ca6140开合螺母的加工工艺及夹具设计毕业设计论文

编号桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计论文说明书题目CA6140开合螺母加工工艺及夹具设计院（系）机电工程系专业机械设计制造及其自动化学生姓名蒋树人学号1053100314指导教师单位桂林电子科技大学信息科技学院姓名柏子刚职称讲师题目类型理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发应用研究2014年5月26日摘要本毕业设计是CA6140车床上的螺母（也更准确的说法也可以称之为开合螺母）的设计，包括以下几个方面设计的组件，计算过程和工作时间，两套夹具设计（车床，钻床，每一组），所要求的特殊夹具，和相应的制卡和简单的运动仿真。专用夹具方案的确定，机械设计行业加工中，是一步非常非常重要一个步骤。专用夹具的方案适合与否，几乎都直接决定了该零件能否进行批量高效的加工。我们在最终肯定其设计方案时应遵循以下几点规定与法则那么最开始第一点必须要保证加工质量，设计的结构尽可能要简单（只要满足加工要求，夹具本身越单一越好），操作起来要简单可行，比如钻床同一个零件二次装夹，就必须考虑到这一点，不然会大大降低加工效率）制造成本的经济效益较高，例如本零件的毛坯铸造可用青铜，也可用45或者灰铸铁，此时就要确定好是否符合经济效益原则。特别是我们的导师柏老师，明明是中午午休时间，却放弃了自己私人的午休，为我们做毕设的同学们牺牲了宝贵的时间，只为了我们能够在这四年的总结中给母校交出满意的答卷。对于我而言，我希望在“此次的模拟的非实际加工产品”的设计可以锻炼自己的综合分析问题的方法，如何准确和解决问题的能力，而且对同学们的未来就业与实操，打下了异常良好的基础性工作。总的来说，这次毕设所带给我们的是平时无法学到的，收获很多关键词CA6140开合螺母夹具设计工艺工装设计ABSTRACTTHISGRADUATIONDESIGNISONCA6140LATHENUTALSOMOREACCURATELYCANALSOBECALLEDAHALFNUTSDESIGN,INCLUDINGTHEFOLLOWINGASPECTSTHEDESIGNOFCOMPONENTS,CALCULATIONPROCESSANDWORKINGTIME,TWOSETSOFFIXTUREDESIGN,LATHE,DRILLINGMACHINE,EACHGROUP,THEREQUIREDSPECIALFIXTURE,ANDTHECORRESPONDINGFABRICATIONANDSIMPLEMOVEMENTSIMULATIONTHESCHEMEOFSPECIALFIXTUREDESIGNINDUSTRYPROCESSINGMACHINERY,ISVERY,VERYIMPORTANTONESTEPSPECIALFIXTURESCHEMESUITABLEFORORNOT,ALMOSTALLCANDIRECTLYDETERMINESTHEPARTSFOREFFICIENTBATCHPROCESSINGWHENWESURETHEFINALDESIGNPLANSHOULDFOLLOWTHEFOLLOWINGRULESANDLAWSTHENSTARTEDTHEFIRSTMUSTENSURETHEQUALITYOFPROCESSING,THESTRUCTUREOFTHEDESIGNASMUCHASPOSSIBLE,TOSIMPLE,ASLONGASMEETTHEREQUIREMENTSOFPROCESSING,FIXTUREITSELFASASINGLEASPOSSIBLE,TOBESIMPLEANDFEASIBLETOOPERATE,SUCHASTHESECONDCLAMPINGDRILLINGMACHINEWITHTHESAMEPARTS,MUSTBEWITHTHISINMIND,ORITWILLSIGNIFICANTLYREDUCEPROCESSINGEFFICIENCYTHEECONOMICBENEFITSOFTHEMANUFACTURINGCOSTISHIGHER,SUCHASTHEBLANKCASTINGBRONZEAREAVAILABLE,ANDTHISPARTALSOCANUSE45ORGRAYCASTIRON,THISWILLDETERMINEWHETHERCONFORMTOTHEPRINCIPLEOFECONOMICBENEFITESPECIALLYOURMENTORTEACHERPARKER,ITISATNOONLUNCHBREAK,BUTTOGIVEUPTHEIROWNPRIVATELUNCH,DOYOUCLASSMATESFORUSATTHEEXPENSEOFHISPRECIOUSTIME,INORDERTOWECANONLYINTHEFOURYEARSOFSUMMARYTOHISALMAMATERTOHANDOVERASATISFACTORYANSWERFORME,IHOPETHATINTHE“THESIMULATIONOFTHEACTUALPROCESSINGPRODUCTS“DESIGNCANEXERCISETHEIROWNCOMPREHENSIVEMETHODTOANALYZETHEPROBLEM,HOWTOACCURATELYANDPROBLEMSOLVINGSKILLS,ANDTHESTUDENTSFORTHEFUTUREEMPLOYMENTANDREALOPERATION,LAIDAGOODGROUNDWORKINGENERAL,THEPROJECTBRINGSTOUSAREUSUALLYUNABLETOLEARN,ALOTKEYWORLDOPENNUTTOCA6140TONGDESIGNPROCESSDESIGN目录引言11零件的分析CA6140车床开合螺母加工工艺111CA6140该零件的作用112零件的工艺分析113工艺规程的设计2131确定零件毛坯的材料2132CA6140基准面的选择3133制定准确合理的工艺路线3134零件的加工方法的选择3141零件加工阶段的划分3142基面先行原则4143先粗后精4144先面后孔415工序划分的确定416确定切削用量及基本工时12161粗铣底平面12162精铣底平面13163粗铣燕尾13164精铣燕尾13165粗铣80外端面14166精铣80外端面14169钻底面12H7孔151610钻底平面两侧M10螺纹孔161611粗车、精车52H7孔171612钻、扩钻、2X6的两侧螺纹孔（通孔）181613粗车、半精车、精车80与52两端面191614切断222夹具一车床2221车孔中心设计专用夹具分析2222确定工件的定位方案，设计定位装置2323车床专用夹具配重平衡计算2424确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置2524夹具与机床的连接方式及安装基面2725夹具的平衡2826对夹具总体结构的要求2827绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求2828夹具的精度分析293钻床夹具的设计3131钻孔中心设计专用夹具分析3132确定工件的定位方案，设计定位装置3133确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置3234夹具的平衡3335对夹具总体结构的要求3336绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求3437夹具的精度分析344运动模拟与仿真36结论39谢辞40参考文献41引言毕业的综合性能力的实践与相关内容的一些设计，是应届本科毕业生在校的末期的一个教学环节。本次毕业设计题目是关于实际生产中机床所用到的零件的设计，很有实际的生产意义，CA6140开合螺母，为了满足其实际的生产需求，都是将其分开两半的（这在之前我只是查资料，而没有看实体产品的时候完全不了解，之后跑去机床上看了以后才知道的）。这次的毕业设计题目，是在老师的指导下，以及自己以后的适合的方向上由学生发挥主观能动性，自己自由选择的。这个不仅大大提高了学生的研究积极性，也同样的给我们自己查阅自己所擅长的资料提供了指南。这次的毕业设计，是我们将所学过的软件技术（CAD二维图、UG三维图），借阅并吸取书本中资料的能力，以及理论基础、技术基础的专业知识一次全面的实战型操练。相较于我们这些应用型本科的学生，在主要以理论为指导，实际操作为武器的基本方针下；对以后的工作中有很大的意义。以CA6140的开合螺母的夹具设计作为我的毕设题目，是我的荣幸也是我比较所喜的。因为夹具设计我们在大四上学期的课程也做过类似课程，而且我也获得了86分这么一个不低的分数。所以做起来各方面的定位理解，夹紧机构的选择以及各方面的资料参阅，还算是比较的顺手的。当然在做该毕设的时候，有很多让我留下了深刻印象的画面，特别是柏子刚老师在工作中对我们应届毕业生的耐心辅导，时常上午刚刚给学弟上完课，中午给我们答疑，午饭匆匆吃几个包子就下午又去给学弟们上课了。老师的治学严谨的态度，一次又一次的点燃了我们为机械行业奋斗的热血与激情。鄙人经验与专业知识都是十分有限，论文与图纸都可能存在一定纰漏，恳请各位检查老师给予批评指正。1零件的分析CA6140车床开合螺母加工工艺11CA6140该零件的作用我们这一次的毕业的综合性能力的实践与相关内容的一些设计当中，所给定的零件，在实际的生产中为CA6140车床的对开螺母，开合螺母或者开口哈夫也是它的另外一个比较而言属于通俗性，或者说工业中的行话的叫法。其作用为传递机床梯形丝杠所给的动力。当螺母在“开”的位置（即手柄顶部）时，其不会继续旋转，因而就会影响丝杆所能够传递的能量（亦做运动）恰好的到达溜板箱；当旋转运动时，螺母在螺杆另一个的状态，它将能够传递给溜板箱相对应的所需要的运动所需，转换成所谓的可滑动的直线运动，完成刀具的纵向运动，通常可以利用下列几点采用光杠杆的机床、螺母螺纹的封闭时间以及梯形丝杠驱动三者进行相关配合，从而完成切削螺纹等，这在相关资料和书籍中都会有着很详尽的介绍，再此不在做赘述。12零件的工艺分析零件的结构比较简单，主要加工表面为52，80的孔和M20的梯形螺纹图如表11所示，第一部分类似轴类零件的加工，再进行螺纹加工，然后钻4个孔与螺纹部分，从一个中心切口为两部分。图1113工艺规程的设计131确定零件毛坯的材料零件材料因为加工比较复杂，结构不单一，所以选择铸造毛坯的方法来获取毛坯。因此选定为灰铸铁HT200（后面分析原因）。由机械工程材料（以下简称“材料”）第三版中所述“在灰铸铁的总产量中，灰铸铁占据了百分之八十左右。”因此它还常常的被用来制作各种及其的底座、机身、箱体、轴配合零件以及各类开合螺母。根据设计手册及其材料成形的综合比较，可以确定，类似开合螺母这种车床类零件一般使用钢如45，或者灰铸铁，常用HT200，因此都以该材料比较后确定适合该种开合螺母。所以在机械工程材料（第三版）（图86可用灰铸铁和低碳钢的应力应变曲线对比）以下优点1、灰铸铁比其他普通（如45）常用抗拉强度要高三到四倍；2、相应的其阻尼是更强的振动，因为铸造成的石墨成分就可以起到内部缓冲区；3、可以很好的加工性能，石墨割裂了基体的连续性，从而降低灰铸铁易芯片和断屑。相比较刚类，表面有缺口时容易造成应力集中使得力学性能显著的降低。因此刚的缺口敏感性较大，而灰铸铁中本身就相当于有许多的小缺口，使得其对缺口的敏感性大大降低了。因此我们选用灰铸铁中的HT200，由材料表81珠光体（灰铸铁）铸件壁厚度2550MM，（零件毛坯最薄处8MM，最厚处28MM，完全符合标准）铸件最小抗拉强度220160MPA。首先我们将金属浇注融化成旋转模型，由于离心力的作用，能将液态金属内壁粘贴形状模型，冷凝后基本上是相同的（在铸造模内壁的形状中）。使用这种方法可以毋需浇注口，故这样可以显著地将金属的消耗大大减少。因为从模具及成型设备制造工艺，降低了铸造车间面积，降低了生产成本，从而符合生产标准。综上所述，选择HT200作为本次CA6140开合螺母的毛坯材料，是符合生产效率，与实际加工工量和经济效益的。132CA6140基准面的选择基准的选择一直是工艺设计的重要工作，也是核心步骤。基面选取的准确是与不是，就很大的程度可能会直接影响到了其加工的质量是不是得到保证、生产率是不是能够有所提高。没有这一个很科学的选取的过程的话，不要单单只说是设计存在有缺陷的，更重要的是，还往往会导致零件报废。这样设计就没有任何意义了，因此该处理决定了整体的设计是不是合理的、科学的。粗基准选择所谓的粗基准大部分都是指，无需加工的或者尚未加工的表面,所以对于该零件就是选择了一种80作为粗基准，对80孔的加工是合理的，科学的。再说到精基准的如何合理选择既然要高效而质量高的生产夹具，那么我们可以使用经过加工的表面来作为定位基准也是可以的，处理M12底面孔和右端作为精基准是合理的133制定准确合理的工艺路线我们除了考虑加工方面以外，还要考虑经济效果，以便更符合企业生产效益，降低生产成本。134零件的加工方法的选择在市场经济条件下，只要运用好良好的相关技巧。它就能够创造更多的财富，这才是我们提高设计能力和劳动效率的原因，因而也应该大力的推广之。例如同样的加工方法的选择，在一般情况下，优先考虑的是在保证工件加工要求的基本前提下，提高工件加工效率和经济性来增强我们整体设计的实用性。由于方法是多种多样，例如同样的加工方法的选择，在一般情况下，我们都是会优先考虑的是，在保证工件加工要求的基本前提下，提高工件加工效率和经济性，以此来增强我们整体设计的实用性与可靠性，这也是设计的出发点核心之一。，所以大部分我们无法创新的时候就要借鉴前人的加工步骤以及加工方法，以此来弥补我们的不足。14零件加工顺序的安排141零件加工阶段的划分当所需零件加工质量很高，那么就常常不只是一个程序就能够满足要求的了，但也使得一些过程所要求的质量更加需要合理的使用设备，人工能力,零件的加工所经过的工序，一般为依据按工序所存在的性质不同,能够大要的分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段粗加工的阶段主要任务是消灭掉边缘局部的空白，空白形状和成品尺寸是接近的部分，所以，首要准则是提高生产的效率、移除掉其内孔、毛坯四周的环境以及外轮廓的圆表面的些许余量，并为后续工序提供精基准，如加工12底面圆孔、M10螺纹孔、80外断面、52外圆、及其4个端面。精加工的阶段该阶段的任务是确保所有主要表面达到所要求的尺寸精度，并能够留下了一些所需要的准确值，以此来完成主要表面的制备，并且同时也要能够完成一些次要表面的加工。142基面先行原则零件的加工，按照空白，是一般的第一端面加工，然后外圆柱表面的左端，作为参考来处理，可以更准确的定位，以保证位置精度的要求。之后再接着进行其相关的其他非端面的加工，例如一些专用夹具装夹才能加工的52外圆，或者52两端面的M6通螺纹孔。143先粗后精先安排粗加工，在进行精（精铣）加工即可。144先面后孔一般加工而言，都是先加工端面再进行其孔内的加工。其原因是加工了面，就可以很轻松很简单很自然的进行对其表面内的孔进行加工，又如我们的总体加工亦为先加工底部及其各类端面，再在之后进行加工孔类，基本原理就是先粗基准再精准，那么实际上也是如此，只有先将各类端面加工好了之后，才有可能对其相应的孔内进行适当的加工。15工序划分的确定151拟定加工工艺路线根据以上分析的基本原理确定各部件加工技术，可以初步确定工艺路线，下列选项工艺路线方案一工序铸造。清砂。退火,去应力退火，将铸件缓慢加热至500560度，保温3H（每10MM为1H），然后以极其缓慢速度随炉冷却150200度出炉清砂。涂漆。划线。粗铣削底平面虎钳夹持工件另一端（上端），铣削至底平面精铣削底平面虎钳夹持夹持工件另一端，铣削底平面铣下底两端面燕尾槽粗、精铣削上平面及其52两侧端面铣削80外圆柱面及其20、10的圆弧钻底平面12两孔钻底平面两侧M10螺纹孔（复合钻头），攻螺纹专用夹具加工，粗车、精车52H7孔专用夹具加工，钻孔52两端面M6两通孔切断去毛刺清洗检验入库路线方案二工序铸造。清砂。热处理。清砂。涂漆。划线。粗车、半精车、精车一端面。镗52H7孔，倒角15X45。粗车、半精车、精车另一端面。铣燕尾及空刀槽。磨燕尾及空刀槽。80外端面80外圆柱表面钻，扩钻2X6的两侧螺纹孔钻底平面两侧M10的螺纹孔车余量005MM，精车52H7孔钻底面12H7孔切断去毛刺清洗检验入库在这两个过程首先是底面，燕尾的处理方案，与第一定位孔钻在党的衣服夹，然后作为一个52H7基准孔（汽车），和钻孔两侧；而方案二是第一个处理两端，52H7孔的加工。二者的比较，可以看到，第一端处理和燕尾，然后在这次52H7基准孔，定位精度和相对容易保证和确定，以及定位和夹紧的容易例如我们在此选择粗加工端面为由铣床用端面铣刀完成，而非锪平面（也是一种金属加工工艺用特制的锪刀加工机件），是因为锪平面精度较高，我们可以做为精加工手段，而不是在粗加工就使用。综上所述，因此确定工艺为方案一，则详细工艺卡片为表12工序类型具体内容简图所需设备1铸造2清砂3退火去应力退火，将铸件缓慢加热至500560度，保温3H（每10MM为1H），然后以极其缓慢速度随炉冷却150200度出炉4清砂5划线粗铣削底平面，虎钳夹持工件另一端（上端），将底平面铣削至A面（885MM），留余量05MM6铣精铣削底平面，虎钳夹持卡盘夹持工件另一端，将底平面铣削至B面（88MM立式铣床X51铣下底端面两侧燕尾槽至如图调头,粗铣削80上平面，虎钳装夹底平面，将铣削至A面（84MM），留余量1MM6铣精铣削80上平面，虎钳夹持夹持工件另一端，将底平面铣削至B面（83MM）立式铣床X51粗铣削80左侧端面，虎钳夹持工件底部，铣削至785MM，留余量05MM精铣削80左侧端面，虎钳夹持夹持工件底部，铣削至78MM粗铣削80右侧端面，虎钳夹持夹持工件底部，铣削至685MM，留余量05MM精铣削80右侧端面，虎钳夹持工件底部夹持工件底部，铣削至68MM6铣铣削80外圆柱面，虎钳夹持工件底部立式铣床X51铣削80两侧端面下的20的圆弧，虎钳夹持工件底部铣削80两侧轴肩与下端面交界处R5的圆弧，虎钳夹持工件底部钻底平面两侧孔，虎钳夹持工件两底端面侧面，粗钻孔12至C处（11MM）钻底面两侧孔，虎钳夹持工件两底端面侧面，扩孔11MM钻至B处（1185MM）钻底平面两侧孔，虎钳夹持工件两底端面侧面，铰1185MM孔至A处（12）以所钻两个12孔为定位，钻下端面两侧螺纹孔M10，用复合钻头打通孔至B处60MM。8钻攻螺纹至25MM摇臂钻床用专用夹具装夹，车52的中心通孔。粗车中心通孔40至A处（50）用专用夹具装夹，车52的中心通孔。半精车毛坯50至B处（515），留余量05MM9车用专用夹具装夹，车52的中心通孔。精车毛坯515至C处（52）CA6140车床用专用夹具装夹，以加工左侧上端面的M6螺纹孔，钻孔55MM扩孔至6MM，攻螺纹二次装夹，以加工右侧上端面的M6螺纹孔，钻孔55MM10钻扩孔至6MM，攻螺纹立式钻床11切断装夹轴肩两侧，在线切割机床上进行中间切断线切割机床12去毛刺去除工件表面机加工产生的毛刺钳工台13洗洗涤清洗台14检检验检验台15涂漆防锈处理16入库表12152毛坯尺寸的确定如图13，图14，由机械制造工艺简明手册表图13223、225可确定毛坯尺寸及公差。图1416确定切削用量及基本工时前面如铸造、清砂、热处理、涂漆等无需计算，故不再此工序就算中出现。161粗铣底平面粗铣削底平面，虎钳夹持工件另一端（上端），将底平面铣削至A面（885MM），留余量05MM机床立式铣床X51选择速度较快的钢作为套的面铣刀，它的每齿刀具的进给量能够达到SZ01选SZ01MMV56M/MIN（092M/S）NS37R/S（222R/MIN）W10V093D48本机床为选定的标准NW42R/S（252RMIN）则现实情况下的切削度应该为V1M/S（61M/MIN）WDN3148020切削工时L137，L221T0（185S（3MIN）293750MLS162精铣底平面刀具进给量为010012选S0012MMV56M/MIN09M/SNS37R/S（222R/MIN）W1V092D348按要将NW,的值NW42R/S（即为252R/MIN）实际切削速度V101M/S（61M/MIN）WDN3148020切削工时L1375，L22SMSZZN011837037T0185S（3MIN）163粗铣燕尾V6M/MIN（01M/S）NS1000V/DW10004008R/S（478R/MIN）1034按机床选取NW079R/S（475R/MIN）实际切削速度切削工时10943/0DVMSL187T01583S（264MIN）75283MZS164精铣燕尾V6M/MIN（01M/S）NS08R/S（478R/MIN）W10V01D34按机床选取NW079R/S（475R/MIN）实际切削速度VDWNW/100031440079/1000043M/S切削工时L163（表11112）T0153S（26MIN）75263MZS165粗铣80外端面选择高速钢套式面铣刀每齿进给量SZ0102（10113）选SZ01MMV56M/MIN（092M/S）NS37R/S（222R/MIN）W10V093D48按机床选取NW42R/S（252R/MIN）实际切削速度V101M/S（61M/MIN）WDN3148020切削工时L1375，L22（表11115）SMSZZN011837037T0（185S（3MIN）12937520MLS166精铣80外端面刀具进给每010012选S0012MMV56M/MIN09M/SNS37R/S（222R/MIN）W1V092D348我们要对此NW有所选择则NW42R/S（252R/MIN）在我们现实生活中其V1M/S（60M/MIN）WDN3148020切削工时L1375，L22（表11115）SMSZZN011837037T0185S（3MIN）12937520MLS169钻底面12H7孔再此我们选取到了麻花钻，它的为国标件钻到110MMS022028，S025MM/R（423）V28M/MIN（047M/S），N894R/MIN（795R/S）NS1000V/切削工时L1005，L239，L10504M519D/DTNS136R/S（816R/MIN）W0V734按机床选取（136R/MIN）IN/80RNW实际切削速度V046M/SWDN31400切削工时2,51,43LIT0749S（013MIN）2034WLNS扩孔钻至1185（1075）7M/RS97V222M/MIN，N472R/MIN按机床选取67R/S40/INN实际切削速度029M/SWD31850V切削工时20L15,L,08L411S（007MIN）2876WTNS钻至12S17MM/R（1081）53R/S18R/MIN,10/IV切削工时L1005，L218，L20514S（009MIN）120051873WLTNS1610钻底平面两侧M10螺纹孔选择钻刀钻到950MM深度20MM。67025M/R1S,082V27M/MIN（047M/S），N895R/MIN（8R/S）NS1000V/M切削工时L1005，L239，L105NS136R/S（816R/MIN）04M/2519D/2DTW10V047D31选取数值为NW800R/S（13R/MIN）实际切削速度V046M/SWD31100切削工时2L,5L,34L1T0749S（013MIN）20341WNS扩孔钻至1185S0709，S07MM/R（1075）V222M/MIN，N472R/MIN按机床选取NW460R/MIN767R/S实际切削速度029M/SD314857600V切削工时2L15,L,08L411S（007MIN）20876WTNS钻至12S17MM/R（1081）切削工时3R/S18R/MIN5,10/IVL1005，L218，L20514S（009MIN）12007WLTNS1611粗车、精车52H7孔1粗车第一次40毛坯至50MM（以下公式表格均参考至材料手册）选择硬质合金车刀3218H,25B进给量S1620，选S16MM/R（1097）6R/MIN398R/IN,62M/IV切削工时9105L3,L2,17LT01034S（017MIN）3M/24/DDT1205736LSN粗车第二次至515MM余量05MM970/R1S2,16切削工时5L,087LT0907S（015MIN）15M/247/D1DT12058736LSN精车至52M96/RS20,（表1098）63R/I8IN6M/INV切削工时15L,8L075M/2/2DDTT01024S（017MIN）10836LSN1612钻、扩钻、2X6的两侧螺纹孔（通孔）选择直柄麻花钻钻到110MM67025M/R1S,082NS1000V/95R/S84IN,47S/INV切削工时L,39L,5L104/21/2DDTNS136R/S（816R/MIN）W0V734选取NW800R/S（133R/MIN）实际切削速度V046M/SWDN31400切削工时T0749S（013MIN）621L,5L,34L11203415WLNS扩孔钻至1185V222M/MIN，N472R/MIN（表1076）750M/RS,97选取NW460R/MIN767R/S实际切削速度029M/SWDN3148670V切削工时L1058，L215，L20411S（007MIN）0058176WTNS铰至12选用锥柄机用铰刀D12（表834）S17MM/R（1081）V10M/MIN，N318R/MIN（53R/S）（表1084）切削工时20L,18L,05L514S（009MIN）2573WTNS1613粗车、半精车、精车80与52两端面（1）粗车80轴肩面1切削深度AP1MM2进给量F056MM/R3计算切削速速按切削手册表127，切削速度的计算公式寿命选T60MINVCKM/MINFATCVMYXP其中CV242,XV015,YV035,M02，修正系数KV见表128，即KMV144，KSV08,KKV104,KKRV081,KBV097所以VC14408104081097123M/MIN根据机械制造工艺设计简明手册表422查询以此来获得该所示数据3501502664则选取NS550R/MIN所以实际切削速度V1071R/MIN5切削工时，按工艺手册表621查询以此来获得该所示数据L（6554）MM,L11MMTMLL1I/NWF12/0565500039MIN（2）半精车80左轴肩面1切削深度AP07MM2进给量F03MM/R3计算切削速速按切削手册表127，切削速度的计算公式寿命选T60MINVCKM/MINFATCVMYXP其中0235,01,24,C修正系数KV见表128，即所以097KBV81,R14,8,SM1615M/MIN974C4确定机床主轴转速NS8296R/MIN根据机械手册表422NS745R/MIN所以实际切削速度V145R/MIN5切削工时，按工艺手册表621查询以此来获得该所示数据L（6254）MM,L107MMTMLL1I/NWF87/03745004MIN（4）精车80左轴肩面1切削深度AP03MM2进给量F01MM/R3计算切削速速按切削手册表127，切削速度的计算公式寿命选T60MINVCKM/MINFATCVMYXP其中CV242,XV015,YV035,M02，修正系数KV见表128，即所以097BV81,R104,8,S14MN269/MI70C4确定机床主轴转速DWVS13062510NS1382R/MINDWV14306249根据机械手册表422查询以此来获得该所示数据当我们确定选取NS1000R/MIN的时候所以实际切削速度V1947R/MIN5切削工时，按工艺手册表621L（8054）MM,L103MMMIN08383/L1I/NWFTM（5）粗车80外圆1切削深度AP16/208MM2进给量F056MM/R3查得VC6080M/MIN（参考车工手册表21查询以此来获得该所示数据）现取VC60M/MIN，则N100060/314553474R/MIN根据机械简明手册表422查询以此来获得该所示数据则选取N322R/MIN所以实际切削速度为V31455322/1000556M/MIN4切削工时TLL1L2/NFL95,L11,L21所以T97/（322056）054MIN（6）半精车80外圆1切削深度AP11/2055MM2进给量F03MM/R3又依据第三版次的车工手册中的21得VC6080M/MIN现取VC70M/MIN，则N100070/3145344175R/MIN根据机械制造工艺设计简明手册表422查询以此来获得该所示数据则选取N430R/MIN所以实际切削速度为V314534430/1000721M/MIN4切削工时TLL1L2/NFL95,L11,L21所以T97/（43003）075MIN（7）精车80外圆1切削深度AP03/2015MM2进给量F01MM/R3根据使用车工（第三版）计算手册表21查的VC6080M/MIN现取VC80M/MIN，则N100080/3145234871R/MIN按机床说明书，则选取N550R/MIN所以实际切削速度为V314523550/1000903M/MIN4切削工时TLL1L2/NFL95,L11,L21所以T97/（55001）176MIN1614切断机床立式铣床X51刀具可以选取为细齿锯片铣刀，D160,D32,Z138可以由机械手册表3141查询以此获得FZ（0010015）MM/R（可以由实用切削手册表730查询以此来获得该所示数据）选FZ001MM/RV2130M/MIN（可以由实用切削手册表731查询以此来获得该所示数据）取V25M/MINN100025/31432249R/MIN取N255R/MIN（可以由机械制造工艺简明手册中的表4236查询以此来获得该所示数据）实际切削速度为V31432255/1000256M/S（35M/MIN）L16，L24MM（1112）FFZZN001138138MM/RTMLL1L2/FN11164/138255035MIN去毛刺清洗检验入库2夹具一车床21车孔中心设计专用夹具分析为了提高劳动生产率和降低生产成本，保障加工质量以及是不是能够进行高效率的批量加工和降低劳动强度，需要设计出专用夹具。22确定工件的定位方案，设计定位装置定位就是让加工过程中，同一批待加工零件或者毛坯放入专用夹具中能够很准确的确定它们的位置。因此它的基本任务有以下三项（1）一般来说就是指的是同批次工件（或毛坯）在专用夹具中占据有准确的位置。（2）选择或设计合理的定位方案和定位装置。（3）保证位置准确与定位精度，以及其他误差因此像此类开合螺母零件之中，做车孔的步骤，设计专用家具所选用的精基准则为与该三个定位原件所接触的工件底平面及其两个底部定位用工艺孔作为精基准即可。工件的定位方案分析如下根据所需工件来分析，可以确定为一面两孔定位，即一个平面和两个销钉对其进行定位。正如孔柱新先生所提到过的一面两孔的定位一面两孔定位是工件以一个平面和两个与平面垂直的孔作为定位基准的组合定位方式，定位元件为一个平面和两个定位销，俗称“一面两销定位”，是生产中典型而常用的定位方式。如加工箱体、杠杆、盖板等。工件以一面两孔定位，但是我们必须正确的处理过定位以及欠定位等问题。图21工件的定位及应限制的自由度（如表22）表22定位元件定位基准限制自由度短圆柱销钉菱形销钉2X1200019MM（低端工艺孔）垫板（支撑板）工件底平面23车床专用夹具配重平衡计算我们的专用夹具用于车床车削中心孔，因此还需要计算配重质量平衡及其加工时离心率是否平衡的问题。三维简图（图23）如下图23由图23分析配重是否平衡问题，步骤先计算出上下分别得质量，再找到离开中心轴点的距离，计算其夹具在加工时是否能够达到平衡即可。1活结螺栓下部配合部件18112MM2活结螺栓下部配合销钉1130MM3垫圈169MM4螺栓2X16206MM51型六角螺母7803828MM6垫圈742MM7右侧销钉628MM8铰链压板1264779MM9开合螺母零件（灰铸铁HT200）35641097MM10定位平面垫块12785056MM11夹具体矩形下部分528000MM12平衡块16470MM因而需要计算1到11的总质量在进行与平衡块的所选材料密度所比较即可。密度45785G/CMHT20072G/CM（各个材料的密度都可以在手册中查询）下端总质量计算45807129867856336G灰铸铁35641097722566G因此总质量为8896KG，又由于中心距下端大约是上端平衡块的1/4，所以可以判断出，平衡块所选择的材料应为8896/164761（1/4）13KG/M因铝的密度为113437103KG/M，因此平衡块选择铝作为加工材料，是满足配重比的。平衡块的质量为1647611134371857KG而夹具体与过度盘的总体积为3993938MM总质量（减去底部立方体）（3993938528000）78527KG所以整个车床专用夹具质量为2718576336255637749KG因此无论是总体质量或者车削时考虑离心力平衡，都是符合生产标准的。24确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置（1）确定夹紧装置车床夹具夹紧装置必须安全可靠角铁式必须注意防止由于夹紧变形。有两种不同的装夹方案提供如下图A）图B）图23夹紧方案的选择如果采用图A）所示的在夹紧装置的力显示的是简单的，但可能引起的变形和夹具体，离心力变形弯曲角悬，切削力也将有助于该变形。如果改用图B）示旋转螺旋摆动板机构是更好的，因为刚性好的角度，板的变形不影响加工精度。所以根据工件的形状，使用一个铰链压板对其压紧即可。（2）夹紧力计算与分析生成通用的计算公式为各种螺旋夹紧力螺旋夹紧机构W0QL/RTG1R2TGA2N式中2螺旋副的当量摩擦角；1螺杆端部与工件间的摩擦角；A螺纹升角；R2螺纹中径的一半；R螺杆端部与工件间的当量摩擦半径；查表得Q35NL140MMA2。3026。34R2543MMFTG101R（D3D30）/3（D2D20）223MM求得N58W夹紧受力分析如下由杠杆原理知WAW0B当A1/2B时，W2W011600N由此可见，该夹紧机构所产生的夹紧力比作用力大一倍。（3）螺旋夹紧机构尺寸及其相关的确定。1铰链压板（GB/T218891）图25铰链压板技术要求材料45钢热处理淬火、回火HRC3540。2活节螺栓（GB/T79888）图27活节螺栓技术要求材料45钢表面处理A不经处理；B镀锌钝化；螺纹公差8G24夹具与机床的连接方式及安装基面决定性的影响来自于其回转精度连接精密车床夹具和机床夹具主轴。因此，要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。图28过渡盘25夹具的平衡由22所分析的配重平衡可得，该整体装配至车床加工时，旋转的离心力是合理的，是科学的。26对夹具总体结构的要求结结构紧凑，伸出外面的部位要尽量的短，使身体重心尽量靠近主轴。车床夹具的悬伸长度过大，会加剧主轴轴承的磨损，同时引起振动，影响加工质量。因此，夹具的外伸长度L和轮廓线的直径比应控制如下A半径小于75MM的夹具，L/R5；B半径在75150MM之间的夹具，L/D18；C半径大于150MM的夹具，L/D12。车床夹具的夹具体应制成圆形，夹具上（包括工件在内）的各元件不应伸出夹具体的轮廓之外，当夹具上有不规则的突出部分，或有切削液飞溅及切屑缠绕时，应加设防护罩。夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量，切屑能顺利排出或清理。27绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求主轴过度盘专用夹具压快M图210角铁式车床夹具28夹具的精度分析1）定位误差D造成定位误差的原因有两个一是定位基准与工序基准不重合。二是定位基准与限位基准不重合。定位误差D常用的合成方法。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差Y也为零。因此，尺寸45005MM的定位误差D等于零。2）夹具的安装误差A因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差A。产生夹具的安装误差的因素有在夹具安装表面的相互位置误差的夹具元件。连接错误误差夹具安装本身和机床之间的差距。AX1MAXX2MAX式中X1MAX的最大间隙过渡板与主轴X2MAX的最大间隙过渡板和夹体设过渡盘与车床主轴间的配合尺寸为92H7/JS6，查表92H7为9200035MM，92JS6为920011MM，因此X1MAX（00350011）MM0046MM过渡盘与夹具体间的配合尺寸为120H7/JS6，查表12H7为16000040MM，120JS6为12000125MM，因此X2MAX（004000125）MM00525MM故A（00462005252）0500698MM4）加工方法误差G因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差G。车床夹具的加工方法误差，如车床主轴上安装夹具基准（圆柱面轴线、圆锥面轴线或圆锥孔轴线）与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取GK/301/30033MM5）总加工误差工件在夹具，加工总误差的误差和。由于误差是独立随机变量的概率方法。因此（DJAG）05K既工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差K。则（2D2J2A2G）05（0004200120046200525200332）050088MM精度储备012M801JC3钻床夹具的设计31钻孔中心设计专用夹具分析为了提高劳动生产率和降低生产成本，保障加工质量以及是不是能够进行高效率的批量加工和降低劳动强度，需要设计出专用夹具。32确定工件的定位方案，设计定位装置定位相关原理已经在22中进行分析，再次不再进行赘述。图31工件的定位及应限制的自由度（如表32）具体定位元件定位基准限制自由度短圆柱销钉菱形销钉2X120019MM（低端工艺孔）表32装配剖面图如图33（参考坐标在右图）夹具体左侧面工件侧平面图3333确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置图A）图B）图23夹紧方案的选择如果采用图A）特点所示为芯轴，中间轴较小进行两端夹紧，方便其排屑如果改用图B）特点为所示为芯轴夹紧，但是其中间轴太过于粗大，且填满了整个工件，虽然有排屑空，但是其夹紧机构有过定位的可能。先分析其图A）的定位，因为夹紧虽然说是夹紧，但是实际上还是由先进行定位，定位就是原件在原则上无外力的时候不进行运动。例如受到重力影响等；则，当为图A）时，定位为一面二销的基本定位结构，所以其定位自由度，X,Y,Z的六个自由度，均可以限制完毕，当然，传统意义上的所谓的该经典的定位，指的是一个面就可以限制了三个自由度了，那么其短圆柱销钉和菱形销钉亦能分别限制两个，一个自由度。因此自由度已经被其完整的限制了，属于已经完全定位了。关于完全定位和不完全定位，或者过定位与欠定位的定义，在各类手册和书籍中均有详细定义，再本文中不再赘述。由着图A），反观图B）不难的发现，其图B）虽然定位相似，但是却有一定的不好的弊端。归结其原因，就是其芯轴，作为一个夹紧的机构，其中心轴与工件52内孔紧密的配合，作为了一个大内圆柱面，那么就相当于的限制了四个自由度，这样就会造成过定位的情况，这样的夹紧首先在考虑定位上，就是不科学的，是不合理的，是不值得我们同学们借鉴参考的，但是可以作为一个错误的示范进行理论的研究与探讨。因为对与错都是对比出来的，不对比出来有谁又能肯定或者马上判断的是非对错呢又有谁可以进行准确的设计呢都是一步一步学习过来的，不经历过一定的错误设计和被批评及其教育，是无法找到正确的路线的。就好比我们这个图，当我们在初步看到图B）时，假设其大内圆柱面限制了四个自由度，即在侧面边的M12孔作为定位基准，再次加入短圆柱销钉，是否就是可以完整的限制了其24等于六个自由度了呢但是实际上是考虑不全面的，是不科学的，是不可取的一种设计方法。为什么呢归根结底的原因，就是没有考虑到装夹的方便性，当芯轴如此巨大，撑满了整个工件，而且还要短圆柱销进行位移限制，整个的工件在二次装夹与夹紧中，显得及其的不稳定，而且在钻孔排屑中也是不方便的。虽然图B）在大圆柱中同样考虑了此类问题的出现，即在大圆柱面相对应的其所需钻孔下，打下一个更大的通孔，用于排屑，但是这样难免给加工带来了更大的困难，且定位与夹紧的概念会变得更加的模糊与不清晰。因此图B）在本方案中还是最好不可取的综上所述选择图A）作为本次零件的专用夹具的夹紧机构与设计方案。34夹具的平衡该专用夹具为钻床所用，只要进行CAE对其分析受力情况，即可了解到其是否合理，故再此不再做赘述。35对夹具总体结构的要求结构要紧凑，悬伸量要短，使重心尽可能靠近主轴。钻床夹具的悬伸长度过大，会加剧主轴轴承的磨损，同时引起振动，影响加工质量。因此，夹具的悬伸长度L与轮廓直径D之比应控制如下D直径小于150MM的夹具，L/D25；E直径在150300MM之间的夹具，L/D09；F直径大于300MM的夹具，L/D06。车床夹具的夹具体应制成圆形，夹具上（包括工件在内）的各元件不应伸出夹具体的轮廓之外，当夹具上有不规则的突出部分，或有切削液飞溅及切屑缠绕时，应加设防护罩。夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量，切屑能顺利排出或清理。36绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求图21037夹具的精度分析1）定位误差D造成定位误差的原因有两个一是定位基准与工序基准不重合。二是定位基准与限位基准不重合。定位误差D常用合成法进行计算。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准（支承板8、10平面）是重合的，基准位移误差Y也为零。因此，尺寸45005MM的定位误差D等于零。2）夹具的安装误差A因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差A。产生夹具的安装误差的因素有夹具定位元件对夹具体安装基面的相互位置误差。夹具安装基面本身的制造误差及其与机床卡面间的间隙所产生的连接误差。AX1MAXX2MAX式中X1MAX过渡盘与主轴间的最大配合间隙