CA6140車床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)（有cad源圖）,ca6140,車床,托架,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),cad,源圖 目 錄 一、后托架零件的分析 2 1.1后托架的用途及作用 2 1.2后托架的工藝分析 2 1.3確定后托架零件的生產(chǎn)類型、及制造方法 2 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1定位基準(zhǔn)的選擇 2 2.2 制定工藝路線 3 2.2.1.表面加工方法的選擇 3 2.2.2加工階段的劃分 3 2.2.3采用工序的集中的原則 3 2.2.4 確定工藝路線 4 2.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用 7 2.4 工序基準(zhǔn)、工序尺寸、加工余量的確定 8 2.4.1 工序基準(zhǔn)的選擇 8 2.4.2工序尺寸的確定 8 2.4.3加工余量的確定 9 2.5切削用量和時(shí)間定額的計(jì)算 11 三、專用夾具設(shè)計(jì) 16 3.1 銑平面夾具設(shè)計(jì) 17 3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 17 3.1.2 切削力及夾緊分析計(jì)算 17 3.2 鉆三杠孔夾具設(shè)計(jì) 18 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 18 3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 18 3.3 鉆底孔夾具設(shè)計(jì) 19 3.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 19 3.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算 19 一、后托架零件的分析 1.1后托架的用途及作用 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過一定的工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，對(duì)零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來。 對(duì)于CA6140車床后托架零件。后托架在CA6140車床床身的尾部，三個(gè)孔分別裝絲杠、光杠、轉(zhuǎn)向開關(guān)，起加強(qiáng)固定作用；在?40mm與?30.2mm之間的孔為毛線孔，用于導(dǎo)通油路；旁路的螺紋孔是連接油蓋的；正面的四個(gè)孔將后托架固定于車床尾部。 1.2后托架的工藝分析 由零件圖1-1可得：CA6140車床后托架是鑄造件，從整體形狀來看類似長(zhǎng)方體。根據(jù)要求主要是加工孔和底平面。具體特點(diǎn)和技術(shù)要求如下： ① 精加工孔, , 要求達(dá)到的精度等級(jí)為。粗糙度為，且以底平面為基準(zhǔn)，要求平行度公差為，主要滿足加工孔的位置精度。 ② 其他各個(gè)孔的加工都要以底平面為定位基準(zhǔn)。所以，底平面的形位公差要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 ③ 、粗糙度為；為錐孔，且粗糙度為。 ④ 其余未注要求的加工表面為不去除材料加工。 1.3確定后托架零件的生產(chǎn)類型、及制造方法 零件材料為HT200，采用鑄造。由于零件年產(chǎn)量為5000件，已達(dá)大批量生產(chǎn)水平，故采用鑄造精度較高的金屬型鑄造，生產(chǎn)率很高，可以免去每次造型。 二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1定位基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；娴倪x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，甚至還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）精基準(zhǔn)的選擇 從CA6140機(jī)床后托架零件圖分析可知，底面A為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選其為精基準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合，遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 （2）粗基準(zhǔn)的選擇 因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇側(cè)面孔、底面作為粗基準(zhǔn)加工底面A，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 2.2 制定工藝路線 2.2.1.表面加工方法的選擇 （1）平面的加工 由參考文獻(xiàn)[1]《指導(dǎo)教程》表1-8和表1-19可以確定，底面的加工方案：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面加工，平面度為0.02，滿足加工要求。 （2） 孔的加工方案 ⑴．由于孔的表面粗糙度為1.6，查參考文獻(xiàn)[1]《指導(dǎo)教程》表1-7選側(cè)面三孔（，，）的加工順序?yàn)椋捍昼M——半精鏜——精鏜。 ⑵．而頂面的四個(gè)孔采取的加工方法分別是： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，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?yàn)槭且唤M階梯孔，所以可以在已經(jīng)鉆了的孔基礎(chǔ)上再用锪孔鉆锪到，而另一組和也是一組階梯的孔，不同的是是錐孔，起表面粗糙度的要求是，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7對(duì)的孔選用鉆—粗鉸—精鉸加工方法。 3.2.2加工階段的劃分 該后托架的加工質(zhì)量要求較高，可將整個(gè)加工過程劃分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（后托架底面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗鏜孔、、。在半精加工階段，完成孔、、半精鏜，階梯孔的鉆、锪和鉸加工和加工螺紋孔、進(jìn)油孔，在精加工階段，進(jìn)行后托架底面的精銑加工。 2.2.3采用工序的集中的原則 選用工序集中原則安排后托架的加工工序。該后托架的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。 2.2.4 確定工藝路線 擬定工藝路線是制定工藝過程的關(guān)鍵性的一步。 主要工序的加工工藝路線 ① 根據(jù)孔的技術(shù)要求，由資料[7]《公差與配合技術(shù)手冊(cè)》得： ，； 根據(jù)公式；查資料[6]《互換性與技術(shù)測(cè)量》表1-8得： 精度等級(jí)為。 同理可得： 孔精度等級(jí)為。 孔精度等級(jí)為。 由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為： 鉆——粗鉸——精鉸 ② 根據(jù)孔、粗糙度為，查資料[7]《公差與配合技術(shù)手冊(cè)》得：與有一定的線性關(guān)系： 即： 查《公差與配合技術(shù)手冊(cè)》表，取 由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為： 鉆孔——擴(kuò)孔 ③ 孔錐孔粗糙度為 由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為： 粗鉸——精鉸 ④ 底平面A粗糙度為 由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為： 粗銑——精銑——細(xì)銑 CA6140后托架加工工藝路線的確定 ① 加工工藝路線方案 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見下表： 表1.4 加工工藝路線方案 工序號(hào) 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 粗刨底平面 側(cè)面和外圓 粗、精銑底平面 側(cè)面和外圓 020 精銑底平粗 側(cè)面和外圓 鉆、擴(kuò)孔： 、 底面和側(cè)面 030 細(xì)精銑底平 側(cè)面和外圓 粗鉸孔：、、 底面和側(cè)面 040 鉆、擴(kuò)孔： 、 底面和側(cè)面 粗銑油槽 底面和側(cè)面 050 粗鉸孔：、、 底面和側(cè)面 精鉸孔：、、 底面和側(cè)面 060 精鉸孔：、、 側(cè)面和兩孔 锪鉆孔： 底面和側(cè)面 070 粗銑油槽 底面和側(cè)面 鉆：、 底面和側(cè)面 080 锪鉆孔： 底面和側(cè)面 擴(kuò)孔 底面和側(cè)面 090 鉆：、 底面和側(cè)面 精鉸錐孔： 底面和側(cè)面 110 擴(kuò)孔 底面和側(cè)面 锪鉆孔：、 底面和側(cè)面 120 精鉸錐孔： 底面和側(cè)面 去毛刺 130 锪鉆孔：、 底面和側(cè)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 細(xì)精銑底平面 側(cè)面和孔 160 倒角去毛刺 倒角去毛刺 170 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) ② 加工工藝路線方案的論證 a.方案Ⅱ中的010和150工序在銑床上加工底平面，主要考慮到被加工表面的不連續(xù)，并且加工表面積不是很大，工件受太大的切削力易變形，不能保證平面的平面度公差。方案Ⅰ比方案Ⅱ銑平面生產(chǎn)效率底，采用銑較經(jīng)濟(jì)合理。 b.方案Ⅱ在012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。 c.方案Ⅱ在010工序中先安排銑底平面，主要是因?yàn)榈灼矫媸且院蠊ば虻闹饕ㄎ幻嬷?，為提高定位精度? d.方案Ⅱ把細(xì)精銑底平面A安排在后工序中，是以免劃傷而影響美觀及裝配質(zhì)量。 e.方案Ⅱ符合粗精加工分開原則。 由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠怼⒔?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表： 表1.5 加工工藝路線 工序號(hào) 工 種 工作內(nèi)容 說 明 010 鑄 砂型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長(zhǎng)： 寬： 高： 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(yàn) 檢驗(yàn)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 鉆 鉆、擴(kuò)鉆： 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 070 銑 粗銑油槽 080 鉸 粗、精鉸孔： 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 090 鉆 將孔、、鉆到直徑 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 110 擴(kuò)孔鉆 將擴(kuò)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、 160 攻絲 攻螺紋 170 銑 細(xì)精銑底平面 工件用專用夾具裝夾；立式銑床 180 鉗 倒角去毛刺 190 檢驗(yàn) 210 入庫 清洗，涂防銹油 2.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用 機(jī)床的選用 查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得： 立式銑床，主要用于銑加工。 搖臂鉆床，可用于鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲。 刀具的選用 查資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可得： 高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度取： 鉆頭：直柄麻花鉆 直柄短麻花鉆 直柄長(zhǎng)麻花鉆 鑄鐵群鉆 直柄擴(kuò)孔鉆 錐柄擴(kuò)孔鉆 锪鉆：帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆 鉸刀：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 錐鉸刀：公制/莫氏4號(hào)錐直柄鉸刀，刀具材料： 其他設(shè)備的選用 夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具 量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺 輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等 2.4 工序基準(zhǔn)、工序尺寸、加工余量的確定 2.4.1 工序基準(zhǔn)的選擇 工序是在工序圖上以標(biāo)定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準(zhǔn)。所標(biāo)定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術(shù)要求，工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)容在加工后應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)所用的基準(zhǔn)稱為測(cè)量基準(zhǔn)。通常工序基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合。 工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)時(shí)，對(duì)工序尺寸的檢驗(yàn)就是對(duì)設(shè)計(jì)尺寸的檢驗(yàn)，有利于減少檢驗(yàn)工作量。 ② 當(dāng)本工序中位置精度是由夾具保證而不需要進(jìn)行試切，應(yīng)使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 ③ 對(duì)一次安裝下所加工出來的各個(gè)表面，各加工面之間的工序尺寸應(yīng)與設(shè)計(jì)尺寸一致。 2.4.2工序尺寸的確定 孔、 、中心軸線間的尺寸鏈的計(jì)算 ① 尺寸鏈圖（如圖1.2） 圖1.2尺寸鏈圖 ② 的基本尺寸 由公式：=得： ③ 環(huán)公差 式（1.1） 式（1.2） ④ 中間偏差 式（1.3） ⑤ 環(huán)極限偏差 式（1.4） ⑥ 環(huán)極限尺寸 孔、 、的工序尺寸和公差 ① 孔 ,粗糙度要求為,加工路線為: 鉆——粗鉸——精鉸 查表1.3確定各工序的基本余量為: 鉆: 擴(kuò)鉆: 粗鉸: 精鉸: 各工序的工序尺寸: 精鉸后:由零件圖可知； 粗鉸后:； 擴(kuò)鉆后:； 鉆后：； 各工序的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定，標(biāo)注為： 精鏜后:由零件圖可知； 粗鉸后:按級(jí)查資料[6]《互換性與技術(shù)測(cè)量》表； 可得 擴(kuò)鉆后:按級(jí)查資料[6]《互換性與技術(shù)測(cè)量》表； 可得 鉆后： ② 孔,粗糙度要求為 同理：精鉸后:由零件圖可知 粗鉸后: 擴(kuò)鉆后: 鉆后： ③ 孔,粗糙度要求為 同理：精鉸后:由零件圖可知 粗鉸后: 擴(kuò)鉆后: 鉆后： 2.4.3加工余量的確定 加工余量、工序尺寸及偏差查資料[2]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表6-20，并計(jì)算列表如下： 表1.6 加工余量、工序尺寸及偏差確定 序號(hào) 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 表面粗糟度 尺寸及偏差 備注 1 底平面 粗銑 精銑 細(xì)精銑 2 鉆 擴(kuò)鉆 粗鉸 精鉸 3 锪孔 深； 深； 深； 4 鉆孔 深 擴(kuò)孔 5 鉆孔 深 粗鉸錐孔 精鉸錐孔 6 鉆螺紋孔 深 攻絲 7 鉆 深 2.5切削用量和時(shí)間定額的計(jì)算 銑底平面A的切削用量及工時(shí)定額 ① 粗銑 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73得：取，，；由銑刀直徑，銑刀齒數(shù) ；則： 主軸轉(zhuǎn)速 ，則取 式（1.5） 實(shí)際銑削速度 式（1.6） 式（1.7） 銑刀切入時(shí)?。? 式（1.8） 銑刀切出時(shí)取： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 根據(jù)資料[5]《機(jī)械制造工藝學(xué)》表可得： 式（1.9） ② 精銑 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：，， ；由式1.5得，主軸轉(zhuǎn)速 ，則取 由式1.6得，實(shí)際銑削速度 由式1.7得， 同理：由式1.9得 ③ 細(xì)精銑 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：，， ；由式1.5，主軸轉(zhuǎn)速 ，則取 由式1.6得，實(shí)際銑削速度 由式1.7得， 同理：由式1.9得 鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔加工的切削用量及工時(shí)定額 ① 鉆、擴(kuò)、鉸孔、、的切削用量及工時(shí)定額 鉆孔加工 鉆孔：由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：進(jìn)給量,切削速度，；由式1.5得， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取 由式1.6得，實(shí)際切削速度 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 式（1.10） 刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)資料[5]《機(jī)械制造工藝學(xué)》表可得 式（1.11） 同理：鉆孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得： ，，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，， 根據(jù)式1.11可得 同理：鉆孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：，，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，， 根據(jù)式1.11可得 擴(kuò)孔加工 擴(kuò)孔：由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取， ，切削深度，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， 由式1.10得， 刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： 同理：擴(kuò)孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取， ，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，， 根據(jù)式1.11可得： 同理：擴(kuò)孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取， ，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，， 根據(jù)式1.11可得： 鉸孔加工 鉸孔：由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ， 鉸圓柱孔時(shí)，由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得： 根據(jù)式1.11可得： 同理：鉸孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ， 鉸圓柱孔時(shí)，由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得： 根據(jù)式1.11可得： 同理：鉸孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ， 鉸圓柱孔時(shí)，由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得： 根據(jù)式1.11可得： ② 加工孔、、、、的切削用量及工時(shí)定額 將、、、鉆到直徑 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度； 由式1.5得，，取 由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度： 由式1.10得： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： 擴(kuò)孔 擴(kuò)孔由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取， ，切削深度； 由式1.5得，，取 由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度： 由式1.10得： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： 鉸錐孔 鉸錐孔由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：，，切削深度； 由式1.5得，，取 由式1.6得， ，取， 式（1.12） 根據(jù)式1.11可得： 锪孔（、、） 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：進(jìn)給量,切削速度；則 孔：，，；取， ；則由式1.11得， 孔：，，；取， ；則由式1.11得， 孔：，，；取， ；則由式1.11得， 锪孔加工總的基本時(shí)間 ： 鉆 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度； 由式1.5得，，取 由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度： 由式1.10得： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： ③ 加工螺紋孔的切削用量及工時(shí)定額 鉆螺紋孔 由資料[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度； 由式1.5得，，取 由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度： 由式1.10得： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： 攻絲 根據(jù)查表：螺距，，； 由式1.5得，，取 由式1.6得， 根據(jù)式1.11可得： 由以上計(jì)算可得總的基本時(shí)間 技術(shù)時(shí)間定額除了基本時(shí)間以外，還包括輔助時(shí)間、服務(wù)時(shí)間、休息及自然需要時(shí)間、準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間所組成。 ① 輔助時(shí)間 輔助時(shí)間主要包括卸載工件，開停機(jī)床，改變切削用量和測(cè)量工件等所用的時(shí)間。 ② 服務(wù)時(shí)間 ③ 休息及自然需要時(shí)間 ④ 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 將上述所列的各項(xiàng)時(shí)間組合起來，可得到各種定額時(shí)間： 工序時(shí)間： 單件時(shí)間: 單件計(jì)算時(shí)間： 其中：N——零件批量（件） 三、專用夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，在整個(gè)加工構(gòu)成中，夾具不僅僅是為了夾緊、固定被加工零件，設(shè)計(jì)合理的夾具，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。各種專用夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，將直接影響被加工零件的精度要求，在機(jī)械加工工藝過程中起到重要的作用。 3.1 銑平面夾具設(shè)計(jì) 3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：粗銑平面對(duì)孔、、的中心線和軸線有尺寸要求及平行度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用V形塊定心自動(dòng)找到中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 采用V形塊定心平面定位的方式，保證平面加工的技術(shù)要求。同時(shí)，應(yīng)加一側(cè)面定位支承來限制一個(gè)沿軸移動(dòng)的自由度。 3.1.2 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具材料：（高速鋼端面銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-9得，銑削切削力的計(jì)算公式： 式（2.1） 查資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： 對(duì)于灰鑄鐵： 取 ， 即 由式2.1得， 由資料[9]《金屬切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：（對(duì)稱銑削） 式（2.2） 背向力： 式（2.3） 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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式（2.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表可得： 由式2.4得 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： 式（2.6） 式中參數(shù)由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： 其中： 由式2.6得，螺旋夾緊力： 易得： 經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.2 鉆三杠孔夾具設(shè)計(jì) 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：孔、、的軸線與底平面有平行度公差要求，在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）來滿足平行度公差要求。 孔、、的軸線間有位置公差，選擇左端面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個(gè)側(cè)面來限制六個(gè)自由度。 3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得： 切削力公式： 式（2.11） 式中 查資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： 即由式2.11得： 切削扭矩公式 ： 式（2.12） 即： 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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。 由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： 式（2.13） 取，， 即： 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按式2.6計(jì)算： 式中參數(shù)由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡(jiǎn)圖如下： 圖2.1 受力簡(jiǎn)圖 由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式 式（2.14） 即： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.3 鉆底孔夾具設(shè)計(jì) 3.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）。選擇左端面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個(gè)側(cè)面來限制六個(gè)自由度。 3.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算 由資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得： 切削力由式2.11得： 式中 查資料[10]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： 即： 切削扭矩由式2.12得： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由式2.13得： 取，， 即： 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力由式2.6得： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡(jiǎn)圖如下： 圖2.2 受力簡(jiǎn)圖 由表得：原動(dòng)力計(jì)算由式 2.14得， 即： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。