。2.定位方案的选择

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0.2方案一：以φ52g6外圆端面、φ3600.02的内孔和距中心轴34.50.4mm的面定位，限制六个自由度，为完全定位。

0.2 方案二：以φ52g6外圆端面、距中心轴34.50.4mm的面和距中心轴54mm的面定位，限制六个自由度，为完全定位。

比较两种方案，方案二装夹方便，但不符合基准重合原则，定位误差大。而方案一使通孔和沉孔的定位误差为零，且符合基准重合原则，夹紧力方向垂直主要定位面，也符合夹紧力确定原则。故方案一比方案二好。

2.3 夹具类型的选择

本工序钻通孔采用固定式钻模中的可翻转式钻模，并采用分度装置做到一次装夹，同时加工3个孔。

2.4 夹紧方式及元器件的选择

夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。

对夹紧机构的基本要求如下：

① 夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。

② 夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量 ③ 夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。④ 结构力求简单，便于制造和维修。为简化结构，确定采用螺栓夹紧。

2.5 夹具总装结构

根据被加工零件的结构特征，选择定位基准，实现六点定位原理,即以工件

机械制造加工工艺课程设计 的φ52g6外圆端面为定位基准面，约束了Y向的移动；X向的转动；Z向的转动3个自由度。φ36短定位销约束了Z向的移动；X向的移动2个自由度。浮动支承板约束了Y向的转动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。

夹具总装图

三、定位误差与夹紧分析及计算

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3.1 定位误差计算

考察工件上与使用夹具有关的工序尺寸及工序要求（即工序位置尺寸和位置要求）有：通孔及沉孔孔轴距离中心轴为49mm； 分析定位误差：

49mm尺寸的定位误差：

定位误差由两部分组成：定位基准与设计基准不重合产生的定位误差jb和定位副制造不准确产生的基准位移误差jw。

因为工件是以一面一销一浮动支承板定位，使孔的设计基准和定位基准重合，故jb0

现选取工件上中心孔与短定位销的配合均为H7/f6，则圆柱销的直径尺寸为0.0250Φ36mm,中心孔经加工后的尺寸为Φ360.0410.02mm。

jwOO1maxOO1min11(Dd)(0.0660.02)mm0.043mm 22所以dwjbjw(00.043)mm0.043mm

由于加工的尺寸为11mm和16.5mm，不要求公差等级，按IT12级公差计算，1查表得误差为0.18mm,只占公差的0.043/0.18=23.9%<。由于加工面的公差都没有要求，均按IT12的公差标准算，因此完全可以保证加工精度的要求。

3.2 钻削力及夹紧力的计算

①钻孔切削力：查《现代机床夹具设计》，得钻削力计算公式：

Ff419Df0.8Kp

式中 Ff ——— 钻削力

f

─── 每转进给量, 0.2mm

D ─── 麻花钻直径, 11mm HBKp——— 修正系数，Kp190所以 Ff419Df0.8Kp

419110.20.80.95

0.60.95

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419110.2760.951208.5N

钻孔的扭矩： T0.12D2f0.8Kp

式中 f

─── 每转进给量, 0.2mm

D ─── 麻花钻直径, 11mm HBKp——— 修正系数，Kp1900.60.95

T0.12D2f0.8Kp

0.121120.20.80.95 0.121210.2760.95

3.81Nm②锪孔切削力：查《现代机床夹具设计》，得钻削力计算公式：

Ff419Df0.8Kp

式中 Ff ——— 钻削力

f

─── 每转进给量, 0.15mm

D ─── 麻花钻直径, 16.5mm HBKp——— 修正系数，Kp190所以 Ff419Df0.8Kp

41916.50.150.80.95 41916.50.2190.951438.4N0.60.95

钻孔的扭矩： T0.12D2f0.8Kp

式中 f

─── 每转进给量, 0.15mm

D ─── 麻花钻直径, 16.5mm

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HBKp——— 修正系数，Kp1900.60.95

T0.12D2f0.8Kp

0.1216.520.150.80.95 0.12272.250.2190.95

6.80Nm

③钻孔夹紧力：

实际所需夹紧力：WkFfK 安全系数：

KK0K1K2K3K4K5K6

1.51.21.01.21.31.01.0

2.808

WkFfK

1438.42.808

4039.03N

查《现代机床夹具设计》，用扳手的M12六角螺母，螺距为1.75mm，手柄长度140mm，作用力70N，所产生的夹紧力为5380N>Wk，故该夹具加工安全。

四、夹具工作原理(操作)简介：

对此夹具各个零件的装配关系见夹具总装图，下面我们来分析与说明它的工件原理：心轴上的短销通过锁紧螺母上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接。工件装夹时，只要把钻模板上的菱形螺母转过90°，即可翻转钻模板，然后把压紧螺母松开，把开口垫圈抽出，即可把工件套上去。利用二面一孔进行定位，当工件套上去后，先插入开口垫圈，再拧紧压紧螺母进行夹紧。钻模板转回来后，菱形螺母反方向转90°，这时钻头在钻模套的引导下对待加工工件进行加工，并且在钻模套的作用下完成钻床对法兰盘的钻孔、锪孔工序。当完成一个位置的加工后，松开锁紧螺母，拔出定位销，转动分度盘，使工件进入下一个加工位，以此来完成一次装夹，钻三个均布的孔。

本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠开口垫圈和紧定螺栓的松紧即可轻松实现。

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五、参考文献

1、《机床夹具设计手册》 王光斗、王春福主编 上海科学技术出版社 1980年

2、《机床夹具设计》 林正焕、陈本通主编 国防工业出版社 1987年

3、《现代机床夹具设计》 吴拓主编 化学工业出版社 2009年

4、《机械制造技术基础》 卢秉恒主编 机械工业出版社 2009年

5、《互换性与测量技术基础》 李军主编 华中科技大学出版社 2007年

6、《机械制图》 大连理工大学工程画教研室编 高等教育出版社 2006年

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六、附件

夹具总装图1张、零件图5张