机械制造基础课程设计说明书题目法兰盘Φ16.5孔的夹具设计分院、专业机械运载学院班级学生姓名指导教师成绩2014 年 1 月 8 日沈阳理工大学应用技术学院目录1 零件工艺分析及生产类型的确定 (1)1.1 零件的作用.1.2 零件的技术要求 (1)1.3 零件的工艺分析 (1)2 确定毛坯、绘制毛坯简图 (1)2.1选择毛坯 (1)2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (2)3.拟定XXX工艺路线 (2)3.1定位基准的选择 (2)3.3加工阶段的划分 (2)3.4工序的集中与分散 (2)3.5工序顺序的安排 (3)3.6确定加工路线 (4)4 机床设备及工艺装备的选用 (8)5 加工余量、工序尺寸和公差的确定 (8)6 夹具设计 (15)6.1问题的提出 (15)6.2夹具设计 (15)6.2.1 定位方案 (15)6.2.2 夹紧机构 (16)6.2.3 夹具与机床联接元件 (16)7设计体会 (17)8参考文献 (17)1. 零件图工艺性分析1.1零件的作用法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。
本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。
1.2零件的技术要求 1）法兰盘本身精度：外圆φ80尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra 为1.6μm ，φ52尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra 为1.6μm ，φ1201±尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra 为3.2μm ，内孔φ62015.0±公差等级为IT7，φ36尺寸公差等级IT6，φ65表面粗糙度Ra 为1.6μm ，距离φ36为34.5的平面公差等级IT13。
2）位置精度，内孔φ62015.0±相对于基准面A 、B 的跳动量要求为0.04。
3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。
1. 3零件的工艺分析此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。
对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。
2. 确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛坯1、根据零件材料HT150确定毛坯为铸件，由于要加工与φ3602.00+-的孔中心线距离分别为54和34.530.080.0--的两平面，若毛坯外型铸成φ120的外圆，材料浪费太严重，因此将两平面直接铸出。
且3-φ11和3-φ16.5的内孔不铸出，均在钻床上钻出后加工。
2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造 （查机械加工工艺设计资料 P4表 1.2-1），铸造的毛坯尺寸公差等级为8级（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-5），选择错型值为0.7（查机械加工工艺设计资料 P6表1.2-4）。
2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 P7表1.2-7），初步将本零件的加工余量定为5mm ，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为±1.8.3．拟定零件的工艺路线3.1定位基准的选择先以φ80为基准加工φ52的外圆、长度方向为15的右端面和 φ1201±的外圆，再以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准加工左端部分，再以外圆定位加工内孔和螺纹，以φ3602.00+-的内孔、6X6的半圆槽和长度为60的右端面定位钻孔、扩孔。
3.2各面、孔加工方法的确定该零件是法兰盘，中批量生产。
由于此零件较为简单，但精度要求较高，为保证加工精度和表面粗糙度的要求，应尽量减少装夹次数，统一定位基准，由于该法兰盘是由回转面和平面组成，根据具体需要初步确定的加工方法有车、铣、磨、镗、钻等。
3.4加工阶段的划分加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段 3.4工序的集中与分散本着先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序， 逐步提高加工精度，先以外圆φ80为粗基准粗车φ52的外圆、长度方向为15的右端面、长度方向为60的右端面和φ1201±的外圆，调头装夹以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗车φ80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面，再以粗车后的外圆φ80为精基准半精车φ52的外圆、和φ1201±的外圆粗镗，半精镗φ3602.00+-的内孔，以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准粗镗φ62.4、φ62015.0±、φ65、及4X0.5的槽、φ58的内孔，继续半精镗φ65、φ62015.0±、及4X0.5的槽，车出M64X1.5的螺纹，以外圆φ80为基准粗铣长度为54的左端面和长度为34.530.080.0--的两平面，以φ3602.00+-的内孔、φ62.4内孔和长度为60的右端面及34.5的平面定位钻3-φ11和3-φ16.5的孔，然后扩3-φ16.5的孔，然后在继续钻出φ18和φ4的孔，磨φ80的外圆和长度为60和15的左端面，磨φ52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角，以φ52的外圆、长度方向为15的右端面为基准精镗φ62015.0±的孔，，以φ80的外圆为基准精镗φ3602.00+-的内孔，然后用浮动镗刀块精镗φ3602.00+-的内孔并加工出6X6的半圆槽。
3.5工序的顺序安排1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、粗车φ52的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、φ1201± 的外圆4、粗车φ80的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面5、半精车φ52的外圆和φ1201±的外圆、粗镗φ3602.00+-的内孔、半精镗φ3602.00+-的内孔6、粗镗φ62.4、φ62015.0±、φ65、及4X0.5的槽、φ58的内孔、半精镗φ65、φ62015.0±及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹7、粗铣长度为54的左端面和长度为34.530.080.0--的两平面 8、钻3-φ11的孔 、扩3-φ16.5的孔 9、钻出φ18和φ4的孔 10、热处理：退火11、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）、 12、清洗吹净在乳化液中清洗法兰盘，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间 不少于3min ，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净表面。
13、检验 14、表面淬火15、磨φ80的外圆和长度为60和15的左端面、磨φ52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角16、精镗φ62015.0±的孔17、精镗φ3602.00+-的内孔18、用浮动镗刀块精镗φ3602.00+-的内孔并加工出6X6的半圆槽19、去毛刺吹净 20、检验3.6.确定工艺路线4.工序尺寸及其公差确定φ52φ80φ1201±φ62015.0±φ65φ62.4φ361560φ11φ16.5φ18φ44.机床设备及工艺装备的选用所用的设备有：CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。
夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。
刀具有：90度车刀、车用镗刀、铣刀、φ11、φ4、φ18、φ16.5钻头、砂轮、切断刀。
量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。
5．加工余量、工序尺寸和公差的确定（1） 粗车φ52029.001.0--的外圆、长度方向为15的右端面、长度为60的右端面、φ1201±时：（T1=T 辅 T2=T 机 T3=T 工 T4=T 休）（车刀刀杆尺寸BXH取20X30）切削用量：ap=10.85由表5.3-1得：f=0.9mm/r由表5.3-20查得 v=46m/min则n=318x46/57=256.63=257r/mm工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min ，由表3.3-3得：操作机床时间为：（0.02+0.03）X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43minT1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min 、T4=15min T 基=Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min则T 总=T1+T2+T3+T4+T 基=73.84min（2）粗车φ8019.00-+的外圆、长度方向为60的左端面和长度方向为15的左端面：切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH 取25X25）ap=4.6 ，由表5.3-1得f=0.8，由表5.3-20查得v=53m/min ，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为0.08min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.06min ，由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+（0.03+0.02+0.03+0.02）X9=1.16min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.09+0.08=0.27minT1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min由表5.4-1得机动时间为：T2=（0.04+0.03）X3=0.21min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min 、T4=15minT 基=Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min则T 总=T1+T2+T 基+T3+T4=75.94（3）半精车φ52的外圆和φ1201±的外圆、粗镗φ3602.00+-的内孔、半精镗φ3602.00+-的内孔：切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=3由表5.3-2得：f=0.15mm/r由表5.3-20得：v=100m/min则n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15minT 基=135x5/578x0.15x3=2.29minT 总1=T1+T2+T3+T4+T 基=74.79min粗镗φ3602.00+-的内孔： 切削用量： ap=2.1由表5.3-3得f=0.3mm/r由表5.3-20得v=110m/min则n=318v/d=318x110/31=1129r/min工时定额：（同上）T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min T 基=lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7minT 总2=76.64min半精镗φ3602.00+-的内孔：切削用量：ap=1.5由表5.3-3得f=0.15mm/r由表5.3-20 得v=115m/min则n=318v/d=318x115/33=1108r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT基=lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1minT总3=76.47min则T总=227.9min(4) 粗镗φ62.4、φ62015±、φ65、及4X0.5的槽、φ58的内孔、半.0精镗φ65、φ62015±及4X0.5的槽、车出M64X1.5的螺纹时：.0切削用量： ap=7由表5.3-3得f=0.5mm/r由表5.3-20得v=67m/min则n=318v/d=318x67/57=374r/min工时定额：（同上）T1=2.3min T2=0.5min T3=60min T4=15minT基=lz/nfap=145x5/374x0.5x7=0.55minT总1=T1+T2+T3+T4+T基=78.35min半精镗φ65、φ62015.0±及4X0.5的槽时：切削用量：ap=1.5由表5.3-3得f=0.15mm/r由表5.3-20得v=115m/min则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT基=100x5/590x0.15x1.5=3.77minT总2=80.27min车出M64X1.5的螺纹：切削用量：ap=1.6 由表5.3-1得f=1.2mm/r 由表5.3-20得v=70m/min则n=318v/d=318x70/62=359r/min工时定额：T1=0.74min T2=0.07min T3=56min T4=15minT 基= lz/nfap=50X5/359X1.2X1.6=0.36 minT 总3=71.83min 则T 总=230.45min(5) 粗铣长度为54的左端面和长度为34.530.080.0--的两平面：切削用量：ap=2.5 由表 6.3-2得f=0.25mm/r 由表 6.3-21得v=120m/min则n=318v/d=318x120/112=341r/min工时定额：由表6.4-1得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min由表3.3-7得操作时间为0.5 min 由表3.3-8得测量工件时间为0.24minT1=1.98min T3=51min T4=15minT 基=lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04minT 总=75.02min(6) 钻3-φ11的孔：切削用量：ap=15 由表7.3-1得f=0.6mm/r 由表7.3-11得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min工时定额：T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35)T 基=15X11/347X0.6X15=0.05 min由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17 min由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15 min由表3.3-11得操作时间为0.4 min由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T3=47 min T4=15 minT总1=62.81min扩3-φ16.5的孔：切削用量：ap=10 由表7.3-2得f=0.6mm/r 由表7.3-12得v=25.1m/min 则n =318v/d=318X25.1/16.5=484r/min工时定额：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(10+1.62)/(0.6x484)=0.04min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(16.5-11/2cot120=1.62)】由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min 由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min由表3.3-11得操作机床时间为0.42 min 由表3.3-12得测量工件时间为0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=10x16.5/484x0.6x10=0.06minT总2=62.89 min T总=125.7 min（7）钻出φ18和φ4的孔切削用量：ap=11 由表7.3-1得f=0.8mm/r 由表7.3-11得 v=13m/min n=318v/d=318x13/18=230r/min工时定额：钻φ18深2的孔：T2=Lw+Lf+Lt/fn=2+5.29+0/0.8X230=0.04 min (Lf=dm/2cotkr=18/2cot120=5.29)T基=2X18/230X0.8X2=0.1 min钻φ4深11的孔：T2=Lw+Lf+Lt/fn=11+1.18+0/0.8X230=0.07 min (Lf=dm/2cotkr=4/2cot120=1.18)T基=11X4/230X0.8X11=0.02 min由表3.3-9得装夹工件的时间为0.17 min由表3.3-10得松卸工件的时间为0.15 min由表3.3-11得操作时间为0.4 min由表3.3-12得测量工件的时间为0.04min则T1=0.76 min T3=47 min T4=15 minT总=62.99min（8）磨φ80的外圆和长度为60和15的左端面：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/80=88r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.51min T3=60min T4=15min T基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09minT总1=78.6min磨φ52的外圆、长度方向为15的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/52=135r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.05 min 0.03 min由表3.3-15得操作时间为0.35min 由表3.3-16得测量工件时间为0.21minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91minT总2=77.55min T总=156.15min(9) 精镗φ62015的孔：.0切削用量：ap=0.5由表5.3-3得f=0.15mm/r由表5.3-20得v=115m/min则n=318v/d=318x115/62=590r/min工时定额：（同上）T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15minT 基=70x5/590x0.15x0.5=7.9minT 总=84.4min(10) 精镗φ3602.00+-的内孔：切削用量：ap=1由表5.3-3得f=0.15mm/r由表5.3-20 得v=123m/min则n=318v/d=318x123/36=1087r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT 基=lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53minT 总=77min(11) 用浮动镗刀块精镗φ3602.00+-的内孔切出6X6的半圆槽：切削用量：ap=0.4由表5.3-3得f=0.15mm/r由表5.3-20 得v=140m/min则n=318v/d=318x140/36=1237r/min工时定额：（同上）T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 minT 基=lz/nfap=50x5/1237x0.15x0.4=3.37minT 总=78.84min6夹具设计6.1.问题的提出由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻33-φ6.2夹紧机构1、选择定位元件：由于本工序的定位面是φ3602.00+-的内孔和长度为60的右端面及长度为34.5的平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个平面和一个芯轴。