CA6140车床后托架加工工艺及工装设计

-3-目录TOC\o"1-3"\h\u13459第1章绪论 3254841.1课题的来源及意义 3248331.2国内外发展状况 3127891.3设计参数 4270901.4工艺分析 56758第2章CA6140车床后托架工序设计 6301672.1确定毛坯制造形式 6243702.2选择基准 658982.3制订工艺路线 779262.3.1方案一 759562.3.2方案二 8253042.3.3具体方案 9298472.4确定加工余量及毛胚尺寸 10276672.5确定切削用量及基本工时 1084192.5.1工序1 1031622.5.2工序2 11228342.5.3工序3 13322912.5.4工序4 153372.5.5工序5 1793312.5.6工序6 19278942.5.7工序7 2056052.5.8工序8 2128502.5.9工序9 23135642.5.10工序10 2419887第3章夹具设计 27266293.1原始质料分析 27138593.2选择定位基准 27217833.3选择定位元件 27312953.4选择导向元件 28273743.5计算切削力及夹紧力 2815063.6夹具体的设计 2914543.7定位误差分析与计算 303392结论 3114047参考文献 3214705致谢 33

第1章绪论1.1课题的来源及意义车床在机械加工中处于核心地位，素有工业母机之称。车床的加工效率与精度决定着企业生产的质量和效益。我国是使用车床的主要国家。目前，我国机床制造业中仍以手工车床为主。伴随着科技的进步，车床技术产生技术更新，从手动车床到数控车床进行换代，所以对旧车床进行数控化改造成为科技发展的迫切需要；已经成为改善工业加工迫切需要；已经成为了我国知识产权提升的迫切需要；也就成了人才培养在教育领域中的迫切需要。在工件加工过程中，机械加工工艺的设计是一项至关重要的任务，因为它直接关系到所生产的工件的机械性能表现的优劣。为了能够更好地发挥出机械加工工艺的作用，就必须要做好工艺设计工作。根据工件机械的性能需求的多样性，制定相应的工艺方案。通过使用相应的刀具和机床实现对材料的切削加工，从而使产品具有一定的强度和韧性以满足人们需求。在实际的生产过程中，为了确保零件的加工精度、提高生产效率并降低生产成本，车床夹具是一种不可或缺的专用夹具。1.2国内外发展状况随着当今世界电子技术的飞速发展，微处理器和微型计算机已经广泛应用于各个技术领域，为这些领域的技术进步提供了强有力的推动。因此，现代机电一体化已成为当代科学技术的重要组成部分。一套较为完备的机电一体化系统，应当由机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分以及控制及信息处理部分这几个基本要素所构成。其中，传感器是实现这些功能必不可少的部件之一。随着微电子技术的不断进步，大规模集成电路的集成度日益提升，其体积也逐渐缩小。为了适应行业要求，数控设备厂采用SMT技术，实现了三维立体装配，使得CNC装置体积较之前大幅度缩小。日本的MitsubishiElectricCorporation推出的CNCMELDAS50及CNCMELDAS520A系列，在功能更强大的同时将安装面积几乎控制在之前的一半。另外德国SIEMENS公司最新推出的SINUMERIK840D体积仅为50mm×316mm×207mm。中国与欧美等制造业大国之间的差距是从职业教育开始拉开的，在职业教育中每二十个人才能有一台设备进行操作和实践的练习，其教学效果以及学生能学到的实践技能是值得怀疑的。虽然我国每年需要人才需求量很大，而且高级技工的年工资可达十万元，但每年依旧存在十五万的人才缺口。近年来，数控产业在我国得到了快速发展,1998—2004年间国内数控车床的年产量与消费量年均增长率分别达到39.3%34.9%。随着国民经济的快速发展，国家对机床产品的需求也不断增长，尤其是数控机床的市场需求更是逐年递增。随着我国经济发展进入新常态，制造业对数控机床提出了更高要求，高端装备制造业将迎来巨大机遇，而高档机床则是其中最重要的内容之一。我国数控车床制造企业中高档数控车床及大型数控车床研发与国外相比差距较为明显，超过70%的该类设备及绝大部分功能部件依靠进口。我国机床工业虽然拥有一批具有一定规模的数控机床生产厂和相应的产品研发机构，但是其技术水平仍较低。我们必须审时度势，深刻认识到国产数控车床的短板，勇于摸着石头过河，不能对先进技术产生畏难情绪，只有这样，才可以让我国的数控技术在国际市场上有一席之地。1.3设计参数后托架零件图如下：图1-1后托架零件图对CA6140车床后托架零件图进行了分析，可知该产品为中批轻型机械。CA6140型车床后托架工作部位为车床床身尾端。它对车削中产生振动有很大关系，因此要求其尺寸精度高，形状复杂而又能保证精度要求。当生产细杆零件时如果发现其长度大于床长，与工件机配件相匹配，加强固定工件和机床部件刚度的影响，从而提高车床的加工精度。必须保证其尺寸精度及形状公差要求。后托架部分的三个杠孔分别用于安装光杠，丝杠及操纵杠。其中前两个孔是用于装配螺母时与丝杆配合使用的，而第三个孔就是用来装夹螺钉时进行定位用的。对部件中毛线孔主要起导通油路作用；对旁路螺纹孔用于与油盖联接；对于反面的一个孔则是用于放置刀具等零部件。对前面4个孔则为较好地把后托架部分固定到车床尾部。通过对这些孔位进行定位来保证后轴向与纵向之间有一定的角度差。后托架零件主工作面在底面及侧面有3个孔，此2个工作面在我们本次设计加工过程中亦是需优先考虑的加工工。1.4工艺分析CA6140车床后托架两组表面的位置精度要求分别如下：以孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：，及的孔,两个的沉头孔，两个的装配铰孔，的深孔，螺纹，两销孔。其中，主要加工表面为，及的三个孔。以的底面为中心的加工表面：这一组加工表面包括的底面和锪平面。在加工过程中，需要确保两组表面之间的位置精度达到一定标准，这是至关重要的：(1)孔的轴线与底面的平行度为；(2)孔的轴线与底面的平行度为；(3)孔的轴线与底面的平行度为；(4)下底面的平面度误差为；(5)毛线孔的中心线与底面尺寸误差为；确保其精度符合标准时，在加工时先进行一组平面的加工，而另一组则需要使用专用夹具进行加工。第2章CA6140车床后托架工序设计毛胚图如下：图2-1CA6140车床后托架毛胚图2.1确定毛坯制造形式HT200,作为CA6140车床的后托架结构部分，在机床运行过程中需要进行主轴正转和反转的运动，同时，转向开关、丝杠和光杠也会连续或瞬时地进行正转和反转。因此，对该零件的工艺分析比较困难，必须通过设计专用模具来实现工件的定位夹紧。此外，由于该零件的轮廓尺寸相对较小，因此可以采用砂型铸造的方式，以满足提高生产效率和加工精度的需求，这种方法具有较高的合理性。2.2选择基准在工艺设计的过程中，恰当的基准选择是至关重要的，因为它可以确保产品的品质，同时提高生产效率。因此，要想制造出高质量和高效率的零件，就必须对所采用的材料进行分析，并根据实际情况来选取合适的加工工艺。相反，在加工过程中，问题会不断涌现，甚至可能导致生产出的零件出现大量不合格或直接报废，从而影响生产的正常运行。由于本方案采用的孔是铸造孔，故本设计于其上端增设一可调支撑结构为粗基准，用它作为对的底面进行加工的基准。另外选择左侧面作为第二基准面，从而限制这两个面的六个自由度。为了确保基准的一致性，我们在精基准的选择上进行了深入思考。当设计基准和工序基准不符合要求时，必须对其进行全面的尺寸计算。2.3制订工艺路线制定工艺路线的目的在于确保工件达到所需的形状、尺寸和位置精度等技术标准，以满足高精度的生产要求。所以说对于机械加工行业来说，如何进行合理的选择与优化工艺方案是一个很重要的问题。为了实现加工工序的集中化，提高产品的生产效率并确保产品质量的稳定性，建议在生产过程中采用万能性机床，并搭配专用夹具。对于零件的加工过程中，还要充分考虑刀具和切削参数之间的关系，从而可以有效地避免由于切削速度不稳定而导致加工出误差较大的情况出现。此外，在实际的生产过程中，必须综合考虑经济因素，包括但不限于优化加工设备、降低成本、节约资源，以实现最大化的效益。2.3.1方案一工序1：粗铣底面，并保证底面尺寸为；定位基准：侧面和外圆；工序2：精铣底面，并保证底面尺寸为；定位基准：侧面和外圆；工序3：钻两个的孔；钻两个销孔；锪一个沉头孔，深；锪两个沉头孔，深；定位基准：底面和侧面；工序4：钻孔；钻孔；钻孔；锪平孔端面，尺寸深；定位基准：底面和侧面；工序5：扩孔；扩孔；扩孔；定位基准：底面和侧面；工序6：半精镗孔；；；定位基准：底面和侧面；工序7：精镗孔；；；定位基准：底面和侧面；工序8：钻螺纹孔；钻深孔；定位基准：底面和孔；工序9：攻螺纹孔；底面和孔工序10：拉油槽，去毛刺；定位基准：底面和孔；工序11：按照图纸的要求进行检验；2.3.2方案二工序1：钻孔；钻孔；钻孔；锪平孔端面，尺寸深；定位基准：侧面和外圆；工序2：扩孔；扩孔；扩孔；定位基准：侧面和外圆；工序3：粗铣底面，保证底面尺寸；定位基准：侧面和两孔；工序4：粗铣底面，保证底面尺寸；定位基准：侧面和两孔；工序5：钻两个的孔；钻两个销孔；锪一个沉头孔，深；锪两个沉头孔，深；定位基准：底面和侧面；工序6：半精镗；；；定位基准：底面和侧面；工序7：精镗孔；；；定位基准：底面和侧面；工序8：钻螺纹孔；钻深孔；定位基准：底面和孔；工序9：攻螺纹孔；定位基准：底面和孔；工序10：拉油槽，去毛刺；定位基准：底面和孔；工序11：以设计图为准进行核验；比较两种方案并进行分析：两种方案的主要区别如下：方案一首先加工底面作为中心，然后将该面作为基准加工3个孔及其他孔；在加工过程中，采用了“粗精结合”的工艺方法，保证了零件精度要求。但方案二首先加工出3个孔，然后以孔口为定位基准加工底面。根据对方案一和方案二的比较分析以及后托架零件的作用，考虑到孔,,之间的轴线平行度要求都比较高。所以当选择底面为基准时，所需加工孔口精度尽可能高。对于一个复杂形状零件来说，如果要同时进行多道工序的话，那就要考虑到如何将多个工件合并起来才能保证所有面都能够达到较高的粗糙度和光洁度。这样一来，方案2中的过程并不是很恰当，而我们使用了方案1中的粗略排序。为了提高生产效率，减少生产成本，我们又提出了一个新的思路。方案1的处理顺序为：选用先对一组面进行粗加工和精加工，再以该面作为基准对另一组平面进行处理。由于粗加工和精加工量大而且难度高，所以最终确定采用方案三。方案一按工艺原则特定要求进行了完善。2.3.3具体方案工序1：粗铣底面，保证尺寸；定位基准：侧面和外圆；工序2：精铣底面，保证尺寸；定位基准：侧面和外圆；工序3：钻两个的孔；钻两个销孔；锪一个沉头孔，深；锪两个沉头孔，深；定位基准：底面和底面；工序4：钻孔；钻孔；钻孔；锪平孔端面，尺寸，深；定位基准：底面和底面；工序5：扩孔；扩孔；扩孔；定位基准：底面和底面；工序6：钻螺纹孔；钻深孔；定位基准：底面和底面；工序7：攻螺纹孔；定位基准：底面和底面；工序8：半精镗；；；定位基准：底面和底面；工序9：加工油槽；定位基准：底面和底面；工序10：精镗孔；；；定位基准：底面和侧面；工序11：去毛刺，清洗；工序12：按照图纸要求进行检验；2.4确定加工余量及毛胚尺寸CA6140车床后托架选用的的材料为HT200，该材料的硬度为，毛坯余量为3.05kg,生产类型属于中批量生产,采用了铸造毛坯的方案。通过对上述部分数据进行分析，并结合选定加工工艺路线可确定出每个加工面机械加工余量，工序尺寸和毛坯尺寸等参数，具体如下：底面考虑到其底面额度粗糙度比较高，所以需粗、精铣底面，其加工余量。其余各铸造孔的加工余量为：零件尺寸单边毛坯认为剩余孔口直径相对较小，仅能为实心孔口，故其毛坯无法铸造孔口，并参考资料《机械加工工艺手册》（以下简称《加工手册》）进行了鉴定：孔————钻孔到；扩孔到；半精镗到；精镗到；孔————钻孔到；扩孔到：半精镗到；精镗到；孔—————扩孔到；半精镗到；精镗到；2.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1：粗铣底面：如图：图2-2CA6140车床后托架底面图加工条件工件材料：HT200，，铸造；加工需求：粗铣底面，保证尺寸和台阶高；（1）选用机床：X6132型铣床；刀具：高速钢圆柱形铣刀，查阅参考资料《金属切削手册》（以下简称《切削手册》）后，采用了直径的铣刀，查得铣刀齿数；（2）确定铣削的深度：参考资料《切削手册》，确定粗加工的铣削深度；（3）确定每齿的进给量：参考资料《加工手册》，取粗铣时的每齿进给量；（4）确定主轴的转速：参考资料《实用金属切削加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），取粗铣时的主轴转速为，（5）计算铣削速度：由于我们之前已经确定了铣刀直径和主轴转速（粗铣刀时为）。所以，相应的铣削速度分别为：粗铣时：（式2-1）（6）校核机床的功率：由手册查得功率；取，，，，而，参考资料《加工手册》查得，故，所以：，可知，其所耗功率远小于机床功率，故方案可行。（7）基本工时的计算：参考资料《加工手册》，可以确定切入和切出的行程长度为，而工件的长度为，可计算出铣刀的工作行程为。所以，基本工时为：；（式2-2）2.5.2工序2：精铣底面：如图：图2-3CA6140车床后托架底面图加工条件工件材料：HT200，，铸造；加工需求：精铣底面，保证底面尺寸、台阶高；（1）选用机床：X5032立式铣床；刀具：高速钢端面铣刀，参考资料《切削手册》，取铣刀直径，参考资料《切削手册》，查得铣刀齿数；（2）确定铣削的深度：参考资料《切削手册》，确定精加工的铣削深度；（3）确定每齿的进给量：参考资料《加工手册》，取精铣时的每转进给量；（4）确定主轴的转速：参考资料《工艺手册》，取精铣时的主轴转速为；（5）计算铣削速度：由于之前已确定铣刀直径和主轴转速，所以，相应的铣削速度分别为：精铣时：（式2-3）（6）校核机床的功率：由手册查得功率；取，，，，而，参考资料《加工手册》，查得，故，所以：起所耗功率远小于机床功率，故方案可行。（7）基本工时的计算：参考资料《加工手册》，确定切入和切出的行程长度，而工件的长度为，故铣刀的工作行程为。所以，基本工时为：（精铣时）；（式2-4）2.5.3工序3：钻两个的孔；锪一个的沉头孔，深；钻两个销孔；锪两个沉头孔，深；如图：图2-4CA6140车床后托架钻孔示意图工步1：钻两个孔加工条件工件材料：HT200，，铸造；加工需求：钻锥度孔；（1）选用机床：Z5125A型钻床；刀具：钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-5）（5）计算基本时间：（式2-6）工步2：钻两个孔加工条件工件材料：HT200，，铸造；加工需求：钻锥度孔；（1）机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-7）（5）计算基本时间：（式2-8）工步3：锪一个的沉头孔，深加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：锪孔；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；计算转速：，按机床实际转速取；计算基本时间：（式2-9）工步4：锪两个沉头孔，深加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：锪孔；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；计算转速：，按机床实际转速取；（式2-10）计算基本时间：（式2-11）2.5.4工序4：钻孔到，；锪平端面，尺寸，深；如图：图2-5CA6140车床后托架钻孔示意图工步1：钻孔到加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：钻孔；（1）选用机床：Z575型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（2）计算转速：，按机床实际转速取（式2-12）（3）计算基本时间：（式2-13）工步2：钻孔到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：钻孔；（1）机床：Z575型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-14）（5）计算基本时间：（式2-15）工步3：锪平端面，尺寸；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：锪平端面；（1）机床：Z575型钻床；刀具：高速钢90度锪钻，锪钻直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-16）（5）计算基本时间：（式2-17）2.5.5工序5：扩孔到；；；如图：图2-6CA6140车床后托架扩孔示意图工步1：扩孔到加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：扩孔；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径；（1）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；3、确定切削速度：（2）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；计算转速：，按机床实际转速取；（式2-18）（3）计算基本时间：（式2-19）工步2：扩孔到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：扩孔；（1）机床：Z575型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-20）（5）计算基本时间：（式2-21）工步3：扩孔到加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：扩孔；（1）机床：Z575型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-22）（5）计算基本时间：（式2-23）2.5.6工序6：钻螺纹孔；钻深孔；如图：图2-4CA6140车床后托架钻螺纹孔示意图工步1：钻螺纹孔加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：钻孔；（1）机床：Z5125A型钻床；刀具：选用高速钢麻花钻，钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-24）（5）计算基本时间：（式2-25）工步2：钻深孔；加工条件：工件材料：HT200，σ，铸造；加工需求：钻孔；（1）机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-26）（5）计算基本时间：（式2-27）2.5.7工序7：攻螺纹孔；如图：图2-7CA6140车床后托架攻孔示意图加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：攻螺纹孔；（1）机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-28）（5）计算基本时间：（式2-29）2.5.8工序8：半精镗到；；；如图：图2-8CA6140车床后托架半精镗示意图工步1：半精镗到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：半精镗到；（1）机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-30）（5）计算基本时间：（式2-31）工步2：半精镗到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：半精镗到；（1）机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；3、确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（3）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-32）（4）计算基本时间：（式2-33）工步3：半精镗到；2.5.18加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：半精镗到；（1）机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-34）（5）计算基本时间：（式2-35）2.5.9工序9：加工油槽如图:图2-9CA6140车床后托架加工油槽示意图拉油槽，此处加工在CA6140车床上使用YG6切槽刀加工油槽，=1.5mm。《查阅机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，可得纵向进给f=0.2mm/r。查表5-43可得，车削速度，其中=54.8，=0.40，m=0.20,T=60min。所以切削速度V=30.67mm/min。由公式=3253.7r/min。选用n=1400r/min。所以实际切削速度为V=13.2mm/min。查阅《金属加工工艺人员手册》表15-1可知，机动时间,其中L为切刀行程长度，f为主轴每转切刀进给量,i为进给次数,n为主轴转速。L=46mm,f=0.2mm/r,i=3。所以机动时间t=0.493min。则辅助时间=0.089min。2.5.10工序10：精镗到；；；如图：图2-10CA6140车床后托架精镗示意图工步1：精镗到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：精镗到；（1）机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-36）（5）计算基本时间：（式2-37）工步2：精镗到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：精镗到；（1）机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-38）（5）计算基本时间：（式2-39）工步3：精镗到；加工条件：工件材料：HT200，，铸造；加工需求：精镗到；（1）机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；（2）确定切削进给量：参考资料《工艺手册》，取进给量；（3）确定切削速度：参考资料《工艺手册》，取切削速度；（4）计算转速：，按机床实际转速取；（式2-40）（5）计算基本时间：（式2-41）

第3章夹具设计夹具设计作为工装设计的重要组成部分，其不仅用于零件加工全过程中对被加工件进行夹持，固定，而且其设计需要确保被加工件位置精度和提高加工效率。因此，夹具必须要满足不同类型工件的需求，以实现对工件进行有效定位和夹持。各类专用夹具设计的合理与否会对被加工件的精度要求、生产制造等产生直接的影响。同时，由于机床夹具对工件定位误差有很大的敏感性，一旦出现偏差就会给加工带来困难和麻烦。因所以，机床夹具的设计在整个机械加工工艺过程中非常的重要。3.1原始质料分析本夹具主要是用于摇臂钻床上加工后托架的三杠孔，分别为的孔、的孔以及的孔。工件采用底面、侧面和盖板平面作为定位的基准，然后实现支撑钉和止推板的完全定位。由于工件具有一定厚度和较小直径的特点，所以采用普通车床加工难度较大。加工应符合粗糙度要求和孔轴线与底平面平行度公差。为了获得良好的表面质量和较高的精度，应根据零件结构特点合理选择刀具材料和切削用量。在寻找定位基准和确保技术要求的前提下。为了达到上述目的，必须对其进行分析研究。并考虑到了提高生产效率，减轻劳动强度的方法。3.2选择定位基准从零件图中可以看出：孔、、的轴线和底平面存在平行度公差要求，因此在加工孔前，必须先将底平面粗铣。再于以底平面作为定位精基准的今夕进行后续加工，从而达到平行度公差要求。因三孔、、间轴存在位置公差，故选用左端面作为定位基准进行钻模设计，可满足孔轴间轴位公差。3.3选择定位元件工件在夹具上定位，按工件结构特点及工序加工要求所选用的定位基准是多种形式的，并按其外形不同而选用了不同的定位元件。因钻三杆孔夹具的设计选用平面。因此，在使用这种类型的钻床或铣床时，要想保证钻孔精度，就必须考虑装夹误差的影响，使之尽可能小。参考资料《机械制造技术基础课程设计》中底面定位元件可选择2个球头支承钉及1个辅助支承、2个侧面各采用4个平头支承钉、1个止推板定位夹紧工件。3.4选择导向元件钻床夹具所采用的导向元件为钻套，以实现刀具的精准定位。它可以将刀具固定在钻套内或由其上伸出。在钻孔过程中，钻头被用作一种具有导向功能的切削工具。所以钻套必须具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性以及较高的刚性等特性。本文介绍一种新型的快换钻套。根据钻套的构造和使用场景，可将其归为固定、可更换、快速更换以及特殊类型的钻头。由于该夹具是钻制三杆孔夹具，工艺上需要在工件上完成钻，扩，铰等3个工步，最后需要满足工序简图确定的加工要求，所以钻套的快速替换是本设计较为理想的刀具导向元件之一。该钻套已标准化，参考资料《机械制造技术基础课程设计》，对三杆孔的快换钻套进行选择：孔可选择，;孔可选择,;孔可选择，。3.5计算切削力及夹紧力参考资料《机械加工工艺师手册》可得：切削力公式：（式3-1)式中参考资料《机械加工工艺师手册》得：即由式3-1得：切削扭矩公式:（式3-2)即：通过运用静力平衡原理，对工件在最不利的夹紧状态下的切削力和夹紧力进行力学分析，从而推导出理论上的夹紧力。在此基础上提出一种新的计算夹具可靠度的方法——安全系数法。通过将工件夹紧的可靠性与实际所需夹紧力的数值乘以安全系数，最终实现了预期效果。参考资料《机械加工工艺师手册》得：（式3-3)取，，即：螺旋夹紧时的夹紧力计算公式：（式3-4)式中参数参考资料《机械加工工艺师手册》可查得：其中：螺旋夹紧力：图3-1受力图通过上面的分析可知，实际所需要的夹紧力大于理论所需要的夹紧力。这是因为在整个夹紧过程中，夹紧力随工件旋转而增大，从而导致了夹持面与待加工表面间产生较大摩擦力。所以这种夹紧机构运行可靠。3.6夹具体的设计该夹具应用于摇臂钻床加工后部托架三杠孔。其特点是结构简单、使用方便，能保证零件尺寸精度要求。用它来夹紧工件可避免由于工件变形而造成的尺寸误差及形状误差。为了工件装夹的可靠性而采用辅助支承的方法。由于本夹具的设计是通过手动夹紧的方式来实现的，因此对工件的装夹与放松较为耗时费力。为了克服以上缺点，设计出一种自动夹紧装置并介绍其工作原理，通过对现有夹具进行分析研究，最终确定用机械结构来实现自动化加工功能。按该工件是易切削工件，对切削力的要求较低。结构简单。体积也比较小等等，考虑到产品生产效率，最终选择手动螺旋压板机构对工件进行夹紧。该设备使用灵活方便便于拆装。在机床夹具领域，这类夹紧机构以其简洁的构造、稳定可靠的夹紧特性以及广泛的适用性而备受青睐。3.7定位误差分析与计算定位误差是由基准不重合误差和定位副制造部准确误差两部分组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数