工藝夾具-基于普通機(jī)床的后托架及夾具的設(shè)計(jì)開發(fā)
工藝夾具-基于普通機(jī)床的后托架及夾具的設(shè)計(jì)開發(fā),工藝,夾具,基于,普通,機(jī)床,托架,設(shè)計(jì),開發(fā)
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 引言
1． 1機(jī)械加工工藝的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
近年來，機(jī)械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因?yàn)樘胤N加工的微觀物理過程非常復(fù)雜，往往涉及電磁場、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電化學(xué)等諸多領(lǐng)域，其加工機(jī)理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達(dá)。近年來，雖然各國學(xué)者采用各種理論對(duì)不同的特種加工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實(shí)際應(yīng)用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面 質(zhì)量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機(jī)理的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方 法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實(shí)際應(yīng)用，但還缺乏系統(tǒng)性。
為了能具體確切的說明過程，使工件能按照零件圖的技術(shù)要求加工出來，就得制定復(fù)雜的機(jī)械加工工藝規(guī)程來作為生產(chǎn)的指導(dǎo)性技術(shù)文件，學(xué)習(xí)研究制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的意義與作用就是本課題研究目的。
在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我們將學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。
（1）我們必須仔細(xì)了解零件結(jié)構(gòu)，認(rèn)真分析零件圖,培養(yǎng)我們獨(dú)立識(shí)圖能力,增強(qiáng)我們對(duì)零件圖的認(rèn)識(shí)和了解,通過對(duì)零件圖的繪制,不僅能增強(qiáng)我們的繪圖能力和運(yùn)用AutoCAD軟件的能力。
（2）制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸計(jì)算、工時(shí)定額計(jì)算、定位誤差分析等。在整個(gè)設(shè)計(jì)中也是非常重要的,通過這些設(shè)計(jì),不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過程、加工尺寸的確定,而且讓我們知道工藝路線和加工余量的確定,必須與工廠實(shí)際的機(jī)床相適應(yīng)。 這對(duì)以前學(xué)習(xí)過的知識(shí)的復(fù)習(xí),也是以后工作的一個(gè)鋪墊。
（3）在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我們還必須考慮工件的安裝和夾緊.安裝的正確與否直接影響工件加工精度,安裝是否方便和迅速,又會(huì)影響輔助時(shí)間的長短,從而影響生產(chǎn)率,夾具是加工工件時(shí),為完成某道工序,用來正確迅速安裝工件的裝置.它對(duì)保證加工精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)量有很大作用。這是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn)。
這是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn)。受其限制，目前特種加工的工藝參數(shù)只能憑經(jīng)驗(yàn)選取，還難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化和自動(dòng)化，例如，電火花成形電極的沉入式 加工工藝，它在占電火花成形機(jī)床總數(shù)95%以上的非數(shù)控電火花成形加工機(jī)床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應(yīng)用。雖然已有學(xué)者對(duì)其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據(jù)的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成復(fù)雜電極的三維型面數(shù)據(jù)。隨著模糊 數(shù)學(xué)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術(shù)的成熟發(fā)展，人們開始嘗試?yán)眠@一技術(shù) 來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經(jīng)濟(jì)性等實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒌玫搅顺醪?的成果。因此，通過實(shí)驗(yàn)建模，將典型加工實(shí)例和加工經(jīng)驗(yàn)作為知識(shí)存儲(chǔ)起來，建立描述特 種加工工藝規(guī)律的可擴(kuò)展性開放系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。并為進(jìn)一步開展特種加工加工工藝過程的計(jì)算機(jī)模擬，應(yīng)用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎(chǔ)。
1．2 機(jī)床后托架加工工藝設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和要求
1．2．1 設(shè)計(jì)的目的
CA6140機(jī)床后托架的是CA6140機(jī)床上的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有對(duì)精度要求不是很高的頂面的四孔要求加工，后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是Ra1.6，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?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
機(jī)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于通過對(duì)CA6140機(jī)床后托架加工工藝的設(shè)計(jì)，使我們?cè)跀M定加工工藝方案的過程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。
1．2．2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容
（1）工序的劃分
確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項(xiàng)工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時(shí)可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時(shí)即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
（2）定位基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)粗基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選擇原則；遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合。由零件圖具體分析可得：CA6140車床后托架首先以一個(gè)側(cè)面和一個(gè)孔為粗基準(zhǔn)，對(duì)底平面A進(jìn)行粗加工，再以底平面A為基準(zhǔn)加工孔。
（3）毛坯的選擇：
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對(duì)于鑄件和鍛件應(yīng)了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準(zhǔn)和計(jì)算加工余量時(shí)有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標(biāo)準(zhǔn)確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。
（4）工藝路線的擬訂
表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機(jī)床型號(hào)、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際和工人結(jié)合起來。常常需要提出幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再確定。
1．2．3 設(shè)計(jì)的目的
對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。雖然有時(shí)互相矛盾，但只要把它們處理好，就會(huì)成為一個(gè)統(tǒng)一體。在三個(gè)要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量；質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問題。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)約耗費(fèi)，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟(jì)性。
因此，CA6140車床后托架的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)應(yīng)該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理及可行的目的。
第二章 CA6140機(jī)床后托架加工工藝的整體設(shè)計(jì)
2．1 CA6140機(jī)床后托架加工工藝分析
（1） 制訂CA6140車床后托架加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。在設(shè)計(jì)開始的過程中，我們必須要認(rèn)真分析零件圖，了解其零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)零件的每一個(gè)細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意后托架零件各孔系自身精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），后托架零件的尺寸是整個(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個(gè)尺寸。繪制零件圖是一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)榱慵容^復(fù)雜,所以也是一個(gè)難點(diǎn)。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對(duì)零件的了解認(rèn)識(shí)，另一方面增加我們對(duì)AutoCAD軟件的熟悉。
（2） CA6140機(jī)床后托架的是機(jī)床的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對(duì)精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)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?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
2．2 CA6140機(jī)床后托架的工藝要求及其分析
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)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(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的要求。
2．2．1 CA6140機(jī)床后托架的技術(shù)要求
如（附圖四）所示要求加工的有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個(gè)孔、以及左視圖上的兩個(gè)孔。
(1) 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。
(2) 另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為，，，其表面粗糙度要求 要求的精度等級(jí)分別是，，。
(3) 以頂面為住加工面的四個(gè)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。
(4) CA6140機(jī)床后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因?yàn)镃A6140機(jī)床后托架的重量只有3.05kg,而年產(chǎn)量是5000件，由[7]中表2.1-3可知是中批量生產(chǎn)。
2．3 CA6140機(jī)床后托架的加工工藝過程
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(duì)于CA6140機(jī)床后托架來說，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(guān)系。
由上面的一些技術(shù)條件分析得知：CA6140機(jī)床后托架的是機(jī)床的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，CA6140后托架的尺寸精度，形狀機(jī)關(guān)度以及位置機(jī)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(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)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(zhì)量，同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)CA6140機(jī)床后托架的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。
2．4．1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素：
(1) 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。
(2) 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在 小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。
(3) 要考慮被加工材料的性質(zhì)，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(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。
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(4) 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。
(5) 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)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(gè)零件主要表面的技術(shù)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(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)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(xiàn)[7]中表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
(1) 由參考文獻(xiàn)[7]中表2.1-11確定，以為孔的表面粗糙度為1.6，則選側(cè)孔（，，）的加工順序?yàn)椋捍昼M——精鏜。
(2) 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?yàn)榈目缀褪且唤M階梯孔，所以可以在已經(jīng)鉆了的孔基礎(chǔ)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(kuò)——鉸。
2．5 確定各加工部位的定位基準(zhǔn)
2．5．1 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)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(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
(1) 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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(gè)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
(2) 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。
(3) 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
(4) 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
(5) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)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。
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(jī)床后托架在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從CA6140機(jī)床后托架零件圖分析可知，選擇側(cè)面三孔作為CA6140機(jī)床后托架加工粗基準(zhǔn)。
2．5．2 精基準(zhǔn)選擇的原則
(1) 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
(2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)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(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。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。
(3) 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)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(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)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(zhǔn)的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，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(shè)計(jì)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CA6140機(jī)床后托架在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從CA6140機(jī)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(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準(zhǔn)。
選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。
2．6 制訂工藝路線
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。CA6140機(jī)床后托架的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。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(yīng)當(dāng)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(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
(1) 工序分散原則
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
(2) 工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝、夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
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(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、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(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)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。
(1) 工序集中的特點(diǎn)
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
(2) 工序分散的特點(diǎn)
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)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(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
2．6．3 加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：
(1) 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(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(jí)為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。
(2) 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(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
(3) 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(dá)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(yīng)采用高精度的機(jī)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。
(4) 光整加工階段
對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)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(jí)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(zhì)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(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)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(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)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(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2-1：
表2-1加工工藝路線方案比較表
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
粗銑底平面
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
粗鏜孔：
、
底面和側(cè)面
040
鉆、擴(kuò)孔：
、
底面和側(cè)面
半精鏜孔：、、
底面和側(cè)面
050
粗鉸孔：、、
底面和側(cè)面
精鏜孔：、、
底面和側(cè)面
060
精鉸孔：、、
側(cè)面和兩孔
粗銑油槽
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
底面和側(cè)面
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
锪平面
底面和孔
160
锪平面
倒角去毛刺
底面和孔
160
倒角去毛刺
檢驗(yàn)
170
檢驗(yàn)
加工工藝路線方案的論證：
(1) 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。
(2) 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?
(3) 方案Ⅱ符合粗精加工分開原則。
由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠?、?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。
具體的工藝過程如下表2-2：
表2-2加工工藝過程表
工序號(hào)
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(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
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(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、
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(yàn)
190
入庫
清洗，涂防銹油
2．6．5 設(shè)計(jì)加工工藝卡片
在加工過程中，加工人員需要參照工藝卡片進(jìn)行加工，所以要求工藝卡片的內(nèi)容要簡明扼要，用最少的文字說明加工的主要技術(shù)要求。
（1） 如下圖為工藝卡片2-1，
工藝卡片 2- 1
加工工藝卡片2-1，具體而清晰的將05、06兩道工序及其所需要的加工工具描述出來，省去了文字?jǐn)⑹?，簡潔而方便。便于加工人員在加工的過程中隨時(shí)查閱。
（2） 如下圖為工藝卡片2-2，
工藝卡片 2- 2
在加工工藝卡片2-2中，主要加工CA6140機(jī)床后托架側(cè)面的3個(gè)孔，它們的半徑分別為：25.5㎜，30.2㎜，40㎜，在080步工序中先分別對(duì)3個(gè)孔進(jìn)行半精鏜，有利于下一步的加工；在090步工序中，分別對(duì)3個(gè)杠孔進(jìn)行了精鏜，進(jìn)一步細(xì)化的加工使孔的尺寸更精確、表面粗糙度達(dá)到各方面的技術(shù)要求。
（3） 如下圖為工藝卡片2-3，
工藝卡片 2- 3
在工藝卡片2-3中包含了100和110兩步工序，其中第100步工序進(jìn)行的是使用鉆床加工4個(gè)大小及工藝要求都相同的直徑為10㎜的孔，因?yàn)槠渌砻娲植诙鹊燃夹g(shù)要求已經(jīng)在上面的步驟中完成，所以可以直接進(jìn)行加工。在第110步工序中，進(jìn)行的是擴(kuò)孔，2個(gè)孔的直徑都為13㎜，各方面的技術(shù)要求也相同，而且孔直徑大小在6.3-12.5㎜的范圍內(nèi)，因此采取“鉆-擴(kuò)”的加工順序。
（4） 如下圖為工藝卡片2-4，
工藝卡片 2- 4
工藝卡片2-4包括120和130兩步工序，其中120步工序中又包含了2個(gè)工步，首先是锪直徑為20㎜的2個(gè)相同的孔，然后進(jìn)行的是锪直徑為13㎜的孔；第130步工序可分為3個(gè)工步：鉆直徑為6㎜的孔，組那直徑為6㎜的螺紋孔，對(duì)M6的螺紋孔進(jìn)行攻絲。
2．7 機(jī)床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA6140機(jī)床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(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
2．7．1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
(1) CA6140車床后托架為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：
① 鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化。
② 鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。
③ 鑄件結(jié)構(gòu)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(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。
⑤ 鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。
毛坯形狀、尺寸確定的要求
(2) 設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到：
① 各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。
② 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
③ 便于裝夾、加工和檢查。
④ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)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(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)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(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
2．7．2機(jī)床后托架的偏差計(jì)算
(1) 底平面的偏差及加工余量計(jì)算
底平面加工余糧的計(jì)算，計(jì)算底平面與孔（，，）的中心線的尺寸為。根據(jù)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(xiàn)[5]中表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：由參考文獻(xiàn)[7]中表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(xiàn)[7]中表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)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(cè)面三孔（，，）的中心線的尺寸為。
(2) 正視圖上的三孔的偏差及加工余量計(jì)算
參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.3-59和參考文獻(xiàn)[15]中表1-8，可以查得：
孔：
粗鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
孔
粗鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
半精鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
精鏜的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
根據(jù)工序要求，側(cè)面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個(gè)工序完成，各工序余量如下：
粗鏜： 孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為；孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為。
半精鏜： 孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為；孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為。
精鏜： 孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]中表2.3-48,其余量值為；
孔，參照[7]中表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(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)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(dá)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
(3) 頂面兩組孔和，以及另外一組的錐孔和
毛坯為實(shí)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(xiàn)[7]中表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(kuò)——锪
鉆孔：
擴(kuò)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(shí)
2．8．1 工序一 粗、精銑底面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
(1) 粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（2-1）
實(shí)際銑削速度： 式（2-2）
進(jìn)給量： 式（2-3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
式（2-4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式(2-5)
(2) 精銑：
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）：
，
實(shí)際銑削速度，由式（2-2）：
進(jìn)給量，由式（2-3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時(shí)
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1。
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
2．8．2 工序二 粗、半精、精鏜CA6140側(cè)面三杠孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
(1) 粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 式（2-7）
被切削層長度：
刀具切入長度 式（2-6）
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
（2）粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
（3） 粗鏜孔
切削深度：，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
（4） 半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，?。?
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
(5) 半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
(6) 半精鏜孔
切削深度：，粗鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
(7) 精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-2）有：
，
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
(8) 精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
(9) 精鏜孔
切削深度：，半精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-2）有：
取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，由式（2-7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式(2-7）有：
本工序所用的機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2．8．3 工序三 鉆頂面四孔
鉆頂面四孔（其中包括鉆孔，和擴(kuò)孔，鉸孔，以及锪孔，）
機(jī)床：
刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211和E101
帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）
公制/莫式4號(hào)錐直柄鉸刀 刀具材料：
(1) 鉆孔，以及的錐孔
鉆孔時(shí)先采取的是鉆到在擴(kuò)到，所以，另外的兩個(gè)錐孔也先鉆到。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
，式（2-8）
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： 式（2-9）
(2) 擴(kuò)孔
鉆孔時(shí)先采取的是鉆到再擴(kuò)到，所以，
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-9）有：
(3) 锪孔
切削深度：，
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表查得：進(jìn)給量,切削速度；取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為2
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
(4) 锪孔
切削深度：，
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表查得：進(jìn)給量,切削速度；取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
⑸．鉸孔
切削深度：，
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（2-2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-8）有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-9）有：
2．8．4 工序四 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(jī)床：
(1) 鉆:切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表查得：進(jìn)給量,切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，
由式（2-2）有：
,被切削層長度：
刀具切入長度，
由式（2-8）有：
刀具切出長度： 取
加工基本時(shí)間，由式（2-5）有：
（2） 鉆螺孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-39，，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（2-8）有
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
（3）攻螺紋孔
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2-1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度，由式（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(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（2-5）有：
鉆頂面四孔的機(jī)動(dòng)
時(shí)間：
這些工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
2．9 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該CA6140機(jī)床后托架的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于22.8min。
參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：
（大量生產(chǎn)時(shí)） 式（2-10）
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：
式（2-11）
其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
—輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
2．9．1 粗、精銑工件底面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-48，
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
2．9．2 鏜側(cè)面三個(gè)杠孔
(1) 粗鏜側(cè)面的三孔（，，）
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-39，
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
(2) 半精鏜側(cè)面的三孔（，，）
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-39，
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
(3) 精鏜側(cè)面的三孔（，，）
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-39，
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
2．9．3 鉆工件頂面四孔
鉆頂面四孔（其中包括鉆和、擴(kuò)鉆，鉸孔以及锪孔和）
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-43，
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求
鉆左側(cè)面兩孔（其中包括鉆的孔和的螺孔）
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.5-43，
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求
的螺紋孔攻絲
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照鉆孔輔助時(shí)間，取裝卸工件輔助時(shí)間為，工步輔助時(shí)間為。則
：參照鉆孔值，取
單間時(shí)間定額，由式（2-11）有：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。
第三章 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工CA6140機(jī)床后托架零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔夾具及銑底面夾具一套。其中加工側(cè)面的三孔的夾具將用于臥式鏜床，而頂面的四孔用到的刀具分別為兩把麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀以及锪鉆進(jìn)行加工，側(cè)面兩個(gè)孔將用兩把麻花鉆對(duì)起進(jìn)行加工。
3．1 銑平面夾具的設(shè)計(jì)
3．1．1檢查原始材料
利用本夾具主要用來粗銑底平面，該底平面對(duì)孔、、的中心線要滿足尺寸要求以及平行度要求。在粗銑此底平面時(shí)，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3．1．2 選擇定位基準(zhǔn)
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。
3．1．3 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)：
由參考文獻(xiàn)[16]中表1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
式（3-1）
查參考文獻(xiàn)[16]中表得：
對(duì)于灰鑄鐵： 式（3-2）
取 ， 即
所以
由參考文獻(xiàn)[17]中表1-2可得：
垂直切削力 ：（對(duì)稱銑削） 式（3-3）
背向力：
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（3-4）
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式（3-5）
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見[7]中表可得：
所以 式（3-6）
式（3-7）
式（3-8）
由計(jì)算可
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