学位论文-—镗床夹具设计.doc

江南大学

机械制造技术基础课程设计说明书

题目：设计CA6140车床后托架的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具
内容：1.零件图 1张
2. 毛坯图 1张
3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张
4. 夹具装配图 1张
5. 夹具体零件图 1张
6. 课程设计说明书 1份

设计者：
班级学号：
指导教师：

2012年7月1号目录
1 CA6140机床后托架加工工艺———————————————2
1.1 CA6140机床后托架的作用————————————————————2
1.2 CA6140机床后托架的工艺分析及生产类型的确定——————————2
1.3 选择毛坯———————————————————————————3
1.3.1选择毛坯——————————————————————————3
1.3.2 毛坯的结构确定——————————————————————3
1.4 选择加工方法，制定工艺路线——————————————————4
1.4.1 平面的加工方法——————————————————————4
1.4.2孔的加工方法————————————————————————4
1.4.3 确定定位基准———————————————————————4
1.4.4工艺路线的拟定———————————————————————5
1.5 CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定——7
1.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）——————————————10
1.6.1 粗、精铣底面———————————————————————10
1.6.2 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔—————————————12
1.6.3 钻顶面四孔————————————————————————18
1.6.4 钻侧面两孔————————————————————————21
1.7 时间定额计算及生产安排———————————————————23
1.7.1 粗、精铣底面———————————————————————23
1.7.3 钻顶面四孔————————————————————————23
1.7.2 镗侧面三杠孔———————————————————————24
1.7.4 钻左侧面两孔———————————————————————25
2 专用夹具设计————————————————————27
2.1 镗孔夹具设计————————————————————————27
2.1.1 问题的提出————————————————————————27
2.1.2 定位方案————————————————————————27
2.1.3 夹紧机构————————————————————————27
2.1.4 导向装置————————————————————————27
2.1.5 导向支架的布置形式————————————————————27
2.1.6 切削力的计算———————————————————————28
2.1.7 误差分析与计算——————————————————————28
3 参考文献———————————————————————30
4 结 论————————————————————————30

31

1 CA6140机床后托架加工工艺
1.1 CA6140机床后托架的作用
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，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。
1.2 CA6140机床后托架的工艺分析及生产类型的确定
图1.1 CA6140机床后托架零件图
由图可知，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。
⑴．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，平面度公差要求是0.03。
⑵．另一组加工是侧面的三孔，分别为，，，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是，，。
⑶．以顶面为主加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，，以及和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。
⑷．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，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3.05kg,而年产量是2000件，由[7]《机械加工工艺手册》表2-1可知是中批量生产。
1.3 选择毛坯
1.3.1选择毛坯
CA6140后托架材料为灰铸铁（HT150），则其毛坯材料即为灰铸铁（HT150）。由资料[2]《机械加工工艺手册》表4-71，可得力学性能：
表1.1灰铸铁（HT150）的性能参数
牌号
铸件壁厚
最小抗拉强度
硬度
铸件硬度范围
金相组织
HT150
2.5-10
10-20
20-30
30-50
175
145
130
120
H175
150-200
铁素体+珠光体
灰铸体一般的工作条件：
① 承受中等载荷的零件。
② 磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。
毛坯的热处理
灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。
1.3.2 毛坯的结构确定
毛坯的结构工艺要求
CA6140车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：
① 铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。
② 铸造圆角要适当，不得有尖角。
③ 铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。
④ 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。
⑤ 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。
毛坯形状、尺寸确定的要求
设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：
① 各加工面的几何形状应尽量简单。
② 工艺基准以设计基准相一致。
③ 便于装夹、加工和检查。
④ 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。
在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类
形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。
1.4 选择加工方法，制定工艺路线
1.4.1 平面的加工方法
由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.1-12可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。
1.4.2孔的加工方法
⑴．由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.1-11确定，以为孔的表面粗糙度为1.6，则选侧孔（，，）的加工顺序为：粗镗——半精镗——精镗。
⑵．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，所以我们采用一次钻孔的加工方法，的孔选择的加工方法是钻，因为的孔和是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了的孔基础上再锪孔钻锪到，而另一组和也是一组阶梯的孔，不同的是的孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是，所以全加工的方法是钻——精铰。
1.4.3 确定定位基准
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床
后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，选择侧面作为CA6140机床后托架加工粗基准。底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。另外两个孔是和两组阶梯孔。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用于顶平面的四孔的加工基准。
1.4.4 工艺路线的拟订
在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：
表1.1加工工艺路线方案比较表
工序号
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序内容
定位基准
工序内容
定位基准
010
粗、精铣底平面
侧面和外圆
粗、精铣底平面
侧面和外圆
020
钻孔
锪孔
底面和侧面
粗镗孔：
、
底面和侧面
030
粗镗孔：
、
底面以及两个和的阶梯孔
半精镗孔：、、
底面和侧面
040
铣油槽
底面和侧面
精镗孔：、、
底面和侧面
050
半精镗孔：、、
底面以及两个和的阶梯孔
粗铣油槽
底面和侧面
060
精镗孔：、、
底面以及两个和的阶梯孔
钻：、
底面和侧面
070
钻 2-孔
扩孔到
底面和侧面
扩孔
底面和侧面
080
精铰锥孔
底面和侧面
精铰锥孔：

底面和侧面
090
钻：、
底面和侧面
锪钻孔：、
底面和侧面
110
攻螺纹
底面和侧面
钻：、
底面和孔
120
锪平面
底面以及两个和的阶梯孔
攻螺纹
底面和孔
130
倒角去毛刺

锪平面

140
检验

倒角去毛刺

150

检验

加工工艺路线方案的论证：
方案Ⅱ中工序020、030、040镗的是主要孔：、、，需要精度很高的定位基准，侧面是不加工表面，不能作为定位基准。而且将铣油槽安排在精镗之后会破坏孔的精度。而方案一就不会有这样的不合理之处。
综上所述，方案一最适合。
表1.2加工工艺过程表
工序号
工 种
工作内容
说 明
010
铣
粗铣、精铣底平面
工件用专用夹具装夹；立式铣床
020
钻
钻孔扩孔钻到

工件用专用夹具装夹；摇臂钻床

030
锪
锪孔
040
粗镗
粗镗镗孔：
，，
工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）
050
铣
粗铣油槽

060
半精镗
半精镗镗孔：
，，
工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）

070
精镗
精镗镗孔：
，，
080
钻
钻孔

工件用专用夹具装夹；摇臂钻床

090
锪
将锪钻孔到要求尺寸
100
铰
精铰锥孔
110
钻
钻孔、
120
攻丝
攻螺纹
130
锪
锪平面

140
钳
倒角去毛刺

150
检验

1.5 CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
⑴．底平面的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸计算
底平面加工余量的计算，计算底平面与孔（，，）的中心线的尺寸为。根据工序要求，底面加工分粗、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3.2-23。其余量值规定为，现取。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取。
精铣：由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-59，其余量值规定为1mm。
铸造毛坯的基本尺寸为，又根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为
毛坯的名义尺寸为：
毛坯最小尺寸为：
毛坯最大尺寸为：
粗铣后最大尺寸为：
粗铣后最小尺寸为：
精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（，，）的中心线的尺寸为。
⑵．正视图上的三孔的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸计算
参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-59和参考文献[15]《互换性与技术测量》表1-8，可以查得：
孔：
粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
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：
粗镗： 孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；
孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为。
半精镗： 孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；
孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为。
精镗： 孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；
孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；
孔，参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为。
铸件毛坯的基本尺寸分别为：
孔毛坯基本尺寸为：；
孔毛坯基本尺寸为：；
孔毛坯基本尺寸为：。
根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：
孔毛坯名义尺寸为：；
毛坯最大尺寸为：；
毛坯最小尺寸为：；
粗镗工序尺寸为：
半精镗工序尺寸为：
精镗后尺寸是，已达到零件图尺寸要求
孔毛坯名义尺寸为：；
毛坯最大尺寸为：；
毛坯最小尺寸为：；
粗镗工序尺寸为：；
半精镗工序尺寸为：
精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即：
孔毛坯名义尺寸为：；
毛坯最大尺寸为：；
毛坯最小尺寸为：；
粗镗工序尺寸为：
半精镗工序尺寸为：
精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即
⑶．顶面两组孔和，以及另外一组的锥孔和的计算
毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：
第一组：和
加工该组孔的工艺是：钻——锪
钻孔： （Z为单边余量）
锪孔： （Z为单边余量）
第二组：的锥孔和
加工该组孔的工艺是：钻——扩——铰
钻孔：
扩孔： （Z为单边余量）
铰孔：
1.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）
1.6.1 粗、精铣底面
机床：双立轴圆工作台铣床
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数
⑴．粗铣
铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取
机床主轴转速：
， 式（1.1）
实际铣削速度： 式（1.2）
进给量： 式（1.3）
工作台每分进给量：
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
式（1.4）

取
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间： 式（1.5）
⑵．精铣：
铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，
实际铣削速度，由式（1.2）有：
进给量，由式（1.3）有：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1。
机动时间，由式（1.5）有：
本工序机动时间
1.6.2 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔
机床：卧式镗床
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
⑴．粗镗孔
切削深度：，毛坯孔径。
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量： 式（1.7）
被切削层长度：
刀具切入长度： 式（1.6）
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑵．粗镗孔
切削深度：，毛坯孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑶．粗镗孔
切削深度：，毛坯孔径。
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑷．半精镗孔
切削深度：，粗镗后孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取：
机床主轴转速，由式（1.1）有
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑸．半精镗孔
切削深度：，粗镗后孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取：
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑹．半精镗孔
切削深度：，粗镗后孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑺．精镗孔
切削深度：，半精镗后孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取
机床主轴转速，由式（1.2）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑻．精镗孔
切削深度：，半精镗后孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.5）有：
⑼．精镗孔
切削深度：，半精镗后孔径
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-66，取
机床主轴转速，由式（1.2）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.6）有：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间，由式（1.7）有：
本工序所用的机动时间：

1.6.3 钻顶面四孔
钻顶面四孔（其中包括钻孔和扩孔，铰孔，以及锪孔，）
机床：摇臂钻床
刀具：硬质合金锥柄麻花钻头。（CB/T 1438.1-1996）
带导柱直柄平底锪钻（GB/T 4260-1984）
锥柄扩孔钻（GB/T 1141-1984）
锥柄机用铰刀（GB/T 1133-1984） 刀具材料：
⑴．钻孔（四个）
切削深度：
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-53，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度：
式（1.8）
刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间： 式（1.9）
⑵．扩孔
钻孔时先采取的是钻到再扩到，所以，
切削深度：
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-53，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.8）有：
刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间，由式（1.9）有：
⑶．锪孔
切削深度：，
根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表查得：进给量,切削速度；取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.8）有：
刀具切出长度： 取
走刀次数为2
机动时间，由式（1.5）有：

⑷．锪孔
切削深度：，
根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表查得：进给量,切削速度；取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.8）有：
刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间，由式（1.5）有：
⑸．铰孔
切削深度：，
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-58，取
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-60，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.8）有：
刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间，由式（1.9）有：
1.6.4 钻侧面两孔
钻侧面两孔（其中包括钻的孔和的螺纹孔）
机床：摇臂钻床
⑴．钻
切削深度：
根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表查得：进给量,切削速度，
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.8）有：
刀具切出长度： 取
加工基本时间，由式（1.5）有：
⑵．钻螺孔到D=5.2
切削深度：
进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-39，，取
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-41，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度，由式（1.8）有：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间，由式（1.5）有：
③、攻螺纹孔
机床：组合攻丝机
刀具：高速钢机动丝锥
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-105，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度，由式（1.2）有：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间，由式（1.5）有：
钻顶面四孔的机动时间：
这些工序的加工机动时间的总和是：
1.7 时间定额计算及生产安排
根据设计任务要求，该CA6140机床后托架的年产量为5000件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于22.8min。
参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：
（大量生产时） 式（1.10）
因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：
式（1.11）
其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间）
—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间
—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值
1.7.1 粗、精铣底面
机动时间：
辅助时间：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-48，
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。
1.7.2 镗侧面三杠孔
⑴、粗镗侧面的三孔（，，）
机动时间：
辅助时间：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-39，
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。
⑵、半精镗侧面的三孔（，，）
机动时间：
辅助时间：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-39，
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。
⑶、精镗侧面的三孔（，，）
机动时间：
辅助时间：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-39，
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。
1.7.3 钻顶面四孔
钻顶面四孔（其中包括钻和、扩钻，铰孔以及锪孔和）
机动时间：
辅助时间：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-43，
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求
1.7.4 钻左侧面两孔（其中包括钻的孔和的螺孔）
机动时间：
辅助时间：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.5-43，
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求
的螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额，由式（1.11）有：

因此布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求。
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。根据指导老师的规定，现设计镗侧面三杠孔时所需的专用夹具。
2.1 镗孔夹具设计
2.1.1 问题的提出
利用本夹具主要用来镗加工孔、、。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。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。
2.1.2 定位方案
由零件图可知：孔、、的轴线与底平面有平行度公差要求，在对孔进行加工前，底平面进行了粗铣加工。因此，选底平面为定位精基准（设计基准）来满足平行度公差要求。
孔、、的轴线间有位置公差，选择右侧面为定位基准来设计镗模，从而满足孔轴线间的位置公差要求。工件采用一面两孔（底面和两个的阶梯孔）定位，底平面限制三个自由度，一个圆柱销限制两个自由度，一个菱形销限制一个自由度，从而实现完全定位。
2.1.3 夹紧机构
虽然应首先着眼于机动夹紧机构，但根据生产要求，手动加紧完全可以满足。由于镗削力较小，用机动的过于浪费，而采用螺旋压板夹紧机构，通过拧紧夹紧螺母压紧工件，方便，简单，易于操作，有效提高了工作效率。手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。
2.1.4 导向装置
对于普通镗床，为了保证孔系的位置精度，需要采用镗模来引导镗刀，空袭的位置有镗模上镗刀的位置来决定。此处采用固定式镗套。
2.1.5 导向支架的布置形式
重要依据镗孔的长径比L/D的大小来选择。当D<60mm时，主要采用单后面导向。主轴与镗杆刚性连接，可不必更换镗套进行多工位或多工序加工，装卸工建和更换刀具方便。当L>D时，为了导向柱能深入孔内，减少镗杆的悬伸量，镗杆的直径可小于工件孔径，但在镗套内应有引导槽。
2.1.6 切削力的计算
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具的几何参数：
由参考文献[16]《机床夹具设计手册》查表可得：
圆周切削分力公式： 式（2.13）
式中
式（2.14）
查表得： 取
由表可得参数：
即：
同理：径向切削分力公式 ： 式（2.15）
式中参数：
即：
轴向切削分力公式 ： 式（2.16）
式中参数：
即：
2.1.7 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》表可知：
取（中等级）即 ：尺寸偏差为
由[16]《机床夹具设计手册》可得：
⑴ 、定位误差

⑵ 、夹紧误差 ，由式（2.11）有：：
其中接触变形位移值：
式（2.16）

⑶、磨损造成的加工误差：通常不超过
⑷、夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
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。

结 论
经过本次的课程设计，我已经能够将这三年学习的有关机床设计的课程融会贯通，并且对其有了更为深刻的了解。对资料的查询与合理的应用做了更深入的研究，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣镗钻夹具的设计与分析，不仅对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习，而且还让我们对这些设计流程有了系统的学习和清晰的认识，这无疑为我们以后的工作打下了良好的基础。此外，还要衷心地感谢吉卫喜老师的指导与帮助，吉老师在百忙之中依然抽出时间为我们安排设计步骤，尽心尽力告诉我们此次课程设计的重要性。

参考文献
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[2] 孙已德，机床夹具图册[M]，北京：机械工业出版社，1984：20-23。
[3] 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册[M]，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。
[4] 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。
[5] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷[M]，北京：机械工业出版社，1991。
[6] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。
[7] 李洪，机械加工工艺手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。
[8] 马贤智，机械加工余量与公差手册[M]，北京：中国标准出版社，1994。
[9] 上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上