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寧
畢業(yè)設計(論文)
CA6140車床后托架加工工藝及鉆M6孔夾具設計
所在學院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
指導老師
年 月 日
摘 要
在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。
關鍵詞 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案，夾緊力
I
ABSTRACT
Enable 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 craft 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 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.
Keywords： The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength
II
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
目 錄 1
第1章 緒論 3
1.1 機械加工工藝概述 3
1.2機械加工工藝流程 3
1.3夾具概述 4
1.4機床夾具的功能 4
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 4
1.5.1機床夾具的現狀 5
1.5.2現代機床夾具的發(fā)展方向 5
第2章 后托架加工工藝 3
2.1 后托架的工藝分析 3
2.2 后托架的工藝要求及工藝分析 3
2.3 加工工藝過程 4
2.4 確定各表面加工方案 4
2.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素 4
2.4.2 平面的加工 4
2.4.3孔的加工方案 4
2.5 確定定位基準 5
2.5.1 粗基準的選擇 5
2.5.2 精基準選擇的原則 5
2.6 工藝路線的擬訂 6
2.6.1工序的合理組合 6
2.6.2 工序的集中與分散 7
2.6.3 加工階段的劃分 8
2.6.4 加工工藝路線方案的比較 9
2.7 后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
2.7.1 毛坯的結構工藝要求 12
2.7.2 后托架的偏差計算 12
2.8 確定切削用量及基本工時（機動時間） 16
2.8.1 工序1：粗、精銑底面 16
2.8.2 工序2 粗、半精、精鏜CA6140側面三杠孔 17
2.8.3 工序3：鉆頂面四孔 24
2.8.4 工序4：鉆側面兩孔 28
2.9 時間定額計算及生產安排 30
2.9.1 粗、精銑底面 30
2.9.2 鏜側面三杠孔 31
2.9.3 鉆頂面四孔 32
結 論 34
參考文獻 35
致謝 36
36
第1章 緒論
1.1 機械加工工藝概述
機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據。
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統的流程。
機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。
技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數，工藝規(guī)程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產綱領，確定生產類型。
2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。
隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現，已突破傳統的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統制造還是現代制造系統中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.4機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。
（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機床夾具的現狀
國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數的85%左右。現代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機床夾具。
4）適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。
6）提高機床夾具的標準化程度。
1.5.2現代機床夾具的發(fā)展方向
現代機床夾具的發(fā)展方向主要表現為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。
精密化
隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數控機床夾具等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標準化
機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
第2章 后托架加工工藝
2.1 后托架的工藝分析
后托架上的底面和側面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關鍵和重要的。
2.2 后托架的工藝要求及工藝分析
圖1.1 后托架零件圖
一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。
后托架的技術要求：
其加工有三組加工。底面、側面三孔、頂面的四個孔、以及左視圖上的兩個孔。
⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。
⑵．另一組加工是側面的三孔，分別為，，，其表面粗糙度要求 要求的精度等級分別是，，。
⑶．以頂面為住加工面的四個孔，分別是以和為一組的階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。
⑷．后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。
單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因為后托架的重量只有3.05kg,而年產量是5000件，由[7]《機械加工工藝手冊》表2.1-3可知是中批量生產。
2.3 加工工藝過程
由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于后托架來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。
由上面的一些技術條件分析得知：CA6140后托架的尺寸精度，形狀機關度以及位置機精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。
2.4 確定各表面加工方案
一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計后托架的加工工藝來說，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。
2.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素
⑴．要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。
⑵．根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在 小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。
⑶．要考慮被加工材料的性質，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。
⑷．要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。
⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。
2.4.2 平面的加工
由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.1-12可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。
2.4.3孔的加工方案
⑴．由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.1-11確定，以為孔的表面粗糙度為1.6，則選側孔（，，）的加工順序為：粗鏜——精鏜。
⑵．而頂面的四個孔采取的加工方法分別是：
因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我們采用一次鉆孔的加工方法，的孔選擇的加工方法是鉆，因為的孔和是一組階梯孔，所以可以在已經鉆了的孔基礎上再锪孔鉆锪到，而另一組和也是一組階梯的孔，不同的是的孔是錐孔，起表面粗糙度的要求是，所以全加工的方法是鉆——擴——鉸。
2.5 確定定位基準
2.5.1 粗基準的選擇
選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準選擇應當滿足以下要求：
⑴．粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
⑶．應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷．應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。
⑸．粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證后托架在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從后托架零件圖分析可知，選擇側面三孔作為后托架加工粗基準。
2.5.2 精基準選擇的原則
⑴．基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
⑵．基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準?；鶞实慕y一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。
此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證后托架在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從后托架零件圖分析可知，它的底平面與側面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統一的基準定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準。
選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。
2.6 工藝路線的擬訂
對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統一的基準。后托架的加工的第一個工序也就是加工統一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。
后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。
2.6.1工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則：
⑴．工序分散原則
工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。
⑵．工序集中原則
工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。
一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
2.6.2 工序的集中與分散
制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
⑴．工序集中的特點
工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。
⑵．工序分散的特點
工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。
工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。
由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。
2.6.3 加工階段的劃分
零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：
⑴．粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。
⑵．半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
⑶．精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。
⑷．光整加工階段
對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
2.6.4 加工工藝路線方案的比較
在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表：
表1.1加工工藝路線方案比較表
工序號
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序內容
定位基準
工序內容
定位基準
010
粗銑底平面
側面和外圓
粗、精銑底平面
側面和外圓
020
精銑底平粗
側面和外圓
粗鏜孔：
、
底面和側面
040
鉆、擴孔：
、
底面和側面
半精鏜孔：、、
底面和側面
050
粗鉸孔：、、
底面和側面
精鏜孔：、、
底面和側面
060
精鉸孔：、、
側面和兩孔
粗銑油槽
底面和側面
070
粗銑油槽
底面和側面
鉆：、
底面和側面
080
锪鉆孔：
底面和側面
擴孔
底面和側面
090
鉆：、
底面和側面
精鉸錐孔：
底面和側面
110
擴孔
底面和側面
锪鉆孔：、
底面和側面
120
精鉸錐孔：
底面和側面
去毛刺
130
锪鉆孔：、
底面和側面
鉆：、
底面和孔
140
鉆：、
底面和孔
攻螺紋
底面和孔
150
攻螺紋
底面和孔
锪平面
160
锪平面
倒角去毛刺
160
倒角去毛刺
檢驗
170
檢驗
加工工藝路線方案的論證：
⑴．方案Ⅱ在120工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以后的定位及裝配得到可靠的保證。
⑵．方案Ⅱ在010工序中先安排銑底平面，主要是因為底平面是以后工序的主要定位面之一，為提高定位精度。
⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開原則。
由以上分析：方案Ⅱ為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：
表1.2加工工藝過程表
工序號
工 種
工作內容
說 明
010
鑄造
金屬型鑄造
鑄件毛坯尺寸：
長： 寬： 高：孔：、、
020
清砂
除去澆冒口，鋒邊及型砂
030
熱處理
退火
石墨化退火，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現的白口組織（有大量的滲碳體出現），以便于切削加工
040
檢驗
檢驗毛坯
050
銑
粗銑、精銑底平面
工件用專用夾具裝夾；立式銑床
060
粗鏜
粗鏜鏜孔：
，，
工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（）
070
銑
粗銑油槽
080
半精鏜
半精鏜鏜孔：
，，
工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（）
090
精鏜
精鏜鏜孔：
，，
工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（）
100
鉆
將孔、、鉆到直徑
工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床
110
擴孔鉆
將擴孔到要求尺寸
120
锪孔鉆
锪孔、到要求尺寸
130
鉸
精鉸錐孔
140
鉗
去毛刺
150
鉆
鉆孔、
工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床
160
攻絲
攻螺紋
170
鉗
倒角去毛刺
180
檢驗
190
入庫
清洗，涂防銹油
2.7 后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是HT150，硬度HB為150-200，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。
2.7.1 毛坯的結構工藝要求
⑴．CA6140車床后托架為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求：
①、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當，不得有尖角。
③、鑄件結構要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。
④、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。
毛坯形狀、尺寸確定的要求
⑵．設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到：
①、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。
②、工藝基準以設計基準相一致。
③、便于裝夾、加工和檢查。
④、結構要素統一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。
在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類
形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。
2.7.2 后托架的偏差計算
⑴．底平面的偏差及加工余量計算
底平面加工余糧的計算，計算底平面與孔（，，）的中心線的尺寸為。根據工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻[5]《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為，又根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑后最大尺寸為：
粗銑后最小尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側面三孔（，，）的中心線的尺寸為。
⑵．正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算
參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-59和參考文獻[15]《互換性與技術測量》表1-8，可以查得：
孔：
粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
根據工序要求，側面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下：
粗鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為。
半精鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為。
精鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-48,其余量值為。
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
孔毛坯基本尺寸為：；
孔毛坯基本尺寸為：；
孔毛坯基本尺寸為：。
根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為：
孔毛坯名義尺寸為：；
毛坯最大尺寸為：；
毛坯最小尺寸為：；
粗鏜工序尺寸為：
半精鏜工序尺寸為：
精鏜后尺寸是，已達到零件圖尺寸要求
孔毛坯名義尺寸為：；
毛坯最大尺寸為：；
毛坯最小尺寸為：；
粗鏜工序尺寸為：；
半精鏜工序尺寸為：
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即：
孔毛坯名義尺寸為：；
毛坯最大尺寸為：；
毛坯最小尺寸為：；
粗鏜工序尺寸為：
半精鏜工序尺寸為：
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即
⑶．頂面兩組孔和，以及另外一組的錐孔和
毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為，表面粗糙度要求為。參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：
第一組：和
加工該組孔的工藝是：鉆——擴——锪
鉆孔：
擴孔： （Z為單邊余量）
锪孔： （Z為單邊余量）
第二組：的錐孔和
加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸
鉆孔：
锪孔： （Z為單邊余量）
鉸孔：
2.8 確定切削用量及基本工時（機動時間）
2.8.1 工序1：粗、精銑底面
機床：雙立軸圓工作臺銑床
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數
⑴．粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：
， 式（1.1）
實際銑削速度： 式（1.2）
進給量： 式（1.3）
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
式（1.4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間： 式（1.5）
⑵．精銑：
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，
實際銑削速度，由式（1.2）有：
進給量，由式（1.3）有：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數為1。
機動時間，由式（1.5）有：
本工序機動時間
2.8.2 工序2 粗、半精、精鏜CA6140側面三杠孔
機床：臥式鏜床
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
⑴．粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量： 式（1.7）
被切削層長度：
刀具切入長度： 式（1.6）
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑵．粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑶．粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑷．半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，?。?
機床主軸轉速，由式（1.1）有
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑸．半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，?。?
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑹．半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑺．精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.2）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑻．精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.5）有：
⑼．精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.2）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間，由式（1.7）有：
本工序所用的機動時間：
2.8.3 工序3：鉆頂面四孔
鉆頂面四孔（其中包括鉆孔，和擴孔，鉸孔，以及锪孔，）
機床：
刀具：硬質合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211和E101
帶導柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號錐直柄鉸刀 刀具材料：
⑴．鉆孔，以及的錐孔
鉆孔時先采取的是鉆到在擴到，所以，另外的兩個錐孔也先鉆到。
切削深度：
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
式（1.8）
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間： 式（1.9）
⑵．擴孔
鉆孔時先采取的是鉆到再擴到，所以，
切削深度：
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間，由式（1.9）有：
⑶．锪孔
切削深度：，
根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度；取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數為2
機動時間，由式（1.5）有：
⑷．锪孔
切削深度：，
根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度；取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間，由式（1.5）有：
⑸．鉸孔
切削深度：，
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-60，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間，由式（1.9）有：
2.8.4 工序4：鉆側面兩孔
鉆側面兩孔（其中包括鉆的孔和的螺紋孔）
機床：
⑴．鉆
切削深度：
根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度，
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由式（1.5）有：
⑵．鉆螺孔
切削深度：
進給量：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-39，，取
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度：
走刀次數為1
機動時間，由式（1.5）有：
③、攻螺紋孔
機床：組合攻絲機
刀具：高速鋼機動絲錐
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數為1
機動時間，由式（1.5）有：
鉆頂面四孔的機動時間：
這些工序的加工機動時間的總和是：
2.9 時間定額計算及生產安排
根據設計任務要求，該后托架的年產量為5000件。一年以240個工作日計算，每天的產量應不低于21件。設每天的產量為21件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產時間應不大于22.8min。
參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-2，機械加工單件（生產類型：中批以上）時間定額的計算公式為：
（大量生產時） 式（1.10）
因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為：
式（1.11）
其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）
—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間
—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值
2.9.1 粗、精銑底面
機動時間：
輔助時間：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-48，
單間時間定額，由式（1.11）有：
因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。
2.9.2 鏜側面三杠孔
⑴、粗鏜側面的三孔（，，）
機動時間：
輔助時間：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-37，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-39，
單間時間定額，由式（1.11）有：
因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。
⑵、半精鏜側面的三孔（，，）
機動時間：
輔助時間：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-37，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-39，
單間時間定額，由式（1.11）有：
因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。
⑶、精鏜側面的三孔（，，）
機動時間：
輔助時間：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.5-37，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則
：根據參考文獻[7]《