机床夹具设计资料

XXXXXX职业技术学院

机床夹具课程设计说明书

题目CA6140法兰盘，精加工左端面φ100

系部机电工程系

专业机械设计与制造

学生姓名

学号

专业班级

指导教师

2016年 6 月

工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，本次课程设计的课题是CA6140车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，主要内容如下：

首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。

第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。

第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。

最后，设计第七道工序—铣距Φ90mm中心线24mm和34mm两侧平面的夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。

通过以上的概述，整个设计基本完成。

课程设计是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（CA6140车床法兰盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

1.零件的分析 (3)

1.1 零件的作用 (3)

1.2 零件的工艺分析 (4)

2.工艺规程设计 (4)

2.1 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 (4)

2.2 基准的选择 (5)

2.3 制定工艺路线 (5)

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)

2.5 确定切削用量及基本工时 (8)

3.夹具设计 (28)

3.1 问题的提出 (28)

3.2 夹具设计 (28)

3.2.1 定位方案 (28)

3.2.2 定位基准的选择 (28)

3.2.3 切削力及夹紧力计算 (28)

3.2.4 定位误差分析 (30)

3.2.5 夹具设计及操作的简要说明 (30)

4.设计小结 (31)

5.参考文献 (32)

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，主要是用来安装在机床上，起到导向的作用使机床实现进给运动，零件上精度要求较高的两个平面用以装配，4个孔是用于连接其他机构或零件的。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φ100mm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φ20 mm上部为φ20 mm 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。该零件年产量为4000件，设其备品率α为4%，机械加工废品率β为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+α+β)=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，查表可知该产品为中批生产。

图1.1 CA6140法兰盘

1.2 零件的工艺分析

法兰盘是一回转体零件,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：

1.以 Φ0.12

0.34100+-mm 外圆为中心的加工表面：

这一组加工表面包括：φ45mm 外圆、端面及倒角；φ100mm 外圆，过度倒圆R5； Φ20内孔及其左端倒角C1.5。

2.以Φ0017.045-外圆为中心的加工表面：

这一组加工表面包括： 端面，Φ90mm 外圆，端面，倒角C1.5；切槽3×2； 内孔的右端倒角C1。

3. 以Φ20045.00+mm 的孔为中心加工表面：

这一组加工表面包括： φ45mm 外圆，端面； φ100mm 外圆，端面，侧面； φ90mm 外圆； φ45mm 外圆，过度圆角R5；4Xφ9mm 孔和同轴的φ6mm 孔。

它们之间有一定的位置要求，主要是：

（一） 左端面与φ20mm 孔中心轴的跳动度为0.03 ； （二） 右端面与φ20mm 孔中心轴线的跳动度为0.03 ； （三） φ45mm 的外圆与φ20mm 孔的圆跳动公差为0.03 。

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。

2. 工艺规程设计

2.1 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状

零件材料为HT200，由于零件年产量为4200件，已达到中批生产的水

平，而且零件轮廓尺寸不大，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。

2.2基准的选择

基准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5个自由度，达到完全定位。

2）精基准的选择

精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以Φ20mm孔为精基准。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。

工艺路线方案

工序 1 粗车φ100mm柱体左端面、外圆，粗车B面

工序 2 钻中心孔φ18mm，扩孔φ19.8mm，粗铰φ19.94mm、精绞Φ20mm 孔

工序 3 粗车右φ45mm柱体右端面、外圆，φ90mm外圆及右端面，

工序 4 半精车φ100mm左端面、外圆，半精车B面并倒角C1.5，半精车φ90mm外圆，φ20左侧倒角C1

工序 5 半精车右φ45mm外圆及右端面，倒角C7，半精车φ90mm右侧面，切槽3×2mm，车φ20mm孔右端倒角C1

工序 6 精车φ100mm柱体左端面、外圆，精车B面，车过渡圆角R5

工序 7 粗铣、精铣φ90mm柱体的两侧面

工序 8 钻4XΦ9mm透孔

工序 9 钻φ4mm孔，扩、铰φ6mm孔

工序 10 磨削B面

工序 11 磨削外圆面φ100mm、φ90mm

工序 12 磨削φ90mm凸台距离轴线24mm的侧平面

工序 13 金刚石车Φ45mm外圆、φ90mm右侧面

工序 14 B面抛光

工序15 Φ100mm划线刻字

工序16 Φ100mm外圆无光镀铬

工序 17 检测入库。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

根据上述原始资料及加工工艺，参照《实用机械加工工艺手册》分别确定各加工表面的机

2.5确定切削用量及基本工时

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