机械制造技术与装备课程设计说明书正文模板-南昌航空大学科技学院

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1、南昌航空大学科技学院 目目录录 序言- 1 - 一、零件的分析- 2 - 1.1 零件的作用- 2 - 1.2 零件的工艺分析- 2 - 二、工艺规程设计- 3 - 2.1 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状- 3 - 2.2 基准的选择- 3 - 2.3 制定工艺路线- 3 - 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定- 5 - 三、夹具设计- 25 - 3.1 问题的提出- 25 - 3.2 夹具设计- 25 - 四、设计小结- 28 - 五、参考文献- 29 - 南昌航空大学科技学院 - 1 - 序言序言 机械制造技术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

2、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，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析， 再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

3、，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90mm 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

4、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。 南昌航空大学科技学院 - 2 - 一、零件的分析一、零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 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

5、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100mm 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20mm 上部为20mm 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，设其备品率为 4%，机械加工废品率 为 1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+)=40001(1+4%+1%)=4200(件/年)， 查表可知该产品为中批

6、生产。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 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 0.12 0.34 100 mm 外圆为中心的加工表面： 这一组加工表面包括： 45mm 外圆、 端面及倒角； 100mm 外圆， 过度倒圆 R5； 20 内孔及其左端倒角 C1.5。 2.以 0 017 . 0 45外圆为中心的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，90mm 外圆，端面，倒角 C1.5；切槽 32；内孔 的右端倒角 C1。 3.以20 045. 0 0 mm 的孔为中心加工表面： 这一组加工表面包括：45mm 外圆，端面；100mm 外

7、圆，端面，侧面；90mm 外圆；45mm 外圆，过度圆角 R5；4X9mm 孔和同轴的6mm 孔。 它们之间有一定的位置要求，主要是： （一）左端面与20mm 孔中心轴的跳动度为 0.03； （二）右端面与20mm 孔中心轴线的跳动度为 0.03； （三）45mm 的外圆与20mm 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。 南昌航空大学科技学院 - 3 - 二、工艺规程设计二、工艺规程设计 2.1 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 零

8、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。 2.2.1 粗基准的选择粗基准的选择 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

9、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。 2.2.2 精基准的选择精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以20mm 孔为精基准。当设 计基准与工序

10、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 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。 1）工艺路线方案一）工艺路线方案一 南昌航空大学科技学院 - 4 - 工序 1：粗车45mm 柱体的右端面，粗车右端面，车槽 32mm，粗车、 半精车外圆，车右端倒角。 工序 2：粗车100mm 柱体左、右端面，粗车90mm 柱体左端

11、面，半精车 100mm 左、右端面、90mm 左端面，粗车外圆45mm、100mm， 半精车外圆45mm、100mm、90mm，车100mm 柱体的倒角， 半精车45mm 柱体的过度倒圆。 工序 3：精车100mm 左端面，90mm 右端面。 工序 4：钻、扩、粗铰、精铰孔20mm 至图样尺寸并车孔左端的倒角 工序 5：粗铣、精铣900mm 柱体的两侧面。 工序 6：钻4mm 孔，扩、铰6mm 孔 工序 7：钻 49mm 透孔。 工序 8：磨削外圆面100mm，90mm。 工序 9：磨削 B 面，及45mm 外圆面、100mm 右端面、90mm 左端面。 工序 10：B 面抛光。 工序 11：

12、100mm 外圆刻字刻线。 工序 12：100mm 外圆无光镀铬。 工序 13：检测入库。 2）工艺路线方案二）工艺路线方案二 工序 1 粗车100mm 柱体左端面、外圆，粗车 B 面 工序 2 钻中心孔18mm，扩孔19.8mm，粗铰19.94mm、精绞20mm 孔 工序 3 粗车右45mm 柱体右端面、外圆，90mm 外圆及右端面， 工序 4 半精车100mm 左端面、外圆，半精车 B 面并倒角 C1.5，半精车 90mm 外圆，20 左侧倒角 C1 工序 5 半精车右45mm 外圆及右端面，倒角 C7，半精车90mm 右侧面， 切槽 32mm，车20mm 孔右端倒角 C1 工序 6 精车

13、100mm 柱体左端面、外圆，精车 B 面，车过渡圆角 R5 工序 7 粗铣、精铣90mm 柱体的两侧面 工序 8 钻 4X9mm 透孔 工序 9 钻4mm 孔，扩、铰6mm 孔 工序 10 磨削 B 面 工序 11 磨削外圆面100mm、90mm 南昌航空大学科技学院 - 5 - 工序 12 磨削90mm 凸台距离轴线 24mm 的侧平面 工序 13 金刚石车45mm 外圆、90mm 右侧面 工序 14B 面抛光 工序 15100mm 划线刻字 工序 16100mm 外圆无光镀铬 工序 17 检测入库。 3）工艺方案的比较与分析）工艺方案的比较与分析 0 017. 0 45表面是多次加工的基

14、准，方案一中在加工其外圆表面的同时进行了导 角，工序较为集中，也方便装夹，在一定程度上提高了生产效率。而方案二采用车 削端面，可以保证精度，方案一的效率虽高但精度不能保证，应把保证精度放在首 位，由于各端面及外圆柱面都与20 045. 0 0 轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆 柱面时应尽量选用孔20 045. 0 0 为定位基准，故选用方案二。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、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 工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （单位 mm） 加工表面 工序（或工 步）名称

15、工序（或工 步）余量 工序（或工 步）基本尺寸 工序（或工步） 经济精度 工序（或工步） 尺寸及其偏差 表面粗糙度 （Ra） 公差等级公差 右端面 粗车36.3 毛坯3 90 突台 右端 精车0.841IT70.025411.6 半精车1.041.8IT90.06241.80.0313.2 粗车1.242.8IT110.16042.80.086.3 毛坯3442.2441.1 槽 32 粗车2Z=941IT130.39416.3 毛坯2Z=9502.0501.0 45 外圆 磨削2Z=0.345IT60.017450.8 半精车2Z=1.045.3IT90.06245.33.2 粗车2Z=3.

16、746.3IT110.16046.36.3 毛坯2Z=5502.0501.0 内孔20 铰2Z=0.220IT80.045201.6 扩2Z=1.819.8IT100.08419.86.3 钻2Z=1818IT120.181812.5 毛坯实心 100 左端 面 精车Z=0.891IT80.054911.6 半精车0.791.8IT90.08791.83.2 南昌航空大学科技学院 - 6 - 粗车1.592.5IT110.2292.56.3 毛坯3942.294.1 100 外圆 磨削2Z=0.4100IT80.0541000.8 半精车2Z=1.1100.4IT110.22100.43.2 粗车2Z=3.5101.5IT110.22101.56.3 毛坯2Z=51052105.0 100 右端 面 磨削Z=0.441IT70.01