《机制工艺及夹具设计课程设计》指导书

《机制工艺及夹具设计课程设计》指导书

设计题目：设计“P46法兰盘（CA6140车床，831004）”零件的机械加工工艺规程及某一工序的专用夹具（生产纲领：中批）

设计要求：

零件图１张

毛坯图１张

机械加工工艺过程综合卡片１套

专用夹具装配图１张

夹具体零件图１张

课程设计说明书１份

目录

1.零件的分析 (1)

1.1零件的作用 (1)

1.2零件的工艺分析 (1)

2.工艺规程设计 (1)

2.1确定毛坯的制造形式 (1)

2.2基面的选择 (1)

2.3制定工艺路线 (2)

2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4)

2.5确定切削用量及基本工时 (7)

3.夹具设计 (25)

3.1问题的提出 (25)

3.2夹具设计 (25)

4.参考文献 (28)

1.零件的分析

1.1零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘，法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。

1.2零件的工艺分析

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Φ20+0.045

为中

心 ,包括:两个Φ100-0.12

0.34mm 的端面,尺寸为Φ450

-0.017mm 的圆柱面,两个Φ90mm 的端面及上面的4个Φ9mm 的透孔。Φ450

-0.6mm 的外圆柱面及上面的Φ6mm 的销孔,Φ90mm 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Φ20+0.045

mm 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工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，由于零件年产量为1000件，已达到中批生产的水平，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。

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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

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，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1)工艺路线方案一

工序 1 粗铣Φ20孔两端面

工序 2 钻、粗铰孔Φ20

工序 3 粗铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面

工序 4 精铣Φ20孔两端的端面

工序 5 精绞Φ20的孔

工序 6 粗车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，粗车B面与Φ90的右端面

工序 7 半精车Φ45、Φ90、Φ100的外圆，半精车B面与Φ90的

端面，对Φ100、Φ90、Φ45的圆柱面倒角，倒Φ45两端的过

度圆弧，车退刀槽，车Φ20内孔两端的倒角

工序 8 精车Φ100外圆面，精车B面，精车Φ90的右端面，精车Φ

45的圆柱面

工序 9 精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面

工序 10 钻4-Φ9透孔

工序 11 钻Φ4孔，钻铰Φ6的销孔工序 12 磨Φ45、Φ100的外

圆

工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面

工序 14 磨B面

工序 15 刻字划线

工序 16 Φ100外圆无光镀铬工序 17 检查入库

2）工艺路线方案二

工序 1 粗车Φ100mm端面，粗车Φ100mm外圆柱面，粗车B面，粗

车Φ90的外圆柱面

工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面

工序 3 钻粗绞Φ20的内孔

工序 4 半精车Φ100的端面及外圆面，半精车B面，半精车Φ90的

外圆柱面，对Φ100、Φ90的外圆柱面进行倒角，车Φ45两端

的过渡圆弧，车Φ20孔的左端倒角

工序 5 半精车Φ45的端面及外圆柱面，车Φ20孔的右端倒角，车

Φ45的倒角，车3*2的退刀槽

工序 6 精车Φ100的端面及外圆面，精车B面

工序 7 精车Φ45端面及外圆柱面

工序 8 精绞Φ20的孔

工序 9 钻4—Φ9透孔

工序 10 钻Φ4孔，钻绞Φ6孔

工序 11 铣Φ90圆柱面上的两个平面

工序 12 磨B面

工序 13 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面

工序 14 划线刻字

工序 15 Φ100外圆无光镀铬工序 16 检查

3）工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一采用同时铣削加工两个端面，可以提高效率，而方案二采用车削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首位，故选用方案二车削两端面。由于各端面及外圆柱面都与Φ20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Φ20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Φ100端面及外圆柱面,粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面

工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面

工序 3 钻、扩、粗铰Φ20的孔

工序 4 钻Φ4孔，再钻Φ6孔

工序 5 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90的倒角，车Φ45两端过渡圆弧，车

Φ20孔的左端倒角

工序 6 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的端面，车3*2 退刀槽，车Φ45的倒角，车Φ20内孔的右端倒角

工序 7 精车Φ100的端面及外圆，精车B面

工序 8 精车Φ45的外圆，精车Φ90的端面

工序 9 精绞Φ20的孔

工序 10 磨Φ100、Φ45的外圆柱面

工序 11 钻4—Φ9透孔

工序 12 铣Φ90mm圆柱面上的两个平面

工序 13 磨B面

工序 14 磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面

工序 15 划线刻字

工序 16 Φ100mm外圆无光镀铬

工序 17 检查

以上加工方案大致看来还是合理的.但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在工序Ⅳ钻Φ4mm孔，再钻

mm孔由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm圆柱面上的一个平面来定位,所Φ6+0.03

mm 以应把铣Φ90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻Φ4孔，再钻Φ6+0.03

孔工序前. 并且工序Ⅲ与工序V序可并为一个工序,否则就有点繁琐。

因此最后确定的加工工艺路线如下：

工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90的外圆柱面