机械毕业设计（论文）车床支架C6140A机械加工工艺及夹具设计【全套图纸】.doc

网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目： 车床支架C6140A机械加工工艺及（一道工序）夹具设计学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日摘要本论文完成了对年产2000件车床支架零件工艺规程的设计与夹具的设计。设计的第一部分，进行了工艺卡的设计和制作。首先，明确设计任务及要求，然后绘制年产2000件车床支架零件的毛坯图，最后设计并且填写年产2000件车床支架零件的工艺过程卡片。第二部分，进行了夹具设计。纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特点，选定钻孔和锪孔工序进行了夹具的总体装配和夹具体的设计。首先，结合零件在该工序中需要达到的各项技术要求，拟订工件的定位、夹紧方案；然后根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则进行局部零部件和夹具体的设计；最后，校核该夹具的精度。关键词：车床支架全套图纸，加153893706，工艺规程，机械，夹具目 录摘要I引 言11 绪论12 工艺设计相关知识12.1机械加工工艺过程基本知识12.2制定机械加工工艺规程的步骤22.3夹具的产生和现代夹具的发展方向22.4 机床夹具及其功用22.5 机床夹具在机械加工中的作用22.6 机床夹具的设计要求23 车床支架零件的工艺设计 83.1零件图及零件的作用83.2零件图的分析83.3工艺规程设计 104 车床支架零件的夹具设计144.1 选择定位方案、确定要限制的自由度144.2 夹紧方案154.3 夹具体164.4 夹具的装配及分析175 总结206 致谢21参考文献22引 言本次毕业设计的题目是车床支架机械加工工艺设计及夹具设计，车床支架是是车床上的重要零件，并在零件的车削加工中承受一定的载荷。本次毕业设计的重点是两个方面，工艺规程设计和夹具设计，专用夹具的设计，专用夹具的应用在近年来国内外机械制造领域得到迅速发展，通过专用夹具的应用可以解决批量生产的零件加工，现代机械制造中的结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题。且能稳定加工质量，大幅度提高生产效率。 毕业设计课题要求掌握夹具设计的基本原理，理解现代的加工技术和典型的机加工工艺。应用专用夹具技术来解决机械加工工艺的课题，编制出一套合理的加工工艺，这样可以降低成本，节约时间，提高生产效率。毕业设计是所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在大学生活中占据着重要的地位。此外，通过毕业设计使我得到了以下三个方面的综合性锻炼：（1）正确的运用运动机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的知识，解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具。并通过这次设计提高结构设计能力。（3）通过使用手册以及图表资料，熟练的掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处。通过这次毕业设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性的训练，从中锻炼了自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下了一个良好的基础。毕业设计是综合运用所学的知识的训练过程，也是对自我学习能力的检验和创新能力、实践能力及创业精神的重要环节。由于知识水平有限，设计经验不足，设计中会出现不少错误，也诚恳希望老师和同学批评指正。第一章 绪论车床是机械加工方法中应用最为广泛的机床之一，是加工轴类、盘套类零件的主要方法。C6140A是C6140型车床经过第一次重大改进的车床。在生产过程中，使生产对象（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。在机械制造批量生产中根据加工工件的工艺要求，合理地使用夹具是充分发挥通用机床的作用、保证产品质量、缩短辅助时间、提高劳动生产率、降低生产成本、减轻劳动强度的重要手段。同时，使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题等，因此，机床夹具在机械制造行业中占有十分重要的地位。毕业设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是我们完成所学全部课程，并进行了生产实习，做过课程设计，及与一系列教学环节的基础上进行的，它要求我们全面综合地运用所学课程的理论和实践知识进行零件加工毕业设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是我们完成所学全部工艺规程的设计。其目的在于（1）培养我们运用机械制造工艺学，数控加工工艺及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、公差与测量技术、金属切削原理与刀具、数控机床自动编程等）的知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（2）能根据被加工零件的技术要求运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。当然，培养我们熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。（3）进一步培养我们识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。（4）更能培养我们严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作作风，从而实现从学生到工程技术人员的过渡。本次设计题目为：车床支架零件机械加工工艺及夹具设计。通过对一个中等复杂零件的机械加工工艺规程的毕业设计，对理论知识进行一次综合性，使用性，和实践性较强的应用。本次的设计任务是：制定一给定的零件（车床支架）的机械加工工艺及就加工该零件的某一道工序（钻孔）的夹具设计。设计内容包括：毛坯零件综合图1张； 工艺过程卡片1套夹具装配图1张； 夹具体零件图1张； 论文1份；第二章 工艺设计相关知识2.1机械加工工艺过程基本知识1）工艺过程 在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺工程。例如：铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。2）机械加工工艺过程在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状，尺寸和性能使之变为成品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。3）机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。4）工序一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点），对一个（或同时几个）工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。5）机械加工工艺规程机械加工工艺规程（简称工艺规程）是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。工艺规程的内容包括：A、 工艺路线：工艺路线是指产品或零部件在生产过程中由毛坯准备到成品包装入库经过企业有关部门或工序的先后顺序。B、 各工序加工的内容、要求，所采用的机床、工艺装备；工艺装备（简称工装）是产品制造过程中所用的各种工具的总称。它包括刀具、夹具、模具、量具、检验工具及辅助工具等。 C、工件的检验项目、检验方法和切削用量、工时定额等。 6）工艺规程的格式 机械加工工艺规程主要有机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片两种基本形式。机械加工工艺过程卡是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。一般适用于单件小批生产。（零件加工的流向）2.2制定机械加工工艺规程的步骤制定合理的零件加工工艺过程首先要掌握目前有那些可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理的选用。其次，还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。1） 首先，要分析产品的零件图与装配图，分析零件图的加工要求，结构工艺性，检验图样的完整性；2） 根据零件的生产纲领确定生产类型；在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为大批量生产、中批量生产和小批量生产三中类型。3） 选择毛坯；毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。常用的毛坯类主要有各种轧制型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。根据零件结构的不同，毛坯的选用可分为轴类、盘套类和机架箱体类三大类。4） 确定单个表面的加工方法；零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。主要有车削、钻削、铣削、刨削、磨削等五大类加工方法。此外还有镗削、拉削、光整、特种加工等。5）选择定位基准，确定零件的工艺路线；根据零件表面质量的要求不同，通常将表面加工划分为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段三个加工阶段。零件加工需要遵循的原则是粗、精加工分开，零件的加工一般不是在一台机床上用一种工艺方法就可完成，往往需要几种加工方法互相配合，经过一定的工艺过程才能逐步地完成零件表面的加工。若一种表面可采用不同的加工方法进行加工的话，那么就生产的具体条件而言，其中必有一种加工方法是最合适的。6） 确定各工序所用的设备及工艺装备7） 计算加工余量、工序尺寸及公差8） 确定切削用量，估算工时定额9） 填写工艺文件2.3夹具的产生和现代夹具的发展方向夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期，机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工价已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯于采用传统的专用夹具，在一个具有只能同等生产能力工厂中约拥有13000-15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC）、加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被广泛应用和推广，使中小批量生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：A、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；B、能装夹一组相似性特征的工件；C、适用于精密加工的高精度的机床；D、适用于各种现代化制造技术的新技术；E、采用液压泵站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：A、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿量，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度可达0.2-0.5mB、高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。C、柔性化夹具的柔性化和机床的柔性化相似，它是通过调节组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。D、标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的部件的形成；舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化，夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB2148-2249-80，GB2262-2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。2.4机床夹具及其功用夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床工件中使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位，机床夹具设计是一项重要的技术工作。在机床上应用夹具装工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。机床夹具的主要功能有以下几个方面：A、定位确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的，正确的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。B、夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。C、对刀调整刀具切削相对于工件或夹的正确位置如铣床夹具中的对刀块，能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。D、导向如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削加工，导向元件制成模板形成故钻刨夹具称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向功能的。2.5机床夹具在机械加工中的作用在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面，然而在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应综合考虑加工的技术要求，生产成本和工人操作方面的要求以达到预期的效果。A、保证加工精度用夹具装夹工件时，能稳定的保证加工精度，并减少对其他工作条件的依赖性，故在精密加工中广泛的使用该夹具，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。B、提高劳动生产率使用夹具是否能使工件迅速的定位和夹紧并能够显著的缩短辅助加工的时间和基本时间，提高劳动生产率。C、改善工人的劳动条件用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等装夹工件时，可减少工人的劳动强度保证生产安全。D、保证工艺纪律在生产过程中使用夹具可确保生产周期，生产强度等工艺秩序，例如：夹具设计也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要手段之一。E、降低生产成本在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显降低生产成本。F、扩大机床工艺范围这是生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施，如车床上的拉削，钻孔加工等，也可用夹具装夹的加工较复杂的成型面。设计夹具时，应满足下列四项基本要求：A、保证工件的加工精度；即在机械加工工艺系统中，夹具在满足以下三项要求，工件在夹具中的定位、夹具在机床上的位置、刀具的正确位置B、保证工人的操作安全C、达到加工精度的劳动生产率要求D、满足夹具一定的使用寿命和经济效应2.6机床夹具的设计要求机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、 装置和元件、夹具体。对于夹具的设计来说，其基本要求有：（1）稳定地保证工件的加工技术要求：（2）提高机械加工的劳动条件；（3）结构简单，便于制造和维修：（4）作安全、方便。根据夹具的不同特点，可以把夹具做一些分类；（1）按夹具的通用特征分类这是一种基本的分类方法，主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具的主要依据。目前，我国常用的分类有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产用夹具等五大类。（2）按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计所用的分类方法。如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。设计专用夹具时，机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们不同点是机床的切削成形运动不同，故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也不相同。既然夹具有自身的特点，机床夹具的设计特点和设计要求也与其它机械装备的设计有很大的不同，主要表现在以下五个方面：（1） 要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复杂的计算工作。（2） 夹具的精度一般比工件的精度高23倍。（3） 夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。（4） 夹具在一般情况下是单件制造的，没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。（5） 夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少。设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺性要求。显然，注意这些问题是很重要的。这将有利于保证夹具的设计、制造质量。机床夹具的设计要求：设计夹具时，应满足下列四项基本要求：（1）保证工件的加工精度要求，即在机械加工工艺系统中，夹具要满足以下 三项要求：工件在夹具中的正确定位；夹具在机床上的正确位置；刀具的正确位置。（2） 保证工人的操作方便、安全。（3） 达到加工的生产率要求。（4） 满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。第三章 车床支架零件的工艺设计3.1 零件图及零件的作用该零件来自C6140A车床的三杠支架，它位于车床的尾部主要作用是支承丝杠，光杠和操纵杆，相应的孔位要同轴和平行，使溜板箱纵向移动无阻尼现象，保证加工的精度。3.2零件图的分析1）产量的确定生产类型的划分如下表： 生产类型同类零件的年产量/件重型零件（质量>2000kg）中型零件（质量1002000kg）小型零件（质量<100kg）单件生产5以下10以下100以下成批生产小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上零件的生产纲领为2000件/年，备品率是2%，废品率是2%。因此，可计算出年产量：Q=生产纲领×每台件数×（1+备品率）×（1+废品率）Q=2081件除去一年中的法定假日：Days=365-52-14=299天日产量=2081/299=7件/天已知车床支架零件的质量m小于100kg，由上表中可确定车床支架的生产性质为中批量生产。2）零件图的分析考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍（工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响，将节拍乘80%后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。车床支架共有18和25两个孔的加工精度较高，并且有垂直度要求和平行度要求，另外车床支架底部的平面也有较高的精度要求，因此，加工时应先加工一组表面，在以这组加工后表面为基准加工另外一组。2） 零件的工艺分析支架共有5组加工表面（如1.2.1图），它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：以B孔（25.8H12）为基准的加工孔。这一组加工表面包括：B(25.8H12,Ra为6.3m）、C(30H7,Ra为1.6m）和D(55H7,Ra为1.6m）的孔。A面（226×72,Ra为1.6m）。I（两个20的螺钉孔，Ra为12.5m）和J、M（两个10的销孔，Ra为1.6m）。（M6螺纹孔）和O孔(6油孔，Ra为12.5m)。E面（M6螺钉孔和6油孔所在平面，Ra为12.5m）。图3.1 零件表面示意图这几组加工表面之间有一定的位置要求，主要是：C孔（30H7）和B孔（25.8H12）两孔的平行度公差为100：0.08；D孔(55H7)和B孔（25.8H12）两孔的平行度公差为100：0.08; C孔(30H7)孔和A面(72×226)的平行度公差为100：0.07；D孔(55H7)孔和A面(72×226)的平行度公差为100：0.07。由以上分析可知，可以先加工平面，然后借助于专用夹具同时加工三个孔，保证它们之间的位置精度要求。具体如图所示：图3.2 车床支架技术要求根据各面的加工精度与表面粗糙度确定其加工次数。加工精度要求较高的表面宜将工艺过程划分为粗、半精、精三个加工阶段;根据加工表面的形状、尺寸及生产批量选择其加工方法 。现分析如下：A面,L× B=226× 72mm,Ra为1.6m;粗铣-半精铣-精铣B孔, 25.8H12,Ra为6.3m；钻-扩C孔，30H7,Ra为1.6m:钻-扩-铰 D孔，55H7,Ra为1.6m；钻-扩-铰E面，Ra为12.5m；粗铣F面，Ra为12.5m；粗铣H面，Ra为12.5m；粗铣I、K孔，Ra为12.5m；钻-锪J、M孔,Ra为1.6m；钻-扩-铰N孔,Ra为12.5m；钻攻丝O孔,Ra为12.5m；钻4）确定毛坯、画毛坯按照零件图纸的设计要求，该零件为铸造类零件。铸件是指将融化了的金属浇注到旋转着的模型中，由于离心力的作用，金属液粘贴于模型的内壁上，凝结后所得铸件外形与模型内壁的形状相同，使用这种方法可以毋需浇注口，故能显著地减少金属的消耗。由于免除了砂型和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低；而所得逐渐则具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。由于零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，因内孔很小，所以无法铸出。零件材料为HT150，属于中批量生产零件，考虑零件在机床运行过程中，承受一定的冲击载荷，零件结构比较简单，可选择铸件毛坯。在选定毛坯和确定了毛坯的机械加工余量后，便可绘制毛坯-零件综合图。综合图的绘制方法是：1以实线表示毛坯表面的轮廓、以点划线画出零件的轮廓；在剖面图上用交叉线表示加工余量，加工余量为35mm。2标注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括机械加工的余量在内，毛坯的尺寸公差参照有关资料。3标注机械加工的粗基准符号和有关技术要求。毛坯尺寸是根据工艺规程，机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能到的精度决定的，因此毛坯图绘制和工艺规程的制订是反复交叉进行的。3.3工艺规程设计1）定位基准的分析与选择在制定零件加工工艺规程时，基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理是加工质量得到保证的基础，生产率得以提高的重要因素。否则，加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。基准分为粗基准和精基准，粗基准是指用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准。精基准含义是用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。A、 粗基准的选择对于车床支架这类零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，面对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，根据这个基准选择原则，先选择D面和E面作为粗基准。先粗铣D面至35，再以D面为基准，粗铣E面至32。B、 基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当涉及基准与工序不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。具体分析如下：1 加工A表面的定位基准用未加工的H面作粗基准，其表面光整、光洁、有一定的面积便于装夹。2 加工B、C、D孔的定位基准精铣后的A平面是加工B、C、D孔时用的精基准，这个平面有一定的平面度（0.05）和粗糙度（1.6）的要求，以保证加工孔后的平行度公差为100：0.07。同时也满足了基准重合原则和基准不变原则。3） 制定加工工序制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。现有工艺路线方案如下：工艺路线方案一：工序一：零件铸造工序二：零件时效处理工序三：钻B、C、D孔工序四：扩B、C、D孔工序五：铰B、C、D孔工序六：钻I、J、K、M孔工序七：锪I、K孔工序八：钻N、O孔工序九：攻N孔螺纹工序十：粗铣A面工序十一：半精铣A面工序十二：精铣A面工序十三：粗铣H面工序十四：粗铣L面 工序十五：粗铣E面工序十六：清理去毛刺工序十七：入库工艺路线方案二：工序一：零件铸造工序二：零件时效处理工序三：粗铣A面工序四：半精铣A面工序五：精铣A面工序六：粗铣H面工序七：粗铣L面 工序八：粗铣E面工序九：钻B、C、D孔工序十：扩B、C、D孔工序十一：铰B、C、D孔工序十二：钻I、J、K、M孔工序十三：锪I、K孔工序十四：钻N、O孔工序十五：攻N孔螺纹工序十六：清理去毛刺工序十七：入库由经验告诉我们，大多数情况下都应该先铣平面再加工孔，会更能容易满足零件的加工要求，因此，工艺路线方案二较为合理，效率也比较高，其中铣削只有两次，而且刀具不用调整。多次加工B孔、C孔和D孔是因为图纸中精度要求所致。主要表面可能采用的终加工方法，按照精度要求，Ra1.6µm应为精铣或磨削。其它工序的安排1 为了保证零件制造质量，防止产生废品，需要在以下场合安排检验：A 粗加工全部结束后B 工时较长和较重要工序后C 最终加工之后2 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工后，安排去毛刺。3 零件在进入装配前，安排清洗。3) 选择加工设备及刀、夹、量具按照零件材料，批量大小，现场条件等因素，并对照各加工方法特点及适应范围确定采用铣削加工底面及两端面。结合主要表面加工及表面形状特点，B孔、C孔和D孔采用钻、扩、铰的加工方式。底面上的键宜采用铣削加工方法。铣削采用立式铣床，B孔、C孔和D孔的加工采用立式钻床。零件在铣床上或者钻床上的加工都应采用专用夹具进行装夹。立式铣床的主要参数如下：型号：X5032A功率：7.5KW主轴转速：30-1500转/分立式钻床的主要参数如下：型号：Z5025功率：1.5kW主轴转速：100-1360转/分4) 机械加工工艺卡的填写切削用量指的是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量。车床支架零件材料为HT20-40，毛坯为铸件，毛重20kg，数量为2000件/年，属于中批量生产。考虑零件外圆表面（42）为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。根据以上原始资料及加工路线，分别确定各道加工工序的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序三、四、五：粗铣、半精铣、精铣A面查机械制造工艺设计简明手册，取粗铣加工余量为3mm，半精铣平面加工余量为1.5mm，精铣平面加工余量为0.5mm。工序六、七、八：粗铣H、L、E面查机械制造工艺设计简明手册，取粗铣H、L、E面加工余量为3mm工序九、十、十一：钻，扩，铰B、C、D孔查机械制造工艺设计简明手册，取钻孔余量为18mm，扩孔余量为1.8mm，铰孔余量为0.2mm。工序十二、十三：钻I，K孔，惚I、K孔查机械制造工艺设计简明手册，并根据加工精度要求，取钻孔的加工余量为11mm，惚孔的加工余量为6mm。工序十四：钻N、O孔查机械制造工艺设计简明手册，取钻孔余量为17mm工序十六：清除毛刺此道工序不适用加工余量。根据以上工序，可以计算出基本工序的切削加工工时：工序三、四、五：半精铣平面A面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000× × 40 =2r/s（120r/min）按机床选取nw=2r/s （120r/min）实际切削速度切削工时：l1=8.7（表1-11-12）t0=185.09s（3.09min）工序六、七、八：粗铣平面H、L、E面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000× × 40 =2r/s（120r/min）按机床选取nw=2r/s （120r/min）实际切削速度切削工时：l1=6.3（表1-11-12）t0=180.57s（3.1min）第四章 车床支架零件的夹具设计4.1定位方案的选择和自由度的选择本课题的工艺设计中，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，经过与指导老师协商，决定设计在钻床上使用的工序九、十、十一钻B、C、D孔加工夹具。钻床夹具简称钻模，主要用于是加工孔及螺纹。主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种：(1)固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。(2)回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。(3)翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10 kg为宜。(4)盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑;但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10 kg。(5)滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。考虑本课题中所设计的车床支架零件的结构特点及加工要求，所需要的钻床夹应考虑设计为回转式钻模。使用中，使车床支架工件在机床上具有分度装置。因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向的孔系。因此可确定车床支架零件的夹具设计为回转式钻模。4.2夹紧方案由于孔B、C、D的加工难度较高，由零件图及以上加工工序可知，在加工B、C、D孔之前，A面、H面、L面、E面均已加工好，从定位和夹紧的角度来看，因此可以选择H面作为定位基准。本工序是加工孔的尺寸，加工完成应达到的图纸的技术要求。夹紧结构主要由力源装置，夹紧元件，中间传力机构组成。夹紧结构的基本要求有夹紧过程中，应有利于定位，而不应破坏定位；夹紧力的作用应合适、可靠、安全；夹紧装置应操作方便；结构简单；具有良好的自锁性。在夹紧时主要考虑限制工件在平面上的转动，由于本零件中在本道加工工序之前的表面都已加工，所以在加工的时候采用加工后的面作为夹紧。夹紧力方向的确定：主要夹紧力应指向主要定位基准和导向基准；夹紧力的方向应指向工件刚度大的方向；夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力的方向一致。夹紧力作用点的确定：夹紧力作用点的位置应保持工件稳定；夹紧力作用点应设置在工件刚性较好的部位；夹紧力作用点应尽可能靠近工件被加工表面。本次车床支架零件的夹具，根据任务说明书，采用摇臂钻床加工，本夹具主要是钻、扩、铰三个孔，这三个孔的精度适中。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低生产强度，同时也要考虑精度问题。在钻孔时夹紧力产生的力矩，必须满足机床夹具设计手册中所规定的要求，由计算公式：Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2)其中：Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据工艺手册其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N这样确定的方案，符合定位夹紧的选择原则，能够实现对工件两端表面的加工。由以上可知，本课题所设计的钻模为回转式钻模型，方案设计如下：工件以已加工的H面作为定位基准，通过夹具上的回转压板、螺杆、定位销、螺帽等定位元件实现定位，且符合基准重合原则。由于本工序后，工件还需要进行钻孔I、K、N、O的工序，考虑使工件装拆方便，又因是中批量生产，故该钻模板结构设计简单，方便装拆。 夹紧时，通过手柄顺时针转动螺帽，使六角头螺栓压紧工件，将工件夹紧，由于钻削力不大，故工作时比较可靠。 钻模板