畢業(yè)設(shè)計-CA6140機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計（論文）CA6140車床后托架加工工藝及夾具設(shè)計二〇〇六年六月PAGEI摘要在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。關(guān)鍵詞工序，工藝，工步，加工余量，定位方案，夾緊力攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractPAGEIIABSTRACTEnableproducingthetargetinprocessofproduction(rawmaterials,theblank,stateofqualityandquantityonpartbecomealways)takeplacedirectcourseofchangeaskcraftcourse,iftheblankismade,machining,heattreatment,assembleetc.andcallitthecraftcourse.Inthecourseofmakingthecraft,isitconfirmeveryerectorlocationandworkerstepthatprocessneedthisofprocesstowant,thelocomotiveofprocessing,thisprocess,andtheenteringthegivingamountofthelathe,cutdepth,therotationalspeedofthemainshaftandspeedofcutting,thejigofthisprocess,thecutterandmeasuringtool,aonehundredsheetsofnumberoftimesstillleavesandaonehundredsheetsoflengthleaves,calculatebasictimeofthisprocess,auxiliarytimeandservicetimeofplaceofworkingfinally.Keywords：Theprocess,workerone,worker'sstep,thesurplusofprocessing,orientthescheme,clampstrength攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄PAGE6目錄摘要 IABSTRACT II1CA6140機(jī)床后托架加工工藝 31.1CA6140機(jī)床后托架的工藝分析 31.2CA6140機(jī)床后托架的工藝要求及工藝分析 31.2.1CA6140機(jī)床`后托架的技術(shù)要求 41.3加工工藝過程 41.4確定各表面加工方案 41.4.1在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素 51.4.2平面的加工 51.4.3孔的加工方案 51.5確定定位基準(zhǔn) 61.5.1粗基準(zhǔn)的選擇 61.5.2精基準(zhǔn)選擇的原則 71.6工藝路線的擬訂 71.6.1工序的合理組合 71.6.2工序的集中與分散 81.6.3加工階段的劃分 91.6.4加工工藝路線方案的比較 101.7CA6140機(jī)床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 131.7.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 131.7.2CA6140機(jī)床后托架的偏差計算 131.8確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 171.8.1工序1：粗、精銑底面 171.8.2工序2粗、半精、精鏜CA6140側(cè)面三杠孔 181.8.3工序3：鉆頂面四孔 251.8.4工序4：鉆側(cè)面兩孔 291.9時間定額計算及生產(chǎn)安排 311.9.1粗、精銑底面 311.9.2鏜側(cè)面三杠孔 321.9.3鉆頂面四孔 332專用夾具設(shè)計 352.1銑平面夾具設(shè)計 352.1.1研究原始質(zhì)料 352.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 352.1.3切削力及夾緊分析計算 352.1.4誤差分析與計算 362.1.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 372.2鏜孔夾具設(shè)計 372.2.1研究原始質(zhì)料 372.2.2定位基準(zhǔn)的選擇 372.2.3切削力及夾緊力的計算 382.2.4誤差分析與計算 402.3鉆頂面四孔夾具設(shè)計 402.3.1研究原始質(zhì)料 402.3.2定位基準(zhǔn)的選擇 412.3.3切削力及夾緊力的計算 412.3.4誤差分析與計算 422.3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 42結(jié)論 43參考文獻(xiàn) 44致謝 45攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）CA6140機(jī)床后托架加工工藝1CA6140機(jī)床后托架加工工藝1.1CA6140機(jī)床后托架的工藝分析CA6140機(jī)床后托架的是CA6140機(jī)床的一個重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。1.2CA6140機(jī)床后托架的工藝要求及工藝分析圖1.1CA6140機(jī)床后托架零件圖一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。1.2.1CA6140機(jī)床后托架的技術(shù)要求其加工有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個孔、以及左視圖上的兩個孔。⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。⑵．另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為，，，其表面粗糙度要求要求的精度等級分別是，，。⑶．以頂面為住加工面的四個孔，分別是以和為一組的階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。⑷．CA6140機(jī)床后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因?yàn)镃A6140機(jī)床后托架的重量只有3.05kg,而年產(chǎn)量是5000件，由[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-3可知是中批量生產(chǎn)。1.3加工工藝過程由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于CA6140機(jī)床后托架來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由上面的一些技術(shù)條件分析得知：CA6140后托架的尺寸精度，形狀機(jī)關(guān)度以及位置機(jī)精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。1.4確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計CA6140機(jī)床后托架的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機(jī)床。1.4.1在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素⑴．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。⑵．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。⑶．要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。⑷．要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。1.4.2平面的加工由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-12可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。1.4.3孔的加工方案⑴．由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-11確定，以為孔的表面粗糙度為1.6，則選側(cè)孔（，，）的加工順序?yàn)椋捍昼M——精鏜。⑵．而頂面的四個孔采取的加工方法分別是：因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，是，所以我們采用一次鉆孔的加工方法，的孔選擇的加工方法是鉆，因?yàn)榈目缀褪且唤M階梯孔，所以可以在已經(jīng)鉆了的孔基礎(chǔ)上再锪孔鉆锪到，而另一組和也是一組階梯的孔，不同的是的孔是錐孔，起表面粗糙度的要求是，所以全加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。1.5確定定位基準(zhǔn)1.5.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機(jī)床后托架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從CA6140機(jī)床后托架零件圖分析可知，選擇側(cè)面三孔作為CA6140機(jī)床后托架加工粗基準(zhǔn)。1.5.2精基準(zhǔn)選擇的原則⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機(jī)床后托架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從CA6140機(jī)床后托架零件圖分析可知，它的底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。1.6工藝路線的擬訂對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。CA6140機(jī)床后托架的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。1.6.1工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：⑴．工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。⑵．工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。1.6.2工序的集中與分散制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。⑴．工序集中的特點(diǎn)工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。⑵．工序分散的特點(diǎn)工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。1.6.3加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：⑴．粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。⑵．半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。⑶．精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。⑷．光整加工階段對某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實(shí)際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。1.6.4加工工藝路線方案的比較1.7.2CA6140機(jī)床后托架的偏差計算⑴．底平面的偏差及加工余量計算底平面加工余糧的計算，計算底平面與孔（，，）的中心線的尺寸為。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。精銑：由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。鑄造毛坯的基本尺寸為，又根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：粗銑后最大尺寸為：粗銑后最小尺寸為：精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側(cè)面三孔（，，）的中心線的尺寸為。機(jī)動時間，由式（1.5）有：⑻．精鏜孔切削深度：，半精鏜后孔徑進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工CA6140機(jī)床后托架零件時，需要設(shè)計專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計加工工藝孔夾具及銑底面夾具一套。其中加工側(cè)面的三孔的夾具將用于臥式鏜床，而頂面的四孔用到的刀具分別為兩把麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀以及锪鉆進(jìn)行加工，側(cè)面兩個孔將用兩把麻花鉆對起進(jìn)行加工。2.1銑平面夾具設(shè)計2.1.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來粗銑底平面，該底平面對孔、、的中心線要滿足尺寸要求以及平行度要求。在粗銑此底平面時，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。2.1.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：粗銑平面對孔、、的中心線和軸線有尺寸要求及平行度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用V形塊定心自動找到中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。采用V形塊定心平面定位的方式，保證平面加工的技術(shù)要求。同時，應(yīng)加一側(cè)面定位支承來限制一個沿軸移動的自由度。2.1.3切削力及夾緊分析計算刀具材料：（高速鋼端面銑刀）刀具有關(guān)幾何參數(shù)：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-9可得銑削切削力的計算公式：式（2.1）查參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：對于灰鑄鐵：式（2.2）取，即所以2.1.4誤差分析與計算該夾具以平面定位V形塊定心，V形塊定心元件中心線與平面規(guī)定的尺寸公差為。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：式（2.10）由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可得：⑴、平面定位V形塊定心的定位誤差：⑵、夾緊誤差：式（2.11）其中接觸變形位移值：式（2.12）⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷、夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.1.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，支承釘和V形塊采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。2.2鏜孔夾具設(shè)計2.2.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鏜加工孔、、。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。2.2.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：孔、、的軸線與底平面有平行度公差要求，在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)）來滿足平行度公差要求。孔、、的軸線間有位置公差，選擇左側(cè)面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個側(cè)面來限制六個自由度。2.2.3切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》查表可得：圓周切削分力公式：式（2.13）式中式（2.14）查表得：取由表可得參數(shù)：即：同理：徑向切削分力公式：式（2.15）式中參數(shù)：即：軸向切削分力公式：式（2.16）式中參數(shù)：即：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表可得：所以，由式（2.6）有：由式（2.7）有：由式（2.8）有：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算，由式（2.9）有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可查得：其中：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下：圖2.1弧形壓塊受力簡圖由表得：原動力計算公式即：式（2.15）由上述計算易得：由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。2.2.4誤差分析與計算該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？纵S線與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由參考文獻(xiàn)[15]《互換性與技術(shù)測量》表可知：?。ㄖ械燃墸┘矗撼叽缙顬橛蒣16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可得：、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當(dāng)時；側(cè)面定位支承釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足；則：、夾緊誤差，由式（2.11）有：：其中接觸變形位移值：式（2.16）⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷、夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.3鉆頂面四孔夾具設(shè)計2.3.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆、鉸加工頂面的四孔，其中包括鉆頂面四孔（其中包括鉆孔和擴(kuò)孔，鉸孔，以及锪孔，）。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。2.3.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：頂面四孔的軸線與左側(cè)面和后側(cè)面的尺寸要求要求，在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了銑加工，后側(cè)面也是一直都不加工的側(cè)面，因此，選后側(cè)面和做側(cè)面面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)）來滿足CA6140機(jī)床后托架頂面四孔加工的尺寸要求。由零件圖可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇左側(cè)面和后側(cè)面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔軸線和兩個側(cè)面的尺寸要求。工件定位用底面和兩個側(cè)面來限制5個自由度。2.3.3切削力及夾緊力的計算由資料《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》查表可得：切削力公式：式（2.17）式中查表得：即：實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表可得：所以由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，，螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可查得：其中：由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得：原動力計算公式：由上述計算易得：因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。2.3.4誤差分析與計算該夾具以底面、側(cè)面和頂面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由參考文獻(xiàn)[15]《互換性與技術(shù)測量》表可知：?。ㄖ械燃墸┘矗撼叽缙顬椤⒂蒣16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可得：⑴、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故⑵、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即：⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工后托架的底孔、錐孔。工件以底平面、側(cè)面和頂端為定位基準(zhǔn)，在支承釘和支承板上實(shí)現(xiàn)完全