机械制造技术课程设计CA6140车床后托架加工工艺及镗三杠孔夹具设计（液压）

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1、设 计 说 明 书题 目 后托架零件工艺及加工40、 30.2、25.5孔夹具设计 学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 机械设计制造及自动化机制031班学 号 指 导 教 师 设计（论文）任务书设计（论文）题目：后托架零件工艺及加工40、30.2、25.5孔夹具设计系： 机 电 工 程 系 专 业：机械设计制造及自动化班级： 机 制 031 班 学 号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 教研室主任 （签名）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1. 零件图一张, 毛坯图一张 . 夹具装配图一份, 夹具零件图一套 . 机械加工工艺卡一套, 主要工序工序卡一份 .

2、 设计说明书一份。2原始数据零件图一张, 生产纲领10000件3指定查阅的主要参考文献及说明1. 机械制造工艺手册 .机械零件设计手册 .夹具设计手册4. 进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1零件功能, 结构, 尺寸, 精度, 要求分析及相关资料收集2007.03.05-303.162机械加工工艺设计2007.03.19-03.303工序设计2007.04.02-04.134夹具设计2007.04.16-05.115说明书编制2007.05.14-05.256检查及提交论文2007.05.28-06.057答辩及准备2007.06.06-2007.06.2427摘 要在生产过程中，使

3、生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。本文对CA6140车床后托架进行了结构和工艺分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的制造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径40mm、30.2mm及25.5mm的三孔设计了一套专用镗床夹具。 关键词： 工序，工艺，加工余量，夹

4、具，夹紧力全套图纸，加153893706ABSTRACTEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craf

5、t course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of

6、 cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. CA6140 lathe to stand here after a tec

7、hnical analysis of the structure and to determine the mechanical machining line, develop a parts manufacturing processes of the programme and mechanical machining and components for the processing of 40mm、30.2mm and 25.5mm diameter Kong design of a dedicated boring jig.Keywords： The process, worker

8、one, the surplus of processing, jig, clamp strength目 录摘 要IABSTRACTII第一章 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析1第二章 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.2.1粗基准选择应当满足以下要求：32.2.2精基准选择的原则32.3制订工艺路线42.3.1工艺路线方案一42.3.2工艺路线方案二52.3.3工艺方案的比较和分析52.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.4.1底平面的偏差及加工余量计算62.4.2正视图上的三孔的偏差及加工余量计算62.4.3顶面两组孔加工余量计算82

9、.5 选择加工设备及刀具,夹具,量具82.5.1粗、精铣A面82.5.2镗三孔92.5.3钻顶面四孔92.6 确定切削用量及基本工时92.6.1工序1: 粗铣,精铣底面92.6.2工序2 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔112.6.3工序3：钻顶面四孔152.6.4工序4：钻侧面两孔18第三章 镗孔专用夹具的设计213.1定位方案的确定213.2定位元件确定213.3 定位误差分析计算223.4夹紧方案及元件确定223.5对刀方案223.6夹具体分析223.7夹紧力的计算223.8液压系统的设计243.8.1活塞杆的设计243.8.2缸体内径的计算263.8.3 缸体壁厚的计算263.8.

10、4缸盖壁厚计算273.8.5活塞行程的确定283.8.6活塞杆导向长度的确定283.8.7缓冲装置计算283.9夹具设计及操作的简明说明30结 论31参考文献32致 谢33四川理工学院毕业设计（论文）第一章 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床后托架，是车床的一个支撑部件，它是在尾座下面安装在床身侧面的支承支架，主要用于支撑光杠、丝杠和操作杠。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，其工艺性主要要求与进给箱的三杠同轴平行。1.2零件的工艺分析CA6140车床后托架零件图如下： 图1.1 CA6140机床后托架零件图分析CA6140车床的后托

11、架零件图可知，该零件共有三组加工表面，它们之间又有一定的位置要求。现分述如下：1. 以平面为中心的加工表面即120mmx60mm的底平面，平面度公差为0.03。2. 侧面三孔加工面 这一组的加工表面有40mm，30.2mm，25.5mm的通孔，其表面粗糙度要求均为并要保证孔与孔的位置精度为630.05mm。3顶面为主加工面的四个孔这一组加工面分别是以和为一组的阶梯孔，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。这三组加工表面之间还有着一定的位置精度要求，主要是：侧面三孔与底平面之间的平行度公差均为100：0.07；30.

12、2和25.5的孔与40的孔之间的平行度公差为100：0.08；底平面与三孔轴线位置要求为。四川理工学院毕业设计第二章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式该CA6140车床后托架的材料是HT200，重量是，属于中低等质量的零件，且年产量为10000件，在生产上属于大批量生产（参考文献1机械制造技术基础，表6.1生产类型划分方法），考虑到机床后托架在机床工作中的用途，以及零件的加工特点，位置精度要求等，因此选用金属型铸造毛坯，可以免去每次造型。零件尺寸较小，形状结构也不是很复杂，又属于大批量生产，因此毛坯形状应尽量与零件形状靠近，侧面三孔均应铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后确定。2.2基面的选择

13、基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产得以提高；否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚，还会造成零件的大批报废使生产无法正常进行。2.2.1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。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

14、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。对于本题目的CA6140车床后托架而言，就应该选择侧面三孔做为粗基准；先铣削出底面并达到要求的1.6m表面粗糙度，为下面的加工做好精基准准备。2.2.2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

15、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。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。(4).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。就本题而言要从保证孔与孔、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，如果再使用左面定位，配合适当的镗孔夹具，即可加工40 mm，

16、30.2 mm和25.5 mm这三个主要孔。在以上基础下，再利用加工后的孔为精基准加工诸如20 mm，13 mm，10 mm的锥孔，M6 mm的螺纹孔等等。2.3制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是以零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。现针对本零件值得一提的是：侧面三孔的表面质量要求一样，同为Ra1.6，但是尺寸精度不同分别为IT7,IT12,IT12（参考文献1机械制造技术基础，表3.3标准公差数值），

17、这也就是说IT7的孔主要考虑尺寸精度，其它两孔则主要是表面质量的考虑，按经济性分析应该将它们分开加工，但是它们之间的位置精度要求较高所以要一次装夹加工比较好。所以将三孔的加工工艺统一确定为：孔 ：铸造粗镗半精镗精镗。、 ：铸造粗镗半精镗 并放在同一道工序中。由此拟订以下两个工艺路线方案。2.3.1工艺路线方案一工序1 粗、精铣120mmx60mm的底平面。工序2 钻2-20mm至2-13mm的阶梯孔和13mm至10mm的阶梯孔以及2-10的锥孔。工序3 铰2-20mm至2-13mm的阶梯孔和13mm至10mm的阶梯孔，2-10mm的锥孔。工序4 钻6mm的孔和M6mm的螺纹孔，攻M6mm的螺纹

18、。工序5 粗樘、半精镗、精镗40mm，粗樘、半精镗30.2mm，25.5mm的孔。工序6 铣油槽2 mm3 mm工序7 锪平25.5mm孔的下端面。工序8 终检。2.3.2工艺路线方案二工序1 粗精铣120mmx60mm的底平面。工序2 粗樘、半精镗，精镗40mm，粗樘、半精镗30.2mm，25.5mm的孔。工序3 铣油槽2 mm3 mm工序4 钻2-20mm至2-13mm的阶梯孔和13mm至10mm的阶梯孔以及2-10的锥孔。工序5 铰2-20mm至2-13mm的阶梯孔和13mm至10mm的阶梯孔，2-10mm的锥孔。工序6 钻6mm的孔和M6mm的螺纹孔。攻M6mm的螺纹。工序7 锪平25

19、.5mm孔的下端面。工序8 终检。2.3.3工艺方案的比较和分析上述两个方案的特点：两种方案都是以毛坯的侧面和三孔为粗基准，先加工底面，然后以加工后的底面为精基准再加工孔，这样做满足零件加工先面后孔的加工要求；方案一，在这种情况下先加工的繁琐小而杂的孔，最后才加工有严格位置度，配合精度的40 mm，30.2 mm，25.5 mm孔；方案二：先加工有严格位置度，配合精度的40 mm，30.2 mm，25.5 mm孔，再加工其它细部的孔，两相比较而言，方案二更能保证350.07 mm，630.05 mm，以及40 mm，30.2 mm，25.5 mm孔与A面的平行度，更好的减小加工误差，更能保证位

20、置精度和配合精度。由以上分析：方案二更为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表2-1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；卧式铣镗床（）070半精镗半精镗镗孔：，工件用专用夹具装夹；卧式铣镗床（）080精镗精镗镗孔：工件用专用夹具装夹；卧式铣镗床（）090铣粗铣油槽1

21、00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钳去毛刺140钻钻孔、工件用专用夹具装夹；摇臂钻床150攻丝攻螺纹160钳倒角去毛刺170检验180入库清洗，涂防锈油以上工艺过程见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.4.1底平面的偏差及加工余量计算底平面与孔（，）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2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3机械加工工艺手册表2.3

22、-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3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由此确定加工底面的工序尺寸及公差如下表：表2-2加工底面尺寸及公差表工序名称基本尺寸工序余量工序公差工序尺寸及其公差和Ra铸造3901.1390.55粗铣3630.16 Ra=6.3精铣3510.1430.7 Ra=3.22.4.2正视图上的三孔的偏差及加工余量计算参照参考文献3机械加工工艺手册表2.3-59和参考文献4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

23、 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 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mm根据参考文献3机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，并查出相应加工工序余量，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：可得三孔的加工余量及偏差如下：1.铸造（CT7 360.45）粗镗（IT12 Ra6.3 ）半精镗（IT9 Ra1.6）-精镗（IT7 Ra1.6）表2-3加工孔40尺寸及公差表工序名称基本尺寸工序余量工序公差工序尺寸及其公差和Ra铸造3600.

24、9360.45粗镗3820.16 Ra=6.3半精镗39.21.20.062 Ra=3.2精镗400.80.025 Ra=1.62. 各工序尺寸及公差的确定铸造（CT7 27.20.45）粗镗（IT12 Ra6.3 ）半精镗（IT12 Ra1.6）表2-4加工孔30.2尺寸及公差表工序名称基本尺寸工序余量工序公差工序尺寸及其公差和Ra铸造27.200.927.20.45粗镗29.220.21 Ra=6.3半精镗30.210.2 Ra=1.63.各工序尺寸及公差的确定铸造（CT7 22.50.45）粗镗（IT12 Ra6.3 ）半精镗（IT12 Ra1.6 ）表2-5加工孔25.5尺寸及公差表工

25、序名称基本尺寸工序余量工序公差工序尺寸及其公差和Ra铸造22.500.922.50.45粗镗24.520.3 Ra=6.3半精镗25.510.3 Ra=1.62.4.3顶面两组孔加工余量计算毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为IT12，表面粗糙度要求为。参照参考文献3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： 装配时按要求铰孔2.4.4 钻深孔6mm及攻螺纹M6mm的加工余量计算钻孔：5 mm

26、 2Z=5mm （Z为单边余量）攻螺纹：M6mm 2Z=1mm （Z为单边余量）钻孔：6mm 2Z=6mm （Z为单边余量）经过以上分析计算在确定了加工余量和毛坯公差以后就可以确定出毛坯的尺寸从而可做出毛坯图参见附图。2.5 选择加工设备及刀具,夹具,量具由于生产类型为大批量生产,故加工设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机床.其生产方式以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线,工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。2.5.1粗、精铣A面考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,选择：机床：双立轴圆工作台铣床,刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）YG6 齿数,夹具：专用夹

27、具，量具：游标卡尺。2.5.2镗三孔三个孔有一定的平行度公差0.07的要求，并且属于同一定位基准加工，考虑机床加工精度及加工经济性选择：机床：卧式铣镗床（），夹具：专用夹具，刀具：硬质合金镗刀，量具：用游标卡尺，塞规。2.5.3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：夹具：专用夹具。量具：游标卡尺，塞规。2.6 确定切削用量及基本工时2.6.1工序1: 粗铣,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）YG6 齿数粗铣

28、铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3机械加工工艺手册表2.4-73，取，铣削速度：参照参考文献3机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， （2-1）查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，立式铣床主轴转速取最接近的转速值取 实际铣削速度： （2-2）进给量： （2-3）工作台每分进给量： ：根据参考文献3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： （2-4）取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： （2-5）精铣：铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3机械加工工艺手册表2.4-81，取

29、机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，立式铣床主轴转速取最接近的转速值 实际铣削速度：由（2-2）有：进给量：由（2-3）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（2-5）有：2.6.2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：粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献3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3机械加工工艺手册表2.4-66取机床主轴转速，由（2-1

30、）有：查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，卧式铣镗床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有：工作台每分钟进给量： （2-6）被切削层长度：刀具切入长度： （2-7）刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：粗镗孔切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献3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3机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由（2-1）有：查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，卧式铣镗床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有： 工作台每分钟进

31、给量，由（2-6）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-7）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献3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3机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由（2-1）有：查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，卧式铣镗床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有： 工作台每分钟进给量，由（2-6）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-7）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：半精镗孔切削

32、深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献3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3机械加工工艺手册表2.4-66，取：机床主轴转速，由（2-1）有，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，卧式铣镗床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有： 工作台每分钟进给量，由（2-6）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-7）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献3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

33、参考文献3机械加工工艺手册表2.4-66，取：机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，卧式铣镗床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有：工作台每分钟进给量，由（2-6）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-7）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献3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3机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由（2-1）有：，取实际切削速度，由（2-2）有： 工作台每分钟进给量

34、，由（2-6）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-7）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：精镗孔切削深度：，半精镗后孔径进给量：根据参考文献3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3机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-20，卧式铣镗床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有： 工作台每分钟进给量，由（2-6）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-7）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由（2-5）有：2.6.3工

35、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：钻孔，以及的锥孔钻孔时先采取的是钻到再扩到，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3机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献3机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，摇臂钻床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有：被切削层长度：刀具切入长度： （2-8）刀具切

36、出长度： 取走刀次数为4机动时间： （2-9）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3机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献3机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，摇臂钻床主轴转速取最接近的转速值取实际切削速度，由（2-2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为2机动时间，由（2-9）有：锪孔切削深度：，根据参考文献3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（2-1）有：，取实际切削速度，由（2-2）有： 被切

37、削层长度：刀具切入长度，由（2-8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为2机动时间，由（2-5）有：锪孔切削深度：，根据参考文献3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（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，摇臂钻床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有： 被切削层长度：刀具切入长度，由（2-8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由（2-5）有：铰孔切削深度：，进给量：根据参考文献3机械加工工艺手册表2.4-58，取切削速度：参照参考文献3机械加工工艺手册表2.4-60，取机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械

38、制造工艺设计简明手册表4.2-12，摇臂钻床主轴转速取最接近的转速值，取实际切削速度，由（2-2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由（2-9）有：2.6.4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：Z3025钻 切削深度：根据参考文献3机械加工工艺手册表查得：进给量,取为 切削速度，机床主轴转速，由（2-1）有：，查参考文献5机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，摇臂钻床主轴转速取最接近的转速值，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（2-8）有：刀具切出长度： 取加工基本时间，由（2-5）

39、有： 钻螺孔切削深度：进给量：根据参考文献3机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照参考文献3机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，由（2-1）有：，取实际切削速度，由（2-2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由（2-8）有：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由（2-5）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3机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由（2-1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由（2-2）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（2-5）有： 第三

40、章 镗孔专用夹具的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。经指导老师安排,本次我只设计用镗床镗孔40，30.2，25.5的专用夹具。根据的图31所示，要求设计镗孔40，30.2，25.5的专用夹具。根据工艺规程,在镗孔之前底面已经过精铣,本工序的要求是：孔与孔之间的位置精度630.05mm，各孔的表面粗糙度1.6m，并且孔与A表面的平行度公差为0.07，孔30.2，25.5与B表面的平行度公差为0.08。镗床夹具通常称为镗模。镗模是一种精密夹具。它主要用来加工箱体类零件上的精密孔系。镗模和钻模一样，是依靠专门的导引元件镗套来导引镗

41、杆，从而保证所镗的孔具有很高的位置精度。采用镗模后，镗孔的精度可不受机床精度的影响。图313.1定位方案的确定由以上分析可选底面（A面）和左侧面（C面）为定位基准来设计镗模，孔轴线间的位置公差要求及孔中心与底面的平行度公差均由镗模位置精度来保证。工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。3.2定位元件确定底面精铣后为精基准，平面定位，由于底面分为了两部分。所以选择了两水平定位支承板，限制3个自由度。左侧面（C面）用两个固定支承钉，限制两个自由度。后侧面（D面）用一个定位销，限制一个自由度。3.3 定位误差分析计算定位误差是指由于定位不准而引起的某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计

42、中的某一定位方案，只有其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3，或满足，即可认为该定位方案符合加工精度的要求。对于我设计的夹具来说：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。分析镗孔中心线与A面的平行度误差：由于采用的是底面定位，底面既是工序基准，也是定位基准，故基准不重合误差为零，底面与支承板之间始终保持接触，故基准位移误差也为零，由于使用了镗模，需要保持A面与待加工孔中线的距离350.07 mm和平面度0.07，以及孔之间的位置度630.05mm都由镗模

43、制造时候的位置精度确定，而镗模制造时所允许的公差只是零件公差的1/51/3，由此可知本夹具的定位误差是非常小的，夹具定位方案可行。3.4夹紧方案及元件确定为了改善劳动条件和提高生产率，目前在大批量生产中均采用机动夹紧。机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力夹紧装置。今采用自制V型块连接液压夹紧装置进行夹紧。（参照镗床夹具总装图）。3.5对刀方案由于使用镗模与钻套，镗套的作用是确定工件上被加工孔的位置，引导刀具并防止其在加工中发生偏斜，所以说刀具通过固定好后的镗套就可以自动找正对刀（参照镗床夹具总装图）。3.6夹具体分析为保证夹具在工作台上安装稳定,应按照夹具体的高度比不大于1

44、.25的原则确定其宽度,而且把底座做成四周边框接触机床工作台，这样既能加强夹具体的刚度，又能减轻夹具体的质量。另外为增强刚性，底座应采用十字形筋条，底座上还应设置找正基面，以便于夹具的制造和装配。（参照镗床夹具总装图）。3.7夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数： 由参考文献6机床夹具设计手册查表可得：圆周切削分力公式： （3-1）式中 （取最大值） （3-2）查表得： 取 得由表可得参数： 得 即：同理：径向切削分力公式 ： （3-3）式中参数： n=1.0 即：轴向切削分力公式 ： （3-4）式中参数： n=0.8 得：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

45、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： （3-5）安全系数K可按下式计算 （3-6）式中：为各种因素的安全系数，见6机床夹具设计手册表可得： 取 取 取所以： 算出夹紧力后就可以设计液压系统了！3.8液压系统的设计设计一套液压系统来作为夹具的夹紧力。要求设计出的液压系统能实现“快进工进保压快退停止”的工作循环。在这个过程中需要的快进和快退的速度要尽量快，以减少夹紧时间。而在工进的时候速度要小以减小冲击力，也不能太小以免增加加紧时间。已知所需的夹紧力最大取为F=4203.86 N，快进、快退的速度，工进的速度0.3

46、 m/min，快进的行程长度15 mm，工进的长度10 mm，快退的行程长度15+10=25 mm，往复运动的加速度、减速度时间不希望超过0.2 s。液压系统的执行元件使用液压杆。 由参考文献6机床夹具设计手册第一篇机床夹具设计基础第六章液压传动装置设计及第二篇机床夹具零部件及气动液压元件第四章机床夹具用油缸和气液增压器等相关章节的知识可设计并参考选择各液压系统元件。今由于时间和篇幅有限对液压系统的设计过程部分省略。只对液压缸的设计过程做详细的设计计算如下：3.8.1活塞杆的设计1 活塞杆直径d的计算最大夹紧力F=2681.65N。夹紧力F=P1A1-P2（A1-A2）； （3-7）式中： F

47、 夹紧力， N；P1 进油口压力， MPa；P2 出油口压力， MPa；A1 活塞无杆腔面积，；A2 活塞杆面积， 。该液压油缸采用差动缸，则 P1=P2则 F=P2A2=8A2=2681.65N； 式中 P2=8MPa； A2=。则 。查新编非标准设备设计手册表29-8-5活塞杆外径d尺寸系列将活塞杆直径圆整d取d=25mm。2 活塞杆强度验算 当活塞杆仅受轴向负荷时，应满足强度条件： （3-8） 式中 F活塞杆所受压缩或拉伸负荷（N）； d活塞杆直径（mm）； 许用应力（MPa），一般取0.2。本设计中活塞杆采用45钢，查机械设计手册活塞杆MPa。 则 10，且承受压缩力作用时，还需验算其

48、压杆稳定性。这时，活塞杆所受负荷F应小于保持压杆失稳的临界负荷FK即 FFK/nK （3-10）式中 l液压缸安装长度（mm）； FK活塞杆弯曲失稳的临界负荷（N）； nK安全系数，通常取nK=3.56。当活塞杆的长细比用表示时，在的情况下，Fk可按下式计算： （3-11）当，且情况下，Fk可按下式计算： （3-12）式中 活塞杆横截面的回转半径（mm），； 柔性系数，对于钢取=85； 由液压缸支承方式决定的末端系数； E活塞杆材料弹性模量（MPa），对于钢可取E=2.1MPa； J活塞杆横截面惯性矩（），对于实心活塞杆J0.05 A活塞杆横截面面积（），； f由材料强度决定的实验数值（MPa

49、），对于钢取f=490MPa； 实验常数，对钢可取=1/5000。当活塞杆所受实际压缩作用力不能满足公式FFK/nK时，应增大活塞杆直径或缩小液压缸安装长度进行重算。3.8.2缸体内径的计算 缸体内径可分别按下列两式计算 = （mm） （3-13） = （mm） （3-14） 式中 F1、F2 分别为无杆腔与有杆腔的总机械负荷（N）； P 供油压力（MPa）； d 活塞杆直径（mm）。 液压缸的总机械负荷F1及F2可按下式确定： F=F0/（） （3-15）式中 F0活塞所受实际推力或拉力（N）； 负载率，一般取=0.50.7； 液压缸的总效率，在没有回油背压时取=0.90.95，小缸取下限值

50、，大缸取上限值。背压较大时，可按新编非标准设备设计手册书中公式计算。最后，在求得的两种值中，选取较大者并按新编非标准设备设计手册表29-8-4圆整为标准尺寸。则 本设计中液压缸的内径解得 =40.208mm。 查新编非标准设备设计手册表29-8-4缸内径尺寸系列，将内径尺寸圆整取 =45mm。3.8.3 缸体壁厚的计算 采用钢材、工作平稳，p16MPa时，一般可按薄壁圆筒计算壁厚： （mm） （3-16） 式中 缸壁厚度（mm）； D缸体内径（mm）； p供油压力（mm）； 许用压力（MPa）。 许用应力可按下式计算： =/n （3-17） 式中 材料强度极限（MPa）； n安全系数。 工作平

51、稳时，一般取n=5；当有较大液压冲击时，最好按相关公式计算冲击压力或最大缓冲压力，并以此压力代替公式 中的p。当冲击压力较大又难以准确计算时，应取n=12（对于铸铁等脆性材料，应取n=15）。当压力较低时，按公式 算出的壁厚度可能很薄，这时应根据加工工艺的需要适当加厚。当缸体材料采用铸铁或铝合金时，应在较低压力下才能采用薄壁圆筒公式计算壁厚。当0.16时，缸体材料应尽量采用钢材（20、35、45或铸钢），缸壁厚则应按壁厚圆筒计算： （3-18）式中 缸体外径 （mm）； 其它代号的含义及单位与公式 相同。在液压缸有冲击负荷的情况下，安全系数n有时较难确定，必要时可参考液压设计手册介绍的标准尺寸来确定壁厚。本设计中缸体采用的45钢材料，查机械设计手册缸体的抗拉强度则 许用强度则 压力比 因此计算缸体壁厚