法兰盘机械制造基础工艺学优秀课程设计.doc

目 录序 言1第一章 零件分析1一零件功用分析1二零件工艺分析1第二章 机械加工工艺规程制订2一、 确定毛坯制造形式2二、 选择定位基准2三、 选择加工方法2四、 制订工艺路线2五、机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸确实定4六、工序设计7七、确定切削用量9第三章 专用夹具设计14一、接收设计任务、明确加工要求14二、确定定位方案、选择定位元件14三、确定夹紧方案、设计夹紧机构14四、切削力及夹紧力计算14五、夹具体设计16六、夹具体精度分析16七、绘制夹具装配图，标注相关尺寸及技术要求16八、夹具设计及操作简明说明17第四章 设计小结17参考文件18序 言课程设计是我们在学完大学全部课程后进行.是我们对大学四年学习一次深入综合性总考评，也是一次理论联络实际训练.这次设计使我们能综合利用机械制造工艺学中基础理论，并结合实习中学到实践知识.独立 地分析和处理工艺问题，初步含有了设计一个中等复杂程度零件，床法兰盘工艺规程能力和利用夹具设计基础原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计能力。也是熟悉和利用相关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基础技能一次实践机会。 所以，它在我们大学生活中占相关键地位。就我个人而言，我也期望经过这次设计对自己未来将从事工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，处理问题能力。对未来工作发展打下一个良好基础。 第一章 零件分析一零件功用分析题目所给零件是法兰盘，法兰盘起联接作用是车床上关键零件。二零件工艺分析从零件图看，法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以20mm为中心 ,包含:两个100mm端面,尺寸为45mm圆柱面,两个90mm端面及上面4个9mm透孔.45mm外圆柱面及上面6mm销孔，90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm两个平面.其中标有表面粗糙度表面有：B面，下端面，45mm圆柱面，20内圆柱面，90mm左右端面等。其中B面和90mm右端面粗糙度要求最高，公差等级达成IT5级，为R0.4m。20mm孔为整个设计基准。从位置关系来看，B面下端面要和20mm垂直。这组加工表面是以20mm为中心,其它加工面全部和它有位置关系,能够先加工它一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面。第二章 机械加工工艺规程制订一、 确定毛坯制造形式零件材料为HT200，因为零件是中匹量生产，而且零件轮廓尺寸不大，故采取金属模铸造。法兰盘因毛坯比较简单，采取铸造毛坯时通常是成队铸造，再进行机械加工。这从提升生产率，确保加工精度上考虑也是应该。二、 选择定位基准定位基准选择是工艺规程制订中关键工作，它是工艺路线是否正确合理前提。正确和合理选择定位基准，能够确保加工质量、素缎工艺工程、简化工艺装备结构和种类、提升生产效率。1.粗基准选择选择粗基准关键是选择第一道机械加工工序定位基准，方便为后续工序提供精基准。选择粗基准出发点是：一要考虑怎样分配各加工表面余量；二要考虑怎样确保不加工面和加工面间尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾。但对于通常轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理。对本零件而言，因为每个表面全部要求加工，为确保各表面全部有足够余量。应选加工余量最小面为粗基准，这就是粗基准选择标准里余量足够标准。现选择45mm外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口三爪卡盘夹住工件消除工件六个自由度，达成完全定位。2精基准选择关键应该考虑基准重合问题。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在反复。三、 选择加工方法1. 面加工面加工方法有很多，有车，铣，刨，磨，拉等。对于上下端面和90距离轴线为24和30mm2个平面，粗糙度要求较高。前者能够用车床车，后面能够用铣床铣，然后精沙精磨达成要求；后者在铣床洗后再到磨床精磨。对于圆柱面，因为法兰盘是回转体零件，所以圆柱面用车床加工，精车后，用磨床达成要求粗糙度。2孔加工孔加工方法有钻、扩、镗、拉、磨等。对于中心通孔，先采取钻18mm孔然后在扩再粗精铰达成要求精度，49mm透孔也是采取钻出来。四、 制订工艺路线制订工艺路线是工艺人员制订工艺规程时最关键工作，也是表现工业师工艺水平关键方面。其标准是，在合理确保零件集合形状、尺寸精度、位置精度、表面质量前提下，尽可能提升生产率，降低生产成本，取得很好经济效益。工艺路线一以下：1 粗车100mm端面，粗车100mm外圆柱面，粗车B面，粗车90外圆柱面 ；2 粗车45端面及外圆柱面 ；3 钻粗绞20内孔 ；4 半精车100端面及外圆面，半精车B面，半精车90外圆柱面，对100、90外圆柱面进行倒角，车45两端过渡圆弧车20孔左端倒角 ；5 半精车45端面及外圆柱面，车20孔右端倒角，车45倒角车3*2退刀槽 ； 6 精车100端面及外圆面，精车B面 ；7 精车45端面及外圆柱面 ；8 精绞20孔 ；9 钻49透孔 ；10 钻4孔钻绞6孔 ；11 铣90圆柱面上两个平面 ；12 磨B面；13 磨90外圆柱面上距离轴线24mm平面 ；14 100外圆无光镀铬； 工艺路线二以下： 1、粗铣20孔两端面 ； 2、钻、粗铰孔20 ；3、粗铣90外圆柱面上平行于轴线两个平面； 4、精铣20孔两端端面 ； 5、精绞20孔 ； 6、粗车45、90、100外圆粗车B面和90右端面 ； 7、半精车45、90、 100外圆，半精车B面和90端面，对100、90、45圆柱面倒角，倒45两端过分圆弧，车退刀槽车 20内孔两端倒角； 8、精车100外圆面，精车B面，精车90右端面，精车45圆柱面9、精铣90外圆柱面上平行于轴线两个平面 ；10 、钻4-9透孔；11 、钻4孔钻铰6销孔；12 、磨45、100外圆；13 、磨90外圆柱面上距离轴线24mm平面；14 、磨B面 ；15 、刻字划线 ；16 、 100外圆无光镀铬；工艺方案比较和分析方案一采取车削端面，能够确保精度。方案二效率虽高但精度不能确保，应把确保精度放在首位。故选择方案一车削两端面。因为各端面及外圆柱面全部和20轴线有公差确保，所以加工各端面及外圆柱面时应尽可能选择20孔为定位基准。经过比较修改后具体工艺过程以下：1、 粗车100mm圆柱左端面，外圆，粗车B面；2、 钻20mm孔，先钻18mm，然后扩孔19.8mm，然后粗铰到19.95mm，最终精铰20mm；3、 粗车45mm圆柱外圆、右端面和90mm外圆、右端面；4、 半精车100mm左端面、外圆，半精车B面并倒角C1.5，半精车90外圆，20孔左侧倒角；5、 半精车右45mm外圆及右端面，倒角C7；半精车90右侧面，切槽32；给20mm孔右侧倒角C1；6、 精车100mm端面、外圆；精车B面，车过分圆角R5；7、 精车45mm外圆，90右端面；8、 粗铣、精铣90mm圆柱体两侧面；9、 钻49mm通孔；10、钻4mm孔，扩孔，铰孔到6mm；11、磨削B面；12、磨削100mm、90mm外圆面；13、磨削90mm凸台距离轴线24mm侧面；14、B面抛光；15、除整个零件毛刺；16、100mm外圆镀铬。以上工艺路线详见工艺过程卡片。五、机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸确实定“法兰盘”零件材料为HT200、硬度200HBS，毛坯重量约为1.4KG。生产类型为中批生产，采取铸造毛坯。依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下。1.45mm外圆表面，此表面为IT6级精度，表面粗糙度需达Ra0.8。参考实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量工序基础尺寸工序尺寸基础公差工序尺寸及公差精车外圆0.6450.1745半精车外圆1.445.60.145.6粗车外圆347+0.347毛坯550502.外圆表面100mm 参考实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基础尺寸工序尺寸公差工序尺寸及公差精车外圆0.6100-0.46100半精车外圆1.41006粗车外圆4102毛坯6106106 3B面中外圆柱面 参考实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基础尺寸工序尺寸公差工序尺寸及公差精磨外圆0.445-0.645半精车145.4粗 车246.4毛 坯3.448.448.4 4孔20mm 参考实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量 工序名称 工序余量 工序基础尺寸 工序尺寸公差工序尺寸及公差精铰孔0.0520 +0.04520粗铰孔0.1519.95 +0.119.95扩 孔1.819.8 +0.619.8 钻 孔 18 18 毛 培 实心5mm端面1）根据工艺手册表6-28，铸件重量为1.4kg，mm端面单边加工余量为2.02.4，取Z=2.0mm，铸件公差根据表6-28，材质系数取，复杂系数取，则铸件偏差为； 2）精车余量：单边为0.2mm（见实用机械加工工艺手册中表3.2-2），精车公差既为零件公差-0.08；3）半精车余量：单边为0.6mm（见实用机械加工工艺手册中表11-27），半精车公差加工精度为IT9，所以能够知道本工序加工公差为-0.12mm；4）粗车余量：粗车公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm；粗车公差：现在要求本工步（粗车）加工精度为IT11级，所以，能够知道本工序加工公差为-0.32mm，因为毛坯及以后各道工步加工全部有加工公差，所以所要求加工余量其实就是含义上加工余量，实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分；mm端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图： 5. 90、100mm两端面工序名称工序余量磨 0.4半精车0.7粗 车1.5毛 坯3 6.铸件毛坯图见附图1六、工序设计（一） 选择加工设备和工艺装备1. 选择加工设备选择加工设备即选择机床类型。因为已经依据零件形状、精度特点，选择了加工方法，所以机床类型也随之确定。至于机床型号，关键取决现场设备情况。若零件加工余量较大，加工材料又较硬，有必需校验机床效率。（1） 工序05、15、20、25、30、35车外圆和端面，采取CA6140车床，关键参数图： （2）工序10、45、50为钻孔：使用Z3025摇臂钻床，关键技术参数参考课程设计指导书表5-14； （3）工序40铣平面：XA5032立式升降台铣床，关键参数见课程设计指导书表5-13； （4）工序55、60、65为磨；使用一般磨床，关键参数见手册； （5）工序70为抛光：使用一般抛光机，关键参数见手册。2选择夹具 对于成批生产零件，大多数采取专用机床夹具。在确保加工质量、操作方便、满足高效率前提下，亦可部分采取通用夹具。本机械加工工艺规程中有工序需要专门机床夹具，这些专用夹具需要设计、制造。3. 选择刀具在法兰盘加工中，采取了车、铣、磨、钻、扩、铰等多个加工方法和，之对应，初选刀具情况以下：1） 车刀：工序05、15、20、25、30、35中加工外圆和端面所用到了一下刀具：90刀，白钢刀，45刀，3mm切槽刀，R5圆角刀。其中90刀，白钢刀用来车外圆，45刀用来车端面，3mm切槽刀用来切零件图上那个32槽，R5圆角刀用来加工零件图上那个过分圆角。2） 铣刀：工序40中要求铣90上距轴心为30、24mm两平面，所用需要用到直柄3齿高速铣刀。3） 钻头：工序10、45、50需要用到钻头，从零件要求和加工经济性考虑，采取锥柄麻花钻头，工序10、50采取麻花钻扩孔。4） 铰刀：工序10需要铰孔达成需要精度要求，所用使用高速钢制铰刀。5） 砂轮：工序55、60、65需要磨削平面；所以依据表面粗糙度要求，选择不一样型号砂轮。4.选择量具 选择量具标准是依据被测量对象要求，在满足测量精度前提下，尽可能选择操作方便、测量效率高量具。量含有通用量具（如游标卡尺、千分尺、比较仪、量块等）和多种专用高效量具，其种类选择关键考虑被测尺寸性质，如内径、外径、深度、角度、几何形状等和被测工件特点，如工件形状、大小、精度、生产类型等。 本零件属于成批生产，通常均采取通用量具。（二）确定工序尺寸加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基础尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度公差等级公差右端面粗车4.56.3毛坯4.5 90突台右端精车0.841IT70.025411.6半精车1.041.8IT90.06241.8 0.0313.2粗车1.242.8IT110.16042.8 0.086.3毛坯344 2.244 1.1槽 32槽 32槽 32粗车2Z=941IT130.39416.3毛坯2Z=950 2.050 1.0 45外 圆磨削2Z=0.345IT60.017450.8半精车2Z=1.045.3IT90.06245.33.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.36.3毛坯2Z=550 2.050 1.0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=0.491IT80.054911.6半精车0.791.4IT90.08791.83.2粗车1.592.1IT110.2292.5 0.116.3毛坯393.6 2.294 1.1100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=5105 2105 1.0100 右端面磨削Z=0.441IT70.017410.4半精车Z=1.141.4IT90.06241.43.2粗车Z=1.542.5IT110.1642.56.3毛坯Z=3442.044 1.0 45外圆磨削2Z=0.345IT70.017450.4半精车2Z=1.045.3IT90.06245.33.2粗车2Z=3.746.3IT110.16046.36.3毛坯2Z=5502.050 1.0 90 突台左端磨削Z=0.48IT80.02280.4半精车Z=1.18.4IT90.0368.43.2粗车Z=1.59.5IT110.099.56.3毛坯Z=3110.2 90外圆磨削2Z=0.490IT80.054900.8半精车2Z=1.190.4IT90.08790.43.2粗车2Z=3.591.5IT110.2291.56.3毛坯2Z=5952.095 1.04 孔铰2Z=0.14IT100.04846.3钻2Z=3.93.9IT110.0753.912.5毛坯实心6 孔铰2Z=0.26IT100.04863.2钻2Z=1.85.8IT110.0755.812.5毛坯2Z=44IT110.075412.5900左侧面精铣1.058IT90.074583.2粗铣31.059IT120.35912.5毛坯3290IT130.5490 90右侧面磨削0.424IT80.33240.4毛坯6.349 孔钻2Z=99IT130.22912.5毛坯实心七、确定切削用量 （一） 工序05（粗车100mm圆柱左端面，外圆，粗车B面）机床：CA6140卧式车床 刀具：采取高速钢90车刀(1) 粗车100mm端面查金属切削加工手册P306表734，得=4mm, f =0.9mm/r, v=109.8m/min(2) 粗车100mm外圆柱面查金属切削加工手册，得=2mm, f =0.9mm/r, v=150m/min(3) 粗车B面查金属切削加工手册，得=1mm, f =0.9mm/r, v=133.2m/min（二） 工序10（钻20mm孔，先钻18mm，然后扩孔19.8mm，然后粗铰到19.95mm，最终精铰20mm）1.钻18mm孔本工步为钻18mm通孔，所用机床为Z3025摇臂钻床。依据金属切削加工手册确定用高速钢锥柄麻花钻作为刀具，麻花钻参数见金属切削加工手册。查得刀具耐用度为T=60min，后刀面最大磨损程度为0.5-0.8 mm。 (1) 确定背吃刀量p=(18-0)/2 mm=9mm (2)确定进给量f 工件材料为灰铸铁且硬度20，0HBS时，查表得f取值范围为0.43-0.53mm/r.因为钻孔深度大于5倍do，需乘上修正系数klf。因为l/do=91/18=5.06,经查表得klf=0.9。综上得进给量f取值范围为f=（0.43-0.53）0.9mm/r=(0.387-0.477)mm/r。依据Z3025机床标准进给量，查金属切削加工手册得，选择f=0.4mm/r。（3）确定切削速度v 依据金属切削加工手册查得切削速度计算公式为： 式中，cv=9.4,zv=0.25,xv=0,yv=0.4，m=0.125.查金属切削加工手册，依据刀具耐用度T=45min，得修正系数kTv=1.0;工件材料硬度大于等于200HBS，得修正系数kmv=0.78;刀具材料为高速钢，得修正系数ktv=1.0;钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87; 钻孔深度l=5 do，得修正系数klv=0.75。所以 Kv=kTvkmvkxvklvkxv=1.00.781.00.750.87=0.509V=9.4180.25/600.125900.40.4=16.74m/minn=1000v/do=100016.74/18 r/mm=296 r/mm依据Z3025机床准主轴转速，由金属切削加工手册查得，选择转速n=250 r/mm，实际速度为 V=don/1000=18250/1000 m/min=14.13 m/min 切削用量为：p=9mm，f=0.4mm/r，V=14.13 m/min2.扩19.8mm 孔 本工步为扩19.8mm通孔，所以选择所用机床为Z3025摇臂钻床。依据金属切削加工手册确定用高速钢锥柄麻花扩钻作为刀具。麻花钻参数见金属切削加工手册。查得刀具耐用度为T=30min，后刀面最大磨损程度为0.6-0.9mm。确定背吃刀量p 扩孔时，p=（19.8-18）/2 mm=0.9mm确定进给量f 查金属切削加工手册得f=0.6mm/r确定切削速度确定速度公式同钻孔，式中，cv=12.9,zv=0.25,xv=0.1,yv=0.4，m=0.125，各修正系数查表得：kTv=1.0，kmv=0.78，ktv=1.0，kapv=1.0Kv= kTv kmv ktvkap=0.78V=12.919.80.25/300.1250.90.10.60.4=22.05 m/minn=1000v/do=100022.05/19.8=361.7 r/mm依据Z3025机床准主轴转速，由金属切削加工手册查得，选择转速n=315 r/mm，实际速度为 V=don/1000=19.8315/1000 m/min=19.59 m/min3.粗铰19.95孔本工步为粗铰19.95mm，所用机床为Z3025摇臂钻床。依据金属切削加工手册确定用高速钢铰刀作为刀具，麻花钻参数见金属切削加工手册。查得刀具耐用度为T=60min，后刀面最大磨损程度为0.4-0.6 mm。确定被吃刀量 p=（19.95-19.8）/2=0.075mm确定进给量 查金属切削加工手册得f=1.1 mm/r确定切削速度 确定公式同钻孔，式中，cv=15.9,zv=0.2,xv=0.1,yv=0.5，m=0.3各修正系数查表得：kTv=1.0，kmv=0.78，kapv=1.0Kv= kTvkmkap=0.78V=15.919.950.2/600.30.0750.11.10.5=10.46mm/minn=1000v/do=100010.46/19.95=166.9r/min依据Z3025机床准主轴转速，由金属切削加工手册查得，选择转速n=125 r/mm，实际速度为：V=don/1000=19.95125/1000=7.83 mm/min4.精铰20孔本工步为精铰20mm，所用机床为Z3025摇臂钻床。依据金属切削加工手册确定用高速钢铰刀作为刀具，麻花钻参数见金属切削加工手册。查得刀具耐用度为T=60min，后刀面最大磨损程度为0.4-0.6 mm。确定被吃刀量 p=（20-19.95）/2=0.025mm确定进给量 查金属切削加工手册得f=1.5 mm/r确定切削速度 确定公式同钻孔，式中，cv=15.9,zv=0.2,xv=0.1,yv=0.5，m=0.3各修正系数查表得：kTv=1.0，kmv=0.78，kapv=1.0Kv= kTvkmkap=0.78V=15.9200.2/600.30.0250.11.50.5=10m/minn=1000v/do=100010/20=159.1r/min依据Z3025机床准主轴转速，由金属切削加工手册查得，选择转速n=125 r/mm，实际速度为：V=don/1000=20125/1000=7.85 mm/min（三）工序15（粗车45mm圆柱外圆、右端面和90mm外圆、右端面）机床：CA6140卧式车床 刀具：采取采取高速钢90车刀(1) 粗车mm端面查金属切削加工手册P444表8-50，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=187.2m/min(2) 粗车mm外圆柱面查金属切削加工手册，得=1.5mm, f =0.7mm/r, v=88.8m/min(3) 粗车90mm端面 查金属切削加工手册，得=1mm, f =0.7mm/r, v=135m/min（四）工序20（半精车100mm左端面、外圆，半精车B面并倒角C1.5，半精车90外圆，20孔左侧倒角）（1）半精车100mm端面查P445表851，得=0.5mm, f =0.5mm/r, v=126m/min（3）半精车100mm外圆柱面查金属切削加工手册，得=0.7mm, f =0.28mm/r, v=126m/min（4）半精车B面查金属切削加工手册，得=0.5mm, f =0.50mm/r, v=127.8m/min （五）工序25（半精车右45mm外圆及右端面，倒角C7；半精车90右侧面，切槽32；给20mm孔右侧倒角C1） (1) 半精车mm端面查P445表851，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=118.2m/min(2) 半精车mm外圆柱面查金属切削加工手册，得=0.7mm, f =0.20mm/r, v=94.2m/min(3) 半精车90mm端面查金属切削加工手册，得=0.5mm, f =0.20mm/r, v=135m/min（六）工序30（精车100mm端面、外圆；精车B面，车过分圆角R5）(1) 精车100mm端面查金属切削加工手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=93.6m/min(2) 精车100mm外圆柱面查金属切削加工手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=135m/min(3) 精车B面查金属切削加工手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=135m/min（七）工序35（精车45mm外圆，90右端面）(1) 精车mm外圆柱面：查金属切削加工手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=135m/min(2) 精车90mm端面：查金属切削加工手册，得=0.3mm, f =0.20mm/r, v=135m/min（八）工序40（粗铣、精铣90mm圆柱体两侧面）查金属切削加工手册，得=1mm, f =0.20mm/齿, v=12m/min（九）工序45（钻49mm通孔）机床：Z3025摇臂钻床 刀具：高速钢麻花钻查金属切削加工手册，得=4.5mm, f =0.13mm/min, v=30m/min（十）工序50（钻4mm孔；扩孔，铰孔到6mm）机床：Z3025摇臂钻床 刀具：高速钢麻花钻（1） 钻4mm孔查金属切削加工手册，得=2mm, f =0.13mm/齿, v=30m/min（2） 扩6mm孔查金属切削加工手册，得=2mm, f =0.13mm/齿, v=30m/min（十一）工序55（磨削B面）查金属切削加工手册，得：工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm切削深度0.0157mm/mint（十二）工序60（磨削100mm、90mm、45mm外圆面）(1) 磨100mm外圆柱面查金属切削加工手册，得：工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/mint（2）磨45mm外圆柱面查金属切削加工手册，得：工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/mint（3）磨90mm外圆柱面查金属切削加工手册，得：工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm 切削深度0.0157mm/mint（十三）工序65（磨削90mm凸台距离轴线24mm侧面）查金属切削加工手册，得：砂轮轮速 v=27.5m/min工件速度 10m/min轴向进给量 0.5B20mm切削深度0.015mm/mint最终，将以上各工序切削用量，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡片，见所附卡片。第三章 专用夹具设计为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经杨老师指定，决定设计第7 道工序铣距零件中心线分别为24mm和34mm两平面夹具。本夹具将用于组合机床，对工件对铣加工，刀具为镶齿三面刃铣刀。一、接收设计任务、明确加工要求 本夹具关键用来距中心线24mm和34mm两平面，即专用铣床夹具，具体设计内容和要求应以机械制造工艺学课程设计任务书和法兰盘机械加工工艺规程为依据。相关零件功用、工作条件方面内容可参考零件图样和机械工艺规程制订不部分。由零件图和课程设计任务书能得到本工序加工要求以下：1）2个侧面分别距离20孔轴线距离为24mm和34mm2） 距离20孔轴线24mm侧面表面粗糙度为0.4，距离20孔轴线34mm表面粗糙度要求为3.2此平面形位公差和表面要求均较高，无特殊要求，且加工此平面时100mm轴外端面及20孔内表面全部已加工出来，可用来作为此工序定位面。所以在本道工序，在确保提升劳动生产率，降低劳动强度同时能够设计选择比较简单夹具。 二、确定定位方案、选择定位元件 由零件图可知，待加工平面对20轴线有平行度要求，对100底端面有垂直度要求，其设计基准为20孔中心线。本设计选择以20孔内表面和100底端面为关键定位基面，另选择100mm上端面作为辅助定位基准。加工2侧面需要限制6个自由度，采取20孔轴线来作为第一定位基准这么能够限制4个自由度；100右端面作为定位基准这么能够限制2个自由度。三、确定夹紧方案、设计夹紧机构 为了降低生产成本，本设计选择采取螺纹夹紧方法。用弯头压板压到100右端面，然后用弯头压板上螺栓拧紧，使弯头压板完全压住整个工件。四、切削力及夹紧力计算 刀具：镶齿三面刃铣刀 d=80mm由机械制造工艺设计手册P 可查得 铣削扭矩 M切向力 切削功率 Pm=2Mn10(kw)式中：C=558.6 x=1 y=0.8 d=80 k=0.9 f=0.13 n=1450所以当铣距中心轴线24mm和34mm面时有： =19.65(Nm) =491.35(N) Pm=2x19.65x1450x10=178.97(kw) 因为是对铣加工，故：M=19.65x2=39.3(Nm) F=491.35x2=982.7N Pm=178.97x2=357.94(kw)如上所述，本设计采取螺旋夹紧机构，即由螺杆、螺母、垫圈、压板等元件组成夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单、轻易制造，而且因为缠绕在螺钉表面螺旋线很长,升角又小，所以螺旋夹紧机构自锁性能好，夹紧力和夹紧行程全部很大，是手动夹紧中用得最多一个夹紧机构。依据夹紧状态下螺杆受力情况和力矩平衡条件 FL= F=式中: F夹紧力(N) F作用力(N) L作用力臂(mm) d螺杆直径 螺纹升角 螺纹处摩擦角. 螺杆端部和工件间摩擦角. 螺杆端部和工件间当量摩擦半径(mm)所以有F= =3075.73N显然 F=3075.73N982.7N=F.故本夹具可安全工作。五、夹具体设计 因为铸造夹具体工艺性好，可铸出多种形状复杂，且含有很好抗压强度、刚度和抗震性，在生产时应用广泛，故选择铸造夹具体，材料选择HT250.为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力。为便于夹具制作、装配和检验，铸造夹具体上安装多种元件表面应铸出凸台，以降低加工面积。另外，本工序切屑较少，能够不考虑设计排屑结构。六、夹具体精度分析夹具关键定位元件为支撑板和定位销。支撑板尺寸和公差全部是选择标准件，其公差由标准件决定，而且在夹具装配后技术要求统一磨削加工，支撑板定位表面和夹具体底面平行度误差不超出0.02；定位销选择标准件，夹具体上装定位销销孔轴线和夹具体底面垂直度误差不超出0.01。夹具关键定位元件为短定位销限制了两个自由度,另一端面限制三个自由度,绕铣刀轴线旋转方向自由度无须限制。因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采取标准件，故定位误差在此可忽略。七、绘制夹具装配图，标注相关尺寸及技术要求最终绘制用于加工两侧面夹具图见附图在该装配图中，应该加以标注相关尺寸和技术要求是：（1）装配图上应标注尺寸和公差。 1）夹具最大轮廓尺寸为：长380mm，宽150mm，高125mm