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专业课程设计任务书
专业课程设计说明书
设计题目“盘类零件”的机械加工工艺规程与夹具设计
设计者
指导教师
台州学院机电与建筑工程学院
（日期）
专业课程设计任务书
题目:
“盘类零件”的机械加工工艺规程与夹具设计
原始图纸（见附页）
生产类型：
中等批量
设计内容：
1、零件图1张
2、毛坯图1张
3、机械加工工艺过程卡1份
4、机械加工工序卡1份
5、夹具装配图1套
6、夹具零件图若干
7、课程设计说明书1份
班级
姓名
学号
指导教师
前言
通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体（如《公差于配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等）。
让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！
在些次设计中我主要设计10-6轴承盖得钻模夹具设计，在此次设计课程过程中，我在指导老师的指导下，并且查阅了大量的书籍，解决了一些比较麻烦的问题，从而能顺利完成这次设计课程。
目录
前言
一、零件的分析
二、工艺规程的设计
（一）确定毛坯的制造形式
（二）基准的选择
（三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
（五）各工序的定位夹紧方案及切削用量的选择
（六）各工序基本工时
三、专用夹具的设计
（一）设计思想与设计方案的比较；
（二）定位分析与定位误差的计算；
（三）对刀与导引装置设计；
（四）夹紧机构设计与夹紧力计算；
（五）夹具操作动作说明。
四、总结
五、主要参考文献
一、零件的分析
1、零件的作用
题目所给定的零件时10-6轴承盖（见附图1），它位于轴承的外圈。
主要作用是1、轴承外圈的轴向定位；2、防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。
2、零件的工艺分析
加工Ø50的孔及其密封圈、加工Ø110止口表面、加工R5键槽、加工4-M8螺纹。
二、工艺规程的设计
1、确定毛坯的制造形式
零件材料是HT200铸铁，应考虑要承受轴承的冲击，故选用铸造成型。
2、基准的选择
（1）粗基准的选择本零件以Ø126外缘为基准来加工止口及其阶梯面，加工螺纹时，以止口为基准，再在凸出的半圆旁加一定位销，
（2）精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
3、制定工艺路线
由于生产类型为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使用工序集中来提高生产率。
在加工键孔时在铣床进行加工。
除此之外，应降低生产成本。
（1）工艺路线方案一：
工序1：
车右端面，粗车Ø110外圆，精车Ø110外圆
工序2：
粗车Ø50内孔，精车Ø50内孔
工序3：
车内孔密封圈
工序4：
粗铣键槽
工序5：
精铣键槽
工序6：
钻4-m8孔
工序7：
攻螺纹
工序8：
终检
（2）工艺路线方案二：
工序1：
车右端面，粗车Ø50内孔，精车Ø50内孔，
车内孔密封圈，粗车Ø110外圆，精车Ø110外圆
工序2：
粗铣键槽
工序3：
精铣键槽
工序4：
钻4-m8孔
工序5：
攻螺纹
工序6：
终检
（3）工艺方案的比较与分析。
上述2个方案的特点在于：
方案一是在先加工外缘后加工内孔；方案二是先加工内孔后加工外缘。
经比较先加工外缘后对内孔的定外及精度都有影响，先对之下还是方案二比较好。
因此，最后确定加工路线如下：
工序一：
车右端面，粗车Ø50内孔，精车Ø50内孔选用C620-1卧室车床和专用夹具加工，车内孔密封圈选用C620-1卧室车床和专用夹具加工并换刀，粗车Ø110外圆，精车Ø110外圆选用C620-1卧室车床和专用夹具加工
工序2：
粗铣键槽以中心孔和地面定位，选用X63卧室铣床加工
工序3：
精铣键槽
工序4：
钻4-m8孔以Ø110外圆及贴边销定位，选用Z535立室钻床加工
工序5：
攻螺纹
工序6：
终检
以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片
4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
10-6轴承盖零件材料为铸铁，硬度为HT200，生产类型为由大、中批量生产，采用铸造毛坯。
根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：
（1）端面的加工余量
端面有3±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除。
（2）内孔的加工余量
内孔精加工留1mm余量，粗加工留3mm余量，总计4mm加工余量。
（3）键槽的加工余量
键槽的加工分2个工序：
粗铣键槽、精铣键槽。
精加工余量为0.2mm，粗铣加工余量为2.8mm。
5、各工序的定位夹紧方案及切削用量的选择
（1）工序一：
车右端面，粗车Ø50内孔，精车Ø50内孔，
车内孔密封圈，粗车Ø110外圆，精车Ø110外圆
加工条件：
铸铁HT200，铸造。
机床：
C620-1卧式车床
刀具：
刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm，kr=90°νo=15°αo=12°，r=0.5mm
60°螺纹车刀：
刀片材料为W18CrV
计算切削用量。
已知长度方向的加工余量为3±0.8mm。
实际端面的最大加工余量为3.8mm。
故分1次加工（粗车）。
长度加工公差IT１２级取-0.46mm（入体方向）
进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4当刀杆尺寸为16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时
ƒ=0.6-0.8mm/ｒ
按C３１６３－１ 车床说明书 取ƒ=0.6mm/n。
由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85所以：
实际进给量f=0.6×0.8=0.48mm/ｒ
按C３１６３－１ 车床说明书 ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ
计算切削速度。
按《切削简明手册》表1.27，切削速度的计算
公式为（寿命选T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/（Tm·apxv·fyv）·kv
其中：
Cv=242xv=0.15yv=0.4M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81
∴Vc=242/（600.2·20.15·0.530.4）·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=108.6（m/min）
确定机床主轴转速：
ns=1000vc/
dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝532r／min
故选用速度为600r／min
所以实际切削速度V=122m/min
切削深度：
单边余量为3mm，可一次切除。
进给量：
根据《切削手册》表1.4，选用f=0.5mm／r
切削工时：
t=（l+l1+l2+ls/nrf）xi=0.96（min）
车密封圈
机床：
C620-1卧式车床
刀具：
刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm，kr=90°νo=15°αo=12°，r=0.5mm
确定机床主轴转速：
选用速度为600r／min
所以实际切削速度V=122m/min
手工切削进给5次，每次进给3mm
切削工时：
t=0.02（min）
车外圆
V=Cv/（Tm·apxv·fyv）·kv
其中：
Cv=242xv=0.15yv=0.4M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81
∴Vc=242/（600.2·20.15·0.530.4）·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=108.6（m/min）
确定机床主轴转速：
ns=1000vc/
dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝532r／min
故选用速度为600r／min
所以实际切削速度V=125m/min
切削工时：
t=（l+l1+l2+ls/nrf）xi=0.96（min）
（2）工序二：
铣键槽
加工要求：
粗铣键槽，精铣键槽，Ra=6.3ｕｍ。
用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量3mm
机床：
Ｘ62W
粗铣
选择刀具
铣刀参数：
L=8mmD=63d=22d1=34ro=15°ao=12°an=6°Z=16
切削用量
留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=6.3um.根据表3.5得每转进给量ｆ＝0.5～１mm/r就能满足要求，但考虑到Ｘ62W功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和Ｘ62W铣床说明书所以每转进给量ｆ＝0.6mm/r
选择刀具磨钝标准及刀具寿命。
根据《切削用量简明手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm，刀具寿命T=120min（表3.8）
决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
Z=8,aP=40-70mm,ac=2.8±0.8ｍｍ,fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=（Cvdoqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）=23.7（m/min）n=1000V/
d=（1000x23.7）/（3.14x50）=151r/min根据X62W型铣床说明书选n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=（160x3.14x50）/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/min
选Vf=80mm/min实际fz=Vf/（nxz）=0.0625mm/z
机床功率：
根据《切削用量简明手册》表3.20当Vc=71m/minae=2.8mmap=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系数：
故Pct＜0.8,
根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为
Pcm=7.5×0.75=5.63kw故Pcc＜Pcm因此所决定的切削用量可以采用ae=2.8mmVf=80m/minn=160r/minVc=25.1m/minfz=0.0625mmm/z
基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=（L+L1+△）/Vf=（28+14）/80=0.525（min）L1+△=14mm
精铣
选择刀具
刀具与上道工步是同一把刀
切削用量
精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
ac=0.2mm,Vc=（Cvdoqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）=33.1m/min
n=1000V/
d=（1000x33.1）/（3.14x50）=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/minVF=125mm/min
fz=Vf/（nxz）=0.074mm/Z
基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=（L+L1+△）/Vf=（28+14）/125=0.336（min）L1+△=14mm
（3）工序三：
钻4-m8孔及攻螺纹
f=0.2X0.5=0.1（mm/r）（《切削手册》表2.7）
v=20m/min（《切削手册》表2.13及表2.14）
所以ns=1000v/πD=1000X20/πX6.7=950（r/min）
按机床取nw=960r/min，故v=20.2m/min。
切削工时（4个孔）t=（l+l1+l2/nwf）X4=0.96（min）
攻螺纹4-M8mm
由于公制螺纹M8mm，故选取v=0.1m/s=6m/min
所以ns=238r/min
按机床选取nwm1=195r/min，v=4.9m/min。
机动工时：
l=19mm，l1=3mm，l2=3mm，攻M8孔，则
t=4X2（l+l1+l2）/nf（19+3+3）X2X4/195/1=1.02（min）
最后，将以上各工序切削量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片中。
三、专用夹具的设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
经过与指导老师的协商，决定设计第8道工序——钻4-m8孔的钻床夹具。
本夹具将用于Z535立式钻床。
钻头为Ø8麻花钻头，依次加工4个孔。
1、设计思想
本夹具主要用来钻4-m8孔，此孔对外圆Ø110有位置公差。
但是本道工序为最后道工序，所以应尽量降低零件外形的磨损和提高劳动生产率以及降低劳动强度。
2、定位分析与定位误差
（1）定外基准的选择。
由零件图可知，Ø8孔对Ø110外圆有外置度公差，所以其设计基准为Ø110外圆，所以设计底板应固定Ø110外圆。
因此我选择以Ø110外圆为主的定位基准。
固定了外圆然而零件还是可以旋转，所以应该在定位一个，我选择用销定位一半圆突出部分
（2）定位误差的分析。
本夹具的主要定位元件为中心孔，该定位孔尺寸与公差规定与本零件在工作时与其配定位孔的尺寸与公差相同，即为Ø110mm，孔对Ø110外圆有位置度公差0.5.
3、夹具操作动作说明
夹具设计及操作的简要说明。
如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹紧，本道工序的钻床夹具就选择机械夹紧。
工序为钻孔，为了减少零件表面影响，可以降低夹紧力。
钻床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图3及附图4.
参考文献
（1）孙巳德.机床夹具图册.北京：
机械工业出版社，1984
（2）赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.哈尔滨:
哈尔滨工业大学,1986
（3）艾兴肖诗纲.切削用量简明手册.北京：
机械工业出版社,2007
（4）李益民.机械制造工艺设计手册.哈尔滨:
哈尔滨工业大学,1994
（5）王先逵.机械制造工艺学.北京：
清华大学,2007
小结
为期3周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我们在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段：
第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！
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