1、西安科技大學高新學院課程設計計算說明書學 院 課 程 專 業 班 級 姓 名 學 號 指導教師 日 期 任務書姓名梁萬林學號1001140127專業班級 機械1001題目：設計法蘭盤零件機械加工工藝規程及工藝裝備 一、設計要求：該零件年生產綱領：大批生產。1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.工藝規程 1本 4.工藝裝備設計(裝配圖) 1張 5.工藝裝備主要零件圖 13張 6.課程設計說明書 1份二、設計進度要求 1第12天：熟悉零件，畫加工零件圖 、毛坯圖、 工藝過程表格、工序表格。2第35天：選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸，填寫工藝過程卡。3第46天：工藝裝備設計（畫總裝圖及主要零

2、件圖）。4第78天：編寫設計說明書。5第910天：與指導老師交流，檢查完善。 指導教師： 2013 年 5 月 23 日課程設計成績： 指導教師： 2013年 月 日 目錄序言. . .1一、零件的分析.2 （一）零件的作用.2 （二）零件的工藝分析.2二、工藝規程設計.3 （一）確定毛坯的制造形式.3 （二）基面的選擇.3 （三）制定工藝路線.3 1、工藝路線一.3 2、工藝路線二.4 3、工藝方案的比較與分析.5 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛壞尺寸的確定.6三、夾具設計.10 （一）確定機床夾具的結構方案.10 1.選擇定位原件.10 2.選擇夾緊機構.10 3.機床夾具的總體形式.1

3、0 （二）確定機床夾具.11 1.問題的提出.11 2.定位基準的選擇.11 3.切削力及夾緊力計算.11 4.定位誤差分析.12 5.夾具設計及操作的簡要說明.12四、總結.13五、參考文獻.14 序 言機械制造工藝課程設計是在我們基本完成了全部基礎課、技術基礎課、大部分專業課以及參加了生產實習之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。通過本次課程設計，應該得到下述各方面的鍛煉：1 能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、

4、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。3 加強使用軟件及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。本說明書主要是ca6140臥式車

5、床上的法蘭盤的有關工藝規程的設計說明,由于本身能力水平有限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝。0 一.零件的分析（一） 零件的作用ca6140臥式車床上的法蘭盤，為盤類零件，用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤定心。法蘭盤內孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。零件是ca6140臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現縱向進給。零件的外圓上標有刻度線，用來對齊調節刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調整的數值；外圓上鉆有底部為上部為定位孔，實現精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩

6、的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。（二） 零件的工藝分析ca6140車床法蘭盤共有兩組加工的表面。先分述如下：1 以mm孔為精基準的加工表面。 這一組加工表面包括：一個 的孔及其倒角；一個外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；外圓及其倒角；兩端面（分別距離軸為24mm和34mm兩端）；左端面和1右端面；通孔。2.以右端面為加工表面。這一組加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；4和孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求：（1） 左端面與軸形位公差0.03mm。右端面與軸形位公差0.03mm。（2） 孔軸線與右端面位置公差0.6mm，同時與軸線垂直相交，并且與端洗平面（距離軸線為

7、24mm）垂直。經過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。二.工藝規程設計(一)確定毛坯的制造形式零件材料為ht200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，是大批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，而且零件加工的輪廓尺寸不大,因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規程設計中重要的工作之一。定位選擇得

8、正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。（1）粗基準的選擇。對于法蘭盤零件而言可歸為軸類零件，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。選擇比較平整、平滑、有足夠大面積的表面，并且不許有澆、冒口的殘跡和飛邊。根據這個基準選擇原則，現選取右邊外圓及的右端面的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊外圓可同時削除五個自由度，再以的右端面定位可削除一個自由度。對外圓、和孔（共兩塊v形塊加緊，限制個自由度，底面兩塊支撐板定位面限制1

9、個自由度，使缺少定位，不過是可以靠兩個v形塊加緊力來約束軸的扭轉力，然后進行鉆削）的加工，這樣對于回轉體的發蘭盤而言是可以保證相關面的標準，確保的圓周度。（2） 精基準的選擇。以為精基準加工表面。這一組加工表面包括：右端面；左端面；右端面；退刀槽；和孔。因為主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以

10、便使生產成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序1 粗車左右端面、左側面、外圓和左外圓。工序2 粗車右45右端面、外圓和右側面、外圓。工序3 擴、粗鉸、精鉸孔并車孔左端的倒角。工序4 半精車 左、右端面、左端面，精車左端面、左端面。半精車外圓、半精車柱體的過度倒圓角。車柱體上的倒角c1.5。工序5 半精車、精車右端面。車槽32。倒角c745和c145。工序6 精車右端面、右端面。工序7 粗銑、精銑柱體的兩側面。工序8 鉆孔，鉸孔。工序9 鉆 孔。工序10 磨削b面，即 外圓面、 右端面、左端面。工序11 磨削外圓面 ，。工序12 磨削突臺距離軸線24mm的側平面。工序13 刻字刻線。工序14 鍍鉻

11、。工序15 檢測入庫。2.工藝路線方案二工序1 粗車 柱體左端面。工序2 粗加工孔：擴中心孔。工序3 粗車100柱體右端面、柱體左端面、外圓 45 、100、，半精車100左、右端面、左端面、外圓45 、100，精車100左端面、左端面，車100柱體的倒角，車45 柱體的過度倒圓角。工序4 粗車、半精車、精車右端面，車槽32，粗車、半精車外圓及倒角。工序5 粗鉸19.94。精鉸20。工序6 精車左端面、右端面。工序7 粗、精銑上兩平面。工序8 鉆4孔，鉸6孔。工序9 鉆 49透孔。工序10 磨外圓右45、100、。磨b面，即 左45外圓面、100右端面、左端面。工序11 磨上距軸心24的平面。

12、工序12 b面拋光。工序13 刻字刻線。工序14 100外圓鍍鉻。工序15 檢測入庫。3. 工藝方案的比較與分析上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加工原則來加工的，先粗加工半精加工精加工。給鉆孔確定基準，確保孔的行位公差，不過一次性加工好，同時零件要求很高的話，在后面的加工會對它的精度產生影響，并且左端面和91右端面要與軸有一定位置公差，這樣很難保證它們的位置的準確性。而方案二是只給鉆孔保證底座平面度，不過鉆頭的下鉆時不能準確定位，會影響的位置公差，從而也影響后面加工的左端面和91右端面的端面跳動。不過在方案二中粗鉆擴和鉸是分開加工，粗鉸19.94，精鉸20，放在

13、精車左端面、91右端面前面，這樣確保左端面和91右端面要與軸有一定位置公差。故綜合的方案如下：工序1 下料，毛柸材料ht200，尺寸見毛柸圖。工序2 粗車91mm圓柱面、兩45mm圓柱面，掉頭車100mm圓柱面，均放余量3mm。工序3 鉆18孔并擴至19.8。工序4 銑零件左右端面切深為3mm。工序5 銑91mm突臺距離軸線34mm、24mm,均放余量3mm。工序6 調制處理，硬度230hbs。工序7 半精車91mm、兩45mm圓柱面，掉頭車100mm圓，余量1.5mm，并車右端倒角45。工序8 粗鉸孔至19.94并精鉸至20.工序9 精車左端面、右端面。工序10 精銑銑零件左右端面切深為3m

14、m，銑91mm突臺距離軸線34mm、24mm,并銑91mm左右兩端面和100mm右端面，均放余量1.5mm。工序11 粗車槽32，車100mm右端倒角工序12 粗磨右45mm、100mm 、91mm 。磨b面，即 左45外圓面、100mm右端面、91mm左端面，車孔20mm的倒角。工序13 鉆孔 49mm、4mm、鉸6mm。工序14 精磨91mm、右45mm、100mm圓柱面，100mm左端面、91mm右端面和b面。工序15 刻字刻線工序16 100外圓鍍鉻工序17 檢驗入庫總工藝方案的分析：本方案基本克服了一和二方案的缺點，繼承它們的優點。可以做到先粗加工半精加工精加工，粗鉆擴和鉸是分開加工

15、，粗鉸19.94、精鉸20，放在精車左端面、右端面前面，這樣確保左端面和右端面要與軸有一定位置公差。可以確保加工面精度。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛壞尺寸的確定根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1. mm外圓表面此外圓表面為it6級，參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精磨外圓0.2450.017 精車外圓0.445.20.039 半精車外圓1.445.60.1粗車外圓3470.3毛坯5501.02. 外圓表面mm參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序

16、余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精車外圓0.51000.24半精車外圓1.510050.30粗車外圓41020.6毛坯61061.63. b面參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車外圓0.6450.6半精車外圓1.445.60.7粗車2471.0毛坯4492.04.b面中兩個端面：工序名稱工序余量精車0.2半精車0.8粗車2毛坯35孔20mm參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精鉸0.1200.04520鉸孔0.219.90.08419.9擴孔1

17、.719.70.119.7毛坯1818+0.6186.mm外圓工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車外圓0.5910.6半精車外圓1.591.50.7粗車4931.0毛坯6972.07. mm的右端面 1）按照工藝手冊表6-28，鑄件重量為2.8kg，mm端面的單邊加工余量為2.03.0，取z=3.0mm，鑄件的公差按照表6-28，材質系數取，復雜系數取，則鑄件的偏差為； 2）精車余量：單邊為0.2mm（見實用機械加工工藝手冊中表3.2-2），精車公差既為零件公差0.017mm； 3）半精車余量：單邊為0.8mm（見實用機械加工工藝手冊中表11-27）本工序的加工公差為0

18、.1mm； 4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為z=3.0-0.2-0.8=2mm； 粗車公差：現在規定本工步（粗車）的加工精度為it11級，因此，可以知道本工序的加工公差為0.16mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分； 5)mm右端面的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見下圖：工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車端面0.2940.6半精車端面0.894.20.7粗車2951.0毛坯3972.08. mm左端面工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸

19、及公差精車端面0.2910.6半精車端面0.891.20.7粗車2921.0毛坯3940.69.mm右端面：工序名稱工序余量精車0.2半精車08粗車2毛坯310.mm圓柱面上離mm孔中心線34mm的平面工序名稱工序余量半精銑0.7粗銑10.3毛坯1111.mm圓柱面上離mm孔中心線24mm的平面工序名稱工序余量精磨0.05精銑0.15半精銑07粗銑20.1毛坯21 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。 三.夾具設計（一）確定機床夾具的結構方案 1.選擇定位原件根據工序圖給出的定位原理方案，按有關標準

20、正確選擇定位元件或定位元件的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。此次，根據工件的要求，所選擇定位心軸和一個平面來限制工件的自由度。2.選擇夾緊機構（1） 夾緊力的方向： 夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。（2） 夾緊力的作用點： 夾緊力的作用點應該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。 （3） 選擇夾緊機構： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊

21、機構要注意以下幾方面的問題： 安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 手動夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。 夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 手動夾緊機構應操作靈活、方便。（4） 夾緊力的大小： 夾緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實際夾緊力應等于理論夾緊力乘以系數k，一般k=1.52.5。各種典型夾緊機構的計算方法可參閱機床夾具手冊。3.機床夾具的總體形式： 機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。（1） 選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證

22、加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。（2） 確定聯接體： 聯接體是將裝置與夾具體聯接的工件，設計時主要考慮聯接體的剛性，合理布置聯接體的位置，給定位元件、加緊機構留出空間。（3） 確定夾具體：夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯接體，并于機床可靠聯接。（二）確定機床夾具為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協商，決定設計第11 道工序鉆、鉸4-9孔的夾具。本夾具將用于搖臂鉆床，對工件對鉆、鉸加工，刀具為麻花鉆、鉸刀。 1問題

23、的提出 本夾具主要用來加工4-9孔，此四個孔為螺紋孔，起連接作用，精度要求不高，且加工此孔時，20孔的內表面及其端面都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞動生產率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具。 2定位基準的選擇本設計選用以20孔的內表面和的底端面為主要定位基面，為了降低生產成本，本設計選擇采用螺紋夾緊的方式。 3切削力及夾緊力計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 鉆削力矩 式中： 由上式得： 如上所述，本設計采用螺旋夾緊機構，即由螺桿、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機構。螺旋夾緊機構不光結構簡單、容易制造，而且

24、由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長升角又小，所以螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構。根據夾緊狀態下螺桿的受力情況和力矩平衡條件 fl= f= 式中 f夾緊力(n) f作用力(n) l作用力臂(mm) d螺桿直徑 螺紋升角 螺紋處摩擦角. 螺桿端部與工件間的摩擦角. 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑(mm)所以有f=3075.73n 顯然 f=3075.73n982.7n=f，故本夾具可安全工作。4. 定位誤差分析夾具的主要定位元件為心軸。心軸尺寸與公差都是選取的標準件，其公差由標準件決定，并且在夾具裝配后的技術要求統一磨，心軸的定為表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.02；心軸選取標準件，夾具體上裝心軸的孔的軸線與夾具體底面的 垂直度誤差不超過0.02。夾具的主要定位元件為心軸限制了兩個自由度,心軸一