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學生課程設計（論文）
題 目： 設計“法蘭盤”零件的機械
加工工藝規(guī)程及其夾具
學生姓名： 學 號：
所在院(系)： 機電工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級：
指 導 教 師： 職稱：
序言
機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,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。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
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攀枝花學院本科課程設計 目錄
目錄
序言
1 零件的分析…………………………………………………………………………………1
1.1 零件的作用………………………………………………………………………………1
1.2零件的工藝分析…………………………………………………………………………1
2 工藝規(guī)程設計…………………………………………………………………………………2
2.1 確定毛坯的制造形式……………………………………………………………………2
2.2 基面的選擇………………………………………………………………………………2
2.2.1粗基準的選擇………………………………………………………………………2
2.2.2精基準的選擇………………………………………………………………………2
2.3 制定工藝路線……………………………………………………………………………2
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………………………………4
2.5 確立切削用量及基本工時………………………………………………………………4
3 夾具設計……………………………………………………………………………………8
3.1 定位基準的選擇………………………………………………………………………8
3.2 切削力及夾緊力計算……………………………………………………………………8
3.3 定位誤差分析……………………………………………………………………………9
3.4 夾具設計及操作說明……………………………………………………………………9
參考資料………………………………………………………………………………………10
致謝………………………………………………………………………………………………11
1 零件的分析
1 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的法蘭盤。主要是用來安裝在機床上，起到導向的作用使機床實現進給運動。
1.2 零件的工藝分析
CA6140車床的法蘭盤共有八處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1.以φ100為基準面，加工，的右端面。
2. 以端面為基準，車、、外圓，并導 。由于孔與有跳動的要求，所以要以端面為基準。
3．要以孔為基準，精車所有外圓面，使其達到要求。
4．以端面為基準，先用的鉆頭鉆孔，然后再用鏜刀鏜孔。
由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組
2 工藝規(guī)程設計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200?？紤]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，故選擇鑄件毛坯。
2.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。
2.2.1粗基準的選擇
對于零件而言，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對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取孔外輪廓表面作為粗基準。
2.2.2精基準的選擇
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。
2.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應當使零件的幾何形狀、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，以便使生產成本盡量下降。
工藝路線方案一
工序一 以為粗基準，選用CA6140機床，粗車右端面及外圓，倒角，車槽，粗車外圓及其左右端面，粗車及右端面。
工序二 以外圓面為基準，粗車左端面及粗車外圓，并倒。
工序三 以外圓面為精基準，精車及其左右端面，精車，精車及其左右端面和的外圓。保證左端面，右端面和的外圓的跳動在0.03內。
工序四 以外圓面為基準，鉆鏜通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，粗鏜孔及倒角，再精鏜孔。
工序五 鉆通孔。
工序六 以左端面和內孔定位,利用兩個端面夾緊,銑兩端面。
工序七 以孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個孔
工序八 以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊, 擴工序五鉆的孔到孔,保證尺寸為L=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。
1. 工藝路線方案二
工序一 以為粗基準，選用CA6140機床，粗車右端面及外圓，倒角，車槽，粗車外圓及其左右端面，粗車及右端面。
工序二 以外圓面為基準，粗車左端面及粗車外圓，并倒。
工序三 以外圓面為基準，鉆鏜通孔，先用鉆的鉆頭鉆孔，粗鏜孔及倒角，再精鏜孔。
工序四 以外圓面為精基準，精車及其左右端面，精車，精車及其左右端面和的外圓。保證左端面，右端面和的外圓的跳動在0.03內。
工序五 以孔為基準面,利用專用夾具,鉆4個孔
工序六 以左端面和內孔定位,利用兩個端面夾緊,銑兩端面。
工序七 以一個銑好的面定位,再利用另外一個面夾緊,鉆的通孔,再擴孔到孔,保證尺寸為L=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。
綜合考慮零件的常規(guī)工藝、表面粗糙度要求和加工質量，所以選擇第一個方案。
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“CA6140車床法蘭盤”，零件材料為HT200，硬度190～210HB，生產類型中批量，鑄造毛坯。
據以上原始資料及加工路線，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如下：
1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（，端面）。
查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ45，φ100端面長度余量均為4（均為雙邊加工）。
車削加工余量為：
粗車 3mm
精車 0.5mm
2. 內孔
工序尺寸加工余量：
鉆孔2mm
粗鏜 0.2 mm
精鏜 0mm
3. 其他尺寸鑄造得到
由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產，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。
取余量為：4mm
2.5 確立切削用量及基本工時
工序Ⅰ：以外圓為粗基準，粗車外圓及其右端面，由于余量為8mm，因此次切削，吃刀深度分別為=4mm和3mm。
查《切削用量簡明手冊》，進給量f=0.4mm/r （表1.4）計算切削速度，耐用度t=45min
===161m/min (2.70m/s)
確定機床主軸轉速：
===15.72r/s (935r/min)
按機床取=900r/min=15r/s
實際切削速度為v=15r/s =127.17m/min
粗車右端面時：吃刀深度=4mm，==0.08min
車外圓時：==0.125min
倒角時：吃刀深度為=4mm，==0.03min
車槽時：吃刀深度為=2mm，==0.01min
粗車外圓及其左右端面時：吃刀深度為=3mm，==0.03min
粗車及右端面時：吃刀深度為=3mm，==0.09min
（在本工序未注明的進給量f和機床主軸轉速分別為0.4mm/r和900r/min）
工序II：車削條件和參數跟工序I一致
粗車左端面時：吃刀深度為=4mm，==0.15min
粗車外圓時：吃刀深度為=4mm，==0.03min
并倒時：吃刀深度為=2.5mm，==0.02min
工序III：以外圓面為精基準，選用刀號YG6，余量為1mm，查手冊
=0.5mm，取f=0.15mm/r，=1200r/min 。
精車外圓時：v=377m/min ，==0.12min
精車及其左右端面時：v=377m/min ，==0.64min
精車外圓時：v=170m/min ，==0.40min
精車及其左右端面時：v=340m/min，==0.28min
精車的外圓時：v=170m/min ，==0.48min
并保證左端面，右端面和的外圓的跳動在0.03內。
工序IV：查《切削用量簡明手冊》，選取進給量f=0.36mm/r，d取16mm時，v=14m/min，
根據z525鉆床說明書，鉆可考慮選擇，故取
粗鏜孔時：吃刀深度為=0.45mm，==1.16min
倒角時：吃刀深度為=0.45mm，==0.02min
再精鏜孔時：吃刀深度為=0.1mm，==2.32min
工序V：用鉆頭鉆通孔，鉆孔時：選用，查手冊取標準值
工序VI：由圖可知零件左邊余量為11mm，故可分二次粗銑，一次精銑，分別取，
選用，
，
，
由于零件的右邊銑削余量為21mm ，故采用三次粗銑，一次精銑，分別取，，
選用，，
，，
，
工序VII：擴通孔到，再鉸孔到達所要求的精度查手冊，鉆時：選用
查手冊取標準值
鉸孔時：，
工序VIII ：由于鉆4個孔，先用的鉆頭鉆，然后再鉸孔
鉆孔時：、
鉸孔時：、
由于速度是一樣的所以
查表可知道取
=0.04 mm ， =0.05 mm
攀枝花學院本科課程設計 3 夾具設計
3 夾具設計
3.1 定位基準的選擇
由零件圖知，由于左端面和右側端面有一定的位置度要求，為了減少定位誤差，以左端面為主要定位基準面，以內孔穿芯軸為輔助定位面，在右側端面用夾緊螺母夾緊，再以螺釘鎖定法蘭盤沿芯軸方向的旋轉自由度，這一定位方案夾具設計簡單，裝夾方便可靠且容易拆卸工件，固可行。
3.2 切削力及夾緊力計算
刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，
其中，
所以，
其中，水平分力：
垂直分力：
在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。
安全系數 ，
式中 K————基本安全系數1.2；
K————加工性質系數1.1；
K————刀具鈍化系數1.1，
K————斷續(xù)切削系數1.0；
所以，
查文獻[4]表3-26，知d=12mm的螺栓許用加緊力。由于φ12mm鉤型螺栓長度小于所需夾緊長度，所以為方便夾緊，選用φ16mm的鉤型夾緊螺栓夾緊，因此選用該螺栓加緊足以滿足夾緊要求。
3.3 定位誤差分析
夾具的主要定位元件為芯軸，該芯軸的尺寸公差規(guī)定為本零件在工作時與其相配的尺寸與公差相同。
由于該芯軸是根據零件定位方案設計的專用件，各定位面加工后對φ20H7mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。因此銑邊時的位置加工偏差主要由芯軸中心位置尺寸偏差決定。查文獻[4]表3-17，普通精度位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此銑邊的位置偏差可以保證。
3.4 夾具設計及操作說明
在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不是手動夾緊，因為這是提高勞動生產率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應首先設法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜楔夾緊機構，盡量增加該夾緊機構的擴力比；三是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由增至），以增加氣缸推力。結果，本夾具總的結構還比較緊湊。
夾具有裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖見附圖。
攀枝花學院本科課程設計 參考文獻
參考文獻
[1]、趙家齊等 ，《機械制造工藝學課程設計指導書》，北京：機械工業(yè)出版社，1987
[2]、王小華，《機床夾具圖冊》，北京：機械工業(yè)出版社，2004
[3]、吳圣莊，《金屬切削機床概論》，北京：機械工業(yè)出版社，1993
[4]、王先逵，《機械制造工藝學》，北京：機械工業(yè)出版社，2002
[5]、席偉光，《切削用量簡明手冊》，北京：高等教育出版社，2002
[6]、李波，《機械加工工藝手冊》，重慶教育出版社，1998
攀枝花學院本科課程設計 致謝
致謝
經過將近一個月的忙碌和學習，本次課程設計已經接近尾聲，作為一個本科生的課程設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師您的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。
感謝我的指導老師周教授。您平日里工作繁忙，但在我做課程設計的每個階段，從講解到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計整個過程中都給予了我悉心的指導。在本次的課程設計中我也學到了不少關于零件加工工藝規(guī)程的編制和夾具設計的思路和技巧。
其次要感謝和我一起作課程設計的同學們，他們在本次設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次課程設計，并承擔了大部分的工作量。如果沒有他們共同的努力工作，我也不會有這么大的信心搞好此次設計。