基于普通機床的后托架的加工工藝及夾具設(shè)計

I基于普通機床的后托架的加工工藝及夾具設(shè)計摘要：后支架是機床尾部的支承件，通常與螺桿連接，起到固定尾端、減少抖動的功能。本文著重介紹了后車床的加工工藝和特殊的夾具設(shè)計，在工藝上比較了兩種工藝路線，并綜合了定位精度、裝配簡便、經(jīng)濟合理等因素，最后確定了一條銑-粗鏜-銑-半精鏜-精鏜的工藝路線。在夾具的設(shè)計中，從下、側(cè)三孔、上四孔三個角度分別設(shè)計了三種不同的夾具，并根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，得到了對應(yīng)的計算結(jié)果。關(guān)鍵詞：后支架；模具；定位；鏜孔IITheprocessingtechnologyandfixturedesignoftherearbracketbasedonordinarymachinetoolsAbstract：Therearbracketisasupportcomponentattheendofamachinetool,usuallyconnectedtoascrewtofixtheendandreduceshaking.Thisarticlefocusesontheprocessingtechnologyandspecialfixturedesignoftherearlathe.Twoprocessrouteswerecomparedintermsoftechnology,andfactorssuchaspositioningaccuracy,easyassembly,andeconomicrationalityweretakenintoconsideration.Finally,aprocessrouteofmillingroughboringmillingsemiprecisionboringprecisionboringwasdetermined.Inthedesignoffixtures,threedifferentfixturesweredesignedfromthreeangles:bottom,sidethreeholes,andtopfourholes,andcorrespondingcalculationresultswereobtainedbasedonrelevantliterature.Keywords：Rearbracket;Mold;Positioning;BoringIII目錄TOC\o"1-3"\h\u17464第１章緒論 緒論本課題主要的研究對象就是后托架（CA6140車床）的加工工藝規(guī)章及夾具設(shè)計，通過調(diào)查可以對一個設(shè)計進行初步的認(rèn)識，并可以學(xué)會怎樣或采用怎樣的切削方法來對加工過程進行修改。通過對毛坯的尺寸，形狀，以及材料的物理機械特性進行調(diào)整，從而獲得某種精確度，粗糙度等。即，要使產(chǎn)品能夠按時高效地加工出，能夠準(zhǔn)確地對產(chǎn)品進行加工中的技術(shù)要求，必須制定一系列的工藝規(guī)范來引導(dǎo)生產(chǎn)。所以，本論文以理解加工工藝的意義及作用作為結(jié)論性研究主題。我們將從這種設(shè)計中得到前所未有的啟示：1)必須對各部件的結(jié)構(gòu)有整體了解，由各部件的制圖學(xué)中獲得靈感，才能實現(xiàn)自己的思考與認(rèn)知。制圖技巧，加強了制圖技巧，提高了制圖技巧。繪圖部分，我們還不知道怎么用該程序可以運用AutoCAD和Proe的Office.2)從結(jié)構(gòu)設(shè)計到成品的整個過程，也就是從工藝規(guī)程的制訂，工件的定位，工藝的制定，到工藝的制定，到工藝的制定，再到工藝的制定。確定加工余量，計算工藝規(guī)格尺寸，計算加工時間，計算切削力，計算夾具，分析定位誤差，等等。優(yōu)秀的成績帶來不斷的研究，本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計不僅讓我對機械加工的流程、精度、尺寸的設(shè)定有了更為充分的理解，也讓我對機械加工流程有了更為清楚的理解。線材的選擇，加工方法的選擇，加工余量的設(shè)定。這個方案，是他根據(jù)之前的一些實驗得出的結(jié)論。復(fù)習(xí)一下知識，就能為將來的工作打下基礎(chǔ)。3)加工效果的改善程度與工藝參數(shù)的優(yōu)化程度密切相關(guān)。該設(shè)計對工件的工件的加工精度有很大的影響，它與工件的安裝、夾持以及組裝的正確與否有很大的聯(lián)系。在這個飛速發(fā)展的時代，有沒有必要設(shè)置。是否便捷會對整個工序的工期以及產(chǎn)量有直接的影響。它是一種用于加工一個工件的而專門安裝的裝置，或者是為了實現(xiàn)某個具體的工藝，而將工件快速準(zhǔn)確地組裝起來的裝置。這種裝置在提高工精度、提高生產(chǎn)率、降低工人的工作能力方面有著重要的作用。這是一件非常困難的事情，也是一件非常困難的事情。這一點很重要。后托架零件的零件分析（車床CA6140）按照該工藝路線，確定了該托架年生產(chǎn)量2000片的設(shè)計方案。根據(jù)《機械加工工藝手冊》[1]中所述的制造方法及使用方法，該設(shè)備屬于輕量設(shè)備。按比例計算，確定出的品種屬于中型批量。后座部分的作用：后座是CA6140機床的尾部，3個洞可供螺桿，光桿，轉(zhuǎn)向器安裝，起到加強固定作用；Φ40mm至Φ30.2mm的小孔為羊毛小孔，主要起到導(dǎo)流作用；所述的側(cè)道上有一個與所述的油蓋連接的螺口；前面的四個洞將后面的托架固定在車床的尾端上。后支架的構(gòu)造特征與技術(shù)要求（CA6140）如下圖1-1所示，CA6140車床的后支架為澆鑄件，按需要主要處理孔和底平坦的。后支架的具體構(gòu)造及技術(shù)要求是：①在具有開有f40+0.025毫米的孔的底面中央120×60毫米的加工表面還包含一個不確定的平面，對于f30.2+0.02毫米和f25.5+0.03毫米來說，需要通過修整使其具有Ra=1.6μm的粗糙率，該粗糙率是基于下面的表面。其精確度很高，與底板平行度達(dá)到100:0.07，以確保被切削的孔口位置的準(zhǔn)確性。②下層表面的尺寸精度必須達(dá)到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，其余的孔眼必須以下層為參考。③2—f20毫米，2—f13毫米，Rz=50；2—f20mm為圓錐形，表面粗糙度Ra=1.6微米，M6為絲扣。④其它沒有說明的被機加工過的曲面不必進行任何處理。首先對底部進行切削，再對底部進行切削，再對底部進行切削，再對底部進行切削。CA6140車床后托架的材料、毛坯和熱處理確定毛坯的制造形式后托架是一種車床后托起的部件，它的材質(zhì)是HT150，因為機床在運轉(zhuǎn)過程中，是讓主軸正轉(zhuǎn)與反向，轉(zhuǎn)向開關(guān)、絲桿、光桿也在正反向的連續(xù)或者瞬間運動，所以它的扭矩不大，強度也不高，所以可以采用鑄造的方式。從構(gòu)造、效率和加工精度等方面進行了選用。毛坯材料及熱處理毛坯材質(zhì)：根據(jù)《金屬工藝學(xué)》中的資料，灰鑄鐵HT150的機械特性：表2.1下表鑄鐵的性能參數(shù)牌號鑄件壁厚最小抗拉強度硬度鑄件硬度范圍金相組織HT1502.5-10175H175150-200鐵素體+珠光10-20145體20-3013030-50120灰鑄鐵適用于使用的基本情況：a、能承載中等負(fù)荷的部件；b）研磨表面間的單位表面壓強小于490kPa。由于粗粒化處理的灰口鑄鐵具有很強的切削作用，造成了嚴(yán)重的應(yīng)力集中，因此，HT150鋼中全部或大部分碳元素均以片狀的石墨形態(tài)出現(xiàn)；在此基礎(chǔ)上，進一步細(xì)化和優(yōu)化片層結(jié)構(gòu)，使片層均勻化，從而獲得更好的機械強度。為便于切割，可對鑄件進行石墨化處理，使其在鑄件表面及薄壁部位形成的白色（含較多的碳化物）消失。毛坯的結(jié)構(gòu)確定板料的構(gòu)造和技術(shù)要求CA6140車床后托架屬于鑄造類產(chǎn)品，其制造技術(shù)有較高的要求。①澆注時，要求澆注的壁厚合適、均一、無突然變化。②澆鑄時應(yīng)選用適當(dāng)?shù)倪吔?，避免鋒利的邊角。③應(yīng)盡量簡化鑄造結(jié)構(gòu)，調(diào)整好模具傾角，減少分型面，減少芯子，方便起模。④在鑄造時，加強筋的厚度和分配應(yīng)適當(dāng)，防止鑄造時因降溫而產(chǎn)生變形和裂紋。⑤選用適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)，使其具備較好的澆注效果。板料外形與大小的定義毛坯的形狀，尺寸設(shè)計也應(yīng)該考慮以下因素：①各機加工面應(yīng)盡量簡單。②流程參照，符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。③容易進行夾具、處理、檢驗。④盡量使用常用的、規(guī)范的、通用的、標(biāo)準(zhǔn)化的、有組織的、有秩序的、有規(guī)律的構(gòu)件。在挑選原石的過程中，要看是否有經(jīng)濟價值。雖然，通過將毛坯與被加工零件的輪廓形狀近似，可以減少加工余量，提升材料的利用率，降低制造費用，但也會導(dǎo)致制造困難，并且需要大量的昂貴的毛坯制造裝備，導(dǎo)致制造費用較高。因此，在確定毛坯種類、外形及尺寸時，一定要把零件的造價計算在內(nèi)，同時又要保證零件的使用效果。就原材料的種類而言只要有了輪廓、尺寸，就能按要求畫出初稿。CA6140機床后托架加工藝規(guī)程及切削用量的制定CA6140機床后托架CA6140型機器的后托架為該機器的主體部分，其主體部分體積較小，外形較為單一，但其側(cè)3個孔及底孔要求較高，且4個孔要求較低。后撐桿對于底面，側(cè)面三桿孔洞的平整度有一定的要求，因此必須進行光整。一個孔的中心和它相對于它的底部的表面大小的誤差。后支架的尺寸、外形、零件間的連接位置、零件表面的粗糙度等都會對機器的裝配與工作產(chǎn)生直接的影響，進而對機器的工作效率與工作效率產(chǎn)生較大的影響。CA6140機床后托架工藝的要求和分析所設(shè)計的產(chǎn)品既要符合機械設(shè)計的需要，又要具有良好的技術(shù)特性，即能夠進行加工，既要確保加工的品質(zhì)，又要盡量減少工作的工作量。由于設(shè)計與生產(chǎn)兩個環(huán)節(jié)之間存在著密切的聯(lián)系，所以設(shè)計人員需要從技術(shù)層面來考慮這兩個環(huán)節(jié)的問題。操作人員要確保操作環(huán)境符合要求。尤其是三組工藝：下端，三個側(cè)面，四個頂部，兩個左邊。⑴.基礎(chǔ)部分是被機械處理的基本面。需要研磨加工，其下表面應(yīng)具有1.6的粗糙度和0.03的平整度。⑵.接下來要處理的是三個側(cè)面的洞，分別是，，，它們在表面粗糙度上有的要求，滿足這些要求的精度的等級分別是，，。⑶．頂面為主加工面的四個孔，、的一組階梯孔，表面粗糙度，，和、的階梯孔。其中為裝配式鉸孔，孔表面粗糙度，，的表面粗糙度。⑷．CA6140型機座的后座均采用金屬鑄造。由于它的生產(chǎn)效率很高，所以我們可以不做任何的形狀。加工工藝過程從上述資料得到的結(jié)果可以看出。該產(chǎn)品的主要加工是平面和孔系。一般來說，前者的加工精度是第一位的。為了解決其加工中的關(guān)鍵技術(shù)問題，必須確?？椎某叽缇?、位置的精確，以及孔與孔的適當(dāng)關(guān)系。確定各表面加工方案好的零件不僅要滿足設(shè)計需要，還要有良好的制造技術(shù)，即零件制造簡單、易于制造、并能確保產(chǎn)品的品質(zhì)，又要減少人工。CA6140型數(shù)控加工設(shè)備的后部支撐件的制作，既要兼顧生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，又要兼顧生產(chǎn)的成本。在確保生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確度的情況下，選用價格較低的設(shè)備。在選擇表面和孔的加工方法時，需要認(rèn)真考慮以下幾個方面：⑴.要注意所需要的原料質(zhì)量，以及所要實現(xiàn)的精度，并按照生產(chǎn)過程中所要滿足的生產(chǎn)需要，選擇合適的生產(chǎn)過程。⑵.考慮到要加工的材料的性質(zhì)。比如，硬化鋼由于其硬度高，難以進行機械加工，所以一般都是通過磨削或電化學(xué)來進行。⑶.針對企業(yè)的實際情況，改進現(xiàn)有的處理工藝和設(shè)備，使其達(dá)到更好的處理效果。平面的處理參照《機械加工工藝手冊》中的表格2.1~12可知，在粗銑-精銑條件下，粗糙度應(yīng)在6.3~0.8之間選擇?？椎募庸し桨涪?對《機械加工工藝手冊》中表2.1-11進行核對和檢驗。選側(cè)孔（，，）的加工順序為：粗鏜——精鏜。⑵．而頂面的四個孔采取的加工方法分別是：表3.1孔的加工方法孔加工方式表面粗糙度鉆Rz50擴Ra1.6鉸Ra1.6確定定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇大致的引用選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：⑴.將未經(jīng)加工的曲面作為基準(zhǔn)。由此，可以保證定位關(guān)系（對未經(jīng)處理的面）的精確度[4]。⑵.選取余量相等的重要表面，用作基礎(chǔ)基準(zhǔn)[4]。⑶.使用最小切削裕度做為一個大致的基準(zhǔn)。因此，在此方向上，可以有較大的切削裕度。⑷.為確保精確的位置，通常選用表面光滑且尺寸較大的粗度參考。當(dāng)沒有毛刺和毛刺時，這個表面選取了一個粗糙的基準(zhǔn)[5]。⑸、粗略的參考應(yīng)該盡可能地避免與其他各種材料重復(fù)使用，因為粗略的參考表面往往是不平整的，使用壽命短，很難確保其位置的準(zhǔn)確性。仔細(xì)看過之后，我選定了三個側(cè)方開著的孔洞，做為后排座椅的大致參照。精基準(zhǔn)選擇的原則在選取精基準(zhǔn)時，應(yīng)當(dāng)遵守①基準(zhǔn)一致，⑵基準(zhǔn)一致，⑶互相參照，⑷自主基準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，選擇了高精度、大面積曲面做為精加工的參考，確保了精密零件的精確位置。并考慮到對工件的夾緊和加工。如圖所示，在其底部及兩側(cè)開有三個洞，可供精度參照。而四上四下四眼的工藝參照，則可為兩個初始表面。精基準(zhǔn)原理的選擇，以保證零件精度和夾具精度為目的。工藝路線的擬訂CA6140型機床的后部支撐件的制作第一步就是按照規(guī)范的要求進行了加工。首先通過鉆孔來確定表面的平整度，然后對頂端進行精確的切削。其次，我們也要按照粗糙度的區(qū)別及在進行前處理的原理。工序的合理組合在制定出相應(yīng)的制造流程之后，對每道工序進行定量的原則是：⑴過程分散原則操作過程簡便，易于選取最佳切割參數(shù)。制造前的準(zhǔn)備工作較少，更換新的產(chǎn)品也比較容易。這不需要太多的熟練工人。但是，這種方法所需的設(shè)備、人力、場地、工藝流程和生產(chǎn)管理等都十分龐大。⑵.過程的集中原則它可使工藝過程個數(shù)、零件拼裝數(shù)量、工藝過程、人員及設(shè)備占用空間、制造及管理困難等方面得到很好的應(yīng)用。如果有合適的機器，可以批量的制造一些特殊的機器，這樣產(chǎn)量就會更高。但是，如果要使用專用的機器和機器，成本就會提高。為了方便對小批量產(chǎn)品的管理，通常將工藝過程適度的聚焦在小批量產(chǎn)品上。但是，目前還沒有專門的裝備，只能通過一些簡易的機器和特殊的固定裝置來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)對纖維組織的在線加工。過程的集中式與分散式各有各的優(yōu)勢，在進行具體的操作時，應(yīng)結(jié)合自己需要的原料與設(shè)備狀況，來進行具體的選擇。加工階段的劃分加工階段的劃分如下：表3.2加工階段的劃分加工階段作用公差等級粗糙度Ra（μm）粗加工切除多余的毛坯金屬，為接下來需要進行的精加工工作提供了一個條件，準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)一些缺陷，對它修補IT11~IT1280~100半精加工確保其適宜的剩余量IT9~IT1010~1.25精加工保證零件的外形、位置、尺寸準(zhǔn)確和表面的粗糙度,使各主要表面能夠符合圖紙設(shè)計IT6~IT710~1.25光整加工減小工件的表面粗糙度IT5~IT61.25~0.32每道程序完成后，都要進行一系列的熱加工。熱處理的特點和特點各不相同，有的在粗加工前先進行，有的既在粗加工后又在精加工時同時進行。需要說明的是，這一進程并非固定不變，而是可以任意選取的。在生活中，對于剛性好，精度低，批量少，裝配耗時長的部件，通常都不會將其劃分為粗、精兩種。甚至沒有兩個。我們需要理解的是，所謂“分段”就是指全部的工序，不能以一種曲面或一種工序的特點來區(qū)分。加工工藝路線方案的比較在確定了各個部件的尺寸公差，形位公差，表面粗糙度后，再采用專用設(shè)備，可以大大增加生產(chǎn)。但同時又要兼顧成本，于是就弄出了兩種不同的制造方式。請參閱以下表格：表3.3加工工藝路線方案比較表工序號方案Ⅰ方案Ⅱ工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)010粗銑底面?zhèn)让婧屯鈭A粗、精銑底平面?zhèn)让婧屯鈭A020精銑底平粗側(cè)面和外圓粗鏜孔：、底面和側(cè)面040鉆、擴孔：、底面和側(cè)面半精鏜孔：、、底面和側(cè)面050粗鉸孔：、、底面和側(cè)面精鏜孔：、、底面和側(cè)面060精鉸孔：、、側(cè)面和兩孔粗銑油槽底面和側(cè)面070粗銑油槽底面和側(cè)面鉆：、底面和側(cè)面080锪鉆孔：底面和側(cè)面擴孔底面和側(cè)面090鉆：、底面和側(cè)面精鉸錐孔：底面和側(cè)面110擴孔底面和側(cè)面锪鉆孔：、底面和側(cè)面120精鉸錐孔：底面和側(cè)面去毛刺130锪鉆孔：、底面和側(cè)面鉆：、底面和孔140鉆：、底面和孔攻螺紋底面和孔150攻螺紋底面和孔锪平面160锪平面倒角去毛刺160倒角去毛刺檢驗170檢驗對工藝流程的論證：⑴.在120個步驟中，為了防止工作人員劃傷雙手，為以后的裝配和位置做好準(zhǔn)備，在120個步驟中，對120個步驟進行了倒角。⑵.在010工序中，第一步處理的是下表面，以提高定位的準(zhǔn)確性。⑶.根據(jù)“粗”和“細(xì)”分開的原理，進行了試驗研究。從上述分析可以看出，后者比較合理，經(jīng)濟。具體操作如下：表3.4加工工藝過程表工序號工種工作內(nèi)容說明010鑄造金屬型鑄造鑄件毛坯尺寸：長：寬：高：孔：、、020清砂除去澆冒口，鋒邊及型砂030熱處理退火石墨化退火剔除鑄鐵、薄壁零件表面露出的白色結(jié)構(gòu)，改善切削加工040檢驗檢驗毛坯050銑粗銑、精銑底平面工件用專門夾具進行裝夾；立式銑床060粗鏜粗鏜鏜孔：，，工件使用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（）070銑粗銑油槽080半精鏜半精鏜鏜孔：，，工件用特用夾具裝夾；立式銑鏜床（）090精鏜精鏜鏜孔：，，工件用特用夾具裝夾；立式銑鏜床（）100鉆將孔、、鉆到直徑工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床110擴孔鉆將擴孔到要求尺寸120锪孔鉆锪孔、到要求尺寸130鉸精鉸錐孔140鉗去毛刺150鉆鉆孔、工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床160攻絲攻螺紋170鉗倒角去毛刺180檢驗190入庫清洗，涂防銹油CA6140機床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定毛坯的結(jié)構(gòu)工藝的要求毛坯結(jié)構(gòu)工藝的要求及考慮因素如下：表1.5毛坯機構(gòu)工藝的考慮因素工藝要求考慮因素厚度和分布適當(dāng)，均勻且無突然變化每個加工表面的幾何形狀盡可能簡單鑄圓角適當(dāng)，無尖角工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)一致鑄件結(jié)構(gòu)簡單，起模斜度合理，以減少分型面，并方便起模結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，使用一般設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)工具加工鑄造材料應(yīng)合理，并具有更好的鑄造性便于裝夾、加工和檢查在確定板料尺寸時，經(jīng)濟性是影響板料尺寸的主要因素。盡管毛坯的大小和制品的外部形狀差不多，但是如果把它減小到最小，就可以有效地減少材料的損耗，從而減少制造費用，但是這樣做會使毛坯制造變得困難，需要更多的裝備，并且極大地增加了毛坯制造費用。我們要依據(jù)產(chǎn)品的價格，來確定產(chǎn)品的種類，形狀，大小，并保證產(chǎn)品的質(zhì)量。在選定了板料類型、板料大小之后，按此圖進行板料的勾畫。CA6140機床后托架的偏差計算⑴.基面誤差與加工裕度的計算下表面加工余量的計算，下表面及鉆孔（，，）其中心線的尺寸為35+-0.07。根據(jù)設(shè)計的需要，其頂面的加工方法有粗磨和精銑兩種。具體的裕度如下：粗銑：《機械加工工藝手冊第1卷》（見附件3.2-23)，其剩余值為：，現(xiàn)取。粗銑平面厚度偏差取。精銑：由《機械加工工藝手冊》的表2.3-59得，它的余量值規(guī)定。鑄造毛坯的基本尺寸計算式為，并且根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-11根據(jù)上述規(guī)定[10]，鑄件的尺寸容限級別是CT7，通過再參考表2.3-9，可以看出，鑄件的尺寸公差是：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：精銑后與零部件圖的大小一致，就是側(cè)面三個圓孔（，，）的中心線大小為。⑵．正三孔的視圖誤差與加工裕度的計算《機械加工工藝手冊》（見下文表2.3-59）、《互換性與技術(shù)測量》（附件1-8)，可查閱下列內(nèi)容：孔：粗鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是半精鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是精鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是孔粗鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是半精鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是精鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是孔粗鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是半精鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是精鏜的精度等級為，表面的粗糙度，尺寸上的偏差是根據(jù)設(shè)計的需要，將三個側(cè)面鉆孔加工分為粗鏜、半精鏜和精鏜三個階段。各工序的裕度如下：《機械加工工藝手冊》中的全部資料（見下表2.3-48）粗鏜：孔，余量值為；孔，余量值為；孔，余量值為。半精鏜：孔，余量值為；孔，余量值為；孔，余量值為。精鏜：孔，余量值為；孔，余量值為；孔，余量值為。鑄件毛坯的基本尺寸分別為：孔毛坯基本尺寸為：；孔毛坯基本尺寸為：；孔毛坯基本尺寸為：。根據(jù)《機械加工工藝手冊》（附表2.3-11)，確定了鑄件的尺寸公差級別為CT7。尺寸公差分別為：孔毛坯名義尺寸為：；毛坯最大尺寸為：；毛坯最小尺寸為：；粗鏜工序尺寸為：半精鏜工序尺寸為：精鏜后尺寸是，已達(dá)到零件圖尺寸要求孔毛坯名義尺寸為：；毛坯最大尺寸為：；毛坯最小尺寸為：；粗鏜工序尺寸為：；半精鏜工序尺寸為：精鏜后尺寸和零件圖尺寸一致，即：孔毛坯名義尺寸為：；毛坯最大尺寸為：；毛坯最小尺寸為：；粗鏜工序尺寸為：半精鏜工序尺寸為：精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即⑶．頂面兩組孔和，另外一組的錐孔和實心毛坯，沒沖孔。兩孔的精度要求是，表面粗糙度的要求。確定尺寸和加工余量為：第一組：和加工該組孔的工藝是：鉆——擴——锪鉆孔：擴孔：（Z為單邊余量）锪孔：（Z為單邊余量）第二組：的錐孔和加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸鉆孔：锪孔：（Z為單邊余量）鉸孔：確定切削用量及基本工時（機動時間）工序1：粗、精銑底面機床：雙立軸圓工作臺銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料：齒數(shù)⑴．粗銑銑削深度：每齒進給量：銑削速度：機床主軸轉(zhuǎn)速：，式（1-1）實際銑削速度：式（1-2）進給量：式（1-3）工作臺每分進給量：：被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：式（1-4）取刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：式（1-5）⑵．精銑：銑削深度：每齒進給量：銑削速度：機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，實際銑削速度，由式（1-2）有：進給量，由式（1-3）有：工作臺每分進給量：被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1。機動時間，由式（1-5）有：本工序機動時間工序2：粗、半精、精鏜CA6140側(cè)面三杠孔機床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：以下參照文獻(xiàn)均為《機械加工工藝手冊》中表2.4-66⑴．粗鏜孔切削深度：，毛坯孔徑。進給量：《機械加工工藝手冊》（詳細(xì)內(nèi)容請參閱《機械加工工藝手冊》）及附件2.4-66。刀桿橫向長度是，切削的深度。確定進給量。切削速度：同上取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘工作臺進給量：式（1-7）被切削層長度：刀具切入長度：式（1-6）刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑵．粗鏜孔切削深度：，毛坯孔徑進給量：，刀桿伸出長度取，切削深度。進給量。切削速度：和選取上孔切削速度參考書目相同，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑶．粗鏜孔切削深度：，毛坯孔徑。進給量：同上，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上，機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑷．半精鏜孔切削深度：，粗鏜后孔徑進給量：同上，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上取：機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑸．半精鏜孔切削深度：，粗鏜后孔徑進給量：同上取刀桿伸出長度，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上?。簷C床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑹．半精鏜孔切削深度：，粗鏜后孔徑進給量：同上取刀桿伸出長度，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘工作臺進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑺．精鏜孔切削深度：，半精鏜后孔徑進給量：同上，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-2）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑻．精鏜孔切削深度：，半精鏜后孔徑進給量：同上，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-5）有：⑼．精鏜孔切削深度：，半精鏜后孔徑進給量：同上，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：同上，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-2）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：每分鐘的工作臺的進給量，由式（1-7）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-6）有：刀具切出長度：取行程次數(shù)：機動時間，由式（1-7）有：本工序所用的機動時間：3.8.3工序3：鉆頂面四孔鉆頂面四個孔分別是鉆孔和、擴孔，鉸孔，以及锪孔，。機床：工具：圓錐形金剛石鉆。E211、E101GB4260-84帶導(dǎo)向柱直柄平底鉆機米制/摩氏4型圓錐直柄鉸刀物質(zhì)：⑴．鉆孔，以及的錐孔鉆孔時先鉆到再擴到，所以，另外兩個錐孔同樣先鉆到。切削深度：進給量：由《機械加工工藝手冊》可以見到的下文附表2.4-52，取切削速度：由《機械加工工藝手冊》見附錄2.4-53，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度：式（1-8）刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：式（1-9）⑵．?dāng)U孔鉆孔時先采取的是鉆到再擴到，所以，切削深度：進給量：由《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取切削速度：由《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-8）有：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間，由式（1-9）有：⑶．锪孔切削深度：，由《機械加工工藝手冊》表可以得到：進給量,切削速度；取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-8）有：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為2機動時間，由式（1-5）有：⑷．锪孔切削深度：，根據(jù)《機械加工工藝手冊》所示表得：進給量,切削速度；取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-8）有：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間，由式（1-5）有：⑸．鉸孔切削深度：，進給量：請參見《機械加工工藝手冊》（詳見附錄2.4-58），取切削速度：由《機械加工工藝手冊》（附錄2.4-60），取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-8）有：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間，由式（1-9）有：3.8.4工序4：鉆側(cè)面兩孔鉆側(cè)面兩孔（其中包括鉆的孔和的螺紋孔）機床：⑴．鉆切削深度：由《機械加工工藝手冊》中表可以輕易查得：進給量,切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-8）有：刀具切出長度：取加工基本時間，由式（1-5）有：⑵．鉆螺孔切削深度：進給量：由《機械加工工藝手冊》詳見本書附錄表2.4-39，，取切削速度：由《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度，由式（1-8）有：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間，由式（1-5）有：③、攻螺紋孔機床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：由《機械加工工藝手冊》附錄2.4-105得，取機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1-1）有：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度，由式（1-2）有：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間，由式（1-5）有：鉆頂面四孔的機動時間：這些工序的加工機動時間的總和是：時間定額計算及生產(chǎn)安排CA6140型機床后支架的設(shè)計，按照有關(guān)項目的需求，能達(dá)到年生產(chǎn)能力5000臺。如果一年有240個工作天的話，那么一天的產(chǎn)量通常不會低于21個。假設(shè)一件產(chǎn)品的日平均產(chǎn)量是21件，按一天8個小時的極限來計算，那么在這個計劃中，每一件產(chǎn)品的平均每一生產(chǎn)循環(huán)一般不會超出22.8分鐘。一件機床的工時定額，其計算公式如下：（大量生產(chǎn)時）式（1-10）大批量生產(chǎn)中一件時間定額計算公式為：式（1-11）其中：—單件時間定額—基本時間—輔助時間。它用于處理工件執(zhí)行輔助動作所費時間—安排工作場地、休閑需要時間應(yīng)當(dāng)占操作時間的百分之?dāng)?shù)3.9.1粗、精銑底面機動時間：輔助處理工作的進行時間：根據(jù)《機械加工工藝手冊》附件2.5-45中的每一個機械工位的輔助加工時間為0.41分鐘。因為在一個大的流水線中，零件的卸載和卸載都比較短，因此我們采取的處理方法一般為1分鐘。則：單間時間定額，由式（1-11）有：因此，應(yīng)安排一臺機床以完成該過程的處理并滿足生產(chǎn)要求。3.9.2鏜側(cè)面三杠孔⑴、粗鏜側(cè)面的三孔（，，）機動時間：輔助工作時間：見下面附件2.5-37，見《機械加工工藝手冊》，取工位的主要輔助時間為0.8分鐘。因為目前工廠內(nèi)的全部流水線所需的搬運作業(yè)時間較短，所以只需3分鐘即可完成裝卸作業(yè)。則：單間時間定額，由式（1-11）有：所以，應(yīng)該安排一臺機器來完成工藝的加工，以達(dá)到產(chǎn)品的需求。⑵、半精鏜三孔邊（，，）機動時間：輔助工作時間：參見《機械加工工藝手冊》，見以下附件2.5-37。取。因為目前工廠整體流水線上的裝卸作業(yè)時間比較短，所以將裝卸工件數(shù)取為。則：單間時間定額，由式（1-11）有：所以，應(yīng)該安排一臺機器來完成工藝的加工，以達(dá)到產(chǎn)品的需求。⑶、精鏜三孔邊（，，）機動時間：輔助工作時間：由《機械加工工藝手冊》可以見到的下文附錄2.5-37，取工步主要輔助工作時間為。取裝卸工件同上，為3分鐘。則：單間時間定額，由式（1-11）有：因此，應(yīng)安排機床以完成該過程的處理并滿足生產(chǎn)要求。3.9.3鉆頂面四孔鉆頂面四個孔有鉆和、擴鉆、鉸孔以及锪孔和。機動時間：輔助工作時間：見下面附件2.5-41，見《機械加工工藝手冊》。取。因為目前工廠整體流水線上的裝卸作業(yè)時間比較短，因此，取裝卸工件的時間是。則：單間時間定額，由式（1-11）有：因此，應(yīng)安排機床以完成該過程的處理并滿足生產(chǎn)要求。鉆左側(cè)面的兩孔（其中包括鉆的孔和的螺孔）機動時間：輔助時間：同上，取工步主要輔助工作時間為。由于現(xiàn)在廠房的整個生產(chǎn)線裝卸工件工作時間相對較短，所以取裝卸工件為。則：單間時間定額，由式（1-11）有：因此，應(yīng)安排機床以完成該過程的處理并滿足生產(chǎn)要求。的螺紋孔攻絲機動時間：輔助工作時長：根據(jù)鉆孔的輔助工作時長，令裝卸工件輔助時長為，工步輔助為。則：參照鉆孔值，取單間時間定額，由式（1-11）有：因此，應(yīng)安排機床以完成該過程的處理并滿足生產(chǎn)要求。專用夾具設(shè)計提高勞動生產(chǎn)率，保證質(zhì)量，降低工作強度。在CA6140加工后支架的加工中，應(yīng)進行專用的卡具設(shè)計。針對該項目的技術(shù)需求，研制了一套加工工藝孔夾和銑底夾。加工三孔邊的工裝，采用臥式鏜床，上面四個孔，我們可以用到兩個麻花鉆，一個擴孔鉆，一個鉸刀，一個鑿子，兩個側(cè)面鉆。銑平面夾具設(shè)計研究原始質(zhì)料本夾具主要是用于粗銑底部平面，它對孔、、的中線的大小和平行度都要符合。在對其進行粗銑時，其它的基材均視為未處理的表面。首先要找出一個定位的標(biāo)準(zhǔn)，這樣我們就可以確保技術(shù)上的需要。定位基準(zhǔn)的選擇由零部件圖得知：粗銑平面對孔、、的中心線與軸線均有相應(yīng)的尺寸與平行度，孔中心線為設(shè)計參考。采用V型塊體對中和中心線進行自動尋心，使定位誤差最小，易于實現(xiàn)[16]。采用V型塊對中平面進行定位，達(dá)到了工藝要求。同時，在兩側(cè)增設(shè)定位支撐，來制約沿軸移動的一個自由度。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)：銑削切削力的計算公式見《機床夾具設(shè)計手冊》下面的附件1-2-9：式（2-1）查參考文獻(xiàn)[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：對于灰鑄鐵：式（2-2）取，即所以由參考文獻(xiàn)[17]《金屬切削刀具》表1-2可得：垂直切削力：（對稱銑削）式（2-3）背向力：通過對工件的測量，得到的夾持力和夾持力，可以得到最不利的夾持狀態(tài)，并依據(jù)靜態(tài)平衡的原理，對夾持力進行了準(zhǔn)確的計算。為了保證工件的夾持可靠，在此基礎(chǔ)上加一個安全系數(shù)，以求出實際需要的夾持力。即：式（2-4）安全系數(shù)K可按下式計算：式（2-5）式中：為各安全系數(shù)，看《機床夾具設(shè)計手冊》（詳見附錄表）可得：所以式（2-6）式（2-7）式（2-8）計算結(jié)果顯示，該夾持力是非常低的。為了便于操作，采用手工螺釘固定裝置。按以下公式來計算夾持一個螺絲所需的夾持力：式（2-9）式中參數(shù)《機床夾具設(shè)計手冊》得：其中：螺旋夾緊力：易得：通過對比，發(fā)現(xiàn)實際的夾持力要比要求的夾持力大得多，所以該夾具機構(gòu)是可靠的。誤差分析與計算該模型夾具采用了V型塊的平面定位，其中心線和平面尺寸的公差是。為使工藝過程完全符合要求，工藝總誤差應(yīng)大于或小于預(yù)定工藝誤差。和機床夾具相關(guān)的處理誤差，可用下列公式表示：式（2-10）由《機床夾具設(shè)計手冊》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：由上面可得，設(shè)計的夾具須滿足部件精度要求。夾具設(shè)計及操作的簡要說明正如之前提到的，要增加產(chǎn)量，若采用手工的卡鉗，則會耗費大量的時間。因為工件很小，很容易被切割，所以切削力很低。經(jīng)過對比，選用了螺絲夾持裝置。這個裝置使用起來很方便，很實用。廣泛應(yīng)用于各種機械工裝。在使用過程中，夾具會發(fā)生故障，部件尺寸會發(fā)生變化，從而影響到定位和夾持。因此，支持釘和V型塊都使用了可調(diào)的連桿，以便可以在任何時候進行調(diào)整。研究原始質(zhì)料此夾具通常用于鏜加工孔、、。不僅要達(dá)到表面的粗糙度，還要保證孔軸與底部的平行度。只有找到了合適的坐標(biāo)，才能達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)。還要考慮如何才能讓工人的工作效率更高，降低工人的成本。定位基準(zhǔn)的選擇從我們的零件圖中可以看出：孔、、其軸向和底面都有一定的平行度，所以在加工時，必須先對下表面進行粗銑。以底部為基礎(chǔ)，可以很好地滿足平行度的容差要求?？?、、采用左側(cè)作為定位基準(zhǔn)進行鉆孔模具的設(shè)計，以保證鉆孔軸線之間的位置誤差。工件的中底面和兩側(cè)邊的位置都限定了6個自由度。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《機床夾具設(shè)計手冊》查表得：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：通過對工件的測量，得到的夾持力和夾持力，可以得到最不利的夾持狀態(tài)，并依據(jù)靜態(tài)平衡的原理，對夾持力進行了準(zhǔn)確的計算。為了保證工件的夾緊可靠，在此基礎(chǔ)上加一個安全系數(shù)，以求出實際需要的夾持力。也就是說：安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2-5）有：：式中：為各種安全系數(shù)，《機床夾具設(shè)計手冊》附表中可以得到：所以，由式（2-6）有：由式（2-7）有：由式（2-8）有：螺旋夾緊力由下面公式計算，由式（2-9）有：式中參數(shù)由《機床夾具設(shè)計手冊》得：其中：螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋式夾緊裝置，通過圓弧壓塊夾持工件。受力的示意圖顯示在下面：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：計算表明，使用手動螺絲夾緊機構(gòu)比較好。誤差分析與計算孔軸線與左側(cè)面的線性尺寸偏差一致?！痘Q性與技術(shù)測量》表可知：?。ㄖ械燃墸┘矗撼叽缙顬橛蒣16]《機床夾具設(shè)計手冊》可得：、定位誤差：當(dāng)時；側(cè)面定位支承釘距離底部平面距離為，側(cè)面的高度為；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：以上可知，設(shè)計的夾具能滿足要求。鉆頂面四孔夾具設(shè)計研究原始質(zhì)料本次設(shè)計所需要的模具主要是利用鉆、鉸加工頂面上的4個小孔，既要滿足加工表面的粗糙度，又要確?？椎妮S線和底面的平行度公差。技術(shù)要求只能通過建立一個位置來保證。同時，我們還要想一想怎樣更好的減少費用。定位基準(zhǔn)的選擇由對零件結(jié)構(gòu)圖的分析可知，四孔加工軸線、左、后側(cè)面的加工要達(dá)到對應(yīng)的尺寸要求，加工孔之前的下表面要進行銑削加工，后表面是未加工的表面。再選取左邊及背面的精密基準(zhǔn)，便于不同尺寸的需要進行定位。切削力及夾緊力的計算由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：切削力公式：式（2-17）式中查表得：即：實際所需夾緊力：由《機床夾具設(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：為各種安全系數(shù)，由《機床夾具設(shè)計手冊》表給出如下：所以計算表明，使用手動螺絲夾緊機構(gòu)比較好。取，，螺旋夾緊力，由式（2-9）有：：式中參數(shù)《機床夾具設(shè)計手冊》可得：其中：由上述計算易得：因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。誤差分析與計算該夾具應(yīng)以下、側(cè)、上三面為基準(zhǔn)，保證孔軸線與左側(cè)面之間的尺寸公差。為使工藝精度達(dá)到要求，工藝所需要的容差等于或超過工藝的總體誤差[20]?？缀妥髠?cè)面是直線尺寸的通用容差。按照《互換性與技術(shù)測量》（見附件表格）可以得到：?。ㄖ械燃墸┘矗撼叽缙顬?、由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》可得：⑴、定位誤