法兰盘卡具课程设计说明书_法兰盘课程设计说明书

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辽宁工程技术大学

机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：加工CA6140法兰盘φ4φ6夹具设计

班

级： 涉外机械08—2 姓

名：

王瑶

指导教师：

张兴元

完成日期： 2011-03-08

辽宁工程技术大学课程设计

一、设计题目

加工CA6140法兰盘φ4φ6夹具设计

二、原始资料

(1)被加工零件的零件图

1张(2)生产类型:（中批或大批大量生产）

三、上交材料

1．绘制零件图

1张 2．毛坯图

1张 3．编制机械加工工艺过程综合卡片

1套 4．编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）

1套

5．绘制夹具装配图（A0或A1）

1张 6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。

1张

7．编写课程设计说明书（约5000-8000字）。

1份

四、进度安排

本课程设计要求在3周内完成。1．第l～2天查资料，熟悉题目阶段。

2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。

3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。

4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。5．第14～15天，零件图的绘制。

6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8．第20～21天，答辩

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五、指导教师评语

成 绩：

指导教师

日

期

辽宁工程技术大学课程设计

摘 要

本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘φ4φ6孔的设计说明,本说明书说明了法兰盘零件的作用，对零件进行工艺性能分析，还有制造零件时毛坯的形状选择，零件的工艺路线，还有有关定位的基准选择问题，并对加工φ4φ6孔的切削余量工时进行了计算，最后还对法兰盘的定位误差进行了分析与计算，针对加工φ4φ6孔时进行对刀与导向装置的设计，法兰盘夹具体的设计，有关夹紧力的计算，最后完成对夹紧装置的设计。在本次设计过程中我能熟练运用机械制造基础设计中的基本理论，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。我还学会了使用手册及图表资料,并且对本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

辽宁工程技术大学课程设计

Abstract This instruction is mainly talking about horizontal lathe CA6140 φ4φ6 hole flange design specifications, the instruction explains the flange part of the effect on the analysis of proce performance parts, as well as manufacturing parts rough shape when selected, part of the proce route, positioning the base on selection, and proceing man-hours φ4φ6 hole cutting margin was calculated, and finally the positioning of the flange and calculation errors are analyzed for proceing φ4φ6 hole and guide the knife when device design, flange design specific folder, the clamping force calculation, and finally completed the design of the clamping device.In this design proce, I can skillfully use Machinery basic design of the basic theory, the correct solution to a part in the proce of positioning, clamping and proce routing, proce sizing and other iues to ensure the machining quality.I also learned to use manual and chart information.And the design of various types of the name of information and the provenience, can be proficient.目 录

辽宁工程技术大学课程设计1零件作用及设计任务..................................................................6 2生产纲领及生产类型..................................................................6 3零件的分析................................................................................6 3.1零件的作用分析................................................................6 3.2零件的工艺分析................................................................6 4确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状.......................................7 5工艺规程设计.............................................................................7 5.1粗基准的选择...................................................................8 5.2基准重合问题...................................................................8 5.3工件表面加工方法的选择..................................................8 5.4制定工艺路线...................................................................9

5.4.1工艺路线方案一......................................................9 5.4.2工艺路线方案二.....................................................10 5.5工艺方案的比较与分析....................................................11 5.6确定加工余量、毛坯尺寸及公差......................................11 5.7确定切削用量及基本工时.................................................11

5.7.1钻φ4 孔...............................................................11 5.7.2铰φ6孔................................................................12 6机床夹具设计............................................................................12 6.1定位方案设计..................................................................12 6.2定位误差的分析与计算....................................................12 6.3对刀与导向装置的设计....................................................13 6.4夹紧装置的设计...............................................................13 6.5夹紧力的计算..................................................................13 6.6夹具体的设计..................................................................14 7参考文献...................................................................................15

辽宁工程技术大学课程设计1零件作用及设计任务

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。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。

分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。

2生产纲领及生产类型

已知产品为中批生产。

3零件的分析

3.1零件的作用分析

题目给的零件是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 100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 mm上部为 的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。

3.2零件的工艺分析

法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 一

以 45 外圆为中心的加工表面

这一组加工表面包括： 外圆，端面及倒角； 外圆，过度倒圆；

辽宁工程技术大学课程设计内孔及其左端倒角。

二

以 外圆为中心的加工表面

这一组加工表面包括： 端面，外圆，端面，倒角；切槽3×2； 内孔的右端倒角。

三

以 的孔为中心加工表面

这一组加工表面包括：

外圆，端面； 外圆，端面，侧面； 外圆； 外圆，过度圆角；4— 孔和同轴的孔。

它们之间有一定的位置要求，主要是：

（一）左端面与 孔中心轴的跳动度为 ；

（二）右端面与 孔中心轴线的跳动度为 ；

（三）的外圆与 孔的圆跳动公差为。

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。

4确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状

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。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，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。

5工艺规程设计

定位的选择是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。

辽宁工程技术大学课程设计5.1粗基准的选择

因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45的外圆及 90的右端面作为粗基准，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 自由度。

5.2基准重合问题

当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。

5.3工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为HT200。参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—

6、表1.4—

7、表1.4—8等，其加工方法选择如下：

一． 外圆面：公差等级为IT6~IT8，表面粗糙度为0.8 , 采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

二． 20内孔：公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为1.6，采用钻→扩→铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。

三． 外圆面：公差等级为IT13~IT14，表面粗糙度为0.4，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

四． 90外圆：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为6.4，采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。五． 100外圆面：公差等级为IT11，表面粗糙度为6.3，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

六． 右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为粗车。

七． 90突台右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

辽宁工程技术大学课程设计八． 90突台左端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。九． 100突台左端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。十．槽3×2：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为 6.3，采用的加工方法为粗车。

十一.100突台右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。十二.90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣→精铣.十三.90突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为0.4，采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.十四.4— 9孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为钻削。

十五.4的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为钻削。

十六.6的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻→铰。

5.4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大批生产的条件下，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。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

5.4.1工艺路线方案一

(一)工序Ⅰ 粗车φ100柱体左端面。

(二)工序Ⅱ

钻、扩、粗铰、精铰φ20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。

辽宁工程技术大学课程设计(三)工序Ⅲ

粗车φ100柱体右端面，粗车 90柱体左端面，半精车φ100左、右端面、φ90左端面，精车φ100左端面、φ90左端面，粗车外圆φ45、φ100、φ90，半精车外圆φ45、φ90、φ100，车φ100柱体的倒角，车φ45柱体的过度倒圆。

(四)工序Ⅳ

粗车、半精车、精车φ90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆及外圆倒角。

(五)工序Ⅴ

精车φ100左端面、φ90右端面(六)工序Ⅵ

粗铣、精铣φ90柱体的两侧面。(七)工序Ⅶ

钻φ4孔，铰φ6孔。(八)工序Ⅷ

钻 4—9孔。

(九)工序Ⅸ

磨削B面，即 外圆面、φ100右端面、φ90左端面。

(十)工序Ⅹ

磨削外圆面φ100φ 90。

(十一)工序Ⅺ

磨削φ90突台距离轴线24mm的侧平面。(十二)工序Ⅻ

刻线。(十三)工序ⅩⅢ

镀铬。(十四)工序XIV 检测入库。5.4.2工艺路线方案二

(一)工序Ⅰ

车 柱体的右端面，粗车φ90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆，车右端倒角。

(二)工序Ⅱ

粗车φ100柱体左、右端面，粗车φ90柱体左端面，半精车φ100左、右端面、φ90左端面，粗车外圆φ45、100、φ90，半精车外圆φ45、φ100、φ90，车φ100柱体的倒角，车φ45柱体的过度倒圆。

(三)工序Ⅲ

(四)工序Ⅳ

(五)工序Ⅴ

(七)工序Ⅶ

(八)工序Ⅷ

精车φ100左端面，φ90右端面。

钻、扩、粗铰、精铰孔φ20mm至图样尺寸并

粗铣、精铣φ90柱体的两侧面。

钻 4—9孔。

磨削外圆面φ100，φ90。车孔左端的倒角。

(六)工序Ⅵ

钻φ4孔，铰φ6孔。

(九)工序Ⅸ

磨削B面，即 外圆面、φ100右端面、φ90

辽宁工程技术大学课程设计左端面。

(十)工序Ⅹ

刻字刻线。(十一)工序Ⅺ

镀铬。(十二)工序Ⅻ

检测入库。

5.5工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于：方案一是从左端面加工到右侧，以100 的外圆作为粗基准加工左端面及 20mm的孔又以孔为精基准加工，而方案二则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。

5.6确定加工余量、毛坯尺寸及公差

钻φ4孔，双边加工余量为2Z=4，公差等级为IT11，公差为0.075，工序尺寸为φ4，毛坯为实心。铰φ6孔，双边加工余量为2Z=2，基本尺寸为φ6，公差等级为IT10，公差为0.048，工序尺寸φ6，毛坯为φ4的孔。

5.7确定切削用量及基本工时

5.7.1钻φ4 孔

选用Z525型立式钻床。5.1.1刀具选择：

由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。5.1.2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 =18m/min 由Z525钻床取n =1432r/min.选接近的 所以n取1360r/min V=3.14*4*1360/1000=17.1m/min 5.1.3基本工时：

辽宁工程技术大学课程设计其中L1=10，L2=0，L=12.5 T= 0.08min 5.7.2铰φ6孔

5.2.1刀具选择：

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。

5.2.2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。

确定切削速度：

计算切削速度V，V = 0.21m/s=12.8m/min n = 680r/min 5.2.3基本工时：

其中L1=10，L2=2，L=7

T= 0.076min

选接近的，取n =670 6机床夹具设计

6.1定位方案设计

夹具采用一个大面，一个V形块，一个支撑钉，其中一个支撑钉限制一个自由度，一个V形块限制两个自由度，一个大面限制三个自由度，这样6个自由度就可以完全限制了，实现了完全定位。

6.2定位误差的分析与计算

用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，会遇到由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及个工件的定位基准与定位元件工件表面存在制造误差，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，由此引起工序尺寸产生加工误差，即定位误差。钻φ4绞φ6的工序基准为φ100端面及45孔的轴线，按基准重合原则选100端面及4辽宁工程技术大学课程设计孔轴线为定位基准。

△d=△j△b；△b为基准不重合误差，此工件为零；△b为基准位移误差：

0.6/（2*赛因45）=0.4243 6.3对刀与导向装置的设计

钻床卡具的对刀导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对卡具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。钻套可以分为固定式，可换式，快换式和特殊钻套。该孔需要多工步加工，所以选用快换钻套。钻套的高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具的高度、工件表面形状等因素有关。钻套高度越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大。此时钻套高度H=18mm，钻套底部与工件间的距离为排屑间隙。排屑间隙应适当选取，排屑间隙值太小，切屑难以自由排出，使工件表面损坏，排屑间隙太大，会降低钻套对钻头的导向作用影响加工精度，所以排屑间隙选取h=2mm。

6.4夹紧装置的设计

夹紧装置的基本要求：1）夹紧时不破坏工件在卡具中的占有的正确位置，2)夹紧力要适当，即要保证工件在加工过程中定位的稳定性。又要防止因夹紧力过大而损失工件表面而产生的夹紧变形。3）夹紧机构操作安全，省力，夹紧迅速。4）夹紧机构的复杂程度、工作效率应与生产类型相适宜。5）卡具良好的自锁能力。该装置中夹紧力与切削方向一致，所以切削力较小，仅需较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的震荡和钻动。综上所述，可以选取偏心夹紧机构在进行夹紧。

6.5夹紧力的计算

加工本工件时夹紧力与切削力方向一致，因为其他切削力较小，仅需较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生振动和转动，所以无需计算夹紧力。

辽宁工程技术大学课程设计6.6夹具体的设计

夹紧体设计的基本要求应满足，要有足够的刚度和强度，夹具安装稳定夹具体结构工艺性好，便于清理排屑。卡具体铸造时不许有裂纹，气孔，砂眼，缩松等铸造缺陷，铸件在加工前应进行时效处理，有铸造圆角。

辽宁工程技术大学课程设计7参考文献

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