毕业设计论文CA6150A机床后托架支座加工工艺及夹具设计

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1、 中 南 大 学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文（设计）论文题目 C6150A机床后托架支座 加工工艺及夹具设计 学生姓名 学 院 中南大学成教学院 专业班级 机械设计制造及其自动化 08级高本（韶关高技） 完成时间 2012年12月 20日 指导老师 摘要：机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保

2、证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。而本次对于拨叉加工工艺及夹具设计的主要任务是： 完成C6150A零件加工工艺规程的制定； 完成镗孔、铣槽、钻孔三个专用夹具的设计。通过对拨叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基

3、准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。关键词 加工 工艺 加工余量 定位方案 夹具 目 录目 录1一 确定定位基准61. 粗基准的选择61.2 精基准选择的原则7第二章 CA6150机床后托架支座的工艺要求及工艺分析81.1 C6150A机床后托架支座的技术要求8一 确定各表面加工方案101. 1 在选择各表面及孔的加工方案及所需注意的事项。101.1.2 平面的加工101.1.3孔的加工方案10二工艺路线的拟订111.2.1工序的合理组合111.2.2 工序的集中与分散111.2.2 加工阶段的划分121.2.3加工工艺路线方案的比较12三 C6150A机

4、床后托架支座的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定151.3.1 毛坯的结构工艺要求151.3.2 C6150A机床后托架支座的偏差计算15四确定切削用量及基本工时181.4.1 工序1：粗、精铣底面181.4.2 工序2 粗、半精、精镗C6150A侧面三杠孔201.4.3 工序3：钻顶面四孔261.4.4 工序4：钻侧面两孔291.9 时间定额计算及生产安排311.4.5 粗、精铣底面311.4.6镗侧面三杠孔321.4.7 钻顶面四孔33第四章 C6150A机床后托架支座专用夹具设计（理论）35一 C6150A机床后托架支座专用夹具定位基准的选择35二 C6150A机床后托架支座专用夹

5、具切削力及夹紧力的计算35三C6150A机床后托架支座专用夹具误差分析与计算37第五章 C6150A机床后托架专用夹具的加工38一C6150A机床后托架支座钻顶面四孔夹具设计381.1 研究原始质料381.2 定位基准的选择381.3 切削力及夹紧力的计算381. 4 误差分析与计算39二 C6150A机床后托架支座铣平面夹具设计392.1 研究原始质料392.2 定位基准的选择392.3 切削力及夹紧分析计算402.4 误差分析与计算412.5 夹具设计及操作的简要说明41三 C6150A机床后托架支座镗孔夹具设计423.1 研究原始质料423.2 C6150A机床后托架支座专用夹具定位基准

6、的选择423.3 C6150A机床后托架支座专用夹具切削力及夹紧力的计算423.4 C6150A机床后托架支座专用夹具误差分析与计算443.2 夹具设计及操作的简要说明44参考文献46第一章 前言一机床发展概况与未来发展趋势追求具有更高加工效率的机床。因为提高机床的效率就等于缩短零件的加工周期，缩短加工周期有两条途径，一条途径是提高切削速度，即提高主轴转速。目前车床和车削中心的主轴转速都在8000r/min以上，加工中心的主轴转速一般都在1500020000r/min，还有40000r/min和60000r/min的。同样，送给速度也有大幅度提高，可达20m/min，甚至60m/min。随着切

7、削速度的增加，机床的结构刚性和动态特性都有明显提高，高速主轴和刀具系统的动平衡设计也获得相应提高；另一条途径是减少非加工时间。因为在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，因此，复合机床的研发近期发展很快，其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、镗、攻丝、铰孔和扩孔等多种操作工序。车床技术发展的主要趋势是多功能机床，目前的多功能复合机床实际上就是一台具有车削功能的加工中心。在磨削方面，目前的技术重点是开发基于PC的磨削控制系统，一台磨床能进行内圆、外圆和台阶轴磨削，或给机床以不同的循环来加快生产进程，既磨得快又能保证尺寸精度和表面粗糙度。追求更加安

8、全可靠和符合环保要求的机床。由于机床的运行速度的提高，操作者的安全和健康也被提到优先考虑的位置。目前美国研制的高档机床在可能伤害人的地方几乎都加有安全警示装置。干切削和微量润滑剂切削方法因其可大大减少润滑剂的挥发而得到越来越广泛的应用，并且，几乎整个机床都是被封闭起来的，有些机床甚至看不到切屑，这样，即使有过量的油雾和烟雾也容易收集。同时，机床操作者在工作时的环境、位置会被考虑得非常舒适。此外，无污染的清洁加工技术也受到极大重视。 机床配套部件产业迅速发展。机床配套件发展很快，品种齐全。主要产品有滚珠丝杠副、精密轴承、各种转台、换刀装置、各种气动、液压装置、直线导轨及主轴部件等等。这些配套件产

9、业的发展有力地推动了机床主机的发展，不但有助于提高机床的速度和性能，而且可以大大缩短主机的生产周期，降低生产成本。追求更加完善的控制系统。更高速的处理器和更精确的控制设备使机床的功能和性能完善而强大。技术密集已进入超速发展阶段，而集成的关键是开放式结构。PCC技术的应用，开始改变了机床的工作方式，把CNC推向了控制中心而不局限于机床控制器的范围。控制软件发展更快，一年甚至改进几次。CNC制造商已提供一些开放式结构的CNC系统。目前机械制造厂里开放式结构的CNC控制器占到10%20%。零件程序可以离线开发，然后传送到生产车间的编程系统，在CNC控制器上运行，操作者可以观察、检测刀具运行情况和加工

10、过程，还可以对加工过程进行必要的修正C6150A的主轴箱是机床的动力源将动力和运动传递给机床主轴的基本环节，其机构复杂而巧妙。二C6150A机床主要部件的组成普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 C6150A型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋

11、转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。第二章C6

12、150A机床后托架支座的工艺分析机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的

13、意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 完成C6150A零件加工工艺规程的制定； 完成镗孔、铣槽、钻孔三个专用夹具的设计。工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出零件的加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具C6150A机床后托架支座的是C6150A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

14、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。一 确定定位基准1. 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准

15、。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。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

16、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，选择侧面三孔作为CA6140机床后托架加工粗基准。1.2 精基准选择的原则基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时

17、，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。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，它的底平

18、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。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。第二章 CA6150机床后托架支座的工艺要求及工艺分析图1-1 C6150A机床后托架支座零件图机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各

19、种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。1.1 C6150A机床后托架支座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。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。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，。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

20、是。C6150A机床后托架支座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C6150A机床后托架的重量只有3.05kg,而年产量是5000件，由7第3章 加工工艺过程由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于C6150A机床后托架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由上面的一些技术条件分析得知：C6150A后托架支座的尺寸精度，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

21、须重视。一 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C6150A机床后托架支座的加工工艺来说，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。1. 1 在选择各表面及孔的加工方案及所需注意的事项。要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。根据生产类型选择，在大批量生

22、产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差

23、为IT6，表面粗糙度为Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。1.1.2 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6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。1.1.3孔的加工方案由参考文献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。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

24、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。二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。1.2.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的

25、技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及

26、0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。1.6.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。工序分散的

27、特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好

28、的经济效果。1.2.2 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加

29、工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。此外，加工阶段划

30、分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。1.2.3加工工艺路线方案的比较 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

31、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方案工序内容定位基准工序内容定位基准010粗铣底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆020精铣底平粗侧面和外圆粗镗孔：、 底面和侧面040钻、扩孔：、底面和侧面半精镗孔：、底面和侧面050粗铰孔：、底面和侧面精镗孔：、底面和侧面060精铰孔：、侧面和两孔粗铣油槽底面和侧面070粗铣油槽底面和侧面钻：、底面和侧面080锪钻孔：底面和侧面扩孔底面和侧面090钻：、底面和侧面精铰锥孔：底面和侧面110扩孔底面和侧面锪钻孔：、底面和侧面120精铰锥孔：底面和

32、侧面去毛刺130锪钻孔：、底面和侧面钻：、底面和孔140钻：、底面和孔攻螺纹底面和孔150攻螺纹底面和孔锪平面160锪平面倒角去毛刺160倒角去毛刺检验170检验加工工艺路线方案的论证：方案在120工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。方案在010工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。方案符合粗精加工分开原则。由以上分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表1-2加工工艺过程表工序号工 种工作内容说 明010铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸：长： 宽： 高：孔：、020清砂除去浇冒口，锋

33、边及型砂030热处理退火石墨化退火，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040检验检验毛坯050铣粗铣、精铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床060粗镗粗镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）070铣粗铣油槽080半精镗半精镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）090精镗精镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）100钻将孔、钻到直径工件用专用夹具装夹；摇臂钻床110扩孔钻将扩孔到要求尺寸120锪孔钻锪孔、到要求尺寸130铰精铰锥孔140钳去毛刺150钻钻孔、工件用专用夹具装夹；摇臂钻床160攻丝攻螺纹170钳倒角去毛刺180检

34、验190入库清洗，涂防锈油三 C6150A机床后托架支座的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定C6150A机床后托架支座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。1.3.1 毛坯的结构工艺要求C6150A车床后托架支座为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、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。、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。、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

35、毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、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。1.3.2 C6150A机床后托架支座的偏差计算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

36、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。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.

37、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

38、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

39、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，即顶面两组孔和，以及另外一组的锥孔和毛坯为实心，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

40、扩锪钻孔： 扩孔： （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：钻锪铰钻孔： 锪孔： （Z为单边余量）铰孔： 四确定切削用量及基本工时1.4.1 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

41、）取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 式（1-5）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1.4.2 工序2 粗、半精、精镗C6150A侧面三杠孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：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-

42、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：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

43、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：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：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。

44、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：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

45、，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：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：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

46、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：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

47、：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1-5）有：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：1.4.3 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：E2

48、11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：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）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

49、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：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：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

50、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：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：1.4.4 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：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：

51、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： 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：、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

52、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（-.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：1.9 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该C6150A机床后托架支座的年产量为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

53、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1.4.5 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。1.4.6镗侧面三杠孔、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

54、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。、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。、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，

55、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。1.4.7 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，达到生产要求钻左侧面两孔（其中包括钻的孔和的螺孔）机动

56、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。45第四章 C6150A机床后托架支座专用夹具设计（理论）为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工C6150A机床后托架零

57、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。一 C6150A机床后托架支座专用夹具定位基准的选择由零件图可知：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，选择左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。工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。二 C6150A机床后托架支座专用夹具切削力及夹紧力的计算材料：（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