车床后托架工艺夹具设计及三维建模培训资料模板.doc

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
指导老师
职 称 教授

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
Qq
摘 要
现代机械加工工艺技术定义是经过机械加工方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件全过程。是实现产品设计，确保产品质量，节省能源，降低消耗关键手段，是工人进行加工一个依据。本课题研究CA6140车床后托架加工工艺规程，首先经过对零件图分析，了解工件结构形式，明确了具体技术要求，从而对工件各组成表面选择适宜加工方法。再拟订较为合理工艺规程，充足表现质量、生产率和经济性统一。
机床夹具是在金属切削机床上使用夹具统称。在现代生产中，机床夹具是一个不可缺乏工艺装备，它直接影响着机械制造加工工艺精度、劳动生产率和产品制造成本等，故机床夹具设计在企业产品设计和制造和生产技术准备中占有极其关键地位。机床夹具设计是一项关键技术工作，是工艺装备设计中一个关键组成部分。
本课题在设计过程当中，遵照创新标准、安全标准、技术经济标准、工艺性标准、维护性标准基础要求，并经过多方面进行调查研究和吸收各方面经验，所制订出来合理、具体设计方案。
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机床后托架工艺分析 3
2.2 CA6140机床后托架技术要求 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 平面加工 4
2.4.2孔加工方案 4
2.5 工艺路线拟订 5
2.6 CA6140机床后托架偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定 5
2.6.1 CA6140机床后托架偏差计算 5
2.7确定切削用量及基础工时（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 误差相关情况分析和各工况受力情况计算 24
3.2 镗孔夹具设计 25
3.2.1 切削力和夹紧力分析 25
3.2.2 误差分析和计算 27
3.3钻顶面四孔夹具设计 28
3.3.1 切削力及夹紧力计算 28
3.3.2 误差分析和计算 29
3.3.3 夹具设计及操作简明说明 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地位
现代社会中，大家为了高效、经济地生产多种高质量产品，日益广泛使用多种机器、仪器和工具等技术设备和装备。为制造这些技术设备和装备，又必需含有多种加工金属零件设备，诸如铸造、铸造、焊接、冲压和切削加工设备等。因为机械零件形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，现在关键靠切削加工方法来达成，尤其是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小零件，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。所以，机床是现代机械制造业中最关键加工设备。在通常机械制造厂中，机床所担负加工工作量，约占机械制造总工作量40%～60%，机床技术性能直接影响机械产品质量及其制造经济性，进而决定着国民经济发展水平。能够这么说，假如没有机床发展，假如不含有今天这么品种繁多、结构完善和性能精良多种机床，现代社会现在所达成高度物质文明将是不可想象。
一个国家要繁荣富强，必需实现工业、农业、国防和科学技术现代化，这就需要一个强大机械制造业为国民经济各部门提供现代化优异技术设备和装备，即多种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化机械制造业必需要有一个现代化机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。所以，很多国家全部十分重视本国机床工业发展和机床技术水平提升，使本国国民经济发展建立在坚实可靠基础上。
机床是人类在长久生产实践中，不停改善生产工具基础上生产，并伴随社会生产发展和科学技术进步而渐趋完善。最原始机床是木制，全部运动全部是由人力或畜力驱动，关键用于加工木料、石料和陶瓷制品泥坯，它们实际上并不是一个完整机器。现代意义上用于加工金属机械零件机床，是在18世纪中叶才开始发展起来。当初，欧美部分工业最发达国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方法过分，需要越来越多多种机器，这就推进了机床快速发展。为使蒸汽机发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用镗床。1797年发明了带有机动刀架车床，开创了用机械替换人手控制刀具运动先声，不仅解放了人双手，并使机床加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床雏型。续车床以后，伴随机械制造业发展，其它多种机床也陆续被创制出来。
1.2 设计要求
查阅相关资料，了解目前机床后托架及其夹具组成和其功效。设计CA6140机床后托架加工工艺。完成CA6140机床后托架夹具设计。利用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。在充足调研、查阅资料和研读资料基础上，写出开题汇报。.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机床后托架工艺分析
CA6140机床后托架是CA6140机床一个关键零件，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精度要求较高，另外还有顶面四孔要求加工，不过对精度要求不是很高。后托架上底面和侧面三杠孔粗糙度要求全部是，所以全部要求精加工。其三杠孔中心线和底平面有平面度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，和各表面表面质量均影响机器或部件装配质量，进而影响其性能和工作寿命，所以它加工是很关键和关键。
2.2 CA6140机床后托架技术要求
其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面四个孔、和左视图上两个孔。
⑴．以底面为关键加工表面，有底面铣加工，其底面粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。
⑵．另一组加工是侧面三孔，分别为，，，其表面粗糙度要求 要求精度等级分别是，，。
⑶．以顶面为住加工面四个孔，分别是以和为一组阶梯空，这组孔表面粗糙度要求是，，和以和阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔表面粗糙度要求是，，是装配铰孔表面粗糙度要求是。
⑷．CA6140机床后托架毛坯选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以能够免去每次造型。
单边余量通常在，结构细密，能承受较大压力，占用生产面积较小。因为CA6140机床后托架重量只有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。该箱体零件关键加工工作面是面及孔系列。通常我们说，为了确保加工精度要求我们在定位过程中进行优化。依据现有技术条件做好位置精度测绘很关键。
由上面部分相关参数分析得悉：CA6140后托架相对尺寸和相对位置精度，形状机关度和位置机精度要求全部很高，就给加工带来了困难，必需重视。
2.4 确定各表面加工方案
一个好结构不仅应该达成设计要求，而且要有好机械加工工艺性，也就是要有加工可能性，要便于加工，要能确保加工质量，同时是加工劳动量最小。设计和工艺是亲密相关，又是相辅相成。对于我们设计CA6140机床后托架加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要合适考虑经济原因。在满足精度要求及生产率条件下，应选择价格较底机床。
2.4.1 平面加工
由参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.1-12能够确定，底面加工方案为底平面：粗铣——精铣（），粗糙度为6.3~0.8，通常不淬硬平面精铣粗糙度能够较小。
2.4.2孔加工方案
⑴．由参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.1-11确定，认为孔表面粗糙度为1.6，则选侧孔（，，）加工次序为：粗镗——精镗。
⑵．而顶面四个孔采取加工方法分别是：
因为孔表面粗糙度要求全部不高，是，所以我们采取一次钻孔加工方法，孔选择加工方法是钻，因为孔和是一组阶梯孔，所以能够在已经钻了孔基础上再锪孔钻锪到，而另一组和也是一组阶梯孔，不一样是孔是锥孔，起表面粗糙度要求是，所以全加工方法是钻——扩——铰。
2.5 工艺路线拟订
对于大批量生产零件，通常总是首先加工出统一基准。CA6140机床后托架加工第一个工序也就是加工统一基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。
后续工序安排应该遵照粗精分开和先面后孔标准。
2.6 CA6140机床后托架偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定
CA6140机床后托架铸造采取是铸铁制造，其材料是HT150，硬度HB为150-200，生产类型为中批量生产，采取铸造毛坯。
2.6.1 CA6140机床后托架偏差计算
⑴．底平面偏差及加工余量计算
底平面加工余粮计算，计算底平面和孔（，，）中心线尺寸为。依据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量以下：
粗铣：由参考文件[5]《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23。其它量值要求为，现取。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取
精铣：由参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.3-59，其它量值要求为。
铸造毛坯基础尺寸为，又依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选择CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为
毛坯名义尺寸为：
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：
精铣后尺寸和零件图尺寸相同，即和侧面三孔（，，）中心线尺寸为。
⑵．正视图上三孔偏差及加工余量计算
参考参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.3-59和参考文件[15]《交换性和技术测量》表1-8，能够查得：
孔：
粗镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精镗精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是
依据工序要求，侧面三孔加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量以下：
粗镗： 孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为；
孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为；孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为。
半精镗： 孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为；
孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为；孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为。
精镗： 孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为；
孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为；
孔，参考[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其它量值为。
铸件毛坯基础尺寸分别为：
孔毛坯基础尺寸为：；
孔毛坯基础尺寸为：；
孔毛坯基础尺寸为：。
依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.311，铸件尺寸公差等级选择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，已达成零件图尺寸要求
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：
精镗后尺寸和零件图尺寸相同，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：
精镗后尺寸和零件图尺寸相同，即
2.7确定切削用量及基础工时（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：依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参考参考文件[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：
：依据参考文件[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：依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量。
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量。
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：依据参考文件[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。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[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：
本工序所用机动时间：

2.7.3 工序3：钻顶面四孔
钻顶面四孔（其中包含钻孔，和扩孔，铰孔，和锪孔，）
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，和锥孔
钻孔时先采取是钻到在扩到，所以，另外两个锥孔也先钻到。
切削深度：
进给量：依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取
切削速度：参考参考文件[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
钻孔时先采取是钻到再扩到，所以，
切削深度：
进给量：依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.4-52，取
切削速度：参考参考文件[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：，
依据参考文件[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：，
依据参考文件[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：依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.4-58，取
切削速度：参考参考文件[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（其中包含钻孔和螺纹孔）
机床：

⑴．钻
切削深度：
依据参考文件[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
加工基础时间，由式（1.5）有：
⑵．钻螺孔
切削深度：
进给量：依据参考文件[7]《机械加工工艺手册》表2.4-39，，取
切削速度：参考参考文件[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：因为其螺距,所以进给量
切削速度：参考参考文件[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：
钻顶面四孔机动时间：
这些工序加工机动时间总和是：

3专用夹具设计

为了提升劳动生产率，确保加工质量，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。
依据任务要求中设计内容，需要设计加工工艺孔夹具及铣底面夹具一套。其中加工侧面三孔夹具将用于卧式镗床，而顶面四孔用到刀具分别为两把麻花钻、扩孔钻、铰刀和锪钻进行加工，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
利用本夹具关键用来粗铣底平面，该底平面对孔、、中心线要满足尺寸要求和平行度要求。在粗铣此底平面时，其它全部是未加工表面。为了确保技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑怎样提升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取得能够又此公式解出：
式（2.5）
式中：是各个工况下可靠参数，由《大连机床机手册》表可得：
所以 式（2.6）
式（2.7）
式（2.8）
化简以下公式解得预紧力做功：
式（2.9）
上述各个参数经过查阅《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 误差相关情况分析和各工况受力情况计算
此次设计夹具经过特殊预紧力施加来完成设计要求，V形块定心元件中心线和平面要求尺寸公差为。为了符合设计要求，能够使用相对误差分析法对各个工序中误差进行求和。解得相对误差正态分布小于该工序所要求工况最大相对误差。

和机床夹含相关加工误差，通常可用下式表示：
式（2.10）
由参考文件[16]《机床夹具设计手册》可得：
⑴、平面定位V形块定心定位误差 ：
⑵、夹紧误差 ： 式（2.11）
其中接触变形位移值：
式（2.12）

⑶、大量累积相对加工误差：通常不超出
⑷、刀具对位置和家俱对位置相对误差：取
误差总和：
综上计算分析得出此次设计夹具完全能够满足实际要求。

图1铣平面夹具

3.2 镗孔夹具设计
3.2.1 切削力和夹紧力分析
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具几何参数：
由参考文件《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：
依据工件受力切削力、夹紧力作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最终为确保夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力数值。即：

安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：

式中：为多种原因安全系数，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：
螺旋夹紧时产生夹紧力按以下公式计算，由式（2.9）有：

式中参数由参考文件[16]《机床夹具设计手册》可查得：

其中：
螺旋夹紧力：
该夹具采取螺旋夹紧机构，用螺栓经过弧形压块压紧工件。受力简图以下：

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，决定选择手动螺旋夹紧机构。
3.2.2 误差分析和计算
该夹具以两个平面定位，要求确保孔轴线和左侧面间尺寸公差和孔轴线和底平面平行度公差。为了满足工序加工要求，必需使工序中误差总和等于或小于该工序所要求工序公差。
孔轴线和左侧面为线性尺寸通常公差。依据国家标准要求，由参考文件[15]《交换性和技术测量》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）：当初；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、磨损造成加工误差：通常不超出
⑷、夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
从以上分析可见，所设计夹具能满足零件加工精度要求。
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：由参考文件[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：为多种原因安全系数，见参考文件[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，决定选择手动螺旋夹紧机构。
取，，
式（2.9）
上述各个参数经过查阅《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 误差分析和计算
该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求确保孔轴线和左侧面间尺寸公差。为了满足工序加工要求，必需使工序中误差总和等于或小于该工序所要求工序公差。
孔和左侧面为线性尺寸通常公差。依据国家标准要求，由参考文件[15]《交换性和技术测量》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，在加工尺寸方向上投影，这里方向和加工方向一致。即：故
⑵、夹紧安装误差，对工序尺寸影响均小。即：
⑶、磨损造成加工误差：通常不超出
⑷、夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间距离公差，按工件对应尺寸公差五分之一取。即
误差总和：
从以上分析可见，所设计夹具能满足零件加工精度要求。
3.3.3 夹具设计及操作简明说明
本夹具用于在钻床上加工后托架底孔、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。采取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
经过此次毕业设计，使我能够对书本知识做深入了解和学习，对资料查询和合理应用做了更深入了解，此次进行工件工艺路线分析、工艺卡制订、工艺过程分析、铣镗钻夹具设计和分析，对我们在大学期间所学课程进行了实际应用和综合学习。

参 考 文 献
[1] 周永强，高等学校毕业设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，。
[2] 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。
[3] 孙已德，机床夹具图册[M]，北京：机械工业出版社，1984：20-23。
[4] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。
[5] 许晓旸