工藝裝備設計說明書
設計題目： ca6140工具機法蘭盤夾具設計
學院機械工程學院
專業 ： 機械設計製造及其自動化
班級08機制六班
學生姓名： 李忠寶
指導教師王新榮
2023年 6 月 23 日
機械製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課之後進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總複習,也是一次理論聯絡實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。機械製造工業是為現代化建設提供各種機械裝備的部門，在國民經濟的發展中具有十分重要的地位。
機械製造工業的發展規模和水平是反映國民經濟實力和科學技術水平的重要標誌，因此，我國一貫都把發展機械製造工業作為發展國民經濟的戰略重點之一。
夾具課程設計是強化學生對基本知識和基本技能的理解和掌握,培養學生收集資料和調查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設計運算能力,進一步提高應用計算機繪圖的能力以及編寫編制能力。
機械製造工藝學課程設計是在學完了機械設計製造工藝學、進行了生產實習之後的下乙個教學環節。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力，另外，也為以後作好畢業設計進行一次綜合訓練和準備。學生通過機械製造工藝學課程設計，應在下述各方面得到鍛鍊：
（1）能熟練運用機械製造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的時間知識，正確地解決乙個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。
（2）提高結構設計能力。學生通過設計借據（或量具）的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而能保證加工的夾具的能力。
（3）學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。
目錄緒論1
第一章零件的分析2
1.1零件的作用2
1.2零件的工藝分析2
第二章工藝規程設計6
2.1確定毛坯的製造形式6 2.3制定工藝路線6
第三章夾具設計10
3.1問題的提出10
3.2夾具設計10
參考文獻17
致謝18
題目所給的零件是ca6140車床的法蘭盤。主要是用來安裝在工具機上，起到導向的作用使工具機實現進給運動，零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配，4個孔是用於連線其他機構或零件的。該法蘭盤用於ca6140車床上，作用於車床變速箱固定在主軸箱上。
靠法蘭盤定心，法蘭盤內孔於主軸的中間軸承外圓相配，外圓於變速箱體孔相配，以保證主軸三個軸承孔同軸，使齒輪正確嚙合,並標明刻度實現縱向進給。
ca6140車床共有八處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1.以φ100mm為基準面加工表面
這一組加工表面包括： ，的右端麵並導角
2．以端麵為基準，車、、外圓，並導，和。
3.以端麵為基準，先用的鑽頭鑽孔，然後再用鉸刀鉸孔
由於孔與有跳動的要求，所以要以端麵為基準。
4．要以孔為基準，精車所有外圓面，使其達到要求。
由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工後表面為基準加工另外一組。同時保證它們之間的跳動要求和尺寸要求等。
5. 確定生產型別。依設計題目可知：
q=10000件/年，m=1件/臺；備品率取a%=3%，廢品率b%=0.5%.代入公式（1—1）得：
n=10000件/年×1件/臺×(1+3%)×(1+0.5%)=10351件/年。由於該零件是車床上的法蘭盤，質量為1.
4kg，查表1—3可知，該法蘭盤屬於輕型零件，由生產型別與生產綱領的關係從表1—4，可確定該零件的生產型別為大批生產。
6.確定毛坯、繪製毛坯圖。
7.選擇毛坯
由於該零件材料是ht200。該灰鑄鐵具有強度、耐磨性、耐熱性均較好；且鑄造效能好，根據零件年產量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度後可採用金屬模機器造型；它的生產率較高，表面質量與機械效能好等。零件形狀並不複雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。
毛坯尺寸通過確定加工餘量後再決定。
8.確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量
由表2—10～2—12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工餘量，應先確定如下各項因素。
（1）公差等級。由法蘭盤的功用和技術要求，確定該零件的公差為ct11文獻1(表2—1)
（2）鑄件尺寸公差。依據加工面的基本尺寸和鑄件公差等級ct，由文獻1表2—3查得公差相對基本尺寸基本成對稱分布。
（3）機械加工餘量等級。鑄造方法按機器造型，且鑄件材料為灰鑄鐵查表2—5得機械加工餘量等級範圍為e～g級，取f級。
9.φ100mm外圓加工餘量、工序尺寸和公差的確定
如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下：
（1）從圖可知p1=d=φ100mm
（2）p2=p1+z3,其中z3為磨削餘量根據《機械加工工藝設計員手冊》（以下簡稱文獻2）表5—10確定z3=0.4mm,則p2=100+0.4.
由於p2是在半精車加工中保證的，查《機械製造技術基礎課程設計指導教程》（以下簡稱文獻1）表1—20知，粗銑加工工序的經濟精度等級可達到要求為it10,因此確定該工序次、尺寸公差等級為it12,其公差值為0.14mm，p2=φ100.4mm
零件材料為ht200。考慮零件在工具機執行過程中承受交變載荷及衝擊性載荷不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。
基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。
1.粗基準的選擇
對於一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對於本零件來說，應盡可能選擇不加工表面為粗基準。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準，若零件有若干個不加工表面時，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.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，這在以後還要專門計算，此處不再重複。
制定工藝路線得出發點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下,可以考慮採用萬能性工具機配以專用工夾具,並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。
1.工藝路線方案一
工序一以φ100mm為粗基準，粗車端麵及外圓，並導，選用ca6140工具機。
工序二以外圓面為基準，粗車φ100mm、外圓，並導，和。
工序三以外圓面為基準，鑽通孔，先用鑽的鑽頭鑽孔，再鉸孔達到的尺寸。
工序四導右端麵角
工序五以內孔為基準精車左端麵和右端麵並保證跳動在0.03內,並切槽。
工序六以右端麵和外圓面定位,利用兩個端麵夾緊,銑粗糙度為3.2的外圓左平面。
工序七以剛銑的平面定位,利用兩端面夾緊,銑外圓右平面，保證尺寸為24。
工序八以乙個銑好的平面定位,再利用另外乙個平面夾緊,鑽的通孔,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。
工序九以孔為基準面,利用專用夾具,鑽4個孔。
工序十再用磨床磨外圓使其達到所要求的粗糙度。
工序十一檢查。
2.工藝路線方案二
工序一車端麵及外圓，以φ100mm為粗基準，選用ca6140工具機。
工序二以外圓面為基準，粗車φ100mm、外圓，並導，和。
工序三以外圓面為基準，鑽通孔，先用鑽的鑽頭鑽孔，再鉸孔達到的尺寸。
以外圓面為基準，粗車φ100mm、外圓，並導，和。
工序四以φ100mm外圓面為基準，並導，和。
工序五以內孔為基準精車φ100mm左端麵和右端麵和保證跳動在0.03內,併車槽。
工序六以右端麵和一圓面定位,利用兩個端麵夾緊,先銑粗糙度為3.2的一面。
工序七以剛銑的平面定位,,利用兩端面夾緊,銑另外一面保證尺寸為24。
工序八以乙個銑好的面定位,再利用另外乙個面夾緊,鑽的通孔,再壙孔到孔,保證尺寸為l=7,再鉸孔使其達到所要求的精度。
工序九以孔為基準面,利用專用夾具,鑽4個孔。
工序十再用磨床磨外圓使其達到所要求的粗糙度。
工序十一檢查。
雖然工藝路線二的工序仍然是十一步，但多次加工表面，是精度要求和粗糙度的要求和有跳動的要求，另外表面是多次加工的基準，方案一中在加工其外圓表面的同時進行了導角，工序較為集中，也方便裝夾，在一定程度上提高了生產效率。所以選擇第乙個方案。
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