畢業(yè)設計說明書-ca6140機床后托架加工工藝及夾具設計 (2)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 CA6140機床后托架加工工藝3</p><p>　　1.1 CA6140機床后托架的工藝分析3</p><p>　　1.2 CA6140機床后托架的工藝要求及工藝分析3</p><p>　　1.2.1 CA6140機床`后托架的技術要求

2、4</p><p>　　1.3 加工工藝過程4</p><p>　　1.4 確定各表面加工方案4</p><p>　　1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素5</p><p>　　1.4.2 平面的加工5</p><p>　　1.4.3孔的加工方案5</p><p&

3、gt;　　1.5 確定定位基準6</p><p>　　1.5.1 粗基準的選擇6</p><p>　　1.5.2 精基準選擇的原則7</p><p>　　1.6 工藝路線的擬訂7</p><p>　　1.6.1工序的合理組合7</p><p>　　1.6.2 工序的集中與分散8</p><

4、;p>　　1.6.3 加工階段的劃分9</p><p>　　1.6.4 加工工藝路線方案的比較10</p><p>　　1.7 CA6140機床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定13</p><p>　　1.7.1 毛坯的結構工藝要求13</p><p>　　1.7.2 CA6140機床后托架的偏差計算13<

5、;/p><p>　　1.8 確定切削用量及基本工時（機動時間）17</p><p>　　1.8.1 工序1：粗、精銑底面17</p><p>　　1.8.2 工序2 粗、半精、精鏜CA6140側面三杠孔18</p><p>　　1.8.3 工序3：鉆頂面四孔25</p><p>　　1.8.4 工序4：鉆側面兩孔

6、29</p><p>　　1.9 時間定額計算及生產安排31</p><p>　　1.9.1 粗、精銑底面31</p><p>　　1.9.2 鏜側面三杠孔32</p><p>　　1.9.3 鉆頂面四孔33</p><p>　　2 專用夾具設計35</p><p>　　2.1 銑

7、平面夾具設計35</p><p>　　2.1.1 研究原始質料35</p><p>　　2.1.2 定位基準的選擇35</p><p>　　2.1.3 切削力及夾緊分析計算35</p><p>　　2.1.4 誤差分析與計算36</p><p>　　2.1.5 夾具設計及操作的簡要說明37</p>

8、;<p>　　2.2 鏜孔夾具設計37</p><p>　　2.2.1 研究原始質料37</p><p>　　2.2.2 定位基準的選擇37</p><p>　　2.2.3 切削力及夾緊力的計算38</p><p>　　2.2.4 誤差分析與計算40</p><p>　　2.3鉆頂面四孔夾具設計

9、40</p><p>　　2.3.1 研究原始質料40</p><p>　　2.3.2 定位基準的選擇41</p><p>　　2.3.3 切削力及夾緊力的計算41</p><p>　　2.3.4 誤差分析與計算42</p><p>　　2.3.5 夾具設計及操作的簡要說明42</p><

10、;p><b>　　結 論43</b></p><p><b>　　參考文獻44</b></p><p><b>　　致 謝45</b></p><p>　　1 CA6140機床后托架加工工藝</p><p>　　1.1 CA6140機床后托架的工藝分析<

11、/p><p>　　CA6140機床后托架的是CA6140機床的一個重要零件，因為其零件尺寸較小，結構形狀也不是很復雜，但側面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與

12、工作壽命，因此它的加工是非常關鍵和重要的。</p><p>　　1.2 CA6140機床后托架的工藝要求及工藝分析</p><p>　　圖1.1 CA6140機床后托架零件圖</p><p>　　一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又

13、是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。</p><p>　　1.2.1 CA6140機床后托架的技術要求</p><p>　　其加工有三組加工。底面、側面三孔、頂面的四個孔、以及左視圖上的兩個孔。</p><p>　　⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。</p&g

14、t;<p>　?、疲硪唤M加工是側面的三孔，分別為，，，其表面粗糙度要求 要求的精度等級分別是，，。</p><p>　　⑶．以頂面為住加工面的四個孔，分別是以和為一組的階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。</p><p>　?、龋瓹A6140機床后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因為生

15、產率很高，所以可以免去每次造型。</p><p>　　單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因為CA6140機床后托架的重量只有3.05kg,而年產量是5000件，由[7]《機械加工工藝手冊》表2.1-3可知是中批量生產。</p><p>　　1.3 加工工藝過程</p><p>　　由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一

16、般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于CA6140機床后托架來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。</p><p>　　由上面的一些技術條件分析得知：CA6140后托架的尺寸精度，形狀機關度以及位置機精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。</p><p>　　1.4 確定各表面加工方案</p>

17、<p>　　一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計CA6140機床后托架的加工工藝來說，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。</p>

18、<p>　　1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素</p><p>　?、牛紤]加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。</p><p>　?、疲鶕a類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在 小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工

19、方法；而在大批量生產時采用拉削加工。</p><p>　　⑶．要考慮被加工材料的性質，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。</p><p>　?、龋紤]工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。</p><p>　　⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表

20、面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。</p><p>　　選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。</p><p>　　1.4.2 平面的加工</p><p

21、>　　由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.1-12可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。</p><p>　　1.4.3孔的加工方案</p><p>　?、牛蓞⒖嘉墨I[7]《機械加工工藝手冊》表2.1-11確定，以為孔的表面粗糙度為1.6，則選側孔（，，）的加工順序為：粗鏜——精鏜。</p&g

22、t;<p>　　⑵．而頂面的四個孔采取的加工方法分別是：</p><p>　　因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我們采用一次鉆孔的加工方法，的孔選擇的加工方法是鉆，因為的孔和是一組階梯孔，所以可以在已經鉆了的孔基礎上再锪孔鉆锪到，而另一組和也是一組階梯的孔，不同的是的孔是錐孔，起表面粗糙度的要求是，所以全加工的方法是鉆——擴——鉸。</p><p>　　1.5 確定定位

23、基準</p><p>　　1.5.1 粗基準的選擇</p><p>　　選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。</p><p>　　粗基準選擇應當滿足以下要求：</p><p>　　⑴．粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果

24、工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。</p><p>　?、疲x擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。</p&g

25、t;<p>　?、牵畱x擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。</p><p>　?、龋畱M可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。</p><p>　?、桑只鶞蕬苊庵貜褪褂?，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。&

26、lt;/p><p>　　要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機床后托架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從CA6140機床后托架零件圖分析可知，選擇側面三孔作為CA6140機床后托架加工粗基準。</p><p>　　1.5.2 精基準選擇的原則</p><p>　?、牛鶞手睾显瓌t。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定

27、位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。</p><p>　?、疲鶞式y(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。</p>

28、<p>　　⑶．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。</p><p>　　自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。</p>

29、;<p>　　此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。</p><p>　　要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機床后托架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從CA6140機床后托架零件圖分析可知，它的底平面與側面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件

30、的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準。</p><p>　　選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。</p><p>　　1.6 工藝路線的擬訂</p><p>　　對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出

31、統(tǒng)一的基準。CA6140機床后托架的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。</p><p>　　后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。</p><p>　　1.6.1工序的合理組合</p><p>　　確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原

32、則：</p><p><b>　?、牛ば蚍稚⒃瓌t</b></p><p>　　工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。</p><p><b>　?、疲ば蚣性瓌t</b

33、></p><p>　　工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。</p><p>　　一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將

34、工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。</p><p>　　加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。</p><p>　　1.6.2 工序的集中與分散</p><

35、p>　　制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 </p><p><b>　?、牛ば蚣械奶攸c</b></p><p>　　工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝

36、夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。</p><p><b>　?、疲ば蚍稚⒌奶攸c</b></p><p>　　工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換

37、容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。</p><p>　　工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。</p><p>　　一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。&l

38、t;/p><p>　　由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。</p><p>　　1.6.3 加工階段的劃分</p><p>　　零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：</p><p><b>　

39、?、牛旨庸るA段</b></p><p>　　粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。</p><p>　　粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，

40、所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。</p><p><b>　　⑵．半精加工階段</b></p><p>　　半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。</p><p&

41、gt;<b>　　⑶．精加工階段</b></p><p>　　精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。</p><p>　　精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表

42、面粗糙度為Ra10~1.25μm。</p><p><b>　　⑷．光整加工階段</b></p><p>　　對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。</p><p>　　此外，加工階段劃分后，還便于合理

43、的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。</p><p>　　但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序

44、的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。</p><p>　　1.6.4 加工工藝路線方案的比較</p><p>　　在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表：</p><p>　　表1.1

45、加工工藝路線方案比較表</p><p>　　加工工藝路線方案的論證：</p><p>　?、牛桨涪蛟?20工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以后的定位及裝配得到可靠的保證。</p><p>　　⑵．方案Ⅱ在010工序中先安排銑底平面，主要是因為底平面是以后工序的主要定位面之一，為提高定位精度。</p><p>　　⑶．方案

46、Ⅱ符合粗精加工分開原則。</p><p>　　由以上分析：方案Ⅱ為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：</p><p>　　表1.2加工工藝過程表</p><p>　　1.7 CA6140機床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　CA6140機床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是HT150，

47、硬度HB為150-200，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。</p><p>　　1.7.1 毛坯的結構工藝要求</p><p>　　⑴．CA6140車床后托架為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求：</p><p>　?、?、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。</p><p>　?、凇㈣T造圓角要適當，不得有尖角。</p>

48、<p>　?、?、鑄件結構要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。</p><p>　?、?、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產生裂紋。</p><p>　?、?、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。</p><p>　　毛坯形狀、尺寸確定的要求</p><p>　?、疲O計毛坯形狀、尺寸還應考

49、慮到：</p><p>　?、佟⒏骷庸っ娴膸缀涡螤顟M量簡單。</p><p>　?、?、工藝基準以設計基準相一致。</p><p>　?、?、便于裝夾、加工和檢查。</p><p>　?、?、結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。</p><p>　　在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可

50、以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類</p><p>　　形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。</p><p>　　1.7.2 CA6140機床后托架的偏差計算</p><p>　　

51、⑴．底平面的偏差及加工余量計算</p><p>　　底平面加工余糧的計算，計算底平面與孔（，，）的中心線的尺寸為。根據工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：</p><p>　　粗銑：由參考文獻[5]《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。</p><p>　　精銑：由參考文獻[7]《機械加工工

52、藝手冊》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。</p><p>　　鑄造毛坯的基本尺寸為，又根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為</p><p><b>　　毛坯的名義尺寸為：</b></p><p><b>　　毛坯最小尺寸為：</b></p

53、><p><b>　　毛坯最大尺寸為：</b></p><p><b>　　粗銑后最大尺寸為：</b></p><p><b>　　粗銑后最小尺寸為：</b></p><p>　　精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側面三孔（，，）的中心線的尺寸為。</p><p&

54、gt;　　⑵．正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算</p><p>　　參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-59和參考文獻[15]《互換性與技術測量》表1-8，可以查得：</p><p><b>　　孔：</b></p><p>　　粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　半精鏜的精度等級

55、：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p><b>　　孔</b></p><p>　　粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　精鏜的精度等級：，表面

56、粗糙度，尺寸偏差是</p><p><b>　　孔</b></p><p>　　粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是</p><p>　　根據工序要求，側面三孔的加工分

57、為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下：</p><p>　　粗鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；</p><p>　　孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為。</p><p>　　半精鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-

58、48,其余量值為；</p><p>　　孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為。</p><p>　　精鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；</p><p>　　孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；</p>

59、<p>　　孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為。</p><p>　　鑄件毛坯的基本尺寸分別為：</p><p>　　孔毛坯基本尺寸為：；</p><p>　　孔毛坯基本尺寸為：；</p><p>　　孔毛坯基本尺寸為：。</p><p>　　根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表

60、2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為：</p><p>　　孔毛坯名義尺寸為：；</p><p><b>　　毛坯最大尺寸為：；</b></p><p><b>　　毛坯最小尺寸為：；</b></p><p><b>　　粗鏜工序尺寸為：<

61、/b></p><p><b>　　半精鏜工序尺寸為：</b></p><p>　　精鏜后尺寸是，已達到零件圖尺寸要求</p><p>　　孔毛坯名義尺寸為：；</p><p><b>　　毛坯最大尺寸為：；</b></p><p><b>　　毛坯最小尺寸為

62、：；</b></p><p><b>　　粗鏜工序尺寸為：；</b></p><p><b>　　半精鏜工序尺寸為：</b></p><p>　　精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即：</p><p>　　孔毛坯名義尺寸為：；</p><p><b>　　毛坯

63、最大尺寸為：；</b></p><p><b>　　毛坯最小尺寸為：；</b></p><p><b>　　粗鏜工序尺寸為：</b></p><p><b>　　半精鏜工序尺寸為：</b></p><p>　　精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即</p>&

64、lt;p>　　⑶．頂面兩組孔和，以及另外一組的錐孔和</p><p>　　毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為，表面粗糙度要求為。參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：</p><p><b>　　第一組：和</b></p><p>　　加工該組孔的工藝是：鉆——擴——锪</p

65、><p><b>　　鉆孔： </b></p><p>　　擴孔： （Z為單邊余量）</p><p>　　锪孔： （Z為單邊余量）</p><p><b>　　第二組：的錐孔和</b></p><p>

66、　　加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸</p><p><b>　　鉆孔： </b></p><p>　　锪孔： （Z為單邊余量）</p><p><b>　　鉸孔： </b></p><p>　　1.8 確定切削用量及基本工時（機動時間）</p&g

67、t;<p>　　1.8.3 工序3：鉆頂面四孔</p><p>　　鉆頂面四孔（其中包括鉆孔，和擴孔，鉸孔，以及锪孔，）</p><p><b>　　機床：</b></p><p>　　刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211和E101</p><p>　　帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）<

68、/p><p>　　公制/莫式4號錐直柄鉸刀 刀具材料：</p><p>　?、牛@孔，以及的錐孔</p><p>　　鉆孔時先采取的是鉆到在擴到，所以，另外的兩個錐孔也先鉆到。</p><p><b>　　切削深度：</b></p><p>　　進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表

69、2.4-52，取</p><p>　　切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取</p><p>　　機床主軸轉速，由式（1.1）有：</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　實際切削速度，由式（1.2）有：</p><p><b>　　被切

70、削層長度：</b></p><p><b>　　刀具切入長度：</b></p><p><b>　　式（1.8）</b></p><p>　　刀具切出長度： 取</p><p><b>　　走刀次數為1</b></p><p>　　機動

71、時間： 式（1.9）</p><p><b>　?、疲當U孔</b></p><p>　　鉆孔時先采取的是鉆到再擴到，所以，</p><p><b>　　切削深度：</b></p><p>　　進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取</p><p>

72、;　　切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取</p><p>　　機床主軸轉速，由式（1.1）有：</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　實際切削速度，由式（1.2）有：</p><p><b>　　被切削層長度：</b></p>&

73、lt;p>　　刀具切入長度，由式（1.8）有：</p><p>　　刀具切出長度： 取</p><p><b>　　走刀次數為1</b></p><p>　　機動時間，由式（1.9）有：</p><p><b>　　⑶．锪孔</b></p><p><b&g

74、t;　　切削深度：，</b></p><p>　　根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度；取</p><p>　　機床主軸轉速，由式（1.1）有：</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　實際切削速度，由式（1.2）有： </p><p>

75、;<b>　　被切削層長度：</b></p><p>　　刀具切入長度，由式（1.8）有：</p><p>　　刀具切出長度： 取</p><p><b>　　走刀次數為2</b></p><p>　　機動時間，由式（1.5）有：</p><p><b>　　

76、⑷．锪孔</b></p><p><b>　　切削深度：，</b></p><p>　　根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度；取</p><p>　　機床主軸轉速，由式（1.1）有：</p><p><b>　　，取</b></p><p&g

77、t;　　實際切削速度，由式（1.2）有： </p><p><b>　　被切削層長度：</b></p><p>　　刀具切入長度，由式（1.8）有：</p><p>　　刀具切出長度： 取</p><p><b>　　走刀次數為1</b></p><p>　　機動時間

78、，由式（1.5）有：</p><p><b>　?、桑q孔</b></p><p><b>　　切削深度：，</b></p><p>　　進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-58，取</p><p>　　切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-60，取</

79、p><p>　　機床主軸轉速，由式（1.1）有：</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　實際切削速度，由式（1.2）有：</p><p><b>　　被切削層長度：</b></p><p>　　刀具切入長度，由式（1.8）有：</p><

80、;p>　　刀具切出長度： 取</p><p><b>　　走刀次數為1</b></p><p>　　機動時間，由式（1.9）有：</p><p><b>　　專用夾具設計</b></p><p>　　為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工CA6140機床后托架零件時，需要

81、設計專用夾具。</p><p>　　根據任務要求中的設計內容，需要設計加工工藝孔夾具及銑底面夾具一套。其中加工側面的三孔的夾具將用于臥式鏜床，而頂面的四孔用到的刀具分別為兩把麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀以及锪鉆進行加工，側面兩個孔將用兩把麻花鉆對起進行加工。</p><p>　　2.1 銑平面夾具設計</p><p>　　2.1.1 研究原始質料</p>&l

82、t;p>　　利用本夾具主要用來粗銑底平面，該底平面對孔、、的中心線要滿足尺寸要求以及平行度要求。在粗銑此底平面時，其他都是未加工表面。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。</p><p>　　2.1.2 定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知：粗銑平面對孔、、的中心線和軸線有尺寸要求及平行度要求，其設計基準為孔的中心線。為了

83、使定位誤差達到要求的范圍之內，在此選用V形塊定心自動找到中心線，這種定位在結構上簡單易操作。</p><p>　　采用V形塊定心平面定位的方式，保證平面加工的技術要求。同時，應加一側面定位支承來限制一個沿軸移動的自由度。</p><p>　　2.1.3 切削力及夾緊分析計算</p><p>　　刀具材料：（高速鋼端面銑刀） </p><p>

84、　　刀具有關幾何參數： </p><p>　　由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式：</p><p><b>　　式（2.1）</b></p><p>　　查參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：</p><p>　　對于灰鑄鐵：

85、 式（2.2）</p><p><b>　　取 ， 即</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　由參考文獻[17]《金屬切削刀具》表1-2可得：</p><p>　　垂直切削力 ：（對稱銑削） 式

86、（2.3）</p><p><b>　　背向力：</b></p><p>　　根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即：</p><p><b>　　式（2.4） </b></p>

87、<p>　　安全系數K可按下式計算：</p><p><b>　　式（2.5）</b></p><p>　　式中：為各種因素的安全系數，見《機床夾具設計手冊》表可得： </p><p>　　所以 式（2.6）</p><p><b>　　式（2.7）<

88、;/b></p><p><b>　　式（2.8）</b></p><p>　　由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。</p><p>　　單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：</p><p><b>　　式（2.9）</b><

89、/p><p>　　式中參數由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可查得：</p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　螺旋夾緊力：</b></p><p><b>　　易得：</b></p><p>　　經過比較實際夾緊力遠遠

90、大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。</p><p>　　2.1.4 誤差分析與計算</p><p>　　該夾具以平面定位V形塊定心，V形塊定心元件中心線與平面規(guī)定的尺寸公差為。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。</p><p>　　與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：</p><

91、p><b>　　式（2.10）</b></p><p>　　由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可得：</p><p>　　⑴、平面定位V形塊定心的定位誤差 ：</p><p>　?、?、夾緊誤差 ： 式（2.11）</p><p>　　其中接觸變形位移值：</p>

92、;<p><b>　　式（2.12）</b></p><p>　　⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過</p><p>　　⑷、夾具相對刀具位置誤差：取</p><p><b>　　誤差總和：</b></p><p>　　從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。</

93、p><p>　　2.1.5 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。</p><p>　　

94、此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，支承釘和V形塊采用可調節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據情況進行調整。</p><p>　　2.2 鏜孔夾具設計</p><p>　　2.2.1 研究原始質料</p><p>　　利用本夾具主要用來鏜加工孔、、。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為

95、了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。</p><p>　　2.2.2 定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知：孔、、的軸線與底平面有平行度公差要求，在對孔進行加工前，底平面進行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準（設計基準）來滿足平行度公差要求。</p><p>　　孔、、的軸線間有位置公差，選擇左側面為定

96、位基準來設計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個側面來限制六個自由度。</p><p>　　2.2.3 切削力及夾緊力的計算</p><p>　　鏜刀材料：（硬質合金鏜刀）</p><p>　　刀具的幾何參數： </p><p>　　由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》查表可得：</p>

97、<p>　　圓周切削分力公式： 式（2.13）</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　式（2.14）</b></p><p>　　查表得： 取 </p><p>　　由表可得參數： <

98、;/p><p><b>　　即：</b></p><p>　　同理：徑向切削分力公式 ： 式（2.15）</p><p>　　式中參數： </p><p><b>　　即：</b></p><p>　　軸向切削分力公式 ：

99、 式（2.16）</p><p>　　式中參數： </p><p><b>　　即：</b></p><p>　　根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即：</p>

100、<p>　　安全系數K可按下式計算，由式（2.5）有：：</p><p>　　式中：為各種因素的安全系數，見《機床夾具設計手冊》表可得： </p><p>　　所以，由式（2.6）有：</p><p><b>　　由式（2.7）有：</b></p><p><b>　　由式（2.8）有：<

101、/b></p><p>　　螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算，由式（2.9）有：</p><p>　　式中參數由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可查得：</p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　螺旋夾緊力：</b></p><p&

102、gt;　　該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下：</p><p>　　圖2.1 弧形壓塊受力簡圖</p><p>　　由表得：原動力計算公式 </p><p>　　即： 式（2.15）</p><p><b>　　由上述計算易得： </b></p><p&g

103、t;　　由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。</p><p>　　2.2.4 誤差分析與計算</p><p>　　該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。</p><p>　　孔軸線與左

104、側面為線性尺寸一般公差。根據國家標準的規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術測量》表可知：</p><p>　　取（中等級）即 ：尺寸偏差為</p><p>　　由[16]《機床夾具設計手冊》可得：</p><p>　　、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側面定位支承釘離底平面距離為，側面高度為；且滿足；則：</p><p>　　、夾緊誤差

105、 ，由式（2.11）有：： </p><p>　　其中接觸變形位移值：</p><p><b>　　式（2.16）</b></p><p>　　⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過</p><p>　?、?、夾具相對刀具位置誤差：取</p><p><b>　　誤差總和：</b

106、></p><p>　　從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。</p><p>　　2.3鉆頂面四孔夾具設計</p><p>　　2.3.1 研究原始質料</p><p>　　利用本夾具主要用來鉆、鉸加工頂面的四孔，其中包括鉆頂面四孔（其中包括鉆孔和擴孔，鉸孔，以及锪孔，）。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線

107、對底平面的平行度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。</p><p>　　2.3.2 定位基準的選擇</p><p>　　由零件圖可知：頂面四孔的軸線與左側面和后側面的尺寸要求要求，在對孔進行加工前，底平面進行了銑加工，后側面也是一直都不加工的側面，因此，選后側面和做側面面為定位精基準（設計基準）來滿足CA6140機床后托架頂面四

108、孔加工的尺寸要求。</p><p>　　由零件圖可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇左側面和后側面為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔軸線和兩個側面的尺寸要求。工件定位用底面和兩個側面來限制5個自由度。</p><p>　　2.3.3 切削力及夾緊力的計算</p><p>　　由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：</p><p&g

109、t;　　切削力公式： 式（2.17）</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　查表得： </b></p><p><b>　　即：</b></p><p>　　實際所需夾緊力：由參考

110、文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： </p><p>　　安全系數K可按下式計算，由式（2.5）有：：</p><p>　　式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得： </p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其

111、夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。</p><p><b>　　取，，</b></p><p>　　螺旋夾緊時產生的夾緊力，由式（2.9）有：：</p><p>　　式中參數由[16]《機床夾具設計手冊》可查得：</p><p><b>　　其中： </b></p>

112、<p>　　由[16]《機床夾具設計手冊》表得：原動力計算公式：</p><p><b>　　由上述計算易得： </b></p><p>　　因此采用該夾緊機構工作是可靠的。</p><p>　　2.3.4 誤差分析與計算</p><p>　　該夾具以底面、側面和頂面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公

113、差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。</p><p>　　孔與左側面為線性尺寸一般公差。根據國家標準的規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術測量》表可知：</p><p>　　取（中等級）即 ：尺寸偏差為、</p><p>　　由[16]《機床夾具設計手冊》可得：</p><p>　　⑴、定位誤差

114、：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故</p><p>　　⑵、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： </p><p>　?、?、磨損造成的加工誤差：通常不超過</p><p>　　⑷、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即</p><p><b>　　誤差

115、總和：</b></p><p>　　從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。</p><p>　　2.3.5 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　本夾具用于在鉆床上加工后托架的底孔、錐孔。工件以底平面、側面和頂端為定位基準，在支承釘和支承板上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。</p&

116、gt;<p><b>　　結 論</b></p><p>　　通過本次的課程設計，使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾具的設計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。</p><p><b>　　參考文獻&

117、lt;/b></p><p>　　[1] 許曉旸，專用機床設備設計[M]，重慶：重慶大學出版社，2003。</p><p>　　[2] 孫已德，機床夾具圖冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1984：20-23。</p><p>　　[3] 貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結構圖冊[M]，貴陽：貴州任命出版社，1983：42-50。</p>&

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120、2002。</p><p>　　[11] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。</p><p>　　[12] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。</p><p>　　[13] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社

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