棒哥设计QQ 29467473
辽宁工程技术大学
机 械 制 造 技 术 基 础
课 程 设 计
题 目：CA6140车床后托架加工工艺及杠三孔的夹具设计
班 级： 机电08-1
姓 名： 韩旭
学 号： 0807060107
指导教师： 徐广明
完成日期：
任 务 书
一、设计题目: CA6140车床后托架加工工艺及杠三孔的夹具设计
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图 1张
(2) 生产类型:大批大量生产
三、上交材料
1．所加工的零件图 1张
2．毛坯图 1张
3．编制机械加工工艺过程卡片 1套
4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套
5．绘制夹具装配图（A0或A1） 1张
6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张
7．课程设计说明书 1份
四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。
1．第l～2天查资料，绘制零件图。
2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。
4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。
5．第14～15天，零件图的绘制。
6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。
7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。
8．第20～21天，答辩
五、指导教师评语
该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 。
综合评定成绩：
指导教师
日 期
摘 要
在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。
关键词：工序；工艺；工步；加工余量；定位方案；夹紧力
Abstract
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keywords： The process; worker one;worker's step;the surplus of processing;orient the scheme;clamp strength
目 录
1 CA6140机床后托架加工工艺………………………………………7
1.2 CA6140机床后托架的技术要求………………………………7
1.2.1毛坯材料及热处理………………………………………………8
1.2.2 毛坯的结构确定………………………………………………9
1.3 加工工艺过程……………………………………………………10
1.4 确定各表面加工方案……………………………………………10
1.4.1 选择各表面及孔加工方法时，要综合考虑以下因素………11
1.4.2平面的加工……………………………………………………11
1.4.3孔的加工方案…………………………………………………11
1.5确定定位基准……………………………………………………12
1.5.1粗基准的选择…………………………………………………12
1.5.2精基准选择的原则……………………………………………13
1.6工艺路线的拟定…………………………………………………14
1.6.1工序的合理组合………………………………………………14
1.6.2工序的集中与分散……………………………………………15
1.6.3加工阶段的划分………………………………………………16
1.6.4加工工艺路线方案的比较……………………………………17
1.7 CA6140机床后托架的工序设计…………………………………20
1.7.1工序基准的选择……………………………………………20
1.7.2工序尺寸的确定……………………………………………20
1.7.3 加工余量的确定……………………………………………22
1.7.4 确定各工序的加工设备和工艺装备………………………24
1.7.5 确定切削用量及工时定额…………………………………25
2 钻三杠孔夹具设计………………………………………………36
2.1研究原始质料……………………………………………………36
2.2定位基准的选择…………………………………………………36
2.3切削力及夹紧力的计算…………………………………………36
2.4误差分析与计算…………………………………………………38
2.5夹具设计及操作的简要说明……………………………………39
结论……………………………………………………………………40
参考文献………………………………………………………………41
1 CA6140机床后托架加工工艺
1.1 CA6140机床后托架的工艺分析
CA6140机床后托架的是CA6140机床的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。
1.2 CA6140机床后托架的技术要求
图 CA6140机床后托架零件图
一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。
其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。
⑴．以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。
⑵．另一组加工是侧面的三孔，分别为，，，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是，，。
⑶．以顶面为住加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。
⑷．CA6140机床后托架毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。
单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为CA6140机床后托架的重量只有3.05kg,而年产量是5000件，由[7]《机械加工工艺手册》表2.1-3可知是中批量生产
1.2.1 毛坯材料及热处理
毛坯材料
灰铸铁（HT150），由资料[2]《机械加工工艺手册》表4-71，可得力学性能：
表 灰铸铁（HT150）的性能参数
牌号铸件壁厚最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织
HT1502.5-10 10-20 20-30 30-50175 145 130 120H175150-200铁素体+珠光体
灰铸体一般的工作条件：
① 承受中等载荷的零件。
② 磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。
毛坯的热处理
灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，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。
1.2.2 毛坯的结构确定
毛坯的结构工艺要求
CA6140车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：
① 铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。
② 铸造圆角要适当，不得有尖角。
③ 铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。
④ 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。
⑤ 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。
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 工艺基准以设计基准相一致。
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。
在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类
形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。
1.3 加工工艺过程
由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于CA6140机床后托架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。
由上面的一些技术条件分析得知：CA6140后托架的尺寸精度，形状机关度以及位置机精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。
1.4 确定各表面加工方案
一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计CA6140机床后托架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。
1.4.1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素
⑴．要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。
⑵．根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。
⑶．要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。
⑷．要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。
⑸．此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。
选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为Ra0.63μm，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车——半精车——淬火——粗磨。
1.4.2 平面的加工
由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.1-12可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。
1.4.3孔的加工方案
⑴．由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.1-11确定，以为孔的表面粗糙度为1.6，则选侧孔（，，）的加工顺序为：钻孔——扩钻孔。
⑵．而顶面的四个孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻孔的加工方法，的孔选择的加工方法是钻，因为的孔和是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了的孔基础上再锪孔钻锪到，而另一组和也是一组阶梯的孔，不同的是的孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是，所以全加工的方法是钻——扩——铰。
1.5 确定定位基准
1.5.1 粗基准的选择
选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。
粗基准选择应当满足以下要求：
⑴．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
⑵．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
⑶．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。
⑷．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
⑸．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。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为CA6140机床后托架加工粗基准。
1.5.2 精基准选择的原则
⑴．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
⑵．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。
⑶．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。
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，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。
此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。
选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。
1.6 工艺路线的拟订
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。CA6140机床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。
1.6.1工序的合理组合
确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：
⑴．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。
⑵．工序集中原则
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。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。
一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。
加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。
1.6.2 工序的集中与分散
制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。
⑴．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。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。
⑵．工序分散的特点
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。
工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。
一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。
由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。
1.6.3 加工阶段的划分
零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：
⑴．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，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。
粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra80~100μm。
⑵．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IT9~IT10。表面粗糙度为Ra10~1.25μm。
⑶．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,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。
精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~1.25μm。
⑷．光整加工阶段
对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。
此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。
但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。
1.6.4 加工工艺路线方案的比较
在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：
工序号方案Ⅰ方案Ⅱ
工序内容定位基准工序内容定位基准
010粗刨底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆
020精铣底平粗侧面和外圆钻、扩孔： 、底面和侧面
030细精铣底平 侧面和外圆粗铰孔：、、底面和侧面
040钻、扩孔： 、 底面和侧面粗铣油槽底面和侧面
050粗铰孔：、、 底面和侧面精铰孔：、、底面和侧面
060精铰孔：、、 侧面和两孔锪钻孔：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攻螺纹底面和孔细精铣底平面侧面和孔
160倒角去毛刺倒角去毛刺
170检验检验
加工工艺路线方案的论证：
a.方案Ⅱ中的010和150工序在铣床上加工底平面，主要考虑到被加工表面的不连续，并且加工表面积不是很大，工件受太大的切削力易变形，不能保证平面的平面度公差。方案Ⅰ比方案Ⅱ铣平面生产效率底，采用铣较经济合理。
b.方案Ⅱ在012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。
c.方案Ⅱ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。
d.方案Ⅱ把细精铣底平面A安排在后工序中，是以免划伤而影响美观及装配质量。
e.方案Ⅱ符合粗精加工分开原则。
由以上分析：方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：
工序号工 种工作内容说 明
010铸砂型铸造铸件毛坯尺寸： 长： 宽： 高：
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钻钻、扩钻： 工件用专用夹具装夹；摇臂钻床
070铣粗铣油槽
080铰粗、精铰孔： 工件用专用夹具装夹；摇臂钻床
090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、
160攻丝攻螺纹
170铣细精铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床
180钳倒角去毛刺
190检验
210入库清洗，涂防锈油
1.7 CA6140车床后托架的工序设计
工序设计包括工序基准的选择、工序尺寸的确定、加工余量的确定、机床的选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确定。
1.7.1 工序基准的选择
工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准。所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求，工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量，测量时所用的基准称为测量基准。通常工序基准和测量基准重合。
工序基准的选择应注意以下几点：
⑴ 选设计基准为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。
⑵ 当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切，应使工序基准与设计基准重合。
⑶ 对一次安装下所加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致。
1.7.2 工序尺寸的确定
孔、 、中心轴线间的尺寸链的计算
① 尺寸链图
② 的基本尺寸
由公式：=得：
③ 环公差
式（1.1）
式（1.2）
④ 中间偏差
式（1.3）
⑤ 环极限偏差
式（1.4）
⑥ 环极限尺寸
孔、 、的工序尺寸和公差
① 孔 ,粗糙度要求为,加工路线为:
钻——粗铰——精铰
查表1.3确定各工序的基本余量为:
钻: 扩钻: 粗铰: 精铰:
各工序的工序尺寸:
精铰后:由零件图可知；
粗铰后:；
扩钻后:；
钻后：；
各工序的公差按加工方法的经济精度确定，标注为：
精镗后:由零件图可知；
粗铰后:按级查资料[6]《互换性与技术测量》表；
可得
扩钻后:按级查资料[6]《互换性与技术测量》表；
可得
钻后：
② 孔,粗糙度要求为
同理：精铰后:由零件图可知
粗铰后:
扩钻后:
钻后：
③ 孔,粗糙度要求为
同理：精铰后:由零件图可知
粗铰后:
扩钻后:
钻后：
1.7.3 加工余量的确定
加工余量、工序尺寸及偏差查资料[2]《机械加工工艺手册》表6-20，并计算列表如下：
序号加工表面加工内容加工余量表面粗糟度尺寸及偏差备注
1 底平面粗铣
精铣
细精铣
2 钻
扩钻
粗铰
精铰
3 锪孔 深；
深；
深；
4钻孔深
扩孔
5钻孔深
粗铰锥孔
精铰锥孔
6 钻螺纹孔深
攻丝
7钻深
1.7.4 确定各工序的加工设备和工艺装备
机床的选用
查资料[1]《机械加工工艺手册》可得：
立式铣床，主要用于铣加工。
摇臂钻床，可用于钻、扩、铰及攻丝。
刀具的选用
查资料[1]《机械加工工艺手册》可得：
高速钢端面铣刀，铣刀材料：，刀具的角度取：
钻头：直柄麻花钻
直柄短麻花钻
直柄长麻花钻
铸铁群钻
直柄扩孔钻
锥柄扩孔钻
锪钻：带导柱直柄平底锪钻
铰刀：硬质合金锥柄机用铰刀
锥铰刀：公制/莫氏4号锥直柄铰刀，刀具材料：
其他设备的选用
夹具：夹具采用专用的铣、钻夹具
量具选用：锥柄双头塞规，多用游标卡尺
辅助设备：锉刀、钳子等
1.7.5 确定切削用量及工时定额
铣底平面A的切削用量及工时定额
① 粗铣 由资料[1]《机械加工工艺手册》表2.4-73得：取，，；由铣刀直径，铣刀齿数 ；则：
主轴转速 ，则取 式（1.5）
实际铣削速度 式（1.6）
式（1.7）
铣刀切入时取： 式（1.8）
铣刀切出时取：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
根据资料[5]《机械制造工艺学》表可得：
式（1.9）
② 精铣 由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：，， ；由式1.5得，主轴转速 ，则取
由式1.6得，实际铣削速度
由式1.7得，
同理：由式1.9得
③ 细精铣 由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：，， ；由式1.5，主轴转速 ，则取
由式1.6得，实际铣削速度
由式1.7得，
同理：由式1.9得
钻、扩、铰、锪孔加工的切削用量及工时定额
① 钻、扩、铰孔、、的切削用量及工时定额
钻孔加工
钻孔：由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：进给量,切削速度，；由式1.5得，
机床主轴转速，取
由式1.6得，实际切削速度
被切削层长度：
刀具切入长度： 式（1.10）
刀具切出长度： 取
根据资料[5]《机械制造工艺学》表可得
式（1.11）
同理：钻孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得： ，，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根据式1.11可得
同理：钻孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：，，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根据式1.11可得
扩孔加工
扩孔：由资料[1]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取， ，切削深度，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
由式1.10得，
刀具切出长度： 取
根据式1.11可得：
同理：扩孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取， ，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根据式1.11可得：
同理：扩孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取， ，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，，
根据式1.11可得：
铰孔加工
铰孔：由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，
铰圆柱孔时，由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：
根据式1.11可得：
同理：铰孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，
铰圆柱孔时，由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：
根据式1.11可得：
同理：铰孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，
铰圆柱孔时，由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：
根据式1.11可得：
② 加工孔、、、、的切削用量及工时定额
将、、、钻到直径
由资料[1]《机械加工工艺手册》表查得：进给量,切削速度，切削深度；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
被切削层长度：
由式1.10得：
刀具切出长度： 取
根据式1.11可得：
扩孔
扩孔由资料[1]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取， ，切削深度；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
被切削层长度：
由式1.10得：
刀具切出长度： 取
根据式1.11可得：
铰锥孔
铰锥孔由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：，，切削深度；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
，取， 式（1.12）
根据式1.11可得：
锪孔（、、）
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：进给量,切削速度；则
孔：，，；取，
；则由式1.11得，
孔：，，；取，
；则由式1.11得，
孔：，，；取，
；则由式1.11得，
锪孔加工总的基本时间 ：
钻
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：进给量,切削速度，切削深度；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
被切削层长度：
由式1.10得：
刀具切出长度： 取
根据式1.11可得：
③ 加工螺纹孔的切削用量及工时定额
钻螺纹孔
由资料[1]《机械加工工艺手册》表得：进给量,切削速度，切削深度；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
被切削层长度：
由式1.10得：
刀具切出长度： 取
根据式1.11可得：
攻丝
根据查表：螺距，，；
由式1.5得，，取
由式1.6得，
根据式1.11可得：
由以上计算可得总的基本时间
技术时间定额除了基本时间以外，还包括辅助时间、服务时间、休息及自然需要时间、准备终结时间所组成。
① 辅助时间
辅助时间主要包括卸载工件，开停机床，改变切削用量和测量工件等所用的时间。
② 服务时间
③ 休息及自然需要时间
④ 准备终结时间
将上述所列的各项时间组合起来，可得到各种定额时间：
工序时间：
单件时间:
单件计算时间：
其中：N——零件批量（件）
2 钻三杠孔夹具设计
2.1 研究原始质料
利用本夹具主要用来钻、铰加工孔、、。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。
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，选择左端面为定位基准来设计钻模，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。
2.3 切削力及夹紧力的计算
由资料[10]《机床夹具设计手册》查表可得：
切削力公式： 式（2.11）
式中
查资料[10]《机床夹具设计手册》表得：
即由式2.11得：
切削扭矩公式 ： 式（2.12）
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。
由资料[10]《机床夹具设计手册》表得：
式（2.13）
取，， 即：
螺旋夹紧时产生的夹紧力按式2.6计算：
式中参数由资料[10]《机床夹具设计手册》可查得：
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。受力简图如下：
图2.1 受力简图
由资料[10]《机床夹具设计手册》表得：原动力计算公式 式（2.14）
即：
由上述计算易得：
因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
2.4 误差分析与计算
该夹具以底平面、侧面和盖板平面为定位基准，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，由资料[6]《互换性与技术测量》表可知：
取（中等级）即 ：尺寸偏差为
由资料[10]《机床夹具设计手册》可得：
①定位误差（两个垂直平面定位）：
②夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 式（2.15）
③ 磨损造成的加工误差：通常不超过
④ 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。
2.5 夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的三杠孔。工件以底平面、侧面和盖板平面为定位基准，在支承钉和止推板上实现完全定位。为工件装夹可靠，采用了辅助支承。
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（螺旋夹紧机构）。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。
结 论
通过本次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣钻夹具的设计与分析，对我们在大学所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。
参考文献
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