CA6410法兰盘夹具设计

CA6410法兰盘夹具设计
一、序言
机械制造技术基础课程设计是在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。

是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。

希望能通过这次课程设计对学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼他们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。

一、设计目的
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础课程后、进行了生产实习之后的下一个教学环节。

它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。

学生通过机械制造技术基础课程设计，应在下述各方面得到锻炼：
（1）能熟练运用制造技术基础课程中的基础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）提高结构设计能力。

学生通过设计夹具（或量具）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
合理而能保证加工质量的夹具的能力。

（3）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。

二、设计的要求
机械制造技术基础课程设计题目为：后罗拉过桥摇（零件的机械加工工艺规程及工艺类装备）。

生产纲领为大批量生产。

设计的要求包括以下几个部分：
零件图1张
毛坯图1张
机械加工工艺过程综合卡片1张
钻床夹具装配图1张
钻床零件图1张
课程设计说明书1份
三、设计的内容及步骤
设计的内容及步骤包括以下三部分：
1.零件的分析；
2.工艺规程设计；
3.夹具设计。

二.零件的分析
（一）零件的主要技术要求
法兰盘有两组加工表面，有一定的位置要求。

1.φ100左和φ90右端面有对轴的圆跳动度均为0.03
2.孔Φ20mm要求加工粗糙度为1.6，上下两面粗糙度为0.8。

3.工件材HT200，铸件。

（二）工艺分析
CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：1. 以φ45为中心的加工表面
的外轮廓，以及其这一组加工表面包括：φ100，φ90，φ450
0.6
-
左右端面，φ100左和φ90右端面与孔的中心线有位置要求，Φ45抛光。

这三个外轮廓都没有高的位置度要求。

2. 以φ20为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ2050.025.0+的孔，以及其左右两个端面。

这两组表面有一定的粗糙度要求。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

3.为了保证零件主要表面粗糙度的要求，避免加工时由于切削量较大引起工件变形或可能划伤已加工表面，故整个工艺过程分为粗加工和粗加工。

整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应该遵循“先面后孔”的加工原则。

三.工艺规程设计
第一节 确定毛坯的制造形式
一 选用材料：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，故选择铸件毛坯。

二 生产类型：考虑到汽车在运行中要经常加速及正，反向行驶，零件在工作中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。

第二节 基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的很重要的工作之一。

基面选择的正确合理，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，还会造成零件成批报废，使生产无法正常进行。

一、 粗基准的选择：
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

根据这个基准选择原则，现选取φ100021.00+的加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪限制5个自由度，通过尾座限制最后1个自由度，达到完全定位,然后
进行车削。

二、精基准的选择
精基准就是以加工过的表面进行定位的基准。

选择精基准的时候主要虑保证加工精度并且使工件装夹得方便、准确、可靠。

因此要遵循以下几个原则
1、基准重合的原则
2、基准不变的原则
3、互为基准，反复加工的原则
4、自为基准的原则
5、应能使工件装夹方便稳定可靠，夹具简单。

考虑以上原则和零件的尺寸和加工要求我选用底面为精基准，并采用一面两孔的形式定位，限制6个自由度为完全定位。

第三节制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用专用机床与专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

一、工艺方案（一）：
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。

方案一
工序1 钻，扩孔Φ20，倒角45°
工序2 粗车半精车两孔Φ20端面
工序3 粗车半车镗Φ100外轮廓，倒角45°
工序4 粗车半精车Φ90外轮廓，倒角45°
工序5 粗车半精车左Φ45圆柱侧面
工序6 粗车半精车右Φ45圆柱侧面
工序7 粗磨Φ45圆柱侧面
工序8 钻四个Φ9mm的孔
工序9 钻Φ4mm、扩铰孔Φ6mm
工序10 半精磨精磨粗车Φ45圆柱侧面
工序11 将B面抛光
工序1 2 Φ100mm外圆刻字
工序1 3 Φ100mm无光镀铬
工序1 4 检验
工序15 入库
方案二
工序1 粗车左边φ100，φ45，φ90外圆，粗车各端面，粗车φ90的倒角，φ100的倒角，镗φ18的孔
工序2 粗车右φ45的外圆，粗车3*2的槽，R5的圆角扩，铰φ20的孔
工序3 半精车左端φ100，左右端φ45外圆以及各端面3*2的槽，R5的圆角工序4 粗铣φ45右端面
工序5 粗，精铣φ100左端面
工序6 钻四个φ9
工序7 钻，铰左面F面上的台阶孔
工序8 钳工去毛刺
工序9 粗，精磨φ100，φ90，φ45的外圆。

工序10 B面抛光
工序11 φ100的左端面刻字
工序12 φ100的外圆无光渡铬
工序13 检验
工序14 入库
经过综合考虑CA6140车床的法兰盘工艺路线方案:
工序1 粗车左边φ100，φ45，φ90外圆，粗车各端面，粗车φ90的倒角，φ100的倒角，镗φ18的孔
工序2 粗车右φ45的外圆，粗车3*2的槽，R5的圆角扩，铰φ20的孔
工序3 半精车左端φ100，左右端φ45外圆以及各端面3*2的槽，R5的圆角工序4 粗铣φ45的右端面粗，精铣φ100左端面
工序5 钻四个φ9
工序6 钻，铰左面F面上的台阶孔
工序7 钳工去毛刺
工序8 粗，精磨φ100，φ90，φ45的外圆。

工序9 B面抛光
工序10 φ100的左端面刻字,φ100的外圆无光渡铬
工序11 检验
工序12 入库
本道工序主要用到一个专门夹具用来夹住左端φ100的圆盘但效率较高，而且位置精度较易保证。

工序安排使时间较为合理，设计基准和工艺基准重合。

第四节机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“法兰盘零件材料为HT200钢，硬度207~241HBS，毛坯重量约为2kg，生产类型为中批生产，毛坯采用铸造。

根据上述原始资料加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.端面的加工余量为3mm，查《机械制造工艺标准应用手册》（以下简称《工艺手册》）表4.3-38得。

3.内孔Φ0.045
20mm
毛坯为实心，不冲出孔。

两内孔精度要求界于IT-IT8之间，参照《工艺手册》表4.3-24 4.3-36
确定加工余量为：
钻孔：Φ15mm （钻孔的最大尺寸）
钻孔：Φ18mm 2Z=3mm
扩孔：Φ19.7mm 2Z=1.7mm
精镗：Φ19.9mm 2Z=0.2mm
20mm 2Z=0.1mm 细镗：Φ0.045
4. φ45mm外端面的加工余量
1）.按《工艺手册》表4.3-38，粗加工孔外端面的单边加工余量为3mm，取Z=3mm。

2）.磨削余量：单边0.2mm（《工艺手册》，磨削公差即零件公差-0.07mm。

3）.铣削余量：磨削的公称余量（单边）为：
Z=2.0-0.2=1.8（mm）
根据以上尺寸的公差和加工余量来确定此法兰盘的毛坯图。

第五节 确定切削用量及基本用时
工序1 粗车 半精车Φ100左端面，Φ100，Φ190，左Φ45外轮廓及
倒角
（1）确定车刀 90 45刀
（2）切削深度mm a p 2=现在全部切除
进给量根据表《机械加工工艺手册》表27-2选r mm f /8.0=
计算切削速度《机械加工工艺手册》表27-2min /6.1448
.026023545.015.02.0m f T Cr
V rv xv p m c =⨯==α （3）确定主轴转速 min)/(6.418110
6.14410001000r d V n w c s =⨯⨯==ππ 取n=480则实际切削速度为165.8r/min
（4）计算所需功率
主切削力F 2按《机械加工工艺手册》表27-14
主切削力22222nF nF xF V V C CF F ϕ
= 其中CF 2=650 XF 2=1.0 YF 2=0.75 nF 2=0.15
《机械加工工艺手册》表27-15
77.0)650
460()6506(75.0===F n mF p K 89.0=kr k 8.159589.077.08.1658.02265015.075.0=⨯⨯⨯⨯⨯=-c F
（5）切削时消耗功率P c 为
41.410
68.1658.1595106442=⨯⨯=⨯=C c V F P Kw
（6）检验机进给采流强度
y F 径向切削力按《机械加工工艺手册》表27-14
v nFy YFy XFy p Fy y kF V f a C F =
其中1950Fy C = 0.9Fy X = 0.6Fy Y = 0.3Fy n =-
1.354600.627650MF K ⎛⎫== ⎪⎝⎭ 0.5krF K =
则0.90.60.3195020.8165.80.6250.5215.4y F N -=⨯⨯⨯⨯⨯=
轴向切削力xFx Yfx nFx x Fx p F C a f V =
其中2880Fx C = 1.0Fx X = 0.5Fx y = 0.4Fx n =-
1.064600.708650650F n MF p K ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 1.17kr K =
0.50.4288020.8165.80.708 1.17549.6x F -=⨯⨯⨯⨯⨯=
联机床与导轨与床鞍之间的摩擦系数0.1μ= 则切削力在纵向进给方向进给机构的后则力为
()()549.60.1159.8215.4727.08x z y F F F F N μ=++=+⨯+=
（7）切削工时
1215200.04min 4800.8
f c c c t n ++++===⨯ 工序2 车右Φ45外圆及端面，3×2槽R5圆角
（1）确定车刀 ︒︒4590刀
（2）切削深度mm a p 2=现在全部切除
（3）进给量根据表《机械加工工艺手册》表27-2选r mm f /8.0= 计算切削速度《机械加工工艺手册》表27-2。