裝配圖后托架零件工藝及加工Φ40、Φ30.2、Φ25
裝配圖后托架零件工藝及加工Φ40、Φ30.2、Φ25,裝配,托架,零件,工藝,加工,40,25
四 川 理 工 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書
題 目 后托架零件工藝及加工Φ40、
Φ30.2、Φ25.5孔夾具設(shè)計
學(xué) 生 楊 吉 林
系 別 機 電 工 程 系
專 業(yè) 班 級 機械設(shè)計制造及自動化機制031班
學(xué) 號 030110316
指 導(dǎo) 教 師 姜 明
四 川 理 工 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
設(shè)計（論文）題目：后托架零件工藝及加工Φ40、Φ30.2、Φ25.5孔夾具設(shè)計
系： 機 電 工 程 系 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化
班級： 機 制 031 班 學(xué) 號： 030110316
學(xué)生： 楊 吉 林 指導(dǎo)教師： 姜 明
接受任務(wù)時間 2007.03.05
教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名）
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求
1. 零件圖一張, 毛坯圖一張
２. 夾具裝配圖一份, 夾具零件圖一套
３. 機械加工工藝卡一套, 主要工序工序卡一份
４. 設(shè)計說明書一份。
2．原始數(shù)據(jù)
零件圖一張, 生產(chǎn)綱領(lǐng)10000件
3．指定查閱的主要參考文獻及說明
1. 《機械制造工藝手冊》
２.《機械零件設(shè)計手冊》
３.《夾具設(shè)計手冊》
4. 進度安排
設(shè)計（論文）各階段名稱
起 止 日 期
1
零件功能, 結(jié)構(gòu), 尺寸, 精度, 要求分析及相關(guān)資料收集
2007.03.05-303.16
2
機械加工工藝設(shè)計
2007.03.19-03.30
3
工序設(shè)計
2007.04.02-04.13
4
夾具設(shè)計
2007.04.16-05.11
5
說明書編制
2007.05.14-05.25
6
檢查及提交論文
2007.05.28-06.05
7
答辯及準備
2007.06.06-2007.06.24
33
摘 要
在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)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(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)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(wù)時間。本文對CA6140車床后托架進行了結(jié)構(gòu)和工藝分析，確定了機械加工工藝路線，制訂出了零件的制造工藝方案和機械加工工藝規(guī)程，并為加工零件上直徑Φ40mm、φ30.2mm及φ25.5mm的三孔設(shè)計了一套專用鏜床夾具。
關(guān)鍵詞： 工序，工藝，加工余量，夾具，夾緊力
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. CA6140 lathe to stand here after a technical 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 one, the surplus of processing, jig, clamp strength
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工藝分析 1
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 3
2.1確定毛坯的制造形式 3
2.2基面的選擇 3
2.2.1粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 3
2.2.2精基準選擇的原則 3
2.3制訂工藝路線 4
2.3.1工藝路線方案一 4
2.3.2工藝路線方案二 5
2.3.3工藝方案的比較和分析 5
2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.4.1底平面的偏差及加工余量計算 6
2.4.2正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算 6
2.4.3頂面兩組孔加工余量計算 8
2.5 選擇加工設(shè)備及刀具,夾具,量具 8
2.5.1粗、精銑A面 8
2.5.2鏜三孔 9
2.5.3鉆頂面四孔 9
2.6 確定切削用量及基本工時 9
2.6.1工序1: 粗銑,精銑底面 9
2.6.2工序2 粗、半精、精鏜CA6140側(cè)面三杠孔 11
2.6.3工序3：鉆頂面四孔 15
2.6.4工序4：鉆側(cè)面兩孔 18
第三章 鏜孔專用夾具的設(shè)計 21
3.1定位方案的確定 21
3.2定位元件確定 21
3.3 定位誤差分析計算 22
3.4夾緊方案及元件確定 22
3.5對刀方案 22
3.6夾具體分析 22
3.7夾緊力的計算 22
3.8液壓系統(tǒng)的設(shè)計 24
3.8.1活塞桿的設(shè)計 24
3.8.2缸體內(nèi)徑的計算 26
3.8.3 缸體壁厚的計算 26
3.8.4缸蓋壁厚計算 27
3.8.5活塞行程的確定 28
3.8.6活塞桿導(dǎo)向長度的確定 28
3.8.7緩沖裝置計算 28
3.9夾具設(shè)計及操作的簡明說明 30
結(jié) 論 31
參考文獻 32
致 謝 33
四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）
第一章 零件的分析
1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床后托架，是車床的一個支撐部件，它是在尾座下面安裝在床身側(cè)面的支承支架，主要用于支撐光杠、絲杠和操作杠。其零件尺寸較小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，其工藝性主要要求與進給箱的三杠同軸平行。
1.2零件的工藝分析
CA6140車床后托架零件圖如下：
圖1.1 CA6140機床后托架零件圖
分析CA6140車床的后托架零件圖可知，該零件共有三組加工表面，它們之間又有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
1. 以平面為中心的加工表面即120mmx60mm的底平面，，平面度公差為0.03。
2. 側(cè)面三孔加工面
這一組的加工表面有Φ40mm，Φ30.2mm，Φ25.5mm的通孔，其表面粗糙度要求均為并要保證孔與孔的位置精度為630.05mm。
3．頂面為主加工面的四個孔
這一組加工面分別是以和為一組的階梯孔，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。
這三組加工表面之間還有著一定的位置精度要求，主要是：
側(cè)面三孔與底平面之間的平行度公差均為100：0.07；
Φ30.2和Φ25.5的孔與Φ40的孔之間的平行度公差為100：0.08；
底平面與三孔軸線位置要求為。
四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯的制造形式
該CA6140車床后托架的材料是HT200，重量是，屬于中低等質(zhì)量的零件，且年產(chǎn)量為10000件，在生產(chǎn)上屬于大批量生產(chǎn)（參考文獻[1]機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，表6.1生產(chǎn)類型劃分方法），考慮到機床后托架在機床工作中的用途，以及零件的加工特點，位置精度要求等，因此選用金屬型鑄造毛坯，可以免去每次造型。零件尺寸較小，形狀結(jié)構(gòu)也不是很復(fù)雜，又屬于大批量生產(chǎn)，因此毛坯形狀應(yīng)盡量與零件形狀靠近，側(cè)面三孔均應(yīng)鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后確定。
2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)得以提高；否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚，還會造成零件的大批報廢使生產(chǎn)無法正常進行。
2.2.1粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
⑴．粗基準的選擇應(yīng)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(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)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。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(yīng)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(yīng)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(jīng)初加工。
⑸．粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
對于本題目的CA6140車床后托架而言，就應(yīng)該選擇側(cè)面三孔做為粗基準；先銑削出底面并達到要求的1.6μm表面粗糙度，為下面的加工做好精基準準備。
2.2.2精基準選擇的原則
⑴．基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
⑵．基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。
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(fù)加工。
(4).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。
就本題而言要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機床后托架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從CA6140機床后托架零件圖分析可知，它的底平面與側(cè)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，如果再使用左面定位，配合適當(dāng)?shù)溺M孔夾具，即可加工Ф40 mm，Ф30.2 mm和Ф25.5 mm這三個主要孔。
在以上基礎(chǔ)下，再利用加工后的孔為精基準加工諸如Ф20 mm，Ф13 mm，Ф10 mm的錐孔，M6 mm的螺紋孔等等。
2.3制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是以零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降?，F(xiàn)針對本零件值得一提的是：側(cè)面三孔的表面質(zhì)量要求一樣，同為Ra1.6，但是尺寸精度不同分別為IT7,IT12,IT12（參考文獻[1]機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，表3.3標準公差數(shù)值），這也就是說IT7的孔主要考慮尺寸精度，其它兩孔則主要是表面質(zhì)量的考慮，按經(jīng)濟性分析應(yīng)該將它們分開加工，但是它們之間的位置精度要求較高所以要一次裝夾加工比較好。所以將三孔的加工工藝統(tǒng)一確定為：
孔 ：鑄造——粗鏜——半精鏜——精鏜。
、 ：鑄造——粗鏜——半精鏜
并放在同一道工序中。由此擬訂以下兩個工藝路線方案。
2.3.1工藝路線方案一
工序1 粗、精銑120mmx60mm的底平面。
工序2 鉆2-Φ20mm至2-Φ13mm的階梯孔和Φ13mm至Φ10mm的階梯孔以及2-Φ10的錐孔。
工序3 鉸2-Φ20mm至2-Φ13mm的階梯孔和Φ13mm至Φ10mm的階梯孔，2-Φ10mm的錐孔。
工序4 鉆Φ6mm的孔和M6mm的螺紋孔，攻M6mm的螺紋。
工序5 粗樘、半精鏜、精鏜Φ40mm，粗樘、半精鏜Φ30.2mm，Φ25.5mm的孔。
工序6 銑油槽2 mm×3 mm
工序7 锪平Φ25.5mm孔的下端面。
工序8 終檢。
2.3.2工藝路線方案二
工序1 粗精銑120mmx60mm的底平面。
工序2 粗樘、半精鏜，精鏜Φ40mm，粗樘、半精鏜Φ30.2mm，Φ25.5mm的孔。
工序3 銑油槽2 mm×3 mm
工序4 鉆2-Φ20mm至2-Φ13mm的階梯孔和Φ13mm至Φ10mm的階梯孔以及2-Φ10的錐孔。
工序5 鉸2-Φ20mm至2-Φ13mm的階梯孔和Φ13mm至Φ10mm的階梯孔，2-Φ10mm的錐孔。
工序6 鉆Φ6mm的孔和M6mm的螺紋孔。攻M6mm的螺紋。
工序7 锪平Φ25.5mm孔的下端面。
工序8 終檢。
2.3.3工藝方案的比較和分析
上述兩個方案的特點：兩種方案都是以毛坯的側(cè)面和三孔為粗基準，先加工底面，然后以加工后的底面為精基準再加工孔，這樣做滿足零件加工先面后孔的加工要求；方案一，在這種情況下先加工的繁瑣小而雜的孔，最后才加工有嚴格位置度，配合精度的Ф40 mm，Ф30.2 mm，Ф25.5 mm孔；方案二：先加工有嚴格位置度，配合精度的Ф40 mm，Ф30.2 mm，Ф25.5 mm孔，再加工其它細部的孔，兩相比較而言，方案二更能保證35±0.07 mm，63±0.05 mm，以及Ф40 mm，Ф30.2 mm，Ф25.5 mm孔與A面的平行度，更好的減小加工誤差，更能保證位置精度和配合精度。
由以上分析：方案二更為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：
表2-1加工工藝過程表
工序號
工 種
工作內(nèi)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(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），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；臥式銑鏜床（）
070
半精鏜
半精鏜鏜孔：
，，
工件用專用夾具裝夾；臥式銑鏜床（）
080
精鏜
精鏜鏜孔：
工件用專用夾具裝夾；臥式銑鏜床（）
090
銑
粗銑油槽
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
鉗
去毛刺
140
鉆
鉆孔、
工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床
150
攻絲
攻螺紋
160
鉗
倒角去毛刺
170
檢驗
180
入庫
清洗，涂防銹油
以上工藝過程見附表“機械加工工藝過程綜合卡片”。
2.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
2.4.1底平面的偏差及加工余量計算
底平面與孔（，，）的中心線的尺寸為。根據(jù)工序要求，底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻[2]《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：由參考文獻[3]《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(jù)參考文獻[3]《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由此確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
工序名稱
基本尺寸
工序余量
工序公差
工序尺寸及其公差和Ra
鑄造
39
0
1.1
39±0.55
粗銑
36
3
0.16
Ra=6.3
精銑
35
1
0.14
3±0.7 Ra=3.2
2.4.2正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算
參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.3-59和參考文獻[4]《互換性與技術(shù)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
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
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mm
根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用CT7，并查出相應(yīng)加工工序余量，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為：可得三孔的加工余量及偏差如下：
[1].鑄造（CT7 Φ36±0.45）—粗鏜（IT12 Ra6.3 ）—半精鏜（IT9 Ra1.6）--精鏜（IT7 Ra1.6）
表2-3加工孔Φ40尺寸及公差表
工序名稱
基本尺寸
工序余量
工序公差
工序尺寸及
其公差和Ra
鑄造
36
0
0.9
Φ36±0.45
粗鏜
38
2
0.16
Ra=6.3
半精鏜
39.2
1.2
0.062
Ra=3.2
精鏜
40
0.8
0.025
Ra=1.6
[2]. 各工序尺寸及公差的確定
鑄造（CT7 Φ27.2±0.45）—粗鏜（IT12 Ra6.3 ）—半精鏜（IT12 Ra1.6）
表2-4加工孔Φ30.2尺寸及公差表
工序名稱
基本尺寸
工序余量
工序公差
工序尺寸及其公差和Ra
鑄造
27.2
0
0.9
Φ27.2±0.45
粗鏜
29.2
2
0.21
Ra=6.3
半精鏜
30.2
1
0.2
Ra=1.6
[3].各工序尺寸及公差的確定
鑄造（CT7 Φ22.5±0.45）—粗鏜（IT12 Ra6.3 ）—半精鏜（IT12 Ra1.6 ）
表2-5加工孔Φ25.5尺寸及公差表
工序名稱
基本尺寸
工序余量
工序公差
工序尺寸及其公差和Ra
鑄造
22.5
0
0.9
Φ22.5±0.45
粗鏜
24.5
2
0.3
Ra=6.3
半精鏜
25.5
1
0.3
Ra=1.6
2.4.3頂面兩組孔加工余量計算
毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為IT12，表面粗糙度要求為。參照參考文獻[3]《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： 裝配時按要求鉸孔
2.4.4 鉆深孔Ф6mm及攻螺紋M6mm的加工余量計算
鉆孔：Ф5 mm 2Z=5mm （Z為單邊余量）
攻螺紋：M6mm 2Z=1mm （Z為單邊余量）
鉆孔：Ф6mm 2Z=6mm （Z為單邊余量）
經(jīng)過以上分析計算在確定了加工余量和毛坯公差以后就可以確定出毛坯的尺寸從而可做出毛坯圖參見附圖。
2.5 選擇加工設(shè)備及刀具,夾具,量具
由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以通用機床為主,輔以少量專用機床.其生產(chǎn)方式以通用機床加專用夾具為主,輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線,工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。
2.5.1粗、精銑A面
考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題,選擇：
機床：雙立軸圓工作臺銑床,
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）YG6 齒數(shù),
夾具：專用夾具，
量具：游標卡尺。
2.5.2鏜三孔
三個孔有一定的平行度公差0.07的要求，并且屬于同一定位基準加工，考慮機床加工精度及加工經(jīng)濟性選擇：
機床：臥式銑鏜床（），
夾具：專用夾具，
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，
量具：用游標卡尺，塞規(guī)。
2.5.3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(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211和E101
帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號錐直柄鉸刀 刀具材料：
夾具：專用夾具。
量具：游標卡尺，塞規(guī)。
2.6 確定切削用量及基本工時
2.6.1工序1: 粗銑,精銑底面
機床：雙立軸圓工作臺銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）YG6 齒數(shù)
⑴．粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，
取，
銑削速度：參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
， （2-1）
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-36，立式銑床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值取
實際銑削速度： （2-2）
進給量： （2-3）
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]《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：
（2-4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間： （2-5）
⑵．精銑：
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-36，立式銑床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值
實際銑削速度：由（2-2）有：
進給量：由（2-3）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(shù)為1。
機動時間：由（2-5）有：
2.6.2工序2 粗、半精、精鏜CA6140側(cè)面三杠孔
機床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)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(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-20，臥式銑鏜床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量： （2-6）
被切削層長度：
刀具切入長度： （2-7）
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
⑵．粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，
取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-20，臥式銑鏜床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量，由（2-6）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-7）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
⑶．粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-20，臥式銑鏜床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量，由（2-6）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-7）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
⑷．半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，?。?
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-20，臥式銑鏜床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量，由（2-6）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-7）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
⑸．半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，?。?
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-20，臥式銑鏜床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量，由（2-6）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-7）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
⑹．半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量，由（2-6）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-7）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
⑼．精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-20，臥式銑鏜床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
工作臺每分鐘進給量，由（2-6）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-7）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由（2-5）有：
2.6.3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(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211和E101
帶導(dǎo)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再擴到，所以，另外的兩個錐孔也先鉆到。
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-12，搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
（2-8）
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為4
機動時間： （2-9）
⑵．?dāng)U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(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-12，搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為2
機動時間，由（2-9）有：
⑶．锪孔
切削深度：，
根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度；取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為2
機動時間，由（2-5）有：
⑷．锪孔
切削深度：，
根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,切削速度；取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-12，搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間，由（2-5）有：
⑸．鉸孔
切削深度：，
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-60，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-12，搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間，由（2-9）有：
2.6.4工序4：鉆側(cè)面兩孔
鉆側(cè)面兩孔（其中包括鉆的孔和的螺紋孔）
機床：Z3025
⑴．鉆
切削深度：
根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,取為 切削速度，
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
查參考文獻[5]《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-12，搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速取最接近的轉(zhuǎn)速值，
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（2-8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時間，由（2-5）有：
⑵．鉆螺孔
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-39，，取
切削速度：參照參考文獻[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由（2-8）有：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間，由（2-5）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[3]《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由（2-1）有：
，
取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實際切削速度，由（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間，由（2-5）有：
四川理工學(xué)院畢業(yè)論文
第三章 鏜孔專用夾具的設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,在加工CA6140機床后托架零件時需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)指導(dǎo)老師安排,本次我只設(shè)計用鏜床鏜孔Ф40，Ф30.2，Ф25.5的專用夾具。
根據(jù)的圖3—1所示，要求設(shè)計鏜孔Ф40，Ф30.2，Ф25.5的專用夾具。根據(jù)工藝規(guī)程,在鏜孔之前底面已經(jīng)過精銑,本工序的要求是：孔與孔之間的位置精度630.05mm，各孔的表面粗糙度1.6μm，并且孔與A表面的平行度公差為0.07，孔Ф30.2，Ф25.5與B表面的平行度公差為0.08。
鏜床夾具通常稱為鏜模。鏜模是一種精密夾具。它主要用來加工箱體類零件上的精密孔系。鏜模和鉆模一樣，是依靠專門的導(dǎo)引元件——鏜套來導(dǎo)引鏜桿，從而保證所鏜的孔具有很高的位置精度。采用鏜模后，鏜孔的精度可不受機床精度的影響。
圖3—1
3.1定位方案的確定
由以上分析可選底面（A面）和左側(cè)面（C面）為定位基準來設(shè)計鏜模，孔軸線間的位置公差要求及孔中心與底面的平行度公差均由鏜模位置精度來保證。工件定位用底平面和兩個側(cè)面來限制六個自由度。
3.2定位元件確定
底面精銑后為精基準，平面定位，由于底面分為了兩部分。所以選擇了兩水平定位支承板，限制3個自由度。
左側(cè)面（C面）用兩個固定支承釘，限制兩個自由度。
后側(cè)面（D面）用一個定位銷，限制一個自由度。
3.3 定位誤差分析計算
定位誤差是指由于定位不準而引起的某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中的某一定位方案，只有其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，或滿足，即可認為該定位方案符合加工精度的要求。對于我設(shè)計的夾具來說：該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
分析鏜孔中心線與A面的平行度誤差：由于采用的是底面定位，底面既是工序基準，也是定位基準，故基準不重合誤差為零，底面與支承板之間始終保持接觸，故基準位移誤差也為零，由于使用了鏜模，需要保持A面與待加工孔中線的距離350.07 mm和平面度0.07，以及孔之間的位置度630.05mm都由鏜模制造時候的位置精度確定，而鏜模制造時所允許的公差只是零件公差的1/5～1/3，由此可知本夾具的定位誤差是非常小的，夾具定位方案可行。
3.4夾緊方案及元件確定
為了改善勞動條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機動夾緊。機動夾緊的力源來自氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。今采用自制V型塊連接液壓夾緊裝置進行夾緊。（參照鏜床夾具總裝圖）。
3.5對刀方案
由于使用鏜模與鉆套，鏜套的作用是確定工件上被加工孔的位置，引導(dǎo)刀具并防止其在加工中發(fā)生偏斜，所以說刀具通過固定好后的鏜套就可以自動找正對刀（參照鏜床夾具總裝圖）。
3.6夾具體分析
為保證夾具在工作臺上安裝穩(wěn)定,應(yīng)按照夾具體的高度比不大于1.25的原則確定其寬度,而且把底座做成四周邊框接觸機床工作臺，這樣既能加強夾具體的剛度，又能減輕夾具體的質(zhì)量。另外為增強剛性，底座應(yīng)采用十字形筋條，底座上還應(yīng)設(shè)置找正基面，以便于夾具的制造和裝配。（參照鏜床夾具總裝圖）。
3.7夾緊力的計算
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻[6]《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
圓周切削分力公式： （3-1）
式中 （取最大值）
（3-2）
查表得： 取 得
由表可得參數(shù)：
得
即：
同理：徑向切削分力公式 ： （3-3）
式中參數(shù)： n=1.0
即：
軸向切削分力公式 ： （3-4）
式中參數(shù)： n=0.8
得：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
（3-5）
安全系數(shù)K可按下式計算
（3-6）
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見[6]《機床夾具設(shè)計手冊》表可得： 取
取
取
所以：
算出夾緊力后就可以設(shè)計液壓系統(tǒng)了！
3.8液壓系統(tǒng)的設(shè)計
設(shè)計一套液壓系統(tǒng)來作為夾具的夾緊力。要求設(shè)計出的液壓系統(tǒng)能實現(xiàn)“快進―工進―保壓―快退―停止”的工作循環(huán)。在這個過程中需要的快進和快退的速度要盡量快，以減少夾緊時間。而在工進的時候速度要小以減小沖擊力，也不能太小以免增加加緊時間。已知所需的夾緊力最大取為F=4203.86 N，快進、快退的速度，工進的速度0.3 m/min，快進的行程長度15 mm，工進的長度10 mm，快退的行程長度15+10=25 mm，往復(fù)運動的加速度、減速度時間不希望超過0.2 s。液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件使用液壓桿。
由參考文獻[6]《機床夾具設(shè)計手冊》第一篇機床夾具設(shè)計基礎(chǔ)第六章液壓傳動裝置設(shè)計及第二篇機床夾具零部件及氣動液壓元件第四章機床夾具用油缸和氣液增壓器等相關(guān)章節(jié)的知識可設(shè)計并參考選擇各液壓系統(tǒng)元件。今由于時間和篇幅有限對液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程部分省略。只對液壓缸的設(shè)計過程做詳細的設(shè)計計算如下：
3.8.1活塞桿的設(shè)計
[1] 活塞桿直徑d的計算
最大夾緊力F=2681.65N。
夾緊力F=P1×A1-P2×（A1-A2）； （3-7）
式中：
F —— 夾緊力， N；
P1—— 進油口壓力， MPa；
P2—— 出油口壓力， MPa；
A1—— 活塞無桿腔面積，；
A2—— 活塞桿面積， 。
該液壓油缸采用差動缸，則 P1=P2
則 F=P2×A2=8×A2=2681.65N； 式中 P2=8MPa；
A2=。
則 。
查《新編非標準設(shè)備設(shè)計手冊》表29-8-5活塞桿外徑d尺寸系列將活塞桿直徑圓整d取d=25mm。
[2] 活塞桿強度驗算
當(dāng)活塞桿僅受軸向負荷時，應(yīng)滿足強度條件：
（3-8）
式中 F——活塞桿所受壓縮或拉伸負荷（N）；
d——活塞桿直徑（mm）；
——許用應(yīng)力（MPa），一般取≤0.2。
本設(shè)計中活塞桿采用45鋼，查《機械設(shè)計手冊》活塞桿MPa。
則 <=0.2×600=120MPa 滿足強度要求。
若活塞桿同時承受彎曲負荷，則應(yīng)滿足強度條件：
（3-9）
式中 M——彎曲力矩（Nm）；
其它符號及單位與上式的相同。
若強度條件不能滿足，則應(yīng)加大速度比或活塞桿直徑，重新進行驗算，直到滿足要求時為止。此處沒有受到彎曲負荷，所以不用校核。
[3]活塞桿穩(wěn)定性驗算
當(dāng)液壓缸的長細比l/d>10，且承受壓縮力作用時，還需驗算其壓桿穩(wěn)定性。這時，活塞桿所受負荷F應(yīng)小于保持壓桿失穩(wěn)的臨界負荷FK即
F≤FK/nK （3-10）
式中 l——液壓缸安裝長度（mm）；
FK——活塞桿彎曲失穩(wěn)的臨界負荷（N）；
nK——安全系數(shù)，通常取nK=3.5～6。
當(dāng)活塞桿的長細比用表示時，在的情況下，F(xiàn)k可按下式計算：
（3-11）
當(dāng)，且情況下，F(xiàn)k可按下式計算：
（3-12）
式中 ——活塞桿橫截面的回轉(zhuǎn)半徑（mm），；
——柔性系數(shù)，對于鋼取=85；
——由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)；
E——活塞桿材料彈性模量（MPa），對于鋼可取E=2.1×MPa；
J——活塞桿橫截面慣性矩（），對于實心活塞桿J≈0.05
A——活塞桿橫截面面積（），；
f——由材料強度決定的實驗數(shù)值（MPa），對于鋼取f=490MPa；
——實驗常數(shù)，對鋼可取=1/5000。
當(dāng)活塞桿所受實際壓縮作用力不能滿足公式F≤FK/nK時，應(yīng)增大活塞桿直徑或縮小液壓缸安裝長度進行重算。
3.8.2缸體內(nèi)徑的計算
缸體內(nèi)徑可分別按下列兩式計算
= （mm） （3-13）
= （mm） （3-14）
式中 F1、F2—— 分別為無桿腔與有桿腔的總機械負荷（N）；
P—— 供油壓力（MPa）；
d—— 活塞桿直徑（mm）。
液壓缸的總機械負荷F1及F2可按下式確定：
F=F0/（） （3-15）
式中 F0——活塞所受實際推力或拉力（N）；
——負載率，一般取=0.5～0.7；
——液壓缸的總效率，在沒有回油背壓時取=0.9～0.95，小缸取下限值，大缸取上限值。背壓較大時，可按《新編非標準設(shè)備設(shè)計手冊》書中公式計算。最后，在求得的兩種值中，選取較大者并按《新編非標準設(shè)備設(shè)計手冊》表29-8-4圓整為標準尺寸。
則 本設(shè)計中液壓缸的內(nèi)徑
解得 =40.208mm。
查《新編非標準設(shè)備設(shè)計手冊》表29-8-4缸內(nèi)徑尺寸系列，將內(nèi)徑尺寸圓整取 =45mm。
3.8.3 缸體壁厚的計算
采用鋼材、工作平穩(wěn)，p≤16 MPa時，一般可按薄壁圓筒計算壁厚：
（mm） （3-16）
式中 ——缸壁厚度（mm）；
D——缸體內(nèi)徑（mm）；
p——供油壓力（mm）；
[]——許用壓力（MPa）。
許用應(yīng)力[]可按下式計算：
[]=/n （3-17）
式中 ——材料強度極限（MPa）；
n——安全系數(shù)。
工作平穩(wěn)時，一般取n=5；當(dāng)有較大液壓沖擊時，最好按相關(guān)公式計算沖擊壓力或最大緩沖壓力，并以此壓力代替公式 中的p。當(dāng)沖擊壓力較大又難以準確計算時，應(yīng)取n=12（對于鑄鐵等脆性材料，應(yīng)取n=15）。
當(dāng)壓力較低時，按公式 算出的壁厚度可能很薄，這時應(yīng)根據(jù)加工工藝的需要適當(dāng)加厚。
當(dāng)缸體材料采用鑄鐵或鋁合金時，應(yīng)在較低壓力下才能采用薄壁圓筒公式計算壁厚。
當(dāng)>0.16時，缸體材料應(yīng)盡量采用鋼材（20、35、45或鑄鋼），缸壁厚則應(yīng)按壁厚圓筒計算：
（3-18）
式中 ——缸體外徑 （mm）；
其它代號的含義及單位與公式 相同。
在液壓缸有沖擊負荷的情況下，安全系數(shù)n有時較難確定，必要時可參考液壓設(shè)計手冊介紹的標準尺寸來確定壁厚。
本設(shè)計中缸體采用的45鋼材料，查《機械設(shè)計手冊》缸體的抗拉強度
則 許用強度
則 壓力比
因此計算缸體壁厚
本設(shè)計中參照雙向作用地腳式油缸T5024 Ι型取
3.8.4缸蓋壁厚計算
對于用螺栓聯(lián)接的缸蓋或整體缸蓋，可近似地按邊緣固定的圓板
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