基于普通机床的后托架及夹具的设计开发
摘要：机床后托架的是机床上的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂复杂。但因为其尺寸精度、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，因此它的加工工艺的确设计也是非常关键和重要的。
在制定工艺过程中，可将其分为两部分，即工艺设计部分和夹具设计部分。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。对于夹具的设计，车床后托架镗、铣、钻等工序使用了专用夹具和定位方案，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。从而保证夹具操作方便、夹紧力可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。本设计中将书本理论和实际使用要求相结合，完成了车床后托架的加工工艺规程的设计。
关键词： 工序 工艺 工步 定位方案 夹紧力
Based on the general machine tool and fixture brackets after the design and development
Abstract: Bracket machine after machine is an important part, because of its smaller size components, structural shape is not very complicated complex. But because of its size precision, accuracy and geometry mutual positioning accuracy, and the surface quality of the surface have affected parts of the machine or assembly quality, thereby affecting its performance and working life, it is the design of processing is also a very crucial and important.
In the development process, can be divided into two parts, namely, process design and fixture design of the part. To identify the processes of the installation process and the need for further processing and the process of Locomotive Machine feed rate, depth of cut, and cutting speed spindle speed, the process of fixture, knives and measuring tools, and walk the knife cutting the number and length of the final calculation of the basic processes of the time, work time and support to serve time. Fixture for the design, bracket after boring lathe, milling, drilling processes for the use of the fixture, the characteristics of such fixture is targeted strong, compact, easy to operate, high productivity. Thus ensuring fixture easy to operate, reliable clamping, the use of safe and reasonable working space. The design will use books theoretical and practical requirements of the integration of the lathe after the completion of the processing order bracket design.
Keywords： The process ,worker one, worker's step , orient the scheme , clamp strength
目 录
第一章 引言............................................................................................................ 1
1．1 加工工艺的现状和发展趋势 …………………………………………………2
1．2 CA6140机床后托架加工工艺设计的目的、内容和要求………………2
1．2．1 设计的目的……………………………………………………………2
1．2．2 设计的内容……………………………………………………………2
1．2．3 设计的要求……………………………………………………………………3
第二章 CA6140机床后托架的加工工艺的整体设计 ……………………4
2．1 CA6140机床后托架的工艺要求及其分析............................................. 4
2．2 CA6140机床后托架的工艺要求及其分................................................. 4
2．2．1 CA6140机床后托架的技术要求................................................... 4
2．3 CA6140机床后托架的加工工艺过程...................................................... 5
2．4 确定CA6140机床后托架的各表面加工方案....................................... 5
2．4．1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素......... 5
2．4．2 平面的加工..................................................................................... 6
2．4．3 孔的加工方案................................................................................. 6
2．5 确定各加工部位的定位基准................................................................... 6
2．5．1 粗基准的选择................................................................................. 6
2．5．2 精基准选择的原则......................................................................... 7
2．6 制订工艺路线............................................................................................. 7
2．6．1工序的合理组合.............................................................................. 8
2．6．2 工序的集中与分散......................................................................... 8
2．6．3 加工阶段的划分............................................................................. 9
2．6．4 加工工艺路线方案的比较........................................................... 10
2．6．5设计加工工艺卡片………………………………………………………14
2．7 机床后托架偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定........... 18
2．7．1 毛坯的结构工艺要求................................................................... 18
2．7．2 机床后托架的偏差计算............................................................... 18
2．8 确定切削用量及基本工时..................................................................... 21
2．8．1 工序一 粗、精铣底面............................................................... 21
2．8．2 工序二 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔......................... 22
2．8．3 工序三 钻顶面四孔................................................................... 28
2．8．4 工序四 钻侧面两孔................................................................... 31
2．9 时间定额计算及生产安排..................................................................... 32
2．9．1 粗、精铣工件底面....................................................................... 33
2．9．2 镗侧面三个杠孔........................................................................... 33
2．9．3 钻工件顶面四孔........................................................................... 34
第三章 专用夹具设计...................................................................................... 36
3．1 铣平面夹具的设计.................................................................................. 36
3．1．1 检查原始材料............................................................................... 36
3．1．2 选择定位基准............................................................................... 36
3．1．3 切削力及夹紧分析计算............................................................... 36
3．1．4 误差分析与计算........................................................................... 37
3．1．5 夹具设计和操作的简要说明....................................................... 37
3．2 镗孔夹具的设计...................................................................................... 38
3．2．1 研究原始质料............................................................................... 38
3．2．2 定位基准的选择........................................................................... 38
3．2．3 切削力及夹紧力的计算............................................................... 38
3．2．4 误差分析与计算........................................................................... 39
3．3 钻顶面四孔夹具的设计.......................................................................... 40
3．3．1 研究原始质料............................................................................... 40
3．3．2 定位基准的选择........................................................................... 40
3．3．3 切削力及夹紧力的计算............................................................... 40
3．3．4 误差分析和计算........................................................................... 41
3．3．5 夹具设计及操作的简要说明…………………………………………41
第四章 总结........................................................................................................ 43
致谢......................................................................................................................... 45
参考文献............................................................................................................... 46
第一章 引言
1． 1机械加工工艺的现状和发展趋势
近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。比如，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。
为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。
在整个设计过程中,我们将学习到更多的知识。
（1）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,不仅能增强我们的绘图能力和运用AutoCAD软件的能力。
（2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。
（3）在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧.安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点,也是一个难点。
这是整个设计的重点,也是一个难点。受其限制，目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。
1．2 机床后托架加工工艺设计的目的、内容和要求
1．2．1 设计的目的
CA6140机床后托架的是CA6140机床上的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有对精度要求不是很高的顶面的四孔要求加工，后托架上的底面和侧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。
机床设计毕业设计，其目的在于通过对CA6140机床后托架加工工艺的设计，使我们在拟定加工工艺方案的过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养基本的设计方法，并培养了自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。
1．2．2 设计的内容
（1）工序的划分
确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。
（2）定位基准的选择
根据粗基准，精基准的选择原则；遵循基准统一、基准重合。由零件图具体分析可得：CA6140车床后托架首先以一个侧面和一个孔为粗基准，对底平面A进行粗加工，再以底平面A为基准加工孔。
（3）毛坯的选择：
根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。
（4）工艺路线的拟订
表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。
1．2．3 设计的目的
对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。
因此，CA6140车床后托架的工艺规程设计应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的目的。
