毕业设计（论文）-制动缸缸口部机加夹具设计.doc

毕业设计制动缸口部机加夹具设计董春江三号楷112011221机械工程系学生姓名： 学号： 机械设计制造及其自动化系 部： 任艳红专 业： 指导教师： 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： 制动缸口部机加夹具设计 系部：机械工程系 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 112011221 学生： 董春江 指导教师（含职称）： 任艳红（高工） 1课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解机械加工过程中使用的专用夹具设计、夹具各零部件材料选择、性能参数确定、应力计算方法等机械加工方面的设计规范、计算方法及设计思想等，为学生在毕业后从事机械加工技术工作打好基础。2主要任务1）确定零件机加所选用的设备类型，查找机床主轴的结构尺寸，确定夹具与设备的连接方式；2）根据零件定位、加工需要设计机加夹具，绘制该夹具的装配图及各零部件的分解图；3）对设计过程和设计思路进行详细介绍。4）完成设计说明书一本，内容包括机加夹具装配图和零件图及设计说明。3主要参考资料1 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.-2版.北京:机械工业出版社,2003.1. 2 任嘉卉.公差与配合手册. -2版.北京: 机械工业出版社,2000.4. 3 李维荣.五金手册. -2版.北京: 机械工业出版社,2002（2007.3重印）. 4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1确定加工选用的设备类型，查找设备主轴结构，确定夹具与设备连接方式。结构，确定夹具与设备连接方式2015年3月3日3月23日2设计机加夹具，确定机加夹具的总体结构3月24日4月13日3绘制夹具及零部件结构，并进行强度和内力计算4月14日5月4日4完成夹具的装配图及零件图绘制5月5日6月1日5完成毕业论文及答辩工作6月2日6月22日审核人： 年 月 日太原工业学院毕业设计制动缸口部机加夹具设计摘要:本次的毕业设计论文主要是对火车零件制动缸的机加夹具的设计说明。制动缸的在加工时,用三爪卡盘夹紧不利于工件的加工。所以需要设计制动缸零件的机加夹具,来加快生产效率。夹具的设计过程中，充分考虑了夹具设计制造的意义,即要减少对操作者的要求,降低劳动的强度,产品生产率的提升等。夹具零件体分析与结构的设计,夹紧力和切削力的计算，夹具体零件的分析说明等，都是根据加工零件的工艺过程来设计的。明确夹具中每个零件的功用以及与其它零件的配合。制动缸口部机加夹具的设计保证了制动缸体零件在加工过程中可以保持一个准确的定位位置,保证在加工时不会移动，提高工件的加工精度和加工的稳定性，为制造业的快速生产奠定基础。夹具设计中的各个零件都与工件的定位可靠、稳定息息相关,所以需要保证设计的精度,从而提高零件本身的精度,达到设计的要求。关键词:制动缸,夹具设计,夹紧力，精度Design of the clamping fixture for brake cylinderAbstract：This graduation thesis is mainly about the design of the engine and fixture of the brake cylinder of the train parts. Brake cylinder in the processing, using the three jaw chuck clamping to the workpiece machining is helpless for workpiece . So the need to design the brake cylinder parts of the machine and fixture, to speed up the production efficiency. In the design of fixture, the significance of fixture design and manufacturing is considered, which is to reduce the requirements for the operator, reduce the intensity of labor, and improve the product productivity, etc. The design of the parts body analysis and structure, the calculation of the clamping force and cutting force, the analysis of the concrete parts, etc., are designed according to the process of the parts. Define the function of each part in fixture and match with other parts. Brake cylinder mouth machine and fixture design ensures the brake cylinder parts in the machining process can keep an accurate location, guarantee in the process will not move, improve the workpiece machining precision and stability. For the rapid production of manufacturing industry to lay the foundation. Fixture design in various parts and positioning of the workpiece reliable and stability are closely related, so it is necessary to guarantee the design accuracy, thereby improving the precision of the part itself, meet the design requirements.Keywords:Brake cylinder，Fixture design，Clamping force，PrecisionI目 录1 绪论11.1 国内外研究进展：12 夹具32.1 夹具的功能32.1.1 夹具的分类32.1.2 机加夹具的组成32.2 夹具的设计要求42.3 确定夹具体43 本次夹具设计的主要内容53.1 夹具设计的提出53.2 夹具设计的设备选取53.3 设备工艺布置设计53.4 夹具设计的考虑53.5 夹具结构介绍63.6 夹具的构成部分功能的简要说明103.7 主要零件的设计过程103.8 夹具的工作原理123.9 夹具体装配图的绘制124 刀具的材料要求及特点134.1 刀具的材料及其要求134.2 基准的概念134.2.1 基准的分类134.2.2 基准的分析144.2.3 定位基准的选用144.3 工件夹紧装置的要求和选择154.3.1 工件夹紧装置的要求154.3.2 夹紧力的确定154.4 切削力和夹紧力的计算164.5 切削速度的计算174.6 检验机床的进给系统的强度185 总结195.1 进一步设计和研究19参考文献20致 谢21I太原工业学院毕业设计1 绪论1 设计目的及意义 机械加工工艺过程中被用作固定加工的零件或工件，并且保证零件或工件有正确的位置，方便零件或工件来进行加工或检测的装置。从广泛的意义上看，夹具可以是工艺过程中的任何工序中被用来快速、方便地定位工件的装置。夹具可以大大的减少辅助的时间，降低工厂的加工成本。同时又可以保证零件的加工精度，稳定零件工艺加工的质量。降低对工人的技术要求，方便操作者更快的熟悉操作,并且保证安全生产。夹具和其他的环节相比有很大的不同，它在整个工艺系统中占有着十分重要的地位，工件加工过程中，夹具刚度的大小决定了加工时所产生的动态误差的大小。夹具的刚度大时，加工过程中产生的动态误差很大程度上取决于夹具本身的制造精度。因此我们在设计夹具的过程中，需要对夹具的整体刚度有足够的重视。 意义：在做毕业设计期间，我将自己学过的理论知识进行了灵活的运用，并且深入了解了专用夹具的设计、夹具各零部件材料选择、性能参数确定、应力计算方法等机械加工方面的设计规范、计算方法及设计思想等，为我在毕业后从事机械加工技术工作打好基础。1.1 国内外研究进展：国内夹具发展史： 中国在20世纪末期就已开始了夹具的制造，首先出现的是和机械行业有关的天津组合夹具厂和与向航空工业有关的的保定向阳机械厂。在那时夹具发展最鼎盛期曾达到年产组合夹具元件900多万件的辉煌水准。在20世纪80年代之后，两个机械厂又各自开创性的开发出可用于加工中心使用的孔系类一整套的夹具装置，这一项创举不仅超额完成了国内的订单需求，更是一度走出了国门。这在当时是一个了不起的成就!国外夹具发展史： 从国际方面来看，主要生产组合夹具的国家仅仅是俄国、德国和美国。目前国际上的夹具企业大都为中小型企业。专一零件使用的夹具和通过调整部分装置或更换部分元件，以适应具有一定相似性的不同零件的加工的夹具的货单主要来自本地区或者国内的订货，而使用性强的组合夹具逐渐成为国际贸易中的一个通用品种。虽然现在国际贸易中对夹具的生产产值和销售总额还没有一个确定的数据统计，但是在欧美国家里，大型夹具的基础件通常来说还是很昂贵的。中国的组合夹具发展历史为我们留下了宝贵的经验，从而使的中国夹具在国际市场上有通用性强、质量高、价格低廉的特点。伴随着全球制造业一体化的发展趋势，特别是新兴体网上商务的逐渐成熟，带来了新一波的夹具制造业的商机，中国的夹具生产有着进一步发展的空间。2 夹具夹具可以来固定和夹紧工件,使得工件可获得一个可靠的空间位置,保证工件在进行机械加工时不会在切削力和其它力的作用下发生松动,保证零件加工的质量和机械过程的稳定性。2.1 夹具的功能 1.装夹工件同时保证其定位和夹紧的可靠是机床的主要功能。（1）定位 保证工件在夹具体中保持合理位置的保护。合理的定位方式对零件加工面的尺寸的要求和零件的位置精度要求提供保证。（2）夹紧 工件定位完成后，夹具使工件固定并保证在加工过程中工件的位置保持不变的操作。零件在加工时会受到各种外力和内力的作用，如果工件夹紧失败，那么工件就会发生松动,从而造成一定的损失,严重着更会损坏机床,甚至危及生命。夹紧不仅给工件提供了相对稳定、可靠的加工环境,同时也保证了操作工人的人身安全。2.机床夹具的特殊功能 （1）对刀 保证零件或者夹具与刀具的切削刃有准确的位置。 （2）导向 2.1.1 夹具的分类 我国将夹具分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具四大类。 （1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用以装夹不同工件的夹具。这类夹具主要用于单件小批量生产。 （2）专用夹具 指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具，主要用于固定产品的大批量生产。 （3）可调夹具 具有小范围的柔性化，一般通过调整部分装置或更换部分元件，以适应具有一定相似性的不同零件的加工。 （4）组合夹具 根据被加工工件的工艺要求，利用一套标准化的元件组合而成的夹具。使用完毕后，可将元件放便的拆开，清洗后存放，待再次组装时使用。2.1.2 机加夹具的组成虽然各类机加夹具的结构有所不同，但各类夹具的基本组成却类似，机加夹具一般由以下基本组成部分。 （1）定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一，用于确定工件在夹具中的正确位置。 （2）夹紧装置 夹紧装置通常是用来保证工件在夹具中的正确位置，保证定位的可靠，使其在外力作用下不致产生移动等。 （3）夹具体 用以连接夹具各元件或装置。 （4）其他组成部分 如压紧元件、对定元件、配合元件等。2.2夹具的设计要求1.夹具设计须满足零件在加工过程中的精度要求,来保证零件的尺寸、位置、形状公差。2. 夹具应该有一定的加工效率要求。3. 夹具的操作要简单可靠,力求降低工人的劳动强度。4. 要保证夹具有一定的寿命要求。5. 夹具的制造成本应尽可能的降低,经济成本要低,通用性要强。以便夹具可以更好的被人们使用。2.3确定夹具体夹具体通常都会设计为平板式,目的是要确保夹具体本身有足够的刚度。他的作用是用来固定定位元件,实现与机床的可靠连接。3 本次夹具设计的主要内容3.1夹具设计的提出制动缸通常是由活塞、制动缸盖、皮碗、活塞杆、和缓解弹簧等组成，利用三通阀来起作用，在压缩空气进入到制动缸时，产生一定的气压能,气压推动活塞通过一套基础装置而起到制动的作用。而在加工制动缸零件时,用现有的三爪卡盘等夹具夹紧时,会给加工过程带来不便,所以需要设计专用的机加夹具来进行定位夹紧,保证生产的正常进行。采用专用的夹具进行加工,不仅可以更方便轻松的对工件夹紧定位,而且可以提高加工工艺的稳定性和零件的加工精度。3.2夹具设计的设备选取本次的夹具设计依据产品尺寸参数、重量参数以及各加工特性应选择CA6140车床为此次的机加设备。该机床各重要参数如下：卡盘所能旋转地最大直径400mm刀架的最大回转直径210mm最大工件长度 750mm最大切削长度 650mm 主轴正转最高转速1440r/min，反转最高转速1580r/min.CA6140机床的加工能力能够满足缸体的加工要求，所以可以选择该机床当作工艺布置设备。3.3设备工艺布置设计按照合理的工艺对设备进行合理的布置，可以使得工件物流顺畅，保证物流过程工件尽量不会收到磕碰。3.4夹具设计的考虑 夹具的设计按照制动缸的技术要求来进行设计。在制动缸加工工艺过程中,需要夹紧缸体,将缸体端口进行翻边,生产出符合要求的缸体零件。本方案选取机加夹具是因为要考虑制动缸的加工特性的重要性，同时还有为了保证相同的加工质量和加工精度来决定的。在夹具设计中，夹紧力的确定、选取也是一项重要的工作。这需要去结合工件的尺寸来确定。这是能否加工出合格的夹具的一个重要的参数。3.5夹具结构介绍 本次设计的机加夹具由四大部分组成,其中包括:夹具体、定位体、弹性夹管和支撑环组成。各个零件的CAD图如下。图3-1 夹具体图3-2 定位体图3-3 弹性夹管图3-4 支撑环而制动缸工件在夹具中的定位图如下:图3-5 工件的装夹定位图3-6夹具体的装配图夹具的各零件的结构形式都是为夹紧工件,保证零件的加工精度而设计的。弹性夹管在最内侧与制动缸缸体相接触,其外面是定位体,再来就是夹具体。支撑环是在最外边提供辅助支撑,并且也提供一定的夹紧力。这几者通过螺栓来进行连接为一个完整的机加夹具。3.6夹具的构成部分功能的简要说明机加夹具的定位部分的功能是由定位体来实现的。定位体在制动缸被夹具夹紧时,通过本身的结构设计,保证缸体有一个正确的装夹位置。定位体又通过螺栓与夹具体固定,进一步的保证工件在加工过程中不会发生移动。这是直接对工件进行定位。同时,夹具又通过螺栓 与机床的法兰盘连接,还有拉杆与机床主轴同样通过螺栓来进行固定,这些都保证了夹具在加工过程中的稳定性,间接的保证了工件定位的可靠性。装夹部分,一部分包括上述夹具与机床的连接固定;另一部分,则是工件的装夹。制动缸被夹具夹紧时,弹性夹管表面的割槽自然的收缩来夹紧缸体,缸体的端面留在外面进行工艺的加工。3.7主要零件的设计过程 制动缸机加前的零件工艺图如下所示:图3-6制动缸机加后零件工艺图如下:图3-7分析制动缸的机加加工工艺,可以了解到缸体成型时的各项尺寸和表面的粗糙度的要求。又因为,在夹紧时弹性夹管是和制动缸体直接接触的,所以,可以确定弹性夹管的大致的大小,且夹管属于夹具中最里面的零件,按照设计的原则并参考缸体零件的尺寸,其长度取为300mm,夹管直径取为318mm,夹管厚度取为30mm。弹性夹管经过工艺加工过程后需要达到零件图上的尺寸要求和各项粗糙度的要求。因为是直接接触而且在加工制动缸过程中,会有很大的切削力,会对弹性夹管有一定的损耗。所以,夹管的材料要求要有高的耐磨性和高的硬度。T8A工具钢在进行分段淬火后正好具有这样的特性,所以夹管的材料选定为T8A工具钢。夹管的表面割槽是为了在装夹缸体后,利用槽的自然的收缩力来提供一定的夹紧力去固定缸体。定位体,顾名思义就是进行定位的元件。它保证缸体在装夹加工中有一个合理而又正确的位置,保证缸体的加工精度和加工工艺过程的稳定性。定位体选用45号钢进行铸造,调质热处理后硬度要在4550HRC之间。定位体零件的长度考虑到夹管长度的因素取315mm,直径考虑到定位体相当于是套在夹管的外面,所以直径取为347mm。厚度的选择要考虑到定位体的强度和定位的准确性,取为30mm。这样就可以保证与夹管接触时可以给于一定的夹紧力。夹具体是用来将定位体和弹性夹管组合在一起起夹紧定位的作用。所以,夹具体的最大直径由定位体的最大直径363mm和为保证夹具的正常使用取为403mm,其中夹具体的厚度为10mm。夹具体的长度为整个夹具的总长,取为365mm。材料选用45号钢进行铸造,调质热处理后的硬度要求在2228HRC之间。 在加工过程中为防止转动,夹具外边通常会有一个支撑环,它与CA6140机床上的中心架接触,通常为三角接触。支撑环可以在切削力的作用下转动,消除加工过程中因外力和内力引起的零件的移动,保证零件的加工精度。支撑环的最大直径为438mm,厚度为25mm,实际与夹具接触的直径为413mm。 夹具与机床的连接是通过螺栓连接CA6140机床的法兰盘,同时还有拉杆和机床主轴的连接实现的。CA6140的法兰盘上有4个10mm的通孔,长度为15mm,所以螺栓连接时考虑到连接的可靠和稳定,长度应深入夹具体的长度,所以螺栓长度取为75mm。车床的主轴中间有可以容纳夹具拉杆的圆,拉杆插入其中,位置正确后,在末端再用螺栓连接到法兰盘上的螺栓孔,二者组合在一起,保证夹具在机床上的可靠连接。如此,夹具的各个零件的基本尺寸就全部确定好了。零件的加工工艺过程中的需要的各个具体的(槽的长度、厚度、粗糙度和加工余量等)参数的确定可参考缸体的零件和实际装夹的方式具体的确定,再次可以不进行详细的叙述。装配图和零件图上会进行一一的标注。3.8夹具的工作原理 夹具的设计可以提高加工的生产效率，此次设计中，工件的夹紧完全由夹具来保证。加工制动缸体时属于粗加工，具有大的切削力，而夹具所有的夹紧装置可以提供此夹紧力，保证零件加工时不会发生移动。 夹具与机床的连接是通过螺栓连接CA6140机床的法兰盘,同时还有拉杆和机床主轴的连接实现的。CA6140的法兰盘上有4个10mm的通孔,长度为15mm,所以螺栓连接时考虑到连接的可靠和稳定,长度应深入夹具体的长度,所以螺栓长度取为75mm。车床的主轴中间有可以容纳夹具拉杆的圆,拉杆插入其中,位置正确后,在末端再用螺栓连接到法兰盘上的螺栓孔,二者组合在一起,保证夹具在机床上的可靠连接。同时,支撑环和机床的中心架连接好,开始装夹缸体。弹性夹管上的割槽此时慢慢的被撑开,而后自然的收缩夹紧缸体。当然,这并不能完全提供所需的夹紧力,只是起辅助夹紧,同时起承载缸体的作用。它和定位体配合保证缸体再加工是处于正确的加工位置,保证零件的加工精度。夹具体与定位体的固定连接中,夹具体只是起承载内部零件的作用,进一步保证夹紧的稳定可靠。3.9夹具体装配图的绘制 绘制装配图时,需要加工的各个零部件也要进行绘制,并按要求1:1绘制。零件图上的尺寸、公差、表面粗糙度等要求须标注完整。4 刀具的材料要求及特点4.1 刀具的材料及其要求无论是缸体的加工还是夹具的设计加工都需要用到刀具。而切削加工工艺系统是由刀具、机床和工件组成,并且最重要的一环就是刀具,这也决定了刀具的好与坏会导致工艺系统性能的高与低。因此选择什么样的刀具材料显得尤为重要，刀具材料的好坏直接影响刀具使用时间的长短、加工质量的好坏和加工成本的高低。同时刀具在切削时需要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。查参考文献金属切削原理与刀具可知，现代刀具材料一般分为五大类：(1)高速钢 （2）硬质合金 （3）陶瓷（4）超硬材料（5）工具钢金属切削刀具应具备的基本要求:(1)高硬度 刀具常温硬度要高于60HRC，而且刀具材料的硬度要比工件材料的硬度高1.31.5倍，否则无法切削。(2)高耐热性 耐热性是衡量刀具材料切削性能优劣的主要指标。(3)足够的强度和韧性 刀具在切削时会承受很大的内力和外力,因此，刀具材料应具备足够的抗弯强度和冲击韧度，防止刀具的脆性断裂和崩刃。(4)良好的工艺性 为了便于刀具的压制成型、机械加工、热处理，要求刀具材料要有一定的可加工性能。4.2 基准的概念无论是缸体的工艺加工还是夹具的工艺加工,最关键的一步工序都是选择基准。基准选择的合理与否对工艺规程设计来说是很关键的一步。它和加工过程中零件加工的合格与否和生产的快慢密切相关。基准选择不正确时,加工过程中就会出现各种各样的问题,导致零件的集中报废,严重者危及操作工人的人身安全,从而导致生产加工的停止。4.2.1 基准的分类 基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指设计者在设计零件时,根据零件在装配结构中的装配关系和零件本身结构要素之间相互位置关系,确定标注尺寸的起始位置的,这就是设计基准。简而言之,设计图样上使用的基准就是设计基准。工艺基准是指在加工工艺过程中所用的基准。工艺基准又可进一步分为工序基准，定位基准，测量基准和装配基准四种。 (1) 工序基准 在工序图上，用来确定本道工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。(2) 定位基准 在加工时用来工件定位的基准。 (3) 测量基准 工件测量时所用的基准。 (4) 装配基准 零件在装配时所用的基准。4.2.2 基准的分析分析基准时，必须注意以下几点： （1) 工艺过程中,基准一定要是可以看到的或者是客观存在的。当一些可以直接的去接触到的轮廓要素为基准时,是直观的。但有些无法直接的接触到、不可企及的要素为基准时,虽然不能接触到,但也是存在的。 (2) 在一些不可直接接触到的要素为基准时,可以选择其他的表面来表现出来即基面。 (3) 基准可以是点或者是一些极小面积的面,虽然面积很小但在零件上一定可以找出与其相直接接触的面。4.2.3 定位基准的选用 选择定位基准时应符合两点要求：1、首先要保证加工表面有较小而均匀的加工余量,非加工面的各项要素应符合设计的要求。2、定位要想可靠、稳定,就必须要保证定位基准有一定的接触面积去承受大的力。 加工精度的保证是靠选择定位基准来实现的,所以在分析定位基准时应该先是精基准后错基准。 (1) 精基准的选择 此时主要考虑的是如何保证设计要求的实现以及装夹正确、可靠和方便。当设计基准和工序基准互相不一致时，需要进行尺寸间的换算。考虑到精基准的选取原则，已加工表面是必须的条件。又因为在加工时基准是随工序不断改变的，因此在选取精基准时必须根据以加工面来确定。 (2) 粗基准的选择 保证相互位置要求 如果必须保证工件上加工面与非加工面的位置要求,则应该选泽非加工面为错基准。 保证加工面加工余量均匀且合理分配 如果必须首先保证工件重要加工面有足够多的余量,那么应该选择该加工面作为错基准。便于工件的装夹 为保证定位准确 、夹紧可靠,选用的粗基准要尽可能平滑。粗基准一般不得重复运用。基准选择的准确,加工过程就会进行的很顺利,零件的各个要求也会符合图纸的要求,为下面的夹具设计进行铺垫。4.3 工件夹紧装置的要求和选择4.3.1 工件夹紧装置的要求 组成夹具的夹紧装置部分，是为了保证工件定位的正确加工位置。夹紧装置在设计时,需要考虑到以下几个方面: （1) 工件在夹紧过程中应该可以保持位置不变的特性。 （2）夹紧力大小要适当。 （3）夹紧装置操作要方便,要减轻工人的劳动强度。 （4）夹紧装置的结构设计应该力求简单、可靠。4.3.2 夹紧力的确定 1.夹紧力的方向 （1）夹紧力的方向要有利于对工件的正确定位，且不会破坏定位。 （2）夹紧力作用方向要尽可能保证和工件刚度大的方向一致，来减小工件的变形。 （3）夹紧力方向要和切削力的方向一致，从而减少所需夹紧力。 2.夹紧力作用点的选择 （1）夹紧力作用点要正对支承元件，从而可以保证工件已经获得的定位不会改变。 （2）夹紧力作用点要位于工件刚性比较好的部份，减小工件的变形程度，保证加工精度。 （3）夹紧力的作用点要尽可能靠近加工表面，减小切削中的变形。 3.夹紧力的大小估算方法估算夹紧力的一般方法是将工件看作一个分离体，并分析作用在工件上的各种力，再根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需最小夹紧力，最后将最小夹紧力乘以以适当的安全系数，即得到所需夹紧力。 4.4 切削力和夹紧力的计算 制动缸缸体的材料可以选用灰铸铁。在切削过程中切削力集中于切削刃处很小区域，作用在刃口上的局部压力大，因此要求切削刀具材料强度和韧性较好，抗冲击能力强，耐磨性好。 YG类合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。硬度和耐磨性要高，可用来加工某些特殊的硬铸铁和耐磨的绝缘材料等。因此可以选用刀具YG6X。刀具牌号：YG6X（硬质合金刀） 刀具有关几何参数： 参考文献机床夹具设计手册表1-2-8 可知切削力的计算公式： 式（4.1）查参考文献机床夹具设计手册表1-2-10可知：对于灰铸铁： 式（4.2）查参考文献金属切削原理与刀具表4.2得,那么 。所以: 由参考文献金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ： 式（4.3）背向力： 式（4.4） 分析工件的受力,通过受力图标注出在加工过程里夹紧最不安全的瞬间点的受力情况，利用静力平衡计算出理论夹紧力。考虑到实际工件的夹紧力，所以必须乘以安全系数来,最后得到的才是工件实际所需要的夹紧力的数值。即： 式（4.5） 安全系数K可按下式计算： 式（4.6）式4-5中：,均为安全系数，查阅机床夹具设计手册表1-2-1可知： 式（4.7）所以 : 式（4.8） 式（4.9） 式（4.10）4.5 切削速度的计算 参考切削用量简明手册（第三版），切削速度的计算公式如下: 式（4.13其中，寿命T的取值由文献可得T=60min，M=0.2,=158,=0.15,=0.4.查表1-28知，修正系数 所以，切削速度的大小： 式（4.14） 主轴转速的确定 式（4.15）查阅CA6140车床的转速表，选取所以，实际的切削速度由上面的计算可得，主切削力 所以切削时的功率为：查切削用量简明手册表1-30知，车床的功率为7.8kw，主轴的转速为160时，主轴可以传递的功率达的到的最大值为4.5kw，由此说明用CA6140车床加工零件时，有足够的功率可以去进行正常的加工工艺的生产。4.6 检验机床的进给系统的强度 由上述的式4.3和4.4可知，径向切削力为635.20N,轴向力为388.18N 而车床导轨和床身之间的摩擦系数，则由公式得： 式（4.16）查阅资料可知，CA6140车床的进给机构所能承受的最大的力大约为3500N，所以机床可以正常的工作。5 总结在本次设计过程中,首先了解了选用课题的目的和意义,明确了自己的设计目标。进而了解了有关夹具方面的知识,对夹具有了一个清楚的认识。设计过程中,参考缸体零件的尺寸和形状特征,确定夹具的尺寸。对夹具体的零件的尺寸进行了设计,保证缸体定位的准确性。其次，对刀具进行了分析选择和对切削力进行了计算。最后，对夹具的夹紧机构和定位机