CA6140机床后托架加工工艺机电工程系毕业论文.doc

第一章 CA6140机床后托架加工工艺1.1 CA6140机床后托架的作用及简要分析CA6140机床后托架是CA6140机床的一个重要零件，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。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1.2 CA6140机床后托架的工艺要求及工艺分析图1.1 CA6140机床后托架零件图1.2.1 CA6140机床后托架的技术要求CA6140车床的后托架共有两组加工表面，底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。它们之间又有一定的位置要求。现分述如下：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m，平面度公差要求是0.03mm。另一组加工是侧面的三孔，分别为 mm， mm， mm，其表面粗糙度要求m 要求的精度等级分别是，。以顶面为主要加工面的四个孔，分别是以 mm和 mm为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是m，m，其中mm是装配铰孔，表面粗糙度的要求是m。1.2.2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，由7机械加工工艺手册表2.1-3可知是大批量生产。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。1.3 加工工艺方案的确定由以上分析可知。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CA6140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：CA6140后托架的尺寸精度，形状以及位置精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。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CA6140机床后托架的加工工艺来说，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。1.3.2 平面的加工根据零件要求，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Ra:6.30.8m，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。1.3.3孔的加工方案根据零件要求，由参考文献7机械加工工艺手册表2.1-11确定，因为孔的表面粗糙度为m，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，且表面粗糙度的要求是m，所以全加工的方法是钻扩铰。1.4 确定定位基准 图11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。1.4.1 粗基准的选择如图11所示，对于本题目的CA6140车床后托架而言，就应该选择D面和C面为粗基准；先铣削出A面并达到要求的1.6m表面粗糙度，然后再用加工后的A面作为后面工序加工的精基准。1.4.2 精基准的选择原则根据精基准的选择原则：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，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，所以也可以用于顶平面的四孔的加工基准。综上所述CA6140车床后拖架精基准：以第一次加工后的后托架A面和C面为精基准，配合适当的钻孔夹具，即可加工40 mm，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1.4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。1.4.1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。同样根据图21，进行如下方案的比较讨论，选择一个正确的工艺路线1.4.1.1工艺路线方案一工序 粗铣，精铣后托架毛坯的A表面，并保证尺寸67 mm和表面粗糙度为1.6m，平面度为0.03m。工序 钻孔213 mm。工序 钻210 mm锥孔。工序 锪钻孔220 mm，和13 mm。工序 钻M6 mm的底孔，攻M6 mm螺纹，钻深孔6 mm。工序 铣油槽2 mm×3 mm工序 钻-扩-铰孔40 mm，30.2 mm，25.5 mm，以44 mm的锪钻锪25.5 mm孔的上端面。工序 检查1.5.1.2工艺路线方案二工序 粗铣，精铣后托架毛坯的A表面，并保证尺寸67 mm和表面粗糙度为1.6m，平面度为0.03m。工序 钻-扩-铰孔40 mm，30.2 mm，25.5 mm，以44 mm的锪钻锪25.5 mm孔的上端面。工序 钻孔213 mm。工序 钻210 mm锥孔。工序 锪钻孔220 mm，和13 mm。工序 钻M6 mm的底孔，攻M6 mm螺纹，钻深孔6 mm。工序 铣油槽2 mm×3 mm。工序 检查1.4.1.3 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D面和C面为粗基准，先加工A面，然后以加工后A面为精基准加工孔，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35±0.07 mm，63±0.05 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，更能保证位置精度和配合精度。综上所述将方案的加工工艺路线定制如下：工序 粗铣，精铣后托架毛坯的A表面，并保证尺寸67 mm和表面粗糙度为1.6m，平面度公差为0.03m。以D面和C面为粗基准；工序 钻-扩-铰孔40 mm，30.2 mm，25.5 mm，以44 mm的锪钻锪25.5 mm孔的上端面。以A面和B面为精基准；工序 钻孔213 mm。以加工后的A面和40孔为精基准；工序 钻210 mm锥孔。以加工后的A面和13孔为精基准；工序 锪钻孔220 mm，和13 mm。以B面，A面和13孔为精基准工序 ；钻M6 mm的底孔，攻M6 mm螺纹，钻深孔6 mm。以加工后的A面和30.2孔为精基准；工序 铣油槽2 mm×3 mm。以加工后的A面和30.2孔为精基准；工序 检查以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”！第二章 加工工艺相关尺寸的确定21 CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT200，硬度为HB 150-200，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。21.1 毛坯的结构工艺要求CA6140车床后托架为铸造件，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，可据此绘出毛坯图。212 CA6140机床后托架的偏差计算底平面的偏差及加工余量计算底平面加工余量的计算，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2.3-59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： 22 确定切削用量及基本工时（机动时间）22.1 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（2.1）实际铣削速度： 式（2.2）进给量： 式（2.3）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（2.4）取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 式（2.5）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（2.1）有：， 实际铣削速度，由式（2.2）有：进给量，由式（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，由式（2.5）有：本工序机动时间222 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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：工作台每分钟进给量： 式（2.7）被切削层长度：刀具切入长度： 式（2.6）刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（2.5）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（2.1）有： 取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有： 被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（2.5）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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有： 被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（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（2.1）有，取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：工作台每分钟进给量，由式（2.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（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（2.2）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（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（2.2）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（2.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（2.7）有：本工序所用的机动时间：223 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：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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：被切削层长度：刀具切入长度： 式（2.8）刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 式（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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（2.9）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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为2机动时间，由式（2.5）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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有： 被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（2.5）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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（2.9）有：224 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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.8）有：刀具切出长度： 取加工基本时间，由式（2.5）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（2.1）有：，取实际切削速度，由式（2.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（2.8）有：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（2.5）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（2.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（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，由式（2.5）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：23 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该CA6140机床后托架的年产量为10000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：大批）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 式（2.10）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 式（2.11）其中： 单件时间定额 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231 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（2.11）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。232 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（2.11）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（2.11）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，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（2.11）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。233 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（2.11）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（2.11）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（2.11）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。第三章 铣平面专用夹具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。根据任务要求中的设计内容，需要设计铣底面夹具一套。3.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗铣底平面，该底平面对孔、的中心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在粗铣此底平面时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2 定位基准的选择由零件图可知：粗铣平面对孔、的中心线和轴线有尺寸要求及平行度要求，其设计基准为孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用V形块定心自动找到中心线，这种定位在结构上简单易操作。采用V形块定心平面定位的方式，保证平面加工的技术要求。同时，应加一侧面定位支承来限制一个沿轴移动的自由度。3.3 切削力及夹紧分析计算刀具材料：（高速钢端面铣刀） 刀具有关几何参数： 由参考文献16机床夹具设计手册表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式： 式（3.1）查参考文献16机床夹具设计手册表得：对于灰铸铁： 式（3.2）取 ， 即所以 由参考文献17金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：（对称铣削） 式（3.3）背向力：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： 式（3.4） 安全系数K可按下式计算： 式（3.5）式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得： 所以 式（3.6） 式（3.7） 式（3.8）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，决定选用气动夹紧机构。3.4 气压夹紧装置设计为了快速夹紧工件，本设计采用气压夹紧装置来夹紧工件。本设计参照金属切削机床夹具设计手册（浦林祥主编，机械工业出版社，1995年）第六章进行设计计算。根据前面第二章的计算结果有：最大夹紧力为F=1441.55 N。 3.4.1 气压夹紧装置的尺寸设计图3-1气压夹紧装置的尺寸设计简图计算方法一：取气缸工作压力P=0.4MPa,由最大夹紧力为F=1441.55 N ，缸体内径可分别按下列两式计算 = （mm） 式（3.9） = （mm） 式（3.10） 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）； 活塞杆直径（mm）。按照公式进行计算后将D与d圆整为金属切削机床夹具设计手册（浦林祥主编，机械工业出版社，1995年）<表6-12 活塞杆推力、拉力与气压的关系>中的数据。该方法需要校核，方法较繁琐。计算方法二：取气缸工作压力P=0.4MPa,由最大夹紧力为F=1441.55 N ，参照金属切削机床夹具设计手册（浦林祥主编，机械工业出版社，1995年），查P916<表6-12 活塞杆推力、拉力与气压的关系>，得到D=30mm，d=10mm。图3-2气压夹紧装置的尺寸结果示意图3.4.2气压夹紧装置的结构设计图3-3 气压夹紧装置的结构设计3.5 误差分析与计算该夹具以平面定位V形块定心，V形块定心元件中心线与平面规定的尺寸公差为。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。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 式（3.11）由参考文献16机床夹具设计手册可得：、平面定位V形块定心的定位误差 ：、夹紧误差 ： 式（3.12）其中接触变形位移值： 式（3.13）、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见