毕业设计（论文）-CA6140车床后托架加工工艺设计及夹具设计.doc

毕业设计CA6140车床后托架加工工艺设计及夹具设计学生姓名： 张晶 学号：135011105 系 部： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 梁雅琴 二零一五年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： CA6140车床后托架加工工艺设计及夹具设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 135011105 学生： 张晶 指导教师（含职称）： 梁雅琴（副教授） 1课题意义及目标 本课题旨在对CA6140车床后托架加工工艺设计及夹具设计的研究。充分查阅资料，分析所给题目，编出合理的加工工艺过程，选择个工序的合理的切削用量，计算各工序的定额，填写零件的加工工艺卡片。为了能具体确切的说明过程，就得制定复杂的机械加工工艺规程，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。2主要任务本课题须在认真分析零件的基础上，进行相关的数学计算；制定加工工艺过程，选择工艺参数及刀具；进行夹具设计。该课题要求学生，在保证加工精度的前提下，认真进行工艺分析，制定合理的工艺方案，选择合理的切削用量，计算各工序的定额。1）毕业设计论文一份；2）零件图若干；3）工艺卡一份；4）夹具装配图若干3主要参考资料1 许晓旸.专用机床设备设计M.重庆：重庆大学出版社.2003。2 孙已德.机床夹具图册M.北京：机械工业出版社.1984：20-23。3 李洪，机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社.1990。4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1拟定并论证总体方案3月3日3月23日2工艺设计3月24日4月13日3夹具设计定位误差计算4月14日5月4日4夹具装配图5月5日6月1日5整理，打印论文，准备答辩6月2日6月22日审核人： 田静 2014 年 12 月 27 日CA6140车床后托架加工工艺设计及夹具设计摘 要：机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段。本课题研究CA6140车床后托架加工工艺规程。首先通过对零件图的分析，了解工件的结构形式，明确了具体的技术要求，从而对工件各组成表面选择合适的加工方法。再拟订较为合理的工艺规程，充分体现质量、生产率和经济性的统一。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程中，夹具除了夹紧、固定被加工零件外，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。本课题在设计的过程当中，深入生产实际，进行调查研究，吸取国内外先进技术，制定出合理的设计方案，在进行具体设计。关键词：工序，加工余量，工序尺寸，定位方案，夹具，CA6140 lathe machining process design and fixture design bracketAbstract: His machine-finishing craft realizes the product design, guaranteed the product quality, saves the energy, and reduces the consumption the important method. After this topic studies the CA6140 lathe the bracket processing technological process. First through to the detail drawing analysis, understood the work piece the structural style, has been clear about the concrete specification, thus to work piece each composition surface choice appropriate processing method. Again drafts the more reasonable technological process, fully manifests the quality, the productivity and the efficient unification.Engine bed jig design is in a craft equipment design important constituent, in the entire machine-finishing process, the jig except clamps, fixes is processed outside the components, but also requests guarantee processing components position precision, enhancement processing productivity .This topic in the middle of the design process, penetrates the production reality, conducts the investigation and study, absorbs the domestic and foreign advanced technologies, formulates the reasonable design proposal, is carrying on the concrete design .Keywords: process, allowance, step size, locate the program, fixtureI目 录1 前言12 CA6140车床后托架加工工艺设计22.1 CA6140车床后托架的作用22.2 CA6140车床后托架的结构特点和技术要求22.3 CA6140车床后托架的材料和热处理22.3.1 毛坯材料及热处理22.3.2 毛坯的结构确定32.4 工艺路线的拟定42.4.1 工序的合理组合42.4.2 加工阶段的划分42.4.3 加工顺序的安排52.4.4 工艺路线的比较62.5 CA6140车床后托架的工序设计102.5.1 粗基准的选择102.5.2 精基准的选择102.5.3 工序尺寸的确定112.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）132.6.1 工序1：粗、精铣底面142.6.2 工序2 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔152.6.3 工序3：钻顶面四孔212.6.4 工序4：钻侧面两孔243 专用夹具设计263.1 铣平面夹具设计263.1.1 研究原始质料263.1.2 定位基准的选择263.1.3 切削力及夹紧分析计算273.1.4 误差分析与计算283.1.5 夹具设计及操作的简要说明293.2 镗孔夹具设计293.2.1 研究原始质料293.2.2 定位基准的选择293.2.3 切削力及夹紧力的计算303.2.4 误差分析与计算323.3 钻顶面四孔夹具设计323.3.1 研究原始质料323.3.2 定位基准的选择333.3.3 切削力及夹紧力的计算333.3.4 误差分析与计算344 总 结35参考文献36致 谢37III太原工业学院毕业设计1 前言CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。近年来，机械制造工艺有着飞速的发展，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。 1太原工业学院毕业设计2 CA6140车床后托架加工工艺设计2.1 CA6140车床后托架的作用CA6140车床后托架是加工超出床身本身的细长杆零件时，用来支撑工件的车床附件。是CA6140车床的一个重要组成部分。虽然她的零件尺寸比较小、结构也不复杂、对于顶面四孔加工精度要求不高，但是，对侧面三杠孔、底面的精度要就比较高。CA6140车床后托架的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求为Ra1.6，需要精加工。后托架的三杠孔的中心线和底面有平面度公差要求。因为它的尺寸精度、位置精度、几何形状精度以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，因此影响它的性能和工作寿命，所以它的加工是非常重要的。2.2 CA6140车床后托架的结构特点和技术要求由零件图1-1可得：CA6140车床后托架为铸造件，从形状来看类似长方体。根据要求主要加工孔和底平面。具体特点和技术要求如下：1、精加工孔, , ，要求达到的精度等级是。粗糙度是，且是以底平面为基准，要求平行度公差为，主要是满足加工孔的位置精度。2、其它各个孔的加工都是以底平面为定位基准。所以，底平面的形位公差要达到设计要求。3. 、粗糙度是；是锥孔，且粗糙度为。2.3 CA6140车床后托架的材料和热处理2.3.1 毛坯材料及热处理1、毛坯材料：灰铸铁（HT200）32、灰铸铁一般的工作条件：（1）用来承受较大载荷的零件。（2）磨檫面之间的单位面积压力不大于300KPa。3、毛坯的热处理灰铸铁（HT200）中的碳大部法或全部以片状石墨方式存在铸铁中，会引起的应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。图2.1 后托架零件图2.3.2 毛坯的结构确定1、毛坯的结构工艺要求CA6140车床后托架是铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：(1) 铸件的壁厚应合适，均匀，不得有突然变化。I(2) 铸造不得有尖角，圆角要适当。(3) 铸件结构要尽量简化，并且要有合理的起模斜度，以减少分型面、芯子并便于起模。(4) 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。2、毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：(1) 各加工面的几何形状应尽量简单。(2) 工艺基准与设计基准相一致。(3) 便于装夹、加工和检查。(4) 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。2.4 工艺路线的拟定2.4.1 工序的合理组合在加工方法确定以后，就能按零件的结构特点、技术要求、生产类型和机床设备等具体生产条件来确定工艺规程。确定工序的特点确定工序的选择：(1) 工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。(2) 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。2.4.2 加工阶段的划分按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶段：（1）粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，一般粗加工的公差等级为，粗糙度为。（2）半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为。表面粗糙度为。（3）精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度。精加工的加工精度一般为，表面粗糙度为。2.4.3 加工顺序的安排零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：如下表表2.1 加工工序安排原则工序类别工序安排原则机械加工1） 对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，便于找正基准2） 按“先基准后其他”3） 在重要表面加工前应对精基准进行修正4） 按“先主后次，先粗后精”5） 对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应该安排在主要表面加工之后热处理退火与正火毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行时效为消除残余应力，对于尺寸大、结构复杂的铸件，需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排时效处理；对于精度高的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效处理淬火淬火后工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行渗碳渗碳易产生变形，应安排在精加工前渗氮一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前辅助工序中间检验一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；花费工时较多和重要工序的前后特种检验荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。荧光如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前表面处理电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行2.4.4 工艺路线的比较拟定工艺路线是制定工艺过程中很重要的一步，在拟定时应充分调查研究，多选着几个方案，通过分析比较来确定一个最合理的方案。 1、主要工序的加工工艺路线（1）根据孔的技术要求，从互换性与测量技术基础得：，根据；从互换性与测量技术基础表2-4得：精度等级为同理可得：孔精度等级为；孔精度等级为。由上述的技术要求，选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：扩钻粗铰精铰（2）根据孔、粗糙度为，由互换性与测量技术基础可以得到它的精度等级为IT12按上述的技术要求，从机械制造技术课程设计指导教程表1-7，可以得到孔的加工工艺路线为：钻孔（3）孔锥孔粗糙度为但该孔为装配铰孔，可以先不加工。按上述的技术要求，从机械制造技术课程设计指导教程表1-7，可以得到孔的加工工艺路线为：钻孔（4）底平面A粗糙度为，按上述的技术要求，从机械制造技术课程设计指导教程表1-8，可以得出孔的加工工艺路线为：粗铣半精铣精铣2、CA6140后托架加工工艺路线的确定（1）加工工艺路线方案在保证零件的尺寸公差、形位公差以及表面粗糙度等技术条件的情况下，应考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。如下表：表2.2加工工艺路线方案比较表工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010粗铣底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆020精铣底平面侧面和外圆粗镗孔：、 底面和侧面040钻、扩孔：、 底面和侧面半精镗孔：、底面和侧面050粗铰孔：、 底面和侧面精镗孔：、底面和侧面060精铰孔：、 侧面和两孔粗铣油槽底面和侧面070粗铣油槽底面和侧面钻：、底面和侧面080锪钻孔：底面和侧面扩孔底面和侧面090钻：、底面和侧面精铰锥孔：底面和侧面110扩孔：底面和侧面锪钻孔：、底面和侧面120精铰锥孔：底面和侧面去毛刺130锪钻孔：、底面和侧面钻：、底面和孔140钻：、底面和孔攻螺纹底面和孔150攻螺纹底面和孔锪平面160锪平面倒角去毛刺160倒角去毛刺检验170检验加工工艺路线方案的论证：方案在010工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。方案在120工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。 方案符合粗精加工分开原则。由以上分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表2.3加工工艺过程表工序号工 种工作内容说 明010铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸：长： 宽： 高：孔：、020清砂除去浇冒口，锋边及型砂030热处理退火石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工040检验检验毛坯050铣粗铣、精铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床060粗镗粗镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）070铣粗铣油槽080半精镗半精镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）090精镗精镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）100钻将孔、钻到直径工件用专用夹具装夹；摇臂钻床110扩孔钻将扩孔到要求尺寸120锪孔钻锪孔、到要求尺寸130铰精铰锥孔140钳去毛刺150钻钻孔：、工件用专用夹具装夹；摇臂钻床160攻丝攻螺纹170钳倒角去毛刺180检验190入库清洗，涂防锈油2.5 CA6140车床后托架的工序设计2.5.1 粗基准的选择选择粗基准主要考虑如何保证不加工表面和加工表面的相互位置精度，以及如何保证各重要加工表面都有足够的加工余量。1 工件表面相互位置要求原则：如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。2 重要表面余量均匀原则：如果必须首先保证工件某重要加工面的余量均匀，则应选择该加工面的毛坯面为粗基准。3 余量足够原则：这样可以保证该面有足够的加工余量。4 不重复使用原则：粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的，多次使用难以保证表面间的位置精度。（5）定位可靠原则：选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等问题。2.5.2 精基准的选择 基准重合原则：尽可能选择被加工面的设计基准作为定位基准，避免基准不重合误差。 统一基准原则：当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数其他加工面，则应尽早地把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他加工面。 互为基准原则：当两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度要求都很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行精加工。（4）自为基准原则：有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为基准，即遵循自为基准的原则，而该表面与其他表面之间的位置精度则由先行的工序保证。（5）便于装夹原则：所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠、夹紧机构简单、操作方便。2.5.3 工序尺寸的确定1、底平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余粮的计算，计算底平面与孔（，）的中心线的尺寸为。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：根据机械加工工艺手册第1卷表3.2-23。其余量值规定为，现取。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取。精铣：根据机械加工工艺手册表2.3-59，其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为，查机械加工工艺手册表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT7，查表2.3-9可得铸件尺寸公差为毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为：精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔的中心线的尺寸为。2、正视图上的三孔的偏差由机械加工工艺手册表2.3-59和互换性与技术测量表1-8，可以查得：（1）孔：粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是（2）孔粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是（3）孔粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是3、三孔的加工余量计算（1）根据工序要求，侧面三孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗：孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为半精镗： 孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为精镗：孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为孔，由机械加工工艺手册表2.3-48可知,其余量值为（2）铸件毛坯的基本尺寸为：孔毛坯基本尺寸为：孔毛坯基本尺寸为：孔毛坯基本尺寸为：查机械加工工艺手册表2.3-11可知，铸件尺寸公差等级选用IT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：孔：毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸为：，已达到零件图尺寸要求孔：毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：；半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，为：孔：毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，为：4、顶面两组孔和，以及另外一组的锥孔和毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。查机械加工工艺手册表2.3-47、2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：第一组：和该组孔的加工工艺是：钻扩锪钻孔： 扩孔： （Z为单边余量）锪孔： （Z为单边余量）第二组：的锥孔和该组孔的加工工艺是：钻锪铰钻孔： 锪孔： （Z为单边余量）铰孔： 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）2.6.1 工序1：粗、精铣底面机床：双立轴圆工作台铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数 粗铣铣削深度：每齿进给量：由机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：由机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（2.1）实际铣削速度： 式（2.2）进给量： 式（2.3）工作台每分进给量： ：查机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 式（2.4） 取刀具切出长度：取走刀次数为：1机动时间： 式（2.5） 精铣：铣削深度：每齿进给量：由机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：由机械加工工艺手册表2.4-81，取由式（2.1）得，机床主轴转速：， 由式（2.2）得，实际铣削速度：进给量，由式（2.3）得：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为：1由式（2.5）得，机动时间：本工序机动时间2.6.2 工序2 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔机床：卧式镗床；刀具：硬质合金镗刀；镗刀材料： 粗镗切削深度：，毛坯孔径进给量：由机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：由机械加工工艺手册表2.4-66查由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度：工作台每分钟进给量： 式（2.7）被切削层长度：刀具切入长度： 式（2.6）刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间： 粗镗切削深度：，毛坯孔径进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。所以进给量。切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间： 粗镗切削深度：，毛坯孔径。进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间： 半精镗切削深度：，粗镗后孔径进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取：由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间： 半精镗切削深度：粗镗后孔径进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取：由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2），实际切削速度：由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间：(6) 半精镗切削深度：，粗镗后孔径为：进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间： 精镗切削深度：，半精镗后孔径进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取由式（2.2）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间：精镗孔切削深度：，半精镗后孔径进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.5）得，机动时间：精镗切削深度：，半精镗后孔径进给量：查机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取值为，切削深度取值为。因此确定进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-66，取由式（2.2）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 由式（2.7）得，工作台每分钟进给量：被切削层长度：由式（2.6）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取行程次数：由式（2.7）得，机动时间：本工序所用的机动时间：2.6.3 工序3：钻顶面四孔钻顶面四孔机床：刀具：硬质合金锥柄麻花钻头。型号：E211和E101 带导柱直柄平底锪钻（GB4260-84） 公制/莫式4号锥直柄铰刀。刀具材料： 钻孔，以及的锥孔钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，另外的两个锥孔也先钻到。切削深度：进给量：查机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-53，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度： 式（2.8）刀具切出长度： 取走刀次数为：1机动时间： 式（2.9） 扩孔钻孔时先采取的是钻到再扩到，所以，切削深度：进给量：查机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-53，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度：被切削层长度：由式（2.8）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取走刀次数为：1由式（2.9）得，机动时间： 锪孔切削深度：，查机械加工工艺手册表得：进给量,切削速度，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 被切削层长度：由式（2.8）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取走刀次数为：2由式（2.5）得，机动时间： 锪孔切削深度：，查机械加工工艺手册表得：进给量,切削速度；取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度： 被切削层长度：由式（1.8）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取走刀次数为：1由式（2.5）得，机动时间： 铰孔切削深度：，进给量：查机械加工工艺手册表2.4-58，取切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-60，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度：被切削层长度：由式（2.8）得，刀具切入长度：刀具切出长度：，取走刀次数为：1由式（2.9）得，机动时间：2.6.4 工序4：钻侧面两孔钻侧面两孔（其中包括钻的孔和的螺纹孔）钻切削深度：查机械加工工艺手册表查得：进给量,切削速度，由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度：被切削层长度：由式（2.8）得吗，刀具切入长度：刀具切出长度：，取由式（2.5）得，加工基本时间： 钻螺孔切削深度：进给量：查机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-41，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取由式（2.2）得，实际切削速度，：被切削层长度：由式（2.8）得，刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为：1由式（2.5）得，机动时间：（3）、攻螺纹孔机床：组合攻丝机；刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：查机械加工工艺手册表2.4-105，取由式（2.1）得，机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取由式（2.2）得，实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为：1由式（2.5）得，机动时间：钻顶面四孔的机动时间：这些工序的加工机动时间的总和为：3 专用夹具设计机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个加工构成中，夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件，设计合理的夹具，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。各种专用夹具的设计质量，将直接影响被加工零件的精度要求，在机械加工工艺过程中起到重要的作用。在设计的过程当中，应深入生产实际，进行调查研究，吸取国内外先进技术，制定出合理的设计方案，在进行具体设计。 3.1 铣平面夹具设计3.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来粗铣底平面，该底平面对孔、的中心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在粗铣此底平面时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.1.2 定位基准的选择由零件图可知：粗铣平面对孔、的中心线和轴线有尺寸要求及平行度要求，其设计基准为孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用V形块定心自动找到中心线，这种定位在结构上简单易操作。采用V形块定心平面定位的方式，保证平面加工的技术要求。同时，应加一侧面定位支承来限制一个沿轴移动的自由度。3.1.3 切削力及夹紧分析计算刀具材料：（高速钢端面铣刀） 刀具有关几何参数：， ， 查机床夹具设计手册表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式： 式（3.1）查机床夹具设计手册表得：对于灰铸铁： 式（3.2）取 ， 即所以 查金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：（对称铣削） 式（3.3）背向力：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（3.4） 安全系数K可按下式计算： 式（3.5）式中：为各种因素的安全系数，查机床夹具设计手册表可以得到： 所以 式（3.6） 式（3.7） 式（3.8）由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式（3.9）式中参数查机床夹具设计手册可以得到： 其中： 螺旋夹紧力：易得：经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.1.4 误差分析与计算该夹具以平面定位V形块定心，V形块定心元件中心线与平面规定的尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 式（3.10）查机床夹具设计手册可以得到：、平面定位V形块定心的定位误差 ：、夹紧误差 ： 式（3.11）其中接触变形位移值： 式（3.12）、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.1.5 夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，支承钉和V形块采用可调节环节。以便随时根据情况进行调整。3.2 镗孔夹具设计3.2.1 研究原始质料利用本夹具主要用来镗加工孔、。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2.2 定位基准的选择由零件图可知：孔、的轴线与底平面有平行度公差要求，在对孔进行加工前，底平面进行了粗铣加工。因此，选底平面为定位精基准（设计基准）来满足平行度公差要求。孔、的轴线间有位置公差，选择左侧面为定位基准来设计镗模，从而满足孔轴线间的位置公差要求。工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。3.2.3 切削力及夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数： 查机床夹具设计手册查表可得：圆周切削分力公式： 式（3.13）式中 式（3.14）查表得： 取 由表可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： 式（3.15）式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： 式（3.16）式中参数： 即：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：由式（3.5），安全系数K可按下式计算：式中：为各种因素的安全系数，查机床夹具设计手册表可以得到： 所以，由式（3.6）有： 由式（3.7）有： 由式（3.8）有：由式（3.9）得，螺旋夹紧时产生的夹紧力为：式中参数查机床夹具设计手册可以得到： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。由表得：原动力计算公式 即： 式（3.15）由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.2.4 误差分析与计算该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由互换性与技术测量表可知：取（中等级）即 ：尺寸偏差为由机床夹具设计手册可以得到：1 、定位误差：当时；侧面定位支承钉离底平面距离为，侧面高度为；且满足；则： 2 、由式（3.11）得，夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 式（3.16）、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.3 钻顶面四