车床后托架工艺夹具设计及三维建模.docx

本 科 毕 业 设 计

题目 车床后托架工艺夹具设计及三维建模

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

ABSTRACT
The machining process is blank machining method to change the shape, size, relative position and the nature of the whole process of making it a good part, is an important means to achieve product design, to ensure product quality, save energy and reduce consumption, workers a basis for processing. The subject CA6140 lathe bracket process planning, first through the analysis of the parts diagram to understand the structure of the workpiece, defined the specific technical requirements, which the various components of the workpiece surface to select the appropriate processing methods. The formulation of a more reasonable process of order, fully embodies the unity of quality, productivity and economy.
Jigs and fixtures fixture collectively referred to as metal cutting machine tools. Modern production jigs and fixtures are an indispensable technology and equipment, which directly affects the accuracy of the machinery manufacturing process, labor productivity and product manufacturing costs, jigs and fixtures design in the product design and manufacturing, and production technical preparations occupies an extremely important position. Fixture design is an important technical work is an important part of the process of design and equipment.
The topics in the design process, which is to follow the principles of innovation, safety principles, technical and economic principles, the principle of technology, maintenance of the principle of basic principles, strictly investigate and study as well as learn from the experience of aspects, are worked out reasonable, the specific design programs.
Key words: product design; rear bracket; machining process; jigs and fixtures

目 录
1绪论 1
1.1 机械制造加工在国民经济发展中的地位 1
1.2 设计要求 1
2 CA6140机床后托架加工工艺 3
2.1 CA6140机床后托架的工艺分析 3
2.2 CA6140机床后托架的技术要求 3
2.3 加工工艺过程 4
2.4 确定各表面加工方案 4
2.4.1 平面的加工 4
2.4.2孔的加工方案 4
2.5 工艺路线的拟订 5
2.6 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 5
2.6.1 CA6140机床后托架的偏差计算 5
2.7确定切削用量及基本工时（机动时间） 8
2.7.1 工序1：粗、精铣底面 8
2.7.2 工序2；粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔 10
2.7.3 工序3：钻顶面四孔 16
2.7.4 工序4：钻侧面两孔 20
3专用夹具设计 23
3.1 铣平面夹具设计 23
3.1.1 研究原始质料 23
3.1.2切削力及夹紧分析计算 23
3.1.3 误差相关情况分析与各工况受力情况的计算 24
3.2 镗孔夹具设计 25
3.2.1 切削力与夹紧力分析 25
3.2.2 误差分析与计算 27
3.3钻顶面四孔夹具设计 28
3.3.1 切削力及夹紧力的计算 28
3.3.2 误差分析与计算 29
3.3.3 夹具设计及操作的简要说明 30
4结 论 30
参 考 文 献 31
致 谢 32

1绪论
1.1 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40%～60%，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。
1.2 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。.查阅专业参考书3册以上，专业设计或论文6篇以上。

2 CA6140机床后托架加工工艺
2.1 CA6140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，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。
2.2 CA6140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。
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．以顶面为住加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的阶梯孔，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5000件，由[7]《机械加工工艺手册》表2.1-3可知是中批量生产。

2.3 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。
2.4 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。
2.4.1 平面的加工
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。
2.4.2孔的加工方案
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——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——扩——铰。
2.5 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。
2.6 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
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150-200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。
2.6.1 CA6140机床后托架的偏差计算
⑴．底平面的偏差及加工余量计算
底平面加工余粮的计算，计算底平面与孔（，，）的中心线的尺寸为。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。
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及加工余量计算
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
2.7确定切削用量及基本工时（机动时间）
2.7.1 工序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
2.7.2 工序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：

2.7.3 工序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：
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（GB4260-84）
公制/莫式4号锥直柄铰刀 刀具材料：
⑴．钻孔，以及的锥孔
钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，另外的两个锥孔也先钻到。
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：
2.7.4 工序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：
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
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：

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。
3.1 铣平面夹具设计
3.1.1 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、、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。
3.1.2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：
式（2.5）
式中：是各个工况下的可靠参数，由《大连机床机手册》表可得：
所以 式（2.6）
式（2.7）
式（2.8）
化简如下公式解得预紧力做功：
式（2.9）
上述各个参数通过查阅《大连机床手册》可查得：

其中：
夹紧力：
易得：
经验算受力符合设计预期
3.1.3 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。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。

与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：
式（2.10）
由参考文献[16]《机床夹具设计手册》可得：
⑴、平面定位V形块定心的定位误差 ：
⑵、夹紧误差 ： 式（2.11）
其中接触变形位移值：
式（2.12）

⑶、大量累积的相对加工误差：通常不超过
⑷、刀具对位置与家具对位置的相对误差：取
误差总和：
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。

图1铣平面夹具

3.2 镗孔夹具设计
3.2.1 切削力与夹紧力分析
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具的几何参数：
由参考文献《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：
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：

安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：

式中：为各种因素的安全系数，见《机床夹具设计手册》表可得：

所以，由式（2.6）有：
由式（2.7）有：
由式（2.8）有：
螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算，由式（2.9）有：

式中参数由参考文献[16]《机床夹具设计手册》可查得：

其中：
螺旋夹紧力：
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：

图2.1 弧形压块受力简图
由表得：原动力计算公式
即： 式（2.15）
由上述计算易得：
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。
3.2.2 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（两个垂直平面定位）：当时；侧面定位支承钉离底平面距离为，侧面高度为；且满足；则：

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。
图2镗孔夹具

3.3钻顶面四孔夹具设计
3.3.1 切削力及夹紧力的计算
由资料《机床夹具设计手册》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表得：
安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：

式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[16]《机床夹具设计手册》表 可得：

所以
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。
取，，
式（2.9）
上述各个参数通过查阅《大连机床手册》可查得：

其中：
夹紧力：
易得：
经验算受力符合设计预期

3.3.2 误差分析与计算
该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。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：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故
⑵、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即：
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：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即
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。
3.3.3 夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于在钻床上加工后托架的底孔、锥孔。工件以底平面、侧面和顶端为定位基准，在支承钉和支承板上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。

图3钻顶面四孔夹具
4结 论
通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺