法兰盘课程设计说明书

第一篇：法兰盘课程设计说明书

CA6140车床法兰盘课程设计说明书

机械制造技术基础

课 程 设 计 说 明 书

设计题目：设计CA6140法兰盘零件的机械加工

工艺规程及工艺装备(批量生产)

学 院 专 业 班 级 设 计 指导教师

2013年 7 月 16 日

目 录

机械制造工艺课程设计任务书..............................................Ⅱ 序言....................................................................Ⅲ

一、零件分析............................................................1

(一)零件的作用........................................................1

(二)零件的工艺分析....................................................1

二、工艺规程设计........................................................2

(一)确定毛坯的制造形式................................................2

(二)基面的选择........................................................2

(三)制定工艺路线......................................................3

(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定............................6

(五)确定切削用量及基本工时............................................7

三、夹具设计...........................................................28

(一)机床夹具在机械加工中的作用.......................................28

(二)定位误差分析.....................................................29

(三)切削力及夹紧力的计算.............................................29

(四)夹具设计及操作的简要说明.........................................30

(五)、夹具装配图设计..................................................31 总结...................................................................32 参考文献...............................................................33 附图(六幅)

I

机械制造工艺课程设计任务书

题目: 设计CA6140车床法兰盘零件的机械加工工艺规程(大批生产)

要求：

材料 HT200

：

1000.120..34外圆无光镀铬 刻字字形高5mm，刻线宽0.3mm，深0.5mm B面抛光

1. 零件图

1张 2. 毛坯图

1张

3. 机械加工工艺过程卡片

1张 4. 夹具装配图 1张

5. 夹具零件图 1～3张 6. 课程设计说明书 1份

专 业 班 级 学 生 指导教师

2013 年 7 月 8 日

II

内容

序言

机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、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：

1 能熟练运用机械制造工艺设计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。

3 加强使用软件及图表资料。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，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢。

III

一、零件的分析

(一) 零件的作用: CA6140卧式车床上的法兰盘，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。

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 Φ100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;外圆上钻有底部为4mm上部为6mm定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的49标明通过，本身没有受到多少力的作用。

(二) 零件的工艺分析：

CA6140车床法兰盘共有两组加工的表面。先分述如下：

0.0161.以200mm孔为精基准的加工表面。

0.0160.12这一组加工表面包括：一个200 的孔及其倒角;一个1000..34外圆及其倒角;04500.6外圆及其倒角;90外圆及其倒角;450.017外圆及其倒角;90两端面(分别距0.0450.12离200轴为24mm和34mm两端);1000..34左端面和Φ90右端面;49通孔。

2.以Φ90右端面为加工表面。

0.120这一组加工表面包括：1000..34右端面;Φ90左端面;450.017右端面;32退刀槽;0.03Φ4和60孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求：

0.120.045(1) 100轴形位公差0.03mm。 0..34左端面与2000.045(2) 90右端面与200轴形位公差0.03mm。

0.0450.03(3) 60孔轴线与90右端面位置公差0.6mm，同时与200轴线垂直相交，并

0.045且与90端洗平面(距离200轴线为24mm)垂直。

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。

零件图如下(附图1)：

1

图1

二、工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式：

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，是大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。

零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。

毛坯图如下(附图2)：

图2

(二)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。

(1)粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为

2

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互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则，现选取右边外圆45及90的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时削除 五个自由度，再以90的右端面定位可削除一个自由度。

0.120.0450对外圆 100(共两块V形块加紧，限制4个自由度，0..

34、450.6、90和200底面两块支撑板定位面限制1个自由度，使缺少定位，不过是可以靠两个V形块加紧力来约束Z轴的扭转力，然后进行钻削)的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。

0.0450.12(2)精基准的选择。以200为精基准加工表面。这一组加工表面包括：1000..340.03右端面;90左端面;450孔。因为主要应该考虑0.017右端面;32退刀槽;Φ4和60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

工序Ⅰ Φ100粗车左端面。粗车Φ90左侧面。粗车Φ100外圆。粗车左Φ45外圆。Φ100粗车右端面。

工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。粗车Φ90右侧面。粗车右Φ45外圆。粗车Φ90外圆。

0.045工序Ⅲ 钻、扩、粗铰、精铰200孔并车孔左端的倒角。

工序Ⅳ

0.120.1290左半精车 100右端面、 90左端面，精车 1000..34左、0..34左端面、

0.120.12090端面。半精车外圆450、 、、半精车柱体的过度倒圆。车100100450.60.60..340..34柱体上的倒角C1.5。

工序Ⅴ

半精车、精车90右端面。车槽3×2。倒角C7×45和C1×45。

0.12工序Ⅵ 精车1000..34左端面、90右端面

工序Ⅶ

粗铣、精铣90柱体的两侧面。

3

工序Ⅷ 钻Φ4孔，铰Φ6孔。 工序Ⅸ 钻 49孔。

0.12工序Ⅹ

磨削B面，即 外圆面、 1000..34右端面、 90左端面。 0.12工序Ⅺ

磨削外圆面 1000..34，90。

工序Ⅻ

磨削90突台距离轴线24mm的侧平面。 工序ⅩⅢ 刻字刻线。 工序XIV 镀铬。 工序XV 检测入库。 2.工艺路线方案二

0.12工序Ⅰ

粗车 1000..34柱体左端面。

工序Ⅱ 粗加工Φ20孔：钻中心孔Φ18，扩孔Φ19.8。

工序Ⅲ 粗车 100柱体右端面，粗车 90柱体左端面，半精车 100左、右端面、 90左端面，精车 100左端面、 90左端面，粗车外圆 45 、 100、 90，半精车外圆 45 、 90、 100、，车 100柱体的倒角，车 45 柱体的过度倒圆。

工序Ⅳ 粗车、半精车、精车 90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆 外圆及倒角。

工序Ⅴ 粗铰Φ19.94。精铰Φ20。

0.12工序Ⅵ 精车1000..34左端面、90右端面。

工序Ⅶ 铣Φ90上两平面

1、粗铣两端面。

2、精铣两端面。 工序Ⅷ 钻 Φ4孔，铰Φ6孔 工序Ⅸ 钻 4×Φ9透孔

工序Ⅹ 磨右Φ45外圆，外圆Φ100，外圆Φ90。磨B面，即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面

工序Ⅺ 磨Φ90上距轴心24平面 工序Ⅻ B面抛光 工序XIII 刻字刻线 工序XIV Φ100外圆镀铬 工序XV 检验入库 3. 工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原则来

0.045加工的，先粗加工半精加工精加工。给钻200孔确定基准，确保孔的行位公差，

4

0.0450.045不过一次性加工好200，同时零件200要求很高的，在后面的加工会对它的精度的0.120.045影响，并且100轴有一定位置公差，这样很难保证它0..34左端面和90右端面要与2000.045们的位置的准确性。而方案二是只给200钻孔保证底座平面度，不过钻头的下钻时不0.0450.12能准确定位，会影响200的位置公差，从而也影响后面加工的1000..34左端面和90右0.045端面的端面跳动。不过在方案二中200粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ19.94。

2、精0.120.12铰Φ20，放在精车100这样确保1000..34左端面、90右端面前面，0..34左端面和90右端0.045面要与200轴有一定位置公差。综合的方案如下：

工序Ⅰ Φ100粗车左端面。粗车Φ90左侧面。粗车Φ100外圆。粗车左Φ45外圆。Φ100粗车右端面。

工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。粗车Φ90右侧面。粗车右Φ45外圆。粗车Φ90外圆。 工序Ⅲ 钻中心孔Φ18。扩孔Φ19.8 工序Ⅳ 半精车Φ100左端面。半精车Φ90左侧面。半精车Φ100外圆。半精车左Φ45外圆。半精车Φ90外圆并倒角C1.5。车过渡圆角R5。半精车Φ100右侧面。倒角C1.5。

工序Ⅴ 半精车右Φ45。半精车Φ90右侧面。半精车右Φ45外圆、右端面。倒角C7。切槽3×2。

工序Ⅵ 粗铰Φ19.94。精铰Φ20。

工序Ⅶ 精车Φ100左端面。倒角1×1.5(Φ20)。精车Φ90右侧面。倒角1×1.5 工序Ⅷ 粗铣Φ90两端面。精铣两端面 工序Ⅸ 钻 Φ4孔，铰Φ6孔 工序Ⅹ 钻 4×Φ9透孔

工序Ⅺ 磨外圆Φ100，右Φ45外圆，外圆Φ90。磨B面，即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面

工序Ⅻ 磨Φ90上距轴心24mm平面 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻字刻线 工序XV 镀铬 工序XVI 检验入库。

总工艺方案的分析：本方案基本克服了一二方案的缺点，继承它们的优点。可以做到

0.045先粗加工半精加工精加工，200粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ19.94。

2、精0.120.1290铰Φ20，放在精车100左端面、右端面前面，这样确保1000..340..34左端面和90右

5

0.0450.045端面要与200轴有一定位置公差。可以确保200加工面精度。

(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坏尺寸的确定： “CA6140车床法兰盘”;零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.6kg，生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： 1. 车100外圆表面加工余量及公差。

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，取外圆表面长度余量均为2Z=6mm(均为双边加工)

车削加工余量为： 粗车: 2× 2.5mm 半精车: 2×0.3mm 精车 : 2×0.2mm

0.12公差：径向的偏差为0..34mm 产类型大批量，金属型铸造毛坯。

2.车 100、90、45端面和90、45外圆表面加工余量： 粗车 2× 2mm 半精车 2×0.3mm 精车 : 2×0.2mm 3.钻孔(20)

查《工艺手册》表2.2～2.5，先钻出来直径是18mm, 工序尺寸加工余量： 钻孔 18mm 扩孔 0.9mm 粗铰孔 0.07 mm 精铰 0.03mm

0.045公差：径向的偏差为0mm 4.钻孔(9)

一次性加工完成，加工余量为2Z=9mm 5.铣削加工余量：

0.045粗铣：9mm(离200中心轴为34 mm)

精铣：2 mm

6

0.045粗铣：18mm (离200中心轴为24 mm) 精铣：3 mm 其他尺寸直接铸造得到

由于本设计规定的零件为大批量生产，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。

(五)确定切屑用量及基本工时： 工序Ⅰ

1.粗车Ф100左端面 (1)选择刀具 选用93°偏头端面车刀，参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角为6°，主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角为-10°。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量ap 粗车的余量为2mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度6mm，所以一次走刀完成即ap=2mm。 (b)确定进给量f 查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度ap=2mm，则进给量为0.8~1.2mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-3查取横向进给量取f =0.92mm/r。

(c)选择磨钝标准及耐用度

根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后刀面最大磨损量为0.8~1.0mm。焊接车刀耐用度T=60min。

(d) 确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(180~199HBS)，ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.28，查得切削速度的修正系数为：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ = V×Ktv×Kkv×Kkrv×Kmv×Ksv×KTv =1.05×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =44m/min 其中：Ktv为刀具材料改变时切削速度的修正系数。

KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。

Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。

7

Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。

Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。 Ksv为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。

则： n = 1000V’/(ЛD)=140r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与140r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = 42.7m/min。

(e)校验机床功率

车削时功率P 可由《切削用量简明手册》表1.25查得：在上述各条件下切削功率P =1.7~2.0KW，取2.0KW。由于实际车削过程使用条件改变，根据《切削用量简明手册》表1.29-2，切削功率修正系数为：Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。

其中：Kkrfz为主偏角变化时切削力的修整系数。 Krofz为车刀前角变化时切削力的修整系数。 Kλsfz为刃倾角变化时切削力的修整系数。

Krζfz为车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。

则：修整后的

P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz = 1.55KW 根据C365L车床当n =136r/min时，车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P’

车削时的进给力Ff可由《切削用量手册》查表得Ff=1140N。由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》查得车削过程的修正系数：Kkrf=1.17, Krof=1.0,Kλsf =0.75,则: Ff =1140 ×1.17 ×1.0 ×0.75=1000N 根据C365L车床说明书(《切削用量简明手册》),进给机构的进给力Fmax=4100N(横向进给)因Ff

综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.92mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 (3)计算基本工时：

按《机械制造工艺设计简明手册》表7-1中公式计算：刀具行程长度L= (d-d1)/2+L1+L2+L3。

其中：L1为刀具切入长度。 L2为刀具切出长度。 L3为试切附加长度。

由于车削实际端面d1=0mm,L1=4mm,L2=2mm,L3=0mm，则：

L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 =(106-0)/2+4+2+0=59mm。

T= L×i /(f×n)

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=59×1÷(0.92×136)=0.47min (其中i为进给次数。) 2.粗车Ф90左端面

(1)选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量ap 粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即ap=2mm。 (b) 确定进给量f 查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25㎜^2 、工件直径90mm、切削深度ap =2mm，则进给量为0.6~0.8 mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-3查取横向进给量取f =0.73mm/r。 (c) 确定切削速度V：

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(180~199HBS)，ap=2mm，f =0.73mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量手册》表1.25，查得切削速度的修正系数为：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则：n =1000V’/ЛD=155r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与155r/min相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =38.4m/min。

综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.73 mm/r, n =136r/min, V =38.4m/min。 (3)计算基本工时：

L=(95-50)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1÷(0.73×136)=0.267min。

3.粗车Ф100外圆 (1)选择刀具：

90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角-10°，刀尖圆弧直径0.5mm。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆，加工余量为2.5mm(半径值)，一次走刀，则ap=2.5mm。 (b)确定进给量

由《切削用量简明手册》HT200，ap=2.5mm,工件直径为100mm，则f=0.8~1.2 mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.92 mm/r。 (c) 选择刀具磨钝标准及耐用度

由《切削用量手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0 mm，焊接耐用度

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T=60min。

(d) 确定切削速度V：

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.5mm、f =0.92mm/r、车刀为YG6硬质合金查得),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’=1.33×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=49.5 m/min 则：n = 157.6r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近 的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 57.5m/min。

综上，此工步的切削用量为：a =2.5mm，f =0.92 mm/r, n =183r/min, V =57.5m/min。 (3)计算基本工时：

T= (12+3+3+0)×1/(0.92×183)=0.107min。

4.粗车左端Ф45外圆

(1)选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆加工余量2mm(半径值)，一次走刀，ap=2mm.。 (b)确定进给量：

由《切削用量简明手册》材料HT200刀杆16×25㎜^2，工件直径50㎜，切深2mm,则 f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r. (c)确定切削速度V: 查《切削用量简明手册》，YG6硬质合金加工HT200(180-199HBS),ap=2mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数：

Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的：

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min 则：n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V机=45.5m/min. 综上：ap =2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。 (3)计算工时

T= (30+5+5+0) /(0.41×322)=0.303min. 5.粗车Ф 100右端面

(1)选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量ap:

粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =2mm。 (b)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ap =2mm，则进给量为0.8~1.2 mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-3查取横向进给量取f =0.92mm/r。 (c)确定切削速度V：

根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(180~199HBS)，ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.25，查得切削速度的修正系数为：

Ktv=KTv =1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则：n =140r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与140r/min相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =42.7m/min。

综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.92 mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。 (3)计算基本工时：

L=(101-46)/2+4+0+0=31.5mm T=31.5×1÷(0.92×136)=0.252min。

工序Ⅱ

1.粗车右边Φ45右端面

(1)选择刀具

与粗车Ф100左端面的刀具相同。 (2)确定切削用量： (a)确定背吃刀深度ap. 粗车加工余量为2mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成，则取ap=2mm。

(b)确定进给量f: 根据《切削用量手册》加工材料HT200车刀刀杆尺寸16×25㎜^2工件直径45mm，切削深度2mm，属<3mm，则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。 (c)确定切削速度V：

根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200，180—199HBS =2mm，f机=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变，各修正系数：

Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

11

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47r/min,按C365L车床转速(〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2)选择与350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min (3)计算基本工时

L =50/2+4+2=31mm,

T= 31×1/(0.41×322)=0.235min. 2.粗车Φ90右端面

(1)选择刀具：同上 (2)确定切削用量： (a)确定背吃刀深度ap. 粗车加工余量为2.0mm,可以一次走刀完成，则:ap=2.0mm。 (b)确定进给量f 根据《切削手册》切深ap=2.0mm,属于<3mm，则进给量f为0.6—0.8mm/r,再根据C365L及其〈机械工艺〉f=0.73mm/r. (c)确定切削速度V 直径￠90mm,ap=2mm,f=0.73mm/r查V=1.18m/s.修正系数： KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=1.0,Ksv=0.85，Kkv=1.0, 则Vc =1.18×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=43.93m/min, 则n =155.45r/min. 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与155.45r/min相近n=136r/min,则实际切削速度V=38.4m/min (3)计算基本工时：

L=(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn =[(95-50)/2+0+4+0=26.5mm

T=[(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn =[(95-46)/2+0+4+0]/(0.73×136)=0.267min. 3.粗车右端Ф45外圆

(1)选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆加工余量2.0mm(半径值)，一次走刀，ap=2.0mm.。 (b)确定进给量：

由《切削用量简明手册》材料HT200，工件直径50㎜，切深2.0mm,则 f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r. (c)确定切削速度V:查《切削用量简明手册》表12，YG6硬质合金加工HT200(180-199HBS),ap=2.5mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数：

Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则

修正后的

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min 则：n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V=45.5m/min. 综上：ap =2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。 (3)计算工时

T= (41+3+3+0) /0.41×322=0.356min 4.粗车Ф90外圆

(1)选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

粗车外圆，加工余量为2.0mm,一次走刀，则ap=2.0mm。 (b) 确定进给量

由《切削用量简明手册》HT200， ap=2.0mm,工件直径为90mm，则f=0.6~0.8mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.76mm/r。 (c) 确定切削速度V 根据《切削用量手册》表12查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.0mm、f =0.76mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=49.5m/min 则：n =1000×49.5/3.14×90=175.2r/min，按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 51.7m/min。

综上，此工步的切削用量为：a =2.0mm，f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。 (3)计算基本工时：

T= (9+3+3+0)×1/(0.76×183)=0.108min。

工序Ⅲ 1.钻Ф18孔

(1)机床选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用Z535立式钻床。

(2)刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用直径18mm高速钢标准锥柄麻花钻。

(3)切削用量选择：

查《切削用量简明手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f =0.72mm/r。查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min则n =371.36r/min 按机床选取n =400r/min,故V =3.14×18×400/1000=22.6m/min

(4)计算基本工时：

由《机械制造工艺设计简明手册》表7-5中公式得

T=(L+L1+L2)/(f×n)=(91+11+0)/(0.72×400)=0.3542min。

2.扩Ф19.8孔

(1)刀具选择：选用直径19.8mm高速钢标准锥柄扩孔钻。 (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》Z535立式钻床进给量取f =0.96mm/r。扩孔时的切削速度，由公式：V扩=(1/2~1/3)V钻

查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min V扩=(1/2~1/3)V钻=7～10.5m/min则：n=112.5~168.8r/min (3)计算基本工时：

T= (91+14+2)/(0.96×140)=0.871min。

工序Ⅳ

1.半精车Ф100左端面

(1)选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量： (a)确定背吃刀量：

半精车余量为z=0.3mm,可一次走刀完成，ap=0.3mm。 (b)确定进给量：

由《机械制造工艺设计简明手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.18~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度VC：

根据《切削用量简明手册》表1.11查得：V=2.13m/min(由180~199HBS、ap=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则：n = 252r/min，按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V = 3.14×100×238/1000=74.7m/min。

(3)计算基本工时：

L=(101-19.8)÷2+4+2+0=46.6mm

14 按机床选取n =140r/m,故V = 3.14×19.8×140/1000=8.7m/min

T= 46.6÷(0.24×238)=0.816min。

2.半精车Ф90左端面

(1)选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量： (a)确定背吃刀量：

加工余量为z=0.3mm, 一次走刀完成，ap=0.3mm。 (b)确定进给量：

由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度V：

根据《切削用量手册》表1.11查取：VC=2.02(由180~199HBS、asp=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ = 2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则：n = 266r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与266r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 3.14×90×322/1000=91.0m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =0.3mm，f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。

(3)计算基本工时：

L =(91-46)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。

3.半精车Ф100右端面

(1)选择刀具：与半精车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量： (a)确定背吃刀量：

加工余量为z=0.3mm,可一次走刀完成，ap=0.3mm。 (b)确定进给量：

由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.45mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修

正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则：n = 239r/min，按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与239r/min相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V =3.14×100×238/1000=74.7m/min。

(3)计算基本工时：

L=(100.4-45.1)/2+4+0+0=31.65mm T=L×i/(f×n)=31.65×1/(0.24×238)=0.554min。

4.半精车Ф100外圆

(1)选择刀具：

90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。

(2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

半精车外圆，加工余量为0.3mm(半径值),一次走刀，则asp=0.3mm。 (b)确定进给量

由《切削用量简明手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.1—2查取f =0.28mm/r。

(c)选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。 (d)确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则：n =1000×79.3/(3.14×100)=252.5r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252.5r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 101.1m/min。

综上，此工步的切削用量为：ap =0.3mm，f =0. 28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。

(3)计算基本工时：

T= (9.7+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.174min。 5.半精车左边Φ45 外圆

(1)选择刀具：用半精车￠100外圆车刀。

(2)确定切削用量 (a)确定背吃刀

半精车外圆双边加工余量为0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/2=0.3mm. (b) 确定进给量f 查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r. (c) 确定切削速度V 查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上：

Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min 则：n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min. 综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min. (3)计算工时

T= (30.3+5+5+0) ×1/(0.28×550)=0.262min. 6.半精车Ф90外圆

(1)选择刀具：与半精车Ф100外圆同一把。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量

半精车外圆，加工余量为0.6mm,一次走刀，则asp=0.6/2=0.3mm。 (b) 确定进给量

由《切削用量手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《简明手册》表4.1—2查取f =0.28mm/r。

(c) 确定切削速度V：

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。 则修正后的

V’=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则: n =1000×79.3/(3.14×90)=280.6r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与280r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 91m/min。

综上，此工步的切削用量为：ap=0.3mm，f =0.28mm/r, n =322r/min, V =91m/min。 (3)计算基本工时：

T= (9+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.166min。

其中L=9mm，L1=3mm，L2=3mm，L3=0mm，i=1 7.倒角(Ф90)

(1)选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带

倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。

(2)切削用量: 背吃刀量ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。

V =80m/min, n =1000×80/3.14×90=283r/min 按C365L说明书：n =238r/min, V =3.14×238×90/1000=67m/min (3) 基本工时：由工人操控，大约为0.03min。 8.倒角(Ф100)

(1)选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。

(2)切削用量: 背吃刀量ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。

V =80m/min, n =1000×80/3.14×100=254.7r/min 按C365L说明书：n =238r/min, V = 3.14×238×100/1000=74.7 m/min。 (3) 基本工时：由工人操控，大约为0.03min。 9.车过渡圆R5 (1)刀具选择

YG6硬质合金成形车刀R=5mm。 (2)确定切削用量

(a)确定背吃刀量：ap=z=5mm,一次走完成。 (b)确定进给量：手动进给。

(c)确定切削速度n=430r/mm V=60.76m/min (3)计算基本工时

T≦0.05min,即工人最慢加工速度。 工序Ⅴ

1.半精车右边Φ45右端面

(1)选择刀具

与半精车Ф100左端面的刀具相同。 (2)确定切削用量： (a)确定背吃刀深度ap. 半精车加工余量为0.3mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成，则取ap=0.3mm。

(b)确定进给量f: 根据《切削用量手册》加工材料HT200车，工件直径46mm，切削深度0.5mm，属<3mm，则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。

(c)确定切削速度V：

根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200，180—199HBS =0.5mm，f=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变，各修正系数：

Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47r/min,按C365L车床转速(〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2)选择与350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min (3)计算基本工时

L=(46-19.8)/2+4+2=19.1mm, T= 19.1×1/(0.41×322)=0.145min. 2.半精车Ф90右端面

(1)选择刀具：选用93°偏头端面车刀，参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角为6°，主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角为-10°。

(2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量

加工余量为z=0.3mm,可一次走刀完成，asp=0.3mm。 (b)确定进给量

由《机械制造工艺手册》表3.14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.1~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。

(c)确定切削速度V 根据《切削用量手册》表12查取：V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。 则修正后的

V’=2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=75.2m/min 则：n =266r/min,按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与266r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =91.0m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =0.3mm，f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。

(3)计算基本工时：

L=(90.4-45.4)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。

3.半精车右边Ф45外圆

选择刀具：用半精车￠90外圆车刀

(1)确定切削深度

半精车外圆，一次走刀，则ap=0.3mm。 (2)确定进给量

查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r. (3)确定切削速度V 查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上：

Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min, 则：n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min. 综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min. (4)计算基本工时：

T=(40.8+3+3+0)×1/(0.28×550) =0.304min。

4.倒角(Φ45 右侧)

(1)用端面车刀加工余量7mm，背吃刀量 ap=3.5mm,手动进给，两次走刀。 V给=60m/min,则：n给=424.6r/min,按取n =430r/min,则V=60.79m/min (2)计算基本工时：由工人操控，大约为0.10min 5.车3×2退刀槽

(1)选择刀具：选择90°切槽刀，车床C365L转塔式车床高210mm,故刀杆尺寸16×25mm,刀片厚度取3mm,选用YG6刀具材料，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°,后角8°，主偏角90°，副偏角3°，刀尖圆弧半径0.2--0.5取0.5mm,刃倾角0°。

(2)确定切削用量： (a)确定背吃刀深度 : ap=z=2.16mm,一次走刀完成。 (b) 确定进给量f: 根据《切削用量手册》切深为3mm,属于〈=3mm,f=0.4—0.5mm/r.按《机械制造工艺设计简明手册》中C365L车床取f=0.41mm/r. (c) 选择车刀磨钝标准及耐用度：根据《切削用量手册》表10，取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0mm,焊接刀耐用度T=60min。 (d) 确定切削速度V: 根据《切削用量手册》，YG6,180—199HBS, ap<=4mm,f=0.41mm/r,V=1.50m/s, 修正系数：

KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,Kkv=1.0 则Vc=1.50×60×1.0×0.89×0.85×0.73×1.0×1.0=49.7m/min, 则：n =351.6r/min,按C365L车床转速(见《机械制造工艺设计简明手册》表)选择与351.6相近的转速n=322r/min,则实际切削速度为V=45.52m/min,最后决定切削用量为 ap=3.6mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.52m/min.

(3)计算基本工时：

T= [(45-41)/2+4+0+0]/(0.41×322)=0.0454min 工序Ⅵ

1.粗铰Ф19.94 (1)刀具选择：

直径19.94mm高速钢锥柄几用铰刀。后刀面磨钝标准为0.4~0.6mm，耐用度T=60min (2)确定切削用量： 背吃刀量ap=0.07mm 查《切削用量简明手册》得：f=1.0~2.0mm/r，取f=1.60mm/r。

参看《机械制造工艺设计简明手册》表3-48V=6.37m/min则：n=1000×6.37/(3.14×19.94)=101.7r/min按机床选取n =140r/min则：V = 3.14×140×19.94/1000=8.788m/min (3)计算基本工时：

T= (91+14+2)/(1.60×140)=0.4777min。

2.精铰Ф20 (1)刀具选择： 直径20mm高速钢锥柄机用铰刀 (2)确定切削用量：

背吃刀量ap=0.03mm。切削速度与粗铰相同，故n =140r/mmin。 由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.22 mm/r

V= 3.14×140×20/1000=8.796r/min (3)计算基本工时：

T= (91+14+2)/(1.22×140)=0.626min 工序Ⅶ

1.精车Ф100左端面

(1)选择刀具：与半精车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量

加工余量为0.16mm，一次走刀完成，则ap=0.16mm。 (b)确定进给量

查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r (c) 确定切削速度V 查《切削用量手册》表1.11，取VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.16mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。

21

则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则：n = 1000×79.3÷(3.14×100)=252r/min，

按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =101.1m/min。

综上，此工步的切削用量为：ap =0.16mm，f =0.23mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。

(3)计算基本工时：

L=(100.4-20)/2+4+2+0=46.2mm. T= 46.2×1÷(0.23×322)=0.624min 2.精车Ф90右端面

(1)刀具选择：与半精车Ф100左端面同一把。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量

加工余量为0.16mm，一次走刀完成，则asp=0.16mm。 (b)确定进给量

查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r (c)确定切削速度V 查《切削用量手册》表12，取V=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.16mm、f =0.23mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：

Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的

V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min

n =280r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =91m/min。

综上，此工步的切削用量为：a =0.16mm，f =0.23mm/r, n =322r/min, V =91m/min。 (3)计算基本工时：

L=(90.4-45.4)÷2+4+0+0=26.5mm. T=26.5×1÷(0.23×322)=0.3578min 3.倒角(内孔左侧)

(1)刀具选择：用倒Ф100左端面的车刀。 (2)确定切削用量：

背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。 V=30m/min，a n =1000×30/(3.14×20)=477.7r/min由机床说明书，n =430r/min 则：V =3.14×430×20/1000=27.02m/min

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(3)计算基本工时：由工人操控，大约为0.03min. 4.倒角(内孔右侧)

(1)刀具选择：同上。 (2)确定切削用量

背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。 V=30m/min， 则：n =477.7r/min 由机床说明书，n=430r/min V’= 3.14×430×20/1000=27.02m/min (3)计算基本工时：由工人操控，大约为0.03min. 工序Ⅷ

1.粗铣Ф90两侧面

(1)刀具选择

根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1及铣刀样本手册，选锯片铣刀，外径160mm,内径32mm,B=3mm,Z=28mm (2)切削用量

ap=B=3mm，右边走刀6次，左边走刀3次。

(3)选X61W卧式铣床，使用专用夹具。由《切削手册》表3.5当机床功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁f=0.14-0.24mm/r,取f=0.14mm/r。

(4)选择铣刀磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》表3.7,铣刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm,由《切削用量手册》表3.8,铣刀直径d0=160mm,则硬质合金盘铣刀T=150min. (5)确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,13,当取Vc=130m/min时n =258.6r/min。根据X61W机床说明书(见《切削用量手册》表3.23)取主轴转速n机=255r/min.则实际切削速度为V =128m/min 当n=255r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度V=fm=f×z×n=0.14×28×255=999.6mm/min.由X61W机床说明书(见《切削用量手册》表3.23)取V=980mm/min (6)计算基本工时

L(距离24mm面)=72mm, L(距离34mm面)=54mm，

L1=[ap×(D-ap)]^0.5+(1~2) =[3×(160-3)]^0.5+2=23.7mm,

L2=2~5=5 T(距离24mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(72+23.7+5) ×6/980=0.6165 min T(距离34mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(54+23.7+5) ×3/980=0.2532min

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2.精铣两侧面

(1)工序要求

左边端面表面粗糙度Ra=3.2,选X63卧式铣床,使用专用夹具. 选择刀具:由《机械制造工艺设计简明手册》表5.45及铣刀杆手册,选两把高钢镶齿三面刃铣刀,铣刀外径d0=160mm,d=40mm,L=20mm,Z=22mm(由《切削用量手册》表4.1, 4.2) (2)确定铣削深度

由于左边余量为2mm,右边余量为3mm，所以左边二次走刀完成,右边三次走刀完成，则ap=1mm. (3)确定每齿进给量fz 由《切削用量手册》表3.3在X63铣床功率为10kw(《切削用量手册》表3.25),工艺系统刚性为低,用高速钢成形盘铣刀加工时,选每齿进给量fz=0.08mm/z (4)选铣刀磨钝标准及刀具耐用度

根据《切削手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,由《切削用量手册》表3.8铣刀直径d0=160mm,则T=150min (5)确定切削速度Vc 由《切削用量手册》表3.11,取Vc=30 m/min,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8, Vc =30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min 则：nc =43r/min 查X63机床说明书(见《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39)选取主轴转速n=47.5r/min.则实际切削速度为Vc’=23.87m/min,当n机=47.5r/min时,工作台每分进给量fm=Vf=fz×z×n=0.08×22×47.5=83.6mm/min 由X63机床说明书(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-40)选取铣床工作台进给量Vf =fm=75mm/min (6)计算基本工时：

L(距离24mm面)=76.13mm, L(距离34mm面)=58.96mm， L1=[1×(160-1)]^0.5+2=14.6mm,

L2=2~5=5 则：T(距离24mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(76.13+14.6+5) ×3/980=0.293 min T(距离34mm面)=(L+L1+L2) ×i/fm =(58.96+14.6+5) ×2/980=0.16min 工序Ⅸ 1.钻Ф4孔

选用Z35型摇臂钻床。 (1)刀具选择：

由《机械制造工艺设计简明手册》选用直径4mm高速钢标准锥柄麻花钻。 (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=0.20mm/r.由《切削用量手册》取V =21m/min,则n=1671.1r/min ,由Z35钻床取n =1700r/min，故VC = 21.36m/min.

24

(3)基本工时：

L1=(D-d1)/2×cotKr+(1~2)=3mm，

L2=2mm， L=12.5mm

则：T= (L+L1+L2)/(f×n)0.05147min 2. 铰Ф6孔 (1)刀具选择：

直径6mm高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6mm,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：

KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3 则：V = 8.9576m/min 得n =474.56r/min 取n =420 r/min 则：V =7.92 m/min (3)基本工时：

L1=13~15=14mm，L2=2~4=3 mm，L=7mm T=(L+L1+L2)/(f×n)=0.21978min 工序Ⅹ 1.钻4×Ф9 选用Z35型摇臂钻床 (1)刀具选择

选用直径9mm高速钢标准锥柄麻花钻。 (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 由钻床说明书，取n机=850r/min,故V=24.03 m/min (3)计算基本工时：

L1=8mm，L2=0mm，L=8mm T=4×(L+L1+L2)/(f×n)=0.188min 工序Ⅺ

选用M131W万能磨床,使用专用磨床夹具。 1.磨削Ф45外圆

(1)选择砂轮

查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：P平行砂轮，砂轮尺寸300×50×203，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查

25

《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。

(2)确定切削用量

砂轮速度n=2670r/min (查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm. 径向进给量

fr=2.58×10^(-3) ×d^0.3×K1×K2/(fa×v×T^0.5) = 2.58×10^(-3) ×45^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.052mm (3)计算基本工时

T=(Zb×A/ftm+K×t)×k =(0.04×1/0.052+1.1×0.16) ×0.8=0.7565min d-工件直径

K1-砂轮直径的修正系数 K2-工件材料的修正系数 v-工件速度

T-砂轮常用合理耐用度 2.磨削外圆Ф100 (1)选择砂轮

选用磨削Ф45外圆同一砂轮。 (2)确定切削用量

砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm. 径向进给量

fr=2.58×10^(-3) ×100^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.066mm (3)计算基本工时

T= (0.04×1/0.066+1.1×0.05) ×0.8=0.5288min Zb-单面加工余量 A-切入次数

ftm-切入法磨削进给量

K-考虑加工终了时的无火花光磨以及为消除加工面宏观几何形状误差二进行的局部修磨的系数。

t-光整时间

k-光整时间的修正系数 3. 磨削Ф 90外圆

(1)选择砂轮

选用磨削Ф45外圆同一砂轮。 (2)确定切削用量

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砂轮速度n=2670r/min (查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm. 径向进给量

fr= 2.58×10^(-3) ×90^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.064mm/r (3)计算基本工时

T= (0.04×1/0.064+1.1×0.04) ×0.8=0.5352min 4.磨削B面即：磨削Ф45同时靠磨两端面

选用M120W万能外圆磨床，使用专用夹具，选用切入磨法。 (1)砂轮选择

查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：PZA单面凹带锥砂轮，砂轮尺寸300×40×127，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。 (2)确定切削用量

砂轮速度n=2200r/min (查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=40mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.75B=30mm./r 径向进给量

fr=2.58×10^(-3) ×45^0.3×1.4×1.75/(30×0.3×1800^0.5=0.052mm/r (3)计算基本工时

T= (0.05×1/0.052+1.65×0.16) ×0.8=0.98min 工序XII 1.磨削Ф90突台距离轴线24mm的侧平面

选用机床：卧轴矩台平面磨床MM7112并使用专用夹具。MM7112功率为1.5kw,工作台纵向移动速度2.5~18m/min (1) 选择砂轮

查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：P平行砂轮，砂轮尺寸200×20×75，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s (2) 确定砂轮速度 n=2810r/min (3) 轴向进给速度(即磨削进给量fa) 查《工艺设计实训教程》表1.2-25:

fa=(0.5~0.8)B

=(0.5~0.8)×20=10~16 mm/r取：fa =10mm/r (4) 径向进给量 (磨削深度fr)

查《工艺设计实训教程》表1.2-25得：fr=0.01~0.02mm 则取：径向进给量 fr=0.01mm/r，走刀4次.

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(5) 确定基本工时

T=4×(76.13+20) ×8×0.04×1.7/(1000×10×0.01×10)=0.209min 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻线、刻字 工序XV Ф100外圆镀铬 工序XVI 检测入库

机械加工工艺过程卡如下(附表1)：

表1

三、夹具设计

(一)机床夹具在机械加工中的作用：

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工CA6140机床法兰盘时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计加工49夹具一套。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。

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(二)定位误差分析：

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

0200.045 寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即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

(三)切削力及夹紧力的计算：

1.切削力的计算： 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 HBkp190D8.4 S0.125

0.62001900.61.03

px419DS0.8kp41990.1250.81.03735.9N

2.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1.25 rz4.59

42°29′

,2选用梯形螺纹有利于自锁8°50′

w025L,tg12tg225401120N4.594tg11

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由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力w0

(四)夹具设计及操作的简要说明：

如前所述，应该注意提高生产率，满足大批量生产需求，减小劳动强度及劳动时间，故该夹具设计采用了齿轮齿条快速夹紧机构，用梯形螺纹锁紧，在夹紧和松开工件时省时省力。

其夹具图设计如下(附图

3、4)：

图3

图4

30

(五)、夹具装配图设计如下(附图5)：

图5

31

总结

通过设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力。树立了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤。通过设计，我还学会了许多Word的操作知识，CAD的操作能力也得到了很大的提高，使我了解倒在明年的毕业设计时应注意的许多问题，面对一个知识点不懂应该查查资料，争取弄明白。

在这次设计也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法，让我们更好地理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。同时，也要感谢马老师对我的关心和帮助。本设计是在马老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成。他严谨的科学态度，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。在学业上马老师给予我巨大前进动力。在此再向帮助过我的老师和同学致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

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参考文献

1 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2002 2 邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社，2007 3 东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海：上海科学技术出版社，1990 4 艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1994 5 孙堃，王文才.机械制造工艺学课程设计指南.长春：吉林工业大学，1997 6 马贤智主编.实用机械加工手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002 7 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社,2002 8 (美)Hiram E.Grant.夹具—非标准夹紧装置.北京：机械工业出版社，1985

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第二篇：机械制造工艺课程设计法兰说明书

前

言

机械制造工艺课程设计使我们学完了机械制造技术，机械制造装备设计，机械制造工艺学等课程，进行了生产实习之后，所进行的一个重要实践性教学环节。其主要目的是让学生不所学的工艺理论和实践知识在实践的工艺，夹具设计中综合地加以应用，进而得以加深和发展，提高学生分析和解决生产实际问题的能力，为以后搞好毕业设计和从事工作奠定了一定基础。通过本次课程设计，我们在下述方面可以得以锻炼：

1) 能熟练的运用机械制造工艺学及相关课程的基本理论，以及在生产实习 中所学到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加工中的定位，加紧和工艺路线地合理拟定等问题，从而保证零件制造的质量，生产率和经济性。

2) 通过夹具的工艺，进一步提高了我们的结构设计能力，你能够根据被加工零件的加工要求设计出高效省力，既经济合理有能保证质量的夹具。

3) 进一步提高我们的计算设计制图能力，能比较专业熟练地查阅和使用各种技术资料。

4) 在设计制造中培养我们严谨的工作作风和独立的工作能力。 在设计中，由于理论知识和实践经验不足，设计中的不妥之处，敬请老师批评指正。

1

一、 零件的分析

(一)零件的功用：

机械制造工艺设计我们组的零件是法兰，法兰的种类很多，用途也很广。法兰的一端可以是封闭的，用于变速箱用于变速箱主轴侧面，阻止外界灰尘进入箱体内，也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用，本例中的法兰，其内部有M901.5的螺纹可以起到定位轴的零件作用，外圆1100.0360.071和一端面均有Ra=1.6的配合要求，9和4-5.5起到固定法兰的作用。

(二)零件的工艺分析：

由零件图可以看出，该法兰的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。 下面将主要表面分为四部分，见图1-1。

1、以内孔为中心的一组加工面：

这组加工面包括：94孔、M901.5螺纹孔及其倒角。

2、以外圆为中心的一组加工面：

这组加工面包括：1100.071外圆、134及其倒角。

3、以1200.1定位的两个孔 这组加工面包括：9孔和4-5.5孔。

4、左右端面：

这组加工面包括：9的端面和4-5.5表面的端面和面。

以上各表面的主要技术要求如下：

2

0.0361100.0710.036的端

1、94孔的表面粗糙度为Ra=3.2，M901.5螺纹的表面粗糙度为Ra=3.2。

2、外圆0.0361100.071mm的Ra=1.6，同轴度要求为0.02，倒角为145°，134mm表面粗糙度为Ra=3.2。

3、4-5.5mm的端面与轴心线有位置0.02mm的要求。其Ra为1.6。

4、孔4-5.5mm和9mm。

零件要求调质HRC30~45，其坯重为2.2kg。

由分析可知，四组加工表面可以选择其中一组表面为粗基准进行加工，然后再以加工过的表面为精基准加工其他各组表面，并保证他们之间的相互位置精度。

二、 零件的工艺规程设计

(一)确定零件的生产类型：

零件的生产纲领为：N=Q²n(1+a%)(1+b%)(件/年) 其中，产品年产量Q为台/年, 每台产品中该零件的数量为n件/台，零件备品率为a%，零件废品率为b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产。

(二)确定零件毛坯的制造形式：

零件为45钢，在工作时法兰在某些场面要经常正反转，与接触表面受摩擦作用，所以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷，要求有较高的强度，因此应该选择锻件毛坯。由于零件的轮廓尺寸不3 大，生产纲领达到中批生产水平，可以采用模锻成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。

(三)拟定零件的机械加工工艺路线：

1、定位基准的选择：

定位基准的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择正确、合理与否，将直接影响工件的技工质量和生产率。在选择定位基准时，需要同时考虑一下三个问题： (1)以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工时精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行。 (2)为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为精基面。

(3)是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面。

另外，我们还应从粗精基准选择的基本原则为出发点：

a.“基准重合”原则。应尽量选择被加工表面的设计基准为精基准。

b.“基准统一”原则。应选择多个表面加工都能使用的表面作为基准。

c.“互为基准”原则。当两个表面相互位置精度和其自身尺寸及形状精度都要求很高时，可互为基准，反复进行加工。

d.“自为基准”原则。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均匀，应尽量选择加工表面本身作为基准。

4

2、粗基准选择：

a.如果必须保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准。

b.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

c.应尽量选择与加工表面的位置精度要求较高的非加工面为粗基准。

d.选作粗基准的表面，应尽可能平整光洁，不能有飞边。浇冒口及其他缺陷，以保证定位准确可靠。.

e.粗基准一般只使用一次，不再重复使用。

精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择螺纹孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要求，选择螺纹孔和端面作为精基面。加工1100.0360.071mm，94mm，134mm，20mm，5mm，1200.1mm等主要尺寸以螺纹孔和右端面作为精面。这样才能实现同轴度和位置的要求。对于45.5mm有相互位置要求，加工笫一个孔时应以螺纹孔和右端面为精基准。其余三个孔应以螺纹孔和已加工出的孔作为精基准，实现周向定位。

粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以外圆和一个端面作为粗基面，镗，半精镗内孔。

零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还需考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙5 度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。

该工件毛坏经模锻成型，根据表2-9得知孔已锻出。《金属加工工艺及工装设计》黄如林主编。其各表面加工方法选择如下：

94mm孔，M901.5螺纹孔

粗镗——精镗;

各外圆表面

粗车——精车;

9mm ，45.5mm

钻——铰;

螺纹孔

车螺纹。

M901.5mm

3、零件各表面加工顺序的确定：

1)加工阶段的划分：为达到规定的技术要求，该法兰盘的加工可分为如下三个加工阶段：

a.粗加工阶段：车外圆，端面，内孔;

b.半精加工阶段：以精车后为主要精基准，精车，外圆，端面;

c.精加工阶段：以端面和9孔定位，加工另外三个孔。

对于精度要求很高，表面粗糙度参数值要求很小(IT6及IT6以上，Ra0.02m)的零件，还需要专门精度和减小表面粗糙度为主，一般不用纠正形状精度和位置精度。

2)加工工序的安排：

a.机械加工顺序的安排：根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排外圆，端面，内孔的加工。由于螺纹内孔是主要精基准，又由于车螺纹后作为定位基准，会破坏螺纹，须以精加工后的未车螺纹之前的内孔作为主要精基准，精车外圆，端面，然后加工出一个孔，最后加工出四个孔。

6 b.热处理工序的安排：由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理——调质处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。

c.辅助工序安排：检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。

3)工序的组合：

在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。

工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑。一般情况下，单件小批生产适于采用工序集中的原则。而大批量生产则可以集中，也可以分散。由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。

零件法兰由于是中批生产，又考虑到该零件结构特点，选用通用机床配以夹具，这样得到零件的工艺路线如下：

(1)下料; (2)锻造毛坯; (3)正火;

7 (4)粗车小端外圆，端面，镗孔及倒角; (5)粗车大端外圆，端面，镗孔及倒角; (6)调质处理; (7)检验;

(8)精车各档外圆，端面，倒角，攻螺纹; (9)钻5.5mm孔，锪5.5mm孔直到9mm; (10)清洗; (11)检验; (12)油封，入库。

以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡和工序卡片。

(四)确定加工余量：

合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大，则浪费材料及工时，增加机床和刀具的消耗;余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。故应在保证在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。确定工序加工余量的方法有以下三种：

1)分析计算法; 2)查表修正法; 3)经验估算法。

工艺路线确定后，就要计算各个工序加工时所应能达到的工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小，工序尺寸的标注方法，基准选8 择中间工序安排等密切相关，是一项繁琐的工作，但就其性质和特点而言，一般可以归纳为以下两大类：

a.在工艺基准不变的情况下，某表面本身各次加工工序尺寸的计算。对于这类简单的工序尺寸，当决定了各工序间余量和工序所能达到的加工精度后，就可计算各工序的尺寸和公差。计算顺序是从最后一道工序开绐，由后向前推。

b.基准不重合时工序尺寸的计算。在零件的加工过程中，为了加工和检验方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用设计

毛坯图1-2 9 基准作定位基准，出现基准不重合的情况。形状较复杂的零件在加工过程中需要多次转换定位基准，这时工艺尺寸的计算就比较复杂，应利用尺寸链原理进行分析和计算，并对工序间余量进行必要的验算，以确定工序尺寸及其公差。

机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量，余量过大，增加机械加工劳动量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理安排加工余量。

根据零件毛坯条件：材料为45钢，硬度为HRC30-45，生产类型为中批生产，采用在锻模毛坯。

1、本设计采用查表修正法和经验估计法相结合确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。

(1) 外圆表面加工余量

小端外圆长度7.5mm，加工表面公差等级为IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故锻造时外径加工余量按f110外圆查表得：精车1100.0360.071，，2Z=1.2;精车可以达到该公差等级，按照“入体原则”，粗车111.22Z=5.8;毛坯1172，2Z=7±2。

00.63(2)轴向长度方向加工余量，左、右端面及中间台阶面的加工。 余量查表得Z=3±1，故毛坯总长为26±2mm，小端台阶长为13.5±2mm。

(3)内孔表面加工余量。工件内孔为螺纹孔和光孔。由于94和90相差较小，故锻造时取统一内径，加工余量按94内孔查表得：车螺纹M90³1.5，2Z=0.2;精镗内孔88.376，2Z=0.8;精镗内孔86，10 2Z=8;毛坯81.2±2，2Z=9±2，毛坯图见1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸详见工序卡片。

2、确定各工序所用机床及工艺装备：

零件的加工精度和生产率在很大程度上是由使用的机床所决定的。在设计工艺规程时，主要是选择机床的种类和型号。选择时参考有关手册，产品样本。选择工艺装备即选择夹具、刀具、量具等，在选择时应考虑产品的生产纲领、生产类型及生产组织结构;产品的通用化程度及产品的寿命周期;现由设备、工艺规程的特点等情况。

由于该工件生产规模为中批生产，根据工件的结构特点和技术要求，选用通用机床余专用夹具较为合适。具体的选择如下：

(1)粗车各档外圆、端面，镗孔及倒角。选用CA6140普通车床。夹具：三爪卡盘。

(2)精车134mm右端面。选用CA6140普通车床。夹具：专用心轴。

(3)精车左端面及110心轴。

(4)钻铰5.5mm孔。选用Z525。夹具：专用夹具。 (5)锪9mm孔。选用Z525。夹具：专用夹具。

另外刀具的选择主要取决于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用机床性能，生产率及经济性等。量具主要根据生产类型和所要求检验的精度来选择。其选择的型号详见工序卡片。

3、确定切削用量及工时定额：

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0.0360.071mm。选用CA6140普通车床。夹具：切削用量应在机床、刀具、加工余量等确定以后，综合考虑工序的具体内容、加工精度、生产率、刀具寿命等因素正确选择。

选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量(即切削深度)¶p，其次要根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的规定等，选取尽可能大的进给量f，最后利用切削用量手册选取或用公式计算确定最佳切削速度v。

a. 估算工时定额：TP=TB+TS+Tr=Tb+Ta+TS+Tr

TP——单件时间;

TB——作业时间; TS——布置工作地时间; Tr——休息与生理需要时间; Ta——辅助时间; Tb——基本时间。

Te。 b. 准备与终结时间 c. 单件计算时间

Tc=Tb+Ta+TS+Tr+

Ten。

其具体计算过程如下：

(1) 加工条件：

工件材料：45钢正火，sb=0.35GPa,模锻。

加工要求：车端面134mm,Ra3.2;粗车外圆134mm，1100.071mm。Ra0.036分别为3.2，1.6。车螺纹M90 ³1.5 ，Ra3.2。

机床：CA6140普通车床

刀具：端面车刀，刀具材料YT15，刀杆尺寸16 ³25 mm2，

12 Kr=90°，r0=15°，¶0=12°，rx=0.5mm，60°螺纹车刀;刀具材料：

W18Cr4v。

(2) 计算切削用量：

1)粗车端面时，根据加工余量Z= 3±1，取Z=3，即¶=3mm，

p走刀量f=0.4 mmr(表3-13);

计算切削速度(表3-18)，耐用度t=45min，

vcvkvtpxvfmyv292450.1830.150.40.30.810.81.54163 m/s2.72m/s

确定机床主轴转速

ns1000vdw10002.723.141346.46r/s(387.87r/min)

按机床选取nw=6.67

rs(400rminms)(表4-3)

mmin) 所以实际切削速度v=2.57 切削I时：

l=134-902(154.4

=22mm, l1=2mm, l2=0, l3=5mm(试切长度) lmll1l2l3nwf2926.670.421.7s(0.36min)

2)粗车外圆: a.切削深度：单边余量Z=2.8mm可一次切除。

b.进给量：考虑刀杆尺寸、工件直径及规定的切除深度。从表3-13中选用f=0.6

mmr。

c.计算切削速度(表3-18)

vcvtpmxvfyvkv292450.182.90.150.60.30.99146mmin(2.4ms)

13 d. 确定机床主轴转速：

ns1000vdw10002.43.141345.7rs(342r/min)

按机床选取nw=6.67 所以实际切削速度

vwrs(400rmin) dwnw10003.141345.710002.4ms(144r/min)

e. 切削I时：

切入长度l1=4mm，切出长度l2=0，试切长度l3=5mm tm1ll1l2l3nwfll1l2l3nwf13.5456.670.67.5456.670.63.6s(0.06min)

tm24.13s(0.07min)

3)车螺纹：

a.切削速度的计算(表3-55)，刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取¶p=0.15mm。

v14.8600.1110.30.50.735.6mmin(0.6m/s)

b.确定机床主轴转速

ns1000vdw10000.63.141341.43rs(85r/min)

按机床选取nw=1.67rs(100r所以实际切削速度

vwmin)

dwnw10003.141341.6710000.703r/s

c. 切削I时：

取粗行程次数3次，精行程2次，切入长度l1=3mm 14 tmll1nwf13.531.67549.5s(0.82min)

4)钻孔5.5mm：

f0.42ktf0.420.9mm/r0.38mm/r(表3-38)

v=0.25ms(15mmin)(表ns1000v10000.253.145.53-42)

dwr/s14.48r/s(868.6r/min)

按机床选取nw=15

rs(900 rmin)

所以实际切削速度

vwdwnw10003.145.5151000r/s0.26r/s

切削I时：

切入l1=10mm，切出l2=2mm, l=13.5mm, tmll1l2nwf13.5102150.384.47s(0.07min)

5)镗孔94mm 取刀杆直径D= 加工余量z=225mm，刀杆伸出量125mm，

=2mm，一次可切除完毕。 94-90选用90°硬质合金YT5镗刀,f=0.21mmr(表3-15)

v1.6ms(120%)1.28ms (表3-19及手册P102“镗孔切削用量”)

ns1000v10001.283.14944.34rs(260.2rmin)

dw按机床选取nw=5.25 所以实际切削速度: 15

rs(315 rmin) vwdwnw10003.14945.2510001.55rs(92.98rmin)

切削I时：(表7-1)

l=13.5 , l1=2mm

tmll1nwfi13.525.250.21228.2s

三、专用夹具设计

图1-1所示为法兰零件图，生产规模为中等批量生产，零件的某些尺寸已经在前工序按要求加工完毕，本道工序要求在Z525立式钻床上加工5.5mm个孔，需要设计一专用钻床夹具以便满足零件图上的各项精度要求。

(一)零件的加工工艺分析： 零件对5.5mm孔的要求如下：

a.四个孔需要均布排列; b.两孔的中心距为1200.1; c.孔的表面粗糙度Ra为3.2;

加工面的凸台面积较小，故需要专用夹具，又由于上下端面均已经加工完毕，所以精基准选上下端面，侧面或者中心孔。

(二)定位加紧方案的确定及论证：

根据工序加工要求分析，工件定位时只需限制六个自由度，沿法兰方向的转动自由度也必须予以限制。现在有三种定位夹紧方案可供选择。三种夹紧定位方案简图如下： 方案1图示：

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图3-1

方案2图示：

图3-2

17 方案3图示：

图3-3

A 工件以右端面为第一定位基准，限制3个自由度，可知法兰右端台阶较小，相当于短圆柱销。其中右端面作为基准，限制的自由度为Z，X和Y短圆柱销限制Y和Z，共有 X， Y， Y和Z四个自由度受到限制，V

形块限制X和Z，这样便可以保证孔的正确位置。

根据主要夹紧力由V形块和削边销提供，当削边销发生磨损后，主要加紧力由V形块提供，由于是侧面提供夹紧力，故需要对V形块施加较大的力。为使工件稳定，防止产生共振现象等不稳定现象，可以进行自定位支承，在钻削过程中，容易产生较大的轴向力，下面设一辅助支承，以减少工件产生变形，图3-1为该定位夹紧方案的图示。

B 工件以右端面为第一定位基准，分别限制了4个自由度，其18

小平面和长圆柱销供限制里个自由度即X，X，

Y，Y

和Z。又由于短V形块限制了Z，故6个自由度全部被限制。

根据主要夹紧力由短V形块提供，且V形块的面积和法兰的接触面积较小，故需提供较大的预紧力。为确定加工过程中工件的加工稳定性，需设置辅助支承;为防止过定位情况的出现，可以采用自位支承。3-2为该定位夹紧方案示意图，但此方案需将加工路线中车螺纹放到了后面。

C 由于该工件的形状和结构特点，该定位基准仍采用右端面，

该端面属于大平面与法兰的右端面接触，分别限制了Z，X和Y三个方向上自由度。又V形块限制了X，Z和Y三个方向上自由度，这样保证零件的定位可靠。

根据主要夹紧力作用于定为基准面的原则，主要夹紧力由V形块和开口垫圈来提供，其中V形块上的受力较大，又由于钻孔处的的零件较薄弱，为防止工件过大变形，需设置辅助支承，图3-3所示为定位夹紧方案。

比较上述的三种方案，可以看出它们的优缺点。三种方案都可以满足定位基准和设计基准相重合的原则，这是它们的主要优点。方案一和方案二分别在中心轴线处采用了削边销和长圆柱销，均出现了局部过定位现象，但还是可以满足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了专用夹具的复杂性。前两种方案中的V形块都需要提供较大的夹紧力，而方案三的夹紧力由开口垫圈和V形块分担，且有辅助支承存在，没出现过定位现象，也不需要提供自定位支承来解除过定19 位的自由度，且方案三结构紧凑操作方便，定位误差较小，并且可以满足加工精度的要求。根据孔的位置要求，该夹具上安装有分度装置，从而提高了生产效率，使一次安装能同时加工出四个孔.。 (三) 定位误差分析：

首先，在对夹具进行定位误差分析之前，对已经选定的方案工作原理做一下说明：

该夹具用于立式钻床，钻削法兰上四个孔。工件以端面，止口和凸台圆弧在夹具体7和V形块9上定位。转动手柄10，在弹簧作用下使V形块9向右运动，起角向定位作用，拧紧螺母2，通过开口垫圈3将工件压紧。当一个孔钻好后，拉动手柄10并旋转900，使V形块9脱离工件再向上推动手柄5，对髽脱离分度盘8，转动夹具体7至相应位置时，对定爪6在弹簧销4的作用下，插入分度盘8的槽中分度对定，钻削另一个孔。其余各孔按同样的方法依次加工。了解了该专用夹具的工作原理之后，将对此夹具在使用过程中的定位误差做如下分析: 1.四个孔均不排列：

该误差主要存在于分度装置的精度问题，在加工完毕一个孔后，090需转动夹具体的角度来加工下一个孔，定位夹紧后，通过钻头产生的轴向力会使工件发生倾斜现象，即便有辅助支承的存在，而辅助支承产生的外力很小，本身就会使工件产生倾斜，故需要在设置辅助支承时应注意到这一方面，对均布的5.5mm的四个孔有很重要的意义。

20 2.两孔心距1200.1：

为保证两孔中心距，需要可靠的夹紧力，开口垫圈上的夹紧力应足够大，以防止工件产生倾斜或加工过程中的扭转现象。由于加工的公差较大，在夹具制造过程中应稍加注意，将会消除这方面的问题，将产生的误差为，其夹角为，钻孔平面的尺寸为22mm，具体参照图3-3。定位误差为：

=22tan

=22(0.0150.05)7017.5

=0.016 由于=0.016<0.05，故可以满足其加工精度。

3.孔表面粗糙度Ra3.2：

由于钻孔的公差等级能达到IT12-IT11，其中Ra值为Ra25~Ra12.5，故钻孔远远不能达到Ra3.2，故需进一步采用铰孔，而该孔又是一个沉孔，需要在铰孔后锪钻进行锪孔。定位方案仍为带凸缘的夹具定位，进行铰孔后便能满足要求。

21

四、结束语

要掌握零件制造过程中的共同性规律和解决具体工艺问题的知识和能力，其复杂性就不是一门课程所能解决的，通过多门相关知识学科的学习，掌握其内在的基本规律。多门学科的综合组成全面地分析和运用机械制造工艺过程的基本内容，圆满完成了这次课程设计的内容。

通过本次课程设计，让我了解到生产零件过程中需要解决很多问题，从中发现了很多自己的不足，老师和同学的热心帮助，让我屡次树立信心，决心完成课程设计任务，在设计的最后，发现设计中仍存在有问题，反复纠正，最终完成本次课程设计。

对本次设计中，帮助过指导过我的老师和同学最真诚的谢意!

22

五、参考文献:

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傅水根主编

清华大学出版社2000.9 《机械制造装备设计》

冯辛安主编

机械工业出版设 2004.1 《机械制造工艺学》

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哈尔滨工业大学

1981.8 《机械设计》

濮良贵主编

高等教育出版社

2006.12 《金属切削机床夹具图册》

南京机械研究所主编加工

1984.12 《机床夹具设计手册》编委会主编

机械工业出版社

2002 23

第三篇：法兰盘设计计算说明书

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制定输出连接法兰数控加工工艺

摘

要

本课题完成法兰盘工艺设计与数控加工。法兰盘是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。

本次设计主要完成以下设计内容：法兰盘的零件图纸与技术要求分析、零件二维图绘制及三维建模;制定数控加工工艺卡片文件;零件的夹具设计并进行夹具图二维图绘制;对零件进行加工仿真。根据锻件的形状特点、零件尺寸及精度，选定合适的机床设备以及夹具设计，通过准确的计算并查阅设计手册，确定了法兰盘的尺寸及精度，在材料的选取及技术要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的工程图,以保障法兰盘的加工制造。

在夹具的设计过程中，主要以可换圆柱销、可换菱形销、定位心轴和支承钉来定位，靠六角厚螺母来夹紧。首先在数控车床上，完成零件的外圆及端面加工;再在数控铣床上，完成零件端面上侧槽及顶部6-M12螺纹孔的加工;最后采用专用夹具以侧槽、底部圆环以及6-M12螺纹孔其中两孔定位进行外圆上Φ22孔的加工。

关键字：法兰盘，数控加工工艺，数控编程，夹具设计， 仿真加工

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法兰盘工艺设计与数控加工

0 引言

0.1 概述

本课题起源于装配制造业法兰盘工艺设计与数控技术，通过此次毕业设计，可以初步掌握对中等复杂零件进行数控加工工艺规程的编制，学会查阅有关资料，能合理编制数控加工过程卡片、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、数控编程等工艺文件，能合理的确定加工工序的定位与夹紧方案。

能使用AutoCAD正确绘制机械零件的二维图形，能通过使用UGNX7.0软件对零件进行三维图的绘制，可以提高结构设计能力及建模能力。

编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。在毕业设计工作中，学会综合运用多学科的理论知识与实际操作技能，分析与解决设计任务书中的相关问题。在毕业设计中，综合运用数控加工刀具和数控工艺、工装夹具的设计等专业知识来分析与解决毕业设计中的相关问题。

依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书;掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范;掌握实验、测试等科学研究的基本方法;以及与解决工程实际问题的能力。 0.2 本设计的主要工作内容

本次对于法兰盘工艺设计及数控加工的主要任务是： (1)分析零件图纸与技术要求;

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(2)三维建模。根据零件二维视图建立三维视图;

(3)制定机械加工工艺文件。根据产品技术资料、 生产条件与生产纲领，制定零件机械加工工艺规程，编写工艺规程卡片;

(4)夹具设计。绘制工件夹具图;

(5)编制数控加工程序、仿真加工与课题制作

(6)工件检验。选用合理的测量工具与设备检验工件的加工质量。 在这整个过程中，综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决实际相关问题。

1 零件分析

1.1 零件图分析

图1.1所示为法兰盘零件二维图，其结构形状较复杂，中批量生产1000件。图1.2为零件的三维图。

图1.1 法兰盘零件二维图

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图1.2 法兰盘三维图

该零件材料为45钢，毛坯为锻件，主要应用于装配管子，起管子的连接及固定作用，为中批量生产类型产品。该零件为由外圆、内圆、沉孔、内孔、倒斜角等表面组成，加工表面较多且都为平面及各种孔，因此适合采用加工中心加工。 1.2 技术要求分析 (1)结构分析

零件由外圆、内圆、沉孔、内孔、倒斜角等构成。 (2)尺寸精度分析

加工精度是指零件在加工后的几何参数的实际值和理论值符合的程度。尺寸精度是指实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围。

如图1.1所示，加工要求较高的尺寸列出如下表格，如表1.1所示。

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(3)形位公差分析

加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。 (4)毛坯加工余量分析

工件粗加工的余量为0.8，半精加工为0.5，精加工为0.2。 (5)粗糙度分析

表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，一般是由所采取的加工方法和(或)其他因素形成的。表面粗糙度高度参数有3种：轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz以及轮廓最大高度Ry。

该零件主要由外圆、内圆、沉孔及内孔组成，具体表示为φ55外圆、φ52外圆、φ90外圆、6-φ11沉孔、3-φ5内孔、φ10内孔、φ32内圆、φ16内圆。粗糙度皆为Ra3.2。

表1.1尺寸精度

结构 Φ10mm的孔 Φ11mm的沉孔 C1.5mm倒角 Φ5mm内孔

尺寸 Φ10mm Φ11mm 1.5mm×45° Φ5mm

形状 孔 沉孔 倒角 内孔

位置 Φ90mm圆柱面 Φ90mm圆柱面 Φ32mm圆柱面内侧 Φ10mm圆柱面 湖南科技大学潇湘学院专业模块课程设计

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2 零件的数控加工工艺设计

2.1 选定毛坯

根据零件的加工前尺寸及考虑夹具方案的设计，选择的毛坯材料牌号为45钢，毛坯种类为锻件，毛坯外形尺寸为Φ95mm×45mm。如图1.3所示。

图1.3 法兰盘加工前三维图

2.2 选择定位基准

选择定位基准时，首先是从保证工件加工精度要求出发的，因此，选择定位基准时先选择粗基准，再选择精基准。 2.2.1 粗基准的选择：

按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，

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应选择不加工表面为粗基准，故在加工Φ16mm内圆、Φ90外圆及Φ55外圆时，选择Φ95mm毛坯外圆作为粗基准。 2.2.2 精基准的选择：

按照精基准的选择原则，为符合基准重合原则以及基准统一原则，故在加工Φ700外圆、Φ440外圆、Φ340外圆、Φ224内孔、12-Φ22孔及6-M12内孔时，选择Φ700外圆及Φ224内圆作为精基准。 2.3 工艺路线的设计

(1)工艺路线的设计

为保证几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须判定合理的工艺路线。

由于生产纲领为成批生产，所以XH714立式加工中心配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。

针对零件图样确定零件的加工工序为： 工序一：(Φ700毛坯外圆定位) 1)粗车外圆及端面。

2)精车外圆至尺寸要求，留总厚余量2mm。 3)钻Φ140孔中心孔。 4)粗钻扩Φ140孔。

5)精钻扩Φ140孔至尺寸要求。 6)倒圆角R2。

工序二：(Φ224圆柱面定位) 1)粗车外圆及端面。

2)精车外圆及端面至尺寸要求。

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3)钻Φ224孔中心孔。 4)粗钻铰锪Φ224孔。

5)精钻铰锪Φ224孔至尺寸要求。 6)倒角C1.5。

工序三：(Φ22孔及工件下平面定位) 1)钻12-Φ22孔。 2)粗钻铰12-Φ22孔。

3)精钻铰12-Φ22孔至尺寸要求。 工序四：(Φ22孔及工件上平面定位) 1)钻6-M12螺纹孔。 2)粗铰6-M12螺纹孔。

3)精铰6-M12螺纹孔至尺寸要求。 4)所有面去锐边毛刺。 2.4 确定切削用量和工时定额

切削用量包括背吃刀量、进给速度或进给量、主轴转速或切削速度(用于恒线速切削)。其具体步骤是：先选取背吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。(参考资料《数控加工工艺及设备》)

工时定额包括基本时间、辅助时间、地点工作服务时间、休息和自然需要时间以及准备终结时间。 2.4.1 背吃刀量ap的确定

根据零件图样知工件表面粗糙度要求为全部3.2，故分为粗车、半精车、精车三步进行。

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因此选择粗车的背吃刀量为3.5mm，半精车的背吃刀量取1.5mm，精车时背吃刀量取0.35mm。 2.4.2 进给量f的确定

由文献[10]表2.4-73，选择粗车时：fz=0.20mm/z;精车时：fz=0.5mm/z

2.4.3 切削速度vc的确定

由文献[10]表3.1-74，选择粗车时：主轴转速n=900r/min;精车时：主轴转速n=1000r/min。

因此，相应的切削速度分别为： 粗铣时：vc精铣时：vcdn10001690010001000m/min45.2m/min m/min62.8m/min

dn10002010002.4.4 工时定额的确定

根据夹具的设计，下面计算工序四中Φ10mm孔的时间定额。 (1)基本时间 由文献[8]得，钻孔的计算公式为： T基本式中：L1DcotKy(1~2); 2LL1L2 nf L21~4，钻盲孔时，L2=0; L=17，L2=0，f=0.3，n=1000;

101181.57.

5因此 L1cot22 所以 T基本177.500.082min

0.31000(2)辅助时间 文献[8]确定

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开停车 0.015min 升降钻杆 0.015min 主轴运转 0.02min 清除铁屑 0.04min 卡尺测量 0.10min 装卸工件时间由文献[8]取1min

所以辅助时间

T辅助=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.10+1)min=1.19min (3)地点工作服务时间 由文献[8]确定

取3%，

(0.0821.19)3%min0.03815min

则T服务(T基本T辅助)(4)休息和自然需要时间 由文献[8]确定

取3%，

(0.0821.19)3%min0.03815min

则T休息(T基本T辅助)(5)准备终结时间 由文献[8]，部分时间确定

简单件 26min 深度定位 0.3min 升降钻杆 6min 由设计给定1000件，则

min

T准终/n(260.36)/1000min0.0323(6)单件时间

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T总T基本T辅助T休息T服务T准终0.038150.0323)min

(0.0821.190.038151.381min(7)单件计算时间

)min1.4129min

T单件T总T准终/n(1.3810.0323

2.5 各工序的设备、刀具、量具的设计

(1) 选择NC加工机床

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，由于零件的复杂性及加工部位多，故选择立式加工中心。加工内容有：车外圆、钻孔、铰孔及倒角等，所需刀具不超过20把。选用立式加工中心即可满足上述要求。

本设计选用FANUC 18i-MateMC系统XH714立式数控加工中心，如图1所示。

图1 XH714立式数控加工中心

(2) 机床主要技术参数

工作台面积(长×宽) 900×400 mm

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工作台左右行程(X向) 630 mm 工作台前后行程(Y向) 400 mm 主轴上、下行程(Z向) 500 mm 工作台最大承重 600 kg 主轴端面至工作台面距离 250—760 mm 主轴锥孔 MAS403 BT40 刀库容量 ≥12 把 刀具最大尺寸 φ100×250 mm 主轴最高转速 8000 rpm 进给速度 5-8000 mm/min 快速移动速度 20000 mm/min 主电机功率 7.5/11KW 定位精度 X:0.016 mm，Y、Z：0.014 mm全程 重复定位精度 X:0.010 mm，Y、Z:0.008mm全程 进给电机扭矩 FANUC 8 N.m 数控系统 FANUC 0i-MateMC 插补方式 直线插补、圆弧插补 (3)机床性能

XH714为纵床身，横工作台，单立柱立式加工中心机床;可以实现X、Y、Z任意坐标移动以及三坐标联动控制;X、Y、Z三坐标轴伺服进给采用交流伺服电机，运动平稳;X、Y、Z三轴采用进口精密滚珠丝杠副，及进口滚珠丝杠专用轴承支承;主轴采用交流伺服调速电机，其额定功率

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11KW;主轴最高转速为8000rpm。主轴轴承采用高速、高精度主轴轴承，油循环冷却;采用蝶形弹簧夹紧刀具，气压松刀;刀库为20把刀的斗笠式刀库，无机械手换刀。 2.6 工艺文件的设计

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，编出机械加工工艺过程卡片及工序卡片。见附表1~3：机械加工工艺过程卡片;附表4~7：数控加工工序卡;附表11~16：数控加工进给路线图。 2.7 数控加工刀具卡片的设计

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，编出机械加工刀具卡片。见附表8~10：机械加工刀具卡片。 2.8 数控编程

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，编出数控加工程序。见附表17：数控加工程序。

3 法兰盘钻Φ10孔夹具工序工艺装备的设计

3.1 夹具设计方案的设计

根据法兰盘的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定。二是要能协调法兰盘零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：

1、在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

2、夹具上个零件部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位。夹紧原件不能影响加工中的走刀。

根据课题要求，批量生产1000件法兰盘零件，故需要设计专用夹具

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进行装夹。

3.1.1 夹具的定位方案的设计

工件定位方案的确定，首先应考虑满足加工要求。按基准重合原则，选用Φ18孔以及工件底平面作为定位基准，定位方案如图3-1所示。

平面机构自由度计算公式为：F3n2PLPH， 其中：n 为活动构件，n=N-1，N为构件; PL — 低副;

PH — 高副;

所以：F3n2PLPH322300

即2个支承钉及定位心轴限制工件的x、y方向的转动度以及z方向的移动度，可换圆柱销及可换菱形销限制工件的x、y方向的的移动度以及z方向的转动度。

图3-1 法兰盘的定位方案

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3.1.2 夹具的夹紧方案的确定

工件夹紧方案的确定，取工件的Φ55圆柱端面进行夹紧，采用六角厚螺母夹紧机构，如图3-2所示。采用六角厚螺母夹紧机构，在夹具设计过程中，以考虑工件的受力情况，故在Φ55圆柱端面与六角厚螺母之间增加平垫圈，平垫圈在此处起到缓冲、平衡受力及保护端面不受伤害的作用。采用六角厚螺母通过平垫圈将工件在侧面夹紧，其结构紧凑、操作方便。

图3-2 法兰盘的夹紧方案

3.1.3 夹具对刀装置方案的确定

因考虑零件的复杂性，故将夹具本次零件加工选择机床对刀点在工件

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坐标系的Φ95外圆上，这有利于保证精度，减少误差。

采用试切的对刀方法：具体步骤为该零件选择Φ95外圆为编程零点，本次试切首先选择零件的右侧面为试切点，左右拨动主轴，手轮移动X轴，使刀具微碰零件，此时记下X的机械坐标输入到G54或G55的X中，本次试切再选择零件的外圆顶点为试切点，上下拨动主轴，手轮移动Y轴，使刀具微碰零件，此时记下Y的机械坐标输入到G54或G55的Y中，至此，X，Y轴对刀完成;Z轴的对刀，如以工件外圆顶点为0点，将铣刀擦到工件表面，记下此时Z轴的机械坐标，输入到G54或G55中。 3.1.4 夹具与机床连接方案的设计

因考虑零件的加工复杂性，本套夹具选择孔系夹具，它的元件以孔定位，螺纹连接，元件定位精度高，夹具的组装简便，刚性好，又便于数控机床编制加工程序。

3.2 夹具的结构设计

在选择夹具体的毛坯的结构时，从结构合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑。在《机床夹具设计手册》表1-9-1为各种夹具体毛坯结构的特点和应用场合。则选铸造结构，因为其可铸造出复杂的结构形状。抗压强度大，抗振性好。易于加工，但制造周期长，易产生内应力，故应进行时效处理。材料多采用HT15-30或HT20-40。在夹具体上还进行倒角，以便增加夹具的强度及刚度。

3.3 夹具的理论计算

3.3.1 定位误差的分析与计算

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本套夹具是定位误差主要是一面两孔定位所产生的，因此只需计算两定位销的定位误差即可。

1)确定定位销中心距及尺寸公差 取LdLD0.12mm0.04mm1313

故两定位销中心距为71±0.02mm 2)确定圆柱销尺寸及公差

取Φ11H8=Φ1

10.0060.017mm 3)参考文献[8]中表4-3选取菱形销的b1及B值

取b1=4mm，B=d-2=(11-2)mm=9mm 4)确定菱形销的直径尺寸及公差

取补偿值：a=Ld+LD=(0.06+0.02)mm=0.08mm，则

X2min2ab120.084mm0.053mmD2min12

所以d2maxD2minX2min(110.053)mm10.947mm

菱形销与孔的配合取h6，其下偏差为-0.011mm，故菱形销直径为

0.053 Φ10.94700.011mm=Φ110.064mm 0.053 所以d2maxΦ110.064mm 5) 计算定位误差

基准位移误差为：

YD1d1X1min[0.027(0.0060.017)(00.006)]mm0.044mm

转角误差为： arctanX1maxX2max(0.0270.017)(0.0270.064)0.135arctanarctan

2L271142 则314，双向转角误差为628。

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3.3.2 夹紧力的分析与计算

本套夹具靠六角厚螺母实现夹紧。因此，夹紧力的计算则在于六角厚螺母所需的力。

六角厚螺母夹紧力P按3.2公式计算：

TQrtanf ……………………………………………(3.2)

Q — 夹紧力，;

 — 螺纹升角，M16选229;

 — 螺纹摩擦角，=10;

 — 支撑表面摩擦力矩的计算力臂，选择d0155; f — 螺母支撑面的摩擦因素，选择f=0.178;

1313通过计算，M16孔定位的螺钉所需夹紧力为：T=180N 因为六角厚螺母需在两端进行夹紧，故夹紧力为双倍。 因此总共所需夹紧力为：T总=2T=180N×2=360N

3.4 夹具的使用操作说明

本夹具用于加工法兰盘的∅11孔(工件材料45钢)。工件以∅32和∅16孔、∅11孔分别在定位心轴

8、可换定位销7及可换定位销9上定位，通过在定位心轴8上旋动六角厚螺母4使平垫圈3接触工作，从而达到夹紧工件的效果。

18 湖南科技大学潇湘学院专业模块课程设计

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4 数控加工零件的三维仿真图

图4-1 钻6-M12螺纹孔

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4 数控加工零件的三维仿真图

图4-4 铰12-Φ22孔

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4 数控加工零件的三维仿真图

图4-6铣侧槽

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5 结论

(1)通过对零件和夹具的三维造型，实战练习了UG三维造型软件的造型模块和AtuoCAD工程图模块，加深了AutoCAD二维软件的操作和理解。

(2)通过对夹具的理论计算，证明本套夹具具有可行性。 (3)通过对零件的加工仿真，证明数控加工程序具有可行性。 (4)通过对夹具的三维建模，证明夹具的设计具有可行性。 (5)对使用Office办公软件时，还需要多加熟练。

(6)在进行UG三维建模时，了解了计算机辅助制图编程软件的功能及使用方法。

(7)在用Auto CAD、UGNX7.0等软件时，还需要多熟练快捷键的使用，从而提高效率。

(8)设计过程中应用到的材料力学、机械原理、机械设计、数控编程等方面的知识。通过设计，加深了对所学知识在脑海中的印象，并提高了在实际中应用所学知识的能力。

同时，也认识到数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，是制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国际民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

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制定输出连接法兰数控加工工艺

附录

附录1.机械加工工艺过程卡片 附录2.机械加工工艺过程卡片 附录3.机械加工工艺过程卡片 附录4.数控加工工序卡 附录5.数控加工工序卡 附录6.数控加工工序卡 附录7.数控加工工序卡 附录8.数控加工刀具卡片 附录9.数控加工刀具卡片 附录10.数控加工刀具卡片 附录11.数控加工进给路线图 附录12.数控加工进给路线图 附录13.数控加工进给路线图 附录14.数控加工进给路线图 附录15.数控加工进给路线图 附录16.数控加工进给路线图 附录17.数控加工程序 附录18.法兰盘二维图及三维图

附录19.法兰盘钻Φ10孔专用夹具装配图 附录20.专用夹具中夹具体二维图 附录21.专用夹具中可换圆柱销二维图 附录22.专用夹具中可换菱形销销二维图 附录23.专用夹具中定位心轴二维图

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第四篇：!!!!!!!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：

1 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。

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。

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。

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Φ52g

6、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Φ52g

6、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

第五篇：法兰盘零件钻床夹具设计说明书 (10)[大全]

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

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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%<。

3 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

机械制造加工工艺课程设计

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