车床后托架工艺夹具设计及三维建模

车床后托架工艺夹具设计及三维建模本科毕业设计系别工程技术系专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师职称教授2015年03月18日CA6140车床后托架（零件号831001）工艺夹具设计及三维建模QQ2604130359摘要现代机械加工工艺技术的定义是通过机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程。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，是工人进行加工的一个依据。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。机床夹具是在金属切削机床上使用的夹具统称。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着机械制造加工工艺精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作，是工艺装备设计中的一个重要组成部分。本课题在设计的过程当中，遵循创新原则、安全原则、技术经济原则、工艺性原则、维护性原则的基本要求，并通过多方面进行调查研究以及吸取各方面经验，所制定出来的合理的、具体的设计方案。关键词产品设计；后托架；机械加工工艺；机床夹具ABSTRACTTHEMACHININGPROCESSISBLANKMACHININGMETHODTOCHANGETHESHAPE,SIZE,RELATIVEPOSITIONANDTHENATUREOFTHEWHOLEPROCESSOFMAKINGITAGOODPART,ISANIMPORTANTMEANSTOACHIEVEPRODUCTDESIGN,TOENSUREPRODUCTQUALITY,SAVEENERGYANDREDUCECONSUMPTION,WORKERSABASISFORPROCESSINGTHESUBJECTCA6140LATHEBRACKETPROCESSPLANNING,FIRSTTHROUGHTHEANALYSISOFTHEPARTSDIAGRAMTOUNDERSTANDTHESTRUCTUREOFTHEWORKPIECE,DEFINEDTHESPECIFICTECHNICALREQUIREMENTS,WHICHTHEVARIOUSCOMPONENTSOFTHEWORKPIECESURFACETOSELECTTHEAPPROPRIATEPROCESSINGMETHODSTHEFORMULATIONOFAMOREREASONABLEPROCESSOFORDER,FULLYEMBODIESTHEUNITYOFQUALITY,PRODUCTIVITYANDECONOMYJIGSANDFIXTURESFIXTURECOLLECTIVELYREFERREDTOASMETALCUTTINGMACHINETOOLSMODERNPRODUCTIONJIGSANDFIXTURESAREANINDISPENSABLETECHNOLOGYANDEQUIPMENT,WHICHDIRECTLYAFFECTSTHEACCURACYOFTHEMACHINERYMANUFACTURINGPROCESS,LABORPRODUCTIVITYANDPRODUCTMANUFACTURINGCOSTS,JIGSANDFIXTURESDESIGNINTHEPRODUCTDESIGNANDMANUFACTURING,ANDPRODUCTIONTECHNICALPREPARATIONSOCCUPIESANEXTREMELYIMPORTANTPOSITIONFIXTUREDESIGNISANIMPORTANTTECHNICALWORKISANIMPORTANTPARTOFTHEPROCESSOFDESIGNANDEQUIPMENTTHETOPICSINTHEDESIGNPROCESS,WHICHISTOFOLLOWTHEPRINCIPLESOFINNOVATION,SAFETYPRINCIPLES,TECHNICALANDECONOMICPRINCIPLES,THEPRINCIPLEOFTECHNOLOGY,MAINTENANCEOFTHEPRINCIPLEOFBASICPRINCIPLES,STRICTLYINVESTIGATEANDSTUDYASWELLASLEARNFROMTHEEXPERIENCEOFASPECTS,AREWORKEDOUTREASONABLE,THESPECIFICDESIGNPROGRAMSKEYWORDSPRODUCTDESIGNREARBRACKETMACHININGPROCESSJIGSANDFIXTURES目录1绪论111机械制造加工在国民经济发展中的地位112设计要求12CA6140机床后托架加工工艺321CA6140机床后托架的工艺分析322CA6140机床后托架的技术要求323加工工艺过程424确定各表面加工方案4241平面的加工4242孔的加工方案425工艺路线的拟订526CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定5261CA6140机床后托架的偏差计算527确定切削用量及基本工时（机动时间）8271工序1粗、精铣底面8272工序2；粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔10273工序3钻顶面四孔16274工序4钻侧面两孔203专用夹具设计2331铣平面夹具设计23311研究原始质料23312切削力及夹紧分析计算23313误差相关情况分析与各工况受力情况的计算2432镗孔夹具设计25321切削力与夹紧力分析25322误差分析与计算2733钻顶面四孔夹具设计28331切削力及夹紧力的计算28332误差分析与计算29333夹具设计及操作的简要说明304结论30参考文献31致谢321绪论11机械制造加工在国民经济发展中的地位现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的4060，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。12设计要求查阅相关资料，了解当前机床后托架及其夹具的构成和其功能。设计CA6140机床后托架的加工工艺。完成CA6140机床后托架夹具的设计。运用AUTOCAD软件绘制CA6140机床后托架装配图和夹具图。撰写毕业论文。完成一篇相关外文翻译。在充分调研、查阅资料和研读资料的基础上，写出开题报告。查阅专业1参考书3册以上，专业设计或论文6篇以上。2中国地质大学长城学院2015届毕业设计2CA6140机床后托架加工工艺21CA6140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RA16，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。22CA6140机床后托架的技术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。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RA16，平面度公差要求是003。030020025另一组加工是侧面的三孔，分别为2550，其表面0，300，400粗糙度要求RA16要求的精度等级分别是IT8，IT7，IT7。以顶面为住加工面的四个孔，分别是以213和220为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是RZ50，RA63，以及以213和210的阶梯孔，其中210是装配铰孔，其中213孔的表面粗糙度要求是RZ50，RA63，210是装配铰孔的表面粗糙度的要求是RA63。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13MM，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305KG,而年产量是5000件，由7机械加工工艺手册表213可知是中批量生产。3中国地质大学长城学院2015届毕业设计23加工工艺过程由以上分析可知。该箱体零件的主要加工的工作面是面及孔的系列。通常我们说，为了保证加工精度的要求我们在定位过程中进行优化。根据现有的技术条件做好位置的精度的测绘非常重要。由上面的一些相关参数分析得知CA6140后托架的相对尺寸与相对位置精度，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。24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。241平面的加工由参考文献7机械加工工艺手册表2112可以确定，底面的加工方案为底平面粗铣精铣（IT7IT9），粗糙度为6308，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。242孔的加工方案由参考文献7机械加工工艺手册表2111确定，以为孔的表面粗030020025糙度为16，则选侧孔（2550）的加工顺序为粗镗0，300，400精镗。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RZ50，所以我们采用一次钻孔的加工方法，213的孔选择的加工方法是钻，因为220的孔和213是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了213的孔基础上再锪孔钻锪到220，而另一组213和210也是一组阶梯的孔，不同的是210的孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是RA16，所以全加工的方法是钻扩铰。4中国地质大学长城学院2015届毕业设计25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。26CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT150，硬度HB为150200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。261CA6140机床后托架的偏差计算底平面的偏差及加工余量计算030020025底平面加工余粮的计算，计算底平面与孔（2550）的0，300，400中心线的尺寸为35007。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由参考文献5机械加工工艺手册第1卷表3223。其余量值规定为2734MM，现取30MM。表3227粗铣平面时厚度偏差取028MM。精铣由参考文献7机械加工工艺手册表2359，其余量值规定为15MM。铸造毛坯的基本尺寸为35301039，又根据参考文献7机械加工工艺手册表2311,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表239可得铸件尺寸公差为11MM。毛坯的名义尺寸为35301039毛坯最小尺寸为390553845MM毛坯最大尺寸为390553955MM粗铣后最大尺寸为351036MM粗铣后最小尺寸为360283572MM5中国地质大学长城学院2015届毕业设计03002精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（25500，300，025）的中心线的尺寸为35007。400正视图上的三孔的偏差及加工余量计算参照参考文献7机械加工工艺手册表2359和参考文献15互换性与技术测量表18，可以查得03孔25500粗镗的精度等级IT12，表面粗糙度RA15UM，尺寸偏差是021MM半精镗的精度等级IT10，表面粗糙度RA25UM，尺寸偏差是0084MM精镗的精度等级IT7，表面粗糙度RA16UM，尺寸偏差是0021MM02孔3020粗镗的精度等级IT12，表面粗糙度RA15UM，尺寸偏差是021MM半精镗的精度等级IT10，表面粗糙度RA25UM，尺寸偏差是0084MM精镗的精度等级IT7，表面粗糙度RA16UM，尺寸偏差是0021MM025孔40200粗镗的精度等级IT12，表面粗糙度RA15UM，尺寸偏差是025MM半精镗的精度等级IT10，表面粗糙度RA25UM，尺寸偏差是01MM精镗的精度等级IT7，表面粗糙度RA16UM，尺寸偏差是0025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03粗镗2550参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为2MM；0孔，02参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为2MM；30200孔，025孔，参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为2MM。40003半精镗2550参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为12MM；0孔，02参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为12MM；30200孔，025孔，参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为12MM。4006中国地质大学长城学院2015届毕业设计03精镗2550参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为08MM；0孔，02参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为08MM；30200孔，025孔，参照7机械加工工艺手册表2348,其余量值为08MM。400铸件毛坯的基本尺寸分别为0325500孔毛坯基本尺寸为25521208215MM；800013孔毛坯基本尺寸为30221208262MM；1000035孔毛坯基本尺寸为402120836MM。根据参考文献7机械加工工艺手册表2311，铸件尺寸公差等级选用09MM、09MM。CT7，再查表239可得铸件尺寸公差分别为09MM、0325500孔毛坯名义尺寸为25521208215MM；毛坯最大尺寸为2150452195MM；毛坯最小尺寸为2150452105MM；21粗镗工序尺寸为2150084半精镗工序尺寸为24700021025精镗后尺寸是2550，已达到零件图尺寸要求2550000230200孔毛坯名义尺寸为30221208262MM；毛坯最大尺寸为2620452665MM；毛坯最小尺寸为2620452575MM；21粗镗工序尺寸为28200；084半精镗工序尺寸为2940002精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即3020025孔毛坯名义尺寸为402120836MM；400毛坯最大尺寸为360453645MM；7中国地质大学长城学院2015届毕业设计毛坯最小尺寸为360453555MM；25粗镗工序尺寸为380010半精镗工序尺寸为3920025精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即400027确定切削用量及基本工时（机动时间）271工序1粗、精铣底面机床双立轴圆工作台铣床X52K刀具硬质合金端铣刀（面铣刀）材料W18CR4VD63MM齿数Z6粗铣铣削深度APAP3MM每齿进给量AF根据参考文献7机械加工工艺手册表2473，取AF018MM/Z铣削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2481，取V12M/S机床主轴转速NN1000V10001260（11）36397R/MIN，N370R/MIN式D031463实际铣削速度VVD0N100031463370122M/S式（12）100060进给量VFVFAFZN0186370/60666MM/S式（13）工作台每分进给量FMFMVF666MM/S3996MM/MINA根据参考文献7机械加工工艺手册表2481,A60MM被切削层长度L由毛坯尺寸可知L76MM刀具切入长度L1L105DD2A213式（14）8中国地质大学长城学院2015届毕业设计0563632602132498MM取L125MM刀具切出长度L2取L22MM走刀次数为1机动时间TJ1TJ1精铣铣削深度APAP15MM每齿进给量AF根据参考文献7机械加工工艺手册表2473，取LL1L276252026MIN式（15）FM3996AF015MM/Z铣削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2481，取V15M/S机床主轴转速N，由式（11）有N1000V1000156045496R/MIN，N460R/MIND031463实际铣削速度V，由式（12）有VD0N100031463460152M/S100060进给量VF，由式（13）有VFAFZN0156460/6069MM/S工作台每分进给量FMFMVF9MM/S414MM/MIN被切削层长度L由毛坯尺寸可知L76MM刀具切入长度L1精铣时L1D63MM刀具切出长度L2取L22MM走刀次数为1。机动时间TJ2，由式（15）有TJ2LL1L276632033MINFM414本工序机动时间TJTJ1TJ2026033059MIN9中国地质大学长城学院2015届毕业设计272工序2粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔机床卧式镗床T68刀具硬质合金镗刀，镗刀材料YT5粗镗255003孔切削深度APAP2MM，毛坯孔径D0215MM。进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F035MM/R。切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466取V035M/S21M/MIN机床主轴转速N，由式（11）有N1000V10002131106R/MIN，取N300R/MIND0314215实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314215300034M/S100060工作台每分钟进给量FMFMFN035300105MM/MIN式（17）被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1L1APTGKR232（16）254MM式TG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1粗镗302002MM孔切削深度APAP2MM，毛坯孔径D0262MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F045MM/R。10LL1L2605441066MINFM105中国地质大学长城学院2015届毕业设计切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V035M/S21M/MIN机床主轴转速N，由式（11）有N取N250R/MIN1000V10002125526R/MIND0314262实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314262250034M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN0452501125MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR232254MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1粗镗400025孔切削深度APAP2MM，毛坯孔径D036MM。进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F05MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V04M/S24M/MINLL1L2605441062MINFM1125机床主轴转速N，由式（11）有N1000V10002421231R/MIN，取N250R/MIND031436实际切削速度V，由式（12）有VD0N100031436250047M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN05250125MM/MIN11中国地质大学长城学院2015届毕业设计被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR232254MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1半精镗255003孔切削深度APAP12MM，粗镗后孔径D0235MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F035MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V033M/S198M/MINLL1L2605441056MINFM125机床主轴转速N，由式（11）有N1000V100019826833R/MIN，取N250R/MIND0314235实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314235250031M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN035250875MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR231224MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1半精镗302002孔12LL1L260441077MINFM875中国地质大学长城学院2015届毕业设计切削深度AP，粗镗后孔径D0282MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F035MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V034M/S204M/MIN机床主轴转速N，由式（11）有N1000V100020423038R/MIN，取N250R/MIND0314282实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314282250036M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN035250875MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR231224MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1半精镗400025孔切削深度APAP12MM，粗镗后孔径D038MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F042MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V04M/S24M/MINLL1L260441077MINFM875机床主轴转速N，由式（11）有N1000V10002420114R/MIN，取N200R/MIND03143813中国地质大学长城学院2015届毕业设计实际切削速度V，由式（12）有VD0N100031438200039M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN04220084MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR231224MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1精镗255003孔切削深度APAP08MM，半精镗后孔径D0247MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F028MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V03M/S18M/MINLL1L26044108MINFM84机床主轴转速N，由式（12）有N1000V10001823208R/MIN，取N250R/MIND0314247实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314247250032M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN02825070MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR2308235MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II114中国地质大学长城学院2015届毕业设计机动时间TJ1，由式（15）有TJ1精镗302002孔LL1L2603541096MINFM70切削深度APAP08MM，半精镗后孔径D0294MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F03MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取V034M/S204M/MIN机床主轴转速N，由式（11）有N1000V100020422098R/MIN，取N250R/MIND0314294实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314294250038M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN0325075MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR2308235MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（15）有TJ1精镗400025孔切削深度APAP08MM，半精镗后孔径D0392MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2466，刀杆伸出长度取200MM，切削深度为2MM。因此确定进给量F035MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2466，取15LL1L260354109MINFM75中国地质大学长城学院2015届毕业设计V035M/S21M/MIN机床主轴转速N，由式（12）有N1000V1000211706R/MIN，取N200R/MIND0314392实际切削速度V，由式（12）有VD0N1000314292200031M/S100060工作台每分钟进给量FM，由式（17）有FMFN03520070MM/MIN被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1，由式（16）有L1APTGKR2308235MMTG30刀具切出长度L2L235MM取L24MM行程次数II1机动时间TJ1，由式（17）有TJ1本工序所用的机动时间TJLL1L2603541096MINFM70TJ06606205607707708096090967MIN273工序3钻顶面四孔钻顶面四孔（其中包括钻孔213，210和扩孔213，铰孔210，以及锪孔220，13）机床Z3025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（GB426084）公制/莫式4号锥直柄铰刀刀具材料W18CR4V钻孔213，以及210的锥孔钻孔213时先采取的是钻到210在扩到213，所以D10MM，另外的两个210锥孔也先钻到210。16中国地质大学长城学院2015届毕业设计切削深度APAP5MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2452，取F033MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2453，取V036M/S机床主轴转速N，由式（11）有N1000V1000036606879R/MIN，取N700R/MIND31410实际切削速度V，由式（12）有V被切削层长度LL60MM刀具切入长度L1L1D0N100031410700036M/S100060D10CTGKR12CTG120248MM5MM式（18）22刀具切出长度L2L214MM取L23MM走刀次数为1机动时间TJ2TJ2扩孔213钻孔213时先采取的是钻到210再扩到213，所以D13MM，L181867674543（19）087MIN式FN033700D110切削深度APAP15MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2452，取F09MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2453，取V037M/S机床主轴转速N，由式（11）有N1000V10000376054385R/MIN，取N550R/MIND31413实际切削速度V，由式（12）有V被切削层长度LL60MMD0N100031413550037M/S10006017中国地质大学长城学院2015届毕业设计刀具切入长度L1，由式（18）有L1DD11310CTGKR12CTG1202286MM3MM22刀具切出长度L2L214MM取L23MM走刀次数为1机动时间TJ2，由式（19）有TJ2锪孔220切削深度APAP35MM，D20MM根据参考文献7机械加工工艺手册表2467查得进给量F01015MM/R,切削速度V02041M/S；取V03M/SL6718232305MINFN039550机床主轴转速N，由式（11）有1000V1000036028662R/MIN，取N300R/MIND31420DN31420300031M/S实际切削速度V，由式（12）有V1000100060N被切削层长度LL12MM刀具切入长度L1，由式（18）有L1DD02013CTGKR12CTG1202402MM22刀具切出长度L2L214MM取L23MM走刀次数为2机动时间TJ4，由式（15）有TJ42LL1L2126240223069MINNF015300锪孔13切削深度APAP3MM，D13MM18中国地质大学长城学院2015届毕业设计根据参考文献7机械加工工艺手册表2467查得进给量F01015MM/R,切削速度V02041M/S；取V035M/S机床主轴转速N，由式（11）有1000V10000356051445R/MIN，取N500R/MIND31413DN31413500034M/S实际切削速度V，由式（12）有V1000100060N被切削层长度LL40MM刀具切入长度L1，由式（18）有L1DD01310CTGKR12CTG1202287MM22刀具切出长度L2L214MM取L23MM走刀次数为1机动时间TJ4，由式（15）有TJ4铰孔210切削深度APAP025MM，D10MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2458，F1020MM/R取F20MM/RLL1L247287307MINNF015500切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2460，取V032M/S机床主轴转速N，由式（11）有1000V10000326061146R/MIN，取N600R/MIND31410DN31410600031M/S实际切削速度V，由式（12）有V1000100060N被切削层长度LL20MM刀具切入长度L1，由式（18）有L1DD010510CTGKR12CTG1202214MM2219中国地质大学长城学院2015届毕业设计刀具切出长度L2L214MM取L23MM走刀次数为1机动时间TJ4，由式（19）有TJ4L206221423003MINNF2600274工序4钻侧面两孔6的孔和M6的螺纹孔）钻侧面两孔（其中包括钻机床6钻切削深度APAP3MM根据参考文献7机械加工工艺手册表2439查得进给量F022028MM/R,切削速度V036M/S，机床主轴转速N，由式（11）有1000V1000036601147R/MIN，取N1200R/MIND3146DN31461200038M/S实际切削速度V，由式（12）有V1000100060N被切削层长度LL449MM刀具切入长度L1，由式（18）有L1D6CTGKR12CTG120211MM22刀具切出长度L2L214MM取L23MM加工基本时间TJ，由式（15）有TJ6螺孔钻MLL1L2449113022MINFN0221200切削深度APAP26MM进给量F根据参考文献7机械加工工艺手册表2439，F022028MM/R，取F025MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表2441，取V036M/S20中国地质大学长城学院2015届毕业设计机床主轴转速N，由式（11）有N1000V1000036601322R/MIN，取N1300R/MIND031452实际切削速度V，由式（12）有V被切削层长度LL17MML1刀具切入长度L1，由式（18）有D0N1000314521300035M/S100060D52CTGKR12CTG120215MM22刀具切出长度L2L20走刀次数为1机动时间TJ，由式（15）有TJ、攻M6螺纹孔机床组合攻丝机刀具高速钢机动丝锥进给量F由于其螺距P1MM,因此进给量F1MM/R切削速度V参照参考文献7机械加工工艺手册表24105，取V0115M/S69M/MINLL1L21715006MINFN0251300机床主轴转速N，由式（11）有N1000V10006936624R/MIN，取N350R/MIND03146丝锥回转转速N0取NN350R/MIN实际切削速度V，由式（12）有V被切削层长度LL25MM刀具切入长度L1L113F313MM刀具切出长度L2L223F313MM走刀次数为121D0N100031463500109M/S100060中国地质大学长城学院2015届毕业设计机动时间TJ，由式（15）有TJLL1L2LL1L225332533008MINFNFN013501350钻顶面四孔的机动时间TJTJ0870507607003022006008322MIN这些工序的加工机动时间的总和是TJ22TJ05973221081MIN中国地质大学长城学院2015届毕业设计3专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工CA6140机床后托架零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔夹具及铣底面夹具一套。其中加工侧面的三孔的夹具将用于X52K卧式镗床，而顶面的四孔用到的刀具分别为两把麻花钻、扩孔钻、铰刀以及锪钻进行加工，侧面两个孔将用两把麻花钻对起进行加工。31铣平面夹具设计311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40、302、255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。312切削力及夹紧分析计算安全系数K的获得可以又此公式解出（25）KK0K1K2K3K4K5K6式式中K0K6是各个工况下的可靠参数，由大连机床机手册表121可得K12121012131010225所以WKKFC640692251441（26）55N式WKKFCN57672225129762N式（27）WKKFP3523822579286N式（28）化简如下公式解得预紧力做功式（29）W0QLTG1ZTG2上述各个参数通过查阅大连机床手册可查得0219295023中国地质大学长城学院2015届毕业设计其中L60MMQ25N夹紧力W0192308N易得W0WK经验算受力符合设计预期313误差相关情况分析与各工况受力情况的计算本次设计的夹具通过特殊预紧力的施加来完成设计要求，V形块定心元件中心线与平面规定的尺寸公差为37007。为了符合设计要求，可以使用相对误差分析法对各个工序中误差进行求和。解得相对误差的正态分布不大于该工序所规定的工况最大相对误差。JWG与机床夹具有关的加工误差J，一般可用下式表示JWZDADWJJJM式（210）由参考文献16机床夹具设计手册可得、平面定位V形块定心的定位误差DW0、夹紧误差JJYMAXYMINCOS式（211）其中接触变形位移值YKRAZRAZKHBNC1ZN0004MM式（212）HB1962LJJYCOS00036MM、大量累积的相对加工误差JM通常不超过0005MM、刀具对位置与家具对位置的相对误差DA取001MM误差总和JW00522MM007MM综上计算分析得出本次设计的夹具完全可以满足实际要求。24中国地质大学长城学院2015届毕业设计图1铣平面夹具32镗孔夹具设计321切削力与夹紧力分析镗刀材料YT5（硬质合金镗刀）刀具的几何参数K粗60K精9010S080由参考文献机床夹具设计手册查表123可得圆周切削分力公式FC902APF075KP式（213）式中AP18MMF04MM/RKPKMPKKPKOPKSPKRP式（214）查表124得KMPHBN取HB175N04150由表126可得参数KKP094KOP10KSP10KRP10即FC76615N同理径向切削分力公式FP530AP09F075KP式（215）式中参数KKP077KOP10KSP10KRP10即FP34771N轴向切削分力公式FF451APF04KP式（216）25中国地质大学长城学院2015届毕业设计式中参数KKP111KOP10KSP10KRP10即FF62459N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WKKF安全系数K可按下式计算，由式（25）有KK0K1K2K3K4K5K6式中K0K6为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表121可得KC12121012131010225KP1212121213101027KF121212512131010281所以，由式（26）有WKKCFC174354N由式（27）有WKKPFP93731N由式（28）有WKKFFF175385N螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算，由式（29）有W0QLTG1ZTG2式中参数由参考文献16机床夹具设计手册可查得933RZ56751902950136其中L140MMQ80N螺旋夹紧力W05830N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26中国地质大学长城学院2015届毕业设计图21弧形压块受力简图由表1226得原动力计算公式W0WKL1L0WL即WK00（215）583022901127904N式由上述计算易得WKWK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。322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40轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献15互换性与技术测量表125可知取M（中等级）即尺寸偏差为3703由16机床夹具设计手册可得、定位误差（两个垂直平面定位）当90时；侧面定位支承钉离底平面距离为H，侧面高度为H；且满足HH；则DW2HHTGG00068MM、夹紧误差，由式（211）有JJYMAXYMINCOS其中接触变形位移值27中国地质大学长城学院2015届毕业设计YKRAZRAZKHBNZ（216）HBC10014MM式M981SNJJYCOS00128MM、磨损造成的加工误差JM通常不超过0005MM、夹具相对刀具位置误差DA取001MM误差总和JW00586MM035MM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。图2镗孔夹具33钻顶面四孔夹具设计331切削力及夹紧力的计算由资料机床夹具设计手册查表127可得切削力公式FF412D12F075KP式（217）式中D10MMF03MM/R查表128得KP即FF198069N实际所需夹紧力由参考文献1