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沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
摘 要
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。本課題研究CA6140車(chē)床后托架加工工藝規(guī)程。首先通過(guò)對(duì)零件圖的分析，了解工件的結(jié)構(gòu)形式，明確了具體的技術(shù)要求，從而對(duì)工件各組成表面選擇合適的加工方法。再擬訂較為合理的工藝規(guī)程，充分體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。
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)機(jī)械加工過(guò)程中，夾具除了夾緊、固定被加工零件外，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。
本課題在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，深入生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 產(chǎn)品設(shè)計(jì)，后托架，加工工藝，夾具
目 錄
前言 .....................................................................................................................................3Ⅰ
1 CA6140車(chē)床后托架的加工工藝設(shè)計(jì)..........................................................................4
1.1 CA6140車(chē)床后托架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求....................................................................4
1.2 CA6140車(chē)床后托架的材料、毛坯和熱處理......................................................................4
1.2.1 毛坯材料及熱處理.....................................................................................................4
1.2.2 毛坯的結(jié)構(gòu)確定..........................................................................................................5
1.3 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問(wèn)題....................................................................................6
1.3.1 加工方法選擇的原則..................................................................................................6
1.3.2 加工階段的劃分..........................................................................................................6
1.3.3 工序的合理組合..........................................................................................................6
1.3.4 加工順序的安排..........................................................................................................7
1.4 CA6140車(chē)床后托架的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析...............................................................8
1.4.1 零件的用途..................................................................................................................8
1.4.2 CA6140車(chē)床后托架零件圖分析.................................................................................8
1.4.3 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型..................................................................................................9
1.4.4 CA6140車(chē)床后托架的加工工藝路線.........................................................................9
1.5 CA6140車(chē)床后托架的工序設(shè)計(jì).........................................................................................13
1.5.1 工序基準(zhǔn)的選擇........................................................................................................13
1.5.2 工序尺寸的確定........................................................................................................13
1.5.3確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備.........................................................................20
1.5.4 確定切削用量及工時(shí)定額........................................................................................21
2 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)..............................................................................................................33
2.1 鉆三杠孔夾具設(shè)計(jì)...............................................................................................................33
2.1.1研究原始質(zhì)料.............................................................................................................33
2.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇........................................................................................................33
2.1.3 定位元件的選擇........................................................................................................33
2.1.4 導(dǎo)向元件的選擇........................................................................................................33
2.1.5 切削力及夾緊力的計(jì)算............................................................................................34
2.1.6 定位誤差分析與計(jì)算................................................................................................35
2.1.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明....................................................................................35
結(jié) 論................................................................................................................................37
參考文獻(xiàn)............................................................................................................................38
前言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（或機(jī)械工程及自動(dòng)化）專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是決定機(jī)械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械的性能要求不同而有許多專(zhuān)業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)。
在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程中,用來(lái)安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱(chēng)為夾具。如機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
機(jī)床夾具的作用可歸納為以下四個(gè)方面：
1.保證加工精度 機(jī)床夾具可準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對(duì)位置，可以保證加工精度。
2.提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間。
3.減少勞動(dòng)強(qiáng)度 采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊機(jī)構(gòu)，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，可使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，例如在臥式車(chē)床刀架處安裝鏜孔夾具，可對(duì)箱體孔進(jìn)行鏜孔加工。
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的在于：
1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)方面的理論知識(shí)。
2.學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后的專(zhuān)業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。
3.使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊(cè)、圖冊(cè)和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。
我國(guó)的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎(chǔ)，規(guī)模也不小，實(shí)力較其它發(fā)展中國(guó)家雄厚。但畢竟技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度的使命感和責(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問(wèn)題，把我國(guó)從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)建設(shè)成為一個(gè)制造強(qiáng)國(guó)，成為世界級(jí)制造業(yè)基礎(chǔ)地之一。
1 CA6140車(chē)床后托架的加工工藝設(shè)計(jì)
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，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類(lèi)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(guò)一定的工藝過(guò)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(lái)。
對(duì)于某個(gè)具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來(lái)合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，可能其中有種方案比較合理且切實(shí)可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過(guò)程。
1.1 CA6140車(chē)床后托架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求
由零件圖1-1可得：CA6140車(chē)床后托架是鑄造件，從整體形狀來(lái)看類(lèi)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。
1.2 CA6140車(chē)床后托架的材料、毛坯和熱處理
1.2.1 毛坯材料及熱處理
毛坯材料
灰鑄鐵（HT200）
灰鑄鐵屬于脆性材料，抗拉強(qiáng)度和彈性模量均比鋼低，塑性和韌性近于零。因?yàn)榛诣T鐵的顯微組織由金屬基體（珠光體）和片狀石墨組成。石墨的強(qiáng)度、硬度、塑性極低，對(duì)基體起著割裂作用，減少了承載的有效面積，石墨的尖角處還會(huì)引起應(yīng)力集中。
灰鑄鐵一般的工作條件：
① 承受較大載荷的零件。
② 磨檫面間的單位面積壓力不大于300KPa。
毛坯的熱處理
灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶穑瑏?lái)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。
1.2.2 毛坯的結(jié)構(gòu)確定
毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
CA6140車(chē)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(jiǎn)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
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(jiǎn)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(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類(lèi)
形狀及尺寸確定后，可據(jù)此繪出毛坯圖。
圖1.1 CA6140車(chē)床后托架毛坯圖
1.3 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問(wèn)題
1.3.1 加工方法選擇的原則
① 所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)、精度要求相適應(yīng)。
② 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表面相互位置精度要求。
③ 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。
④ 加工方法要與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。
⑤ 所選加工方法企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備條件和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。
1.3.2 加工階段的劃分
按照加工性質(zhì)和作用的不同，工藝過(guò)程一般可劃分為三個(gè)加工階段：
① 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，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，粗糙度為。
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。表面粗糙度為。
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，表面粗糙度為。
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,表面粗糙度為。
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。
1.3.3 工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類(lèi)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(guò)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(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)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(zhǎng)，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(jiǎn)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(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)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(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
1.3.4 加工順序的安排
零件的加工過(guò)程通常包括機(jī)械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時(shí)常遵循以下原則：見(jiàn)下表
表1.1 加工工序安排原則
工序類(lèi)別
工序
安排原則
機(jī)械加工
1） 對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)
2） 按“先基準(zhǔn)后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面
3） 在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正
4） 按“先主后次，先粗后精”的順序
5） 對(duì)于與主要表面有位置精度要求的次要表面應(yīng)安排在主要表面加工之后加工
熱處理
退火與正火
毛坯預(yù)備性熱處理，應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行
時(shí)效
為消除殘余應(yīng)力，對(duì)于尺寸大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排時(shí)效處理；對(duì)于一般鑄件在鑄造后或則粗加工后安排時(shí)效處理；對(duì)于精度高的鑄件，在半精加工前、后各安排一次時(shí)效處理
淬火
淬火后工件硬度提高，應(yīng)安排在精加工階段的磨削加工前進(jìn)行
滲碳
滲碳易產(chǎn)生變形，應(yīng)安排在精加工前
滲氮
一般安排在工藝過(guò)程的后部、該表面的最終加工之前
輔助工序
中間檢驗(yàn)
一般安排在粗加工全部結(jié)束之后，精加工之前；花費(fèi)工時(shí)較多和重要工序的前后
特種檢驗(yàn)
熒光檢驗(yàn)、磁力探傷主要用于表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。熒光如用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前
表面處理
電鍍、涂層、發(fā)藍(lán)等表面處理工序一般安排在工序的最后進(jìn)行
1.4 CA6140車(chē)床后托架的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析
1.4.1 零件的用途
本課題所設(shè)計(jì)的零件是CA6140車(chē)床后托架。它的工作位置位于CA6140車(chē)床床身的尾部。運(yùn)用于當(dāng)加工超出床身長(zhǎng)度的細(xì)長(zhǎng)桿零件時(shí)，來(lái)支撐工件的機(jī)床附件，對(duì)工件和車(chē)床零部件剛度起加強(qiáng)固定作用，以提高車(chē)床加工的精度。通常半自動(dòng)機(jī)床使用較多。該零件是專(zhuān)用件，其中零件主要有三杠孔分別裝光杠、絲杠和操縱杠。零件上的毛線孔，主要用于導(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(chē)床尾部。該零件的主要工作面是底面和側(cè)面的三孔，是我們加工過(guò)程中重點(diǎn)加工工對(duì)象。
1.4.2 CA6140車(chē)床后托架零件圖分析
圖1.2 CA6140車(chē)床后托架零件圖
由圖1-1可知：
①該零件為鑄件，材料為灰鑄鐵，重量為。
②要求加工、 、的精度等級(jí)為，粗糙度，且要求與底平面的平行度公差為。
③要求精加工底平面粗糙度，平面度公差為。
④要求加工、粗糙度為。
⑤是錐孔，要求裝配精鉸加工，粗糙度。
⑥對(duì)于孔口進(jìn)行锪平加工。
⑦加工螺紋孔。
1.4.3 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型
已知CA6140后托架的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年，又后托架的質(zhì)量為3.05kg查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表1-3，可知后托架為輕型零件。由生產(chǎn)類(lèi)型和生產(chǎn)綱領(lǐng)查表1-4 ，可知CA6140后托架生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。
1.4.4 CA6140車(chē)床后托架的加工工藝路線
擬定工藝路線是制定工藝過(guò)程的關(guān)鍵性的一步。在擬定時(shí)應(yīng)充分調(diào)查研究，多提幾個(gè)方案，加以分析比較確定一個(gè)最合理方案。
采用加工方法一般所能達(dá)到的公差等級(jí)和表面粗糙度以及需留的加工余量
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《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》得：
，；
根據(jù)公式；查資料《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-4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：
擴(kuò)鉆——粗鉸——精鉸
② 根據(jù)孔、粗糙度為，
查資料《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》可得精度等級(jí)為IT12
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《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7可得孔的加工工藝路線為：
鉆孔
③ 孔錐孔粗糙度為但該孔為裝配鉸孔，可以先不加工。
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《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7可得孔的加工工藝路線為：
鉆孔
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《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-8可得孔的加工工藝路線為：
粗銑——半精銑——精銑
根據(jù)后托架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求，粗定加工件各表面的加工方案。
如下表：
表1.2 各表面加工方案
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度Ra/um
加工方案
備注
后托架底平面
IT7
1.6
粗銑—半精銑—精銑
0.03
孔
IT8
1.6
擴(kuò)鉆—粗鉸—精鉸
∥
100:0.07
A
100:0.08
B
孔
IT7
孔
IT7
油槽
IT12
Rz50
鑄造
锪孔
IT12
锪鉆孔
、通孔
IT12
Rz50
鉆孔
锪孔、
IT12
Rz50
锪鉆孔
螺紋孔
IT12
鉆孔、攻絲
孔
IT12
Rz50
鉆孔
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(zhuān)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(jiàn)下表：
表1.3 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
粗銑底平面
側(cè)面和外圓
粗、半精銑底平面
側(cè)面和外圓
020
半精銑底平粗
側(cè)面和外圓
擴(kuò)鉆孔：
、
底面和側(cè)面
030
精銑底平
側(cè)面和外圓
锪鉆孔：
底面和側(cè)面
040
鉆、擴(kuò)孔：
、
底面和側(cè)面
鉆：
底面和側(cè)面
050
粗、精鉸孔：、、
底面和側(cè)面
鉆孔
底面和側(cè)面
060
锪鉆孔：
底面和側(cè)面
锪鉆孔：、
底面和側(cè)面
070
鉆：、
底面和側(cè)面
去毛刺
080
擴(kuò)孔
底面和側(cè)面
鉆：、
底面和孔、、
090
锪鉆孔：、
底面和側(cè)面
攻螺紋
底面和孔、、
100
鉆：、
底面和孔
精銑底平面
側(cè)面和孔
110
攻螺紋
底面和孔
粗鉸、精鉸孔：、、
底面和側(cè)面
120
倒角去毛刺
倒角去毛刺
130
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100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070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(kāi)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(guò)程如下表：
表1.4 加工工藝路線
工序號(hào)
工 種
工作內(nèi)容
說(shuō) 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(lái)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、半精銑底平面
工件用專(zhuān)用銑夾具裝夾；
專(zhuān)用銑床
060
鉆
擴(kuò)鉆孔：
工件用專(zhuān)用鉆夾具裝夾；
搖臂鉆床
070
锪孔鉆
锪孔
工件用專(zhuān)用鉆夾具裝夾；
搖臂鉆床
080
鉆
將孔鉆到要求尺寸
工件用專(zhuān)用鉆夾具裝夾；
搖臂鉆床
090
鉆
將鉆孔到要求尺寸
100
锪孔鉆
锪孔
到要求尺寸
110
鉆
鉆孔、
120
攻絲
攻螺紋
130
鉗
去毛刺
140
銑
細(xì)精銑底平面
工件用專(zhuān)用銑夾具裝夾；
立式銑床
150
鉸
粗、精鉸孔：
工件用專(zhuān)用鉆夾具裝夾；
搖臂鉆床
160
鉗
倒角去毛刺
170
檢驗(yàn)
180
入庫(kù)
清洗，涂防銹油
1.5 CA6140車(chē)床后托架的工序設(shè)計(jì)
工序設(shè)計(jì)包括工序基準(zhǔn)的選擇、工序尺寸的確定、加工余量的確定、機(jī)床的選擇、工藝裝備的選擇、切削用量的選擇和時(shí)間定額的確定。
1.5.1 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(chēng)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(chēng)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(lái)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。
1.5.2 工序尺寸的確定
后托架底面加工余量的計(jì)算，底面與三杠孔（，，）的中心線的尺寸為。根據(jù)工序要求，底面加工分粗、半精、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-8得，所達(dá)到精度，，由表2-40得，,粗銑平面時(shí)厚度偏差取0.25mm
半精銑：由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59，其余量值規(guī)定為，由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-8得，所達(dá)到精度，，由表2-40得，,半精銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59，其余量值規(guī)定為，由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-8得，所達(dá)到精度，，由表2-40得，半精銑平面時(shí)厚度偏差取。
由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-1得，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT9，再由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)查表2-3可得鑄件尺寸公差為其中：
（1）毛坯的基本尺寸為：
（2）毛坯最小尺寸為：
（3）毛坯最大尺寸為：
（4）粗銑后尺寸為：40.5-3=37.5mm
（5）半精銑后尺寸為 37.5-1.5=36.0mm
（6）精銑后尺寸為36-1=35mm
其加工尺寸之間的關(guān)系如下圖
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。
主視圖上的三杠孔的偏差及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求，側(cè)面三孔的加工分為鉆、擴(kuò)、粗鉸，精鉸 四個(gè)工序完成并參照參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59和參考文獻(xiàn)《互換性與技術(shù)測(cè)量》表1-8，可以查得：
1、孔：
（1）、擴(kuò)的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
（2）、 粗鉸的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
（3）、 精鉸的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
加工余量的計(jì)算： 擴(kuò)孔，, 參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為；
粗鉸孔，參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為 ；
精鉸孔，參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為
計(jì)算得直徑為毛坯的基本尺寸為：
又，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT9，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)查表2-3可得鑄件尺寸公差為其相關(guān)尺寸計(jì)算如下：
（1）孔毛坯基本尺寸為：
（2）毛坯最大尺寸為：；
（3）毛坯最小尺寸為：；
（4）擴(kuò)孔的工序尺寸為：
（5）粗鉸的工序尺寸為：
（6）精鉸的工序尺寸為：
精鉸后尺寸是，滿足零件圖尺寸要求、表面粗糙度
其加工尺寸之間的關(guān)系如下圖：
2、孔
（1）、擴(kuò)的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
（2）、 粗鉸的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
（3）、 精鉸的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
加工余量的計(jì)算：擴(kuò)孔，, 參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為；
粗鉸孔，參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為；
精鉸孔，參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為
計(jì)算得直徑為毛坯的基本尺寸為：
又，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT9，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)查表2-3可得鑄件尺寸公差為其相關(guān)尺寸計(jì)算如下：
（1）孔毛坯基本尺寸為：
（2）毛坯最大尺寸為：；
（3）毛坯最小尺寸為：；
（4）擴(kuò)孔的工序尺寸為：
（5）粗鉸的工序尺寸為：
（6）精鉸的工序尺寸為：
精鉸后尺寸是，滿足零件圖尺寸要求、表面粗糙度
其加工尺寸之間的關(guān)系如下圖：
3、孔
（1）、擴(kuò)的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，
表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
（2）、 粗鉸的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
（3）、 精鉸的精度等級(jí)：由《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1-7得，，表面粗糙度，由表2-40得，尺寸偏差是
加工余量的計(jì)算：擴(kuò)孔，, 參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為；
粗鉸孔，參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為；
精鉸孔，參照《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-28，其余量值為
計(jì)算得直徑毛坯的基本尺寸為：
又，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT9，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》查表2-3可得鑄件尺寸公差為其相關(guān)尺寸計(jì)算如下：
（1）孔毛坯基本尺寸為：
（2）毛坯最大尺寸為：；
（3）毛坯最小尺寸為：；
（4）擴(kuò)孔的工序尺寸為：
（5）粗鉸的工序尺寸為：
（6）精鉸的工序尺寸為：
精鉸后尺寸是，滿足零件圖尺寸要求、表面粗糙度
其加工尺寸之間的關(guān)系如下圖：
1.5.3確定各工序的加工設(shè)備和工藝裝備
機(jī)床的選用
查資料《機(jī)械加工工藝師手冊(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《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》可得：
高速鋼套式面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度?。?
鉆頭：直柄麻花鉆
直柄短麻花鉆
直柄長(zhǎng)麻花鉆
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(zhuān)用的銑、鉆夾具
量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺，內(nèi)徑千分尺
輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等
1.5.4 確定切削用量及工時(shí)定額
工序50: 銑底平面A的切削用量及工時(shí)定額
粗銑后托架底面
（1）銑削量的確定：由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》查表2-35可知取
（2）每齒進(jìn)給量，根據(jù)參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》查表5-7，按機(jī)床功率為5~10kW，工件—夾具系統(tǒng)為中等剛度條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量。
（3）銑削速度的計(jì)算：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表5—9，按的條件選取，銑削速度，由公式
其中為機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，計(jì)算得：
，參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》由表4—15得，取轉(zhuǎn)速，計(jì)算實(shí)際銑削速度
切削時(shí)間的計(jì)算
由零件圖可知底面銑削寬度為，，被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度為 ，其刀具直徑為,起計(jì)算如下：
取 刀具切出長(zhǎng)度：取 且
走刀次數(shù)為2，
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
半精銑后托架底面
（1）銑削量的確定：由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》查表2-36可知取
（2）每齒進(jìn)給量，根據(jù)參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表5--9得，取，
（3）銑削速度的計(jì)算：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表5—9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，
，參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表4—15得，取轉(zhuǎn)速
實(shí)際銑削速度，由式：
切削時(shí)間的計(jì)算
由零件圖可知底面銑削寬度為，，被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度為 ，其刀具直徑為,起計(jì)算如下：
取 刀具切出長(zhǎng)度：取 且
走刀次數(shù)為2，
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
精銑后托架底面
（1）銑削量的確定：由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》查表2-36可知取
（2）每齒進(jìn)給量，根據(jù)參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表5--9得，取，
（3）銑削速度的計(jì)算：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表5—9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，
，參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由表4—15得，取轉(zhuǎn)速
實(shí)際銑削速度，由式：
切削時(shí)間的計(jì)算
由零件圖可知底面銑削寬度為，，被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度為 ，其刀具直徑為,起計(jì)算如下：
取 刀具切出長(zhǎng)度：取 且
走刀次數(shù)為2，
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
擴(kuò)、鉸、锪孔加工的切削用量及工時(shí)定額
①擴(kuò)鉆、鉸孔、、的切削用量及工時(shí)定額
擴(kuò)鉆孔加工
擴(kuò)孔：由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-23，取， ，背吃刀量，；
由式得，，取
由式得，
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《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41可得
式1.11
同理：擴(kuò)孔
由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-23，取， ，；
由式得，，取
由式得，
，，
根據(jù)式1.11可得：
同理：擴(kuò)孔
由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-23，取， ，；
由式得，，取
由式得，
，，
根據(jù)式1.11可得：
鉸孔加工
粗鉸孔：由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-31得：；
由式得，，取
由式得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41得：
根據(jù)式1.11可得：
精鉸孔：由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-31得：；
由式得，，取
由式得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41得：
根據(jù)式1.11可得：
同理：粗鉸孔
由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-31得：，；
由式得，，取
由式得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41得：
根據(jù)式1.11可得：
精鉸孔：由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-31得：；
由式得，，取
由式得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41得：
根據(jù)式1.11可得：
同理：粗鉸孔
由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-31得：，；
由式1.5得，，取
由式得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41得：
根據(jù)式1.11可得：
精鉸孔：由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-31得：；
由式得，，取
由式得，
，
鉸圓柱孔時(shí)，資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-41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《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-22查得：給進(jìn)量,切削速度，切削深度；
由式得，，取
由式得，
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：
加工另一個(gè)孔時(shí)由于平面不一樣，故加工的被切削層長(zhǎng)度不一樣
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：
鉆孔
鉆孔由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-22，給進(jìn)量,切削速度，切削深度；
由式得，，取
由式得，
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：
同上另一孔
锪孔（、、）
孔：由資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-32：進(jìn)給量,切削速度；
由式得，，取
由式得，
查數(shù)據(jù)，，；，；
則由式1.11得，
孔：參照上面的計(jì)算得:，，；取，,
；則由式1.11得，
孔：，，；取，,
；則由式1.11得，
鉆
由資料得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度；
由式得，，取
由式得，
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《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-37進(jìn)給量,切削速度，切削深度；
由式得，，取
由式得，
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)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-38查表：螺距，，；
由式得，，取
由式得，
根據(jù)式1.11可得：
由以上計(jì)算可得總的基本時(shí)間t等于所有工序基本時(shí)間的總和。
時(shí)間定額是指在一定的生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。除了基本時(shí)間t以外，還包括布置工作時(shí)間時(shí)間t、服務(wù)時(shí)間t、休息及生理需要時(shí)間t、準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間t所組成。
輔助時(shí)間為實(shí)現(xiàn)基本工藝工作所做的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間主要包括裝卸工件，開(kāi)停機(jī)床，改變切削用量和測(cè)量工件等所用的時(shí)間。根據(jù)文獻(xiàn)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間t與基本時(shí)間t之間的關(guān)系為t=（0.15~0.2）t，取則各工步的輔助時(shí)間為t=0.2 t各工步的時(shí)間均可按此式算出。由于篇幅有限這里就沒(méi)有一一進(jìn)行運(yùn)算。
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于后托架的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可以忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間t是作業(yè)時(shí)間的2%~7%，休息與生理時(shí)間t是作業(yè)時(shí)間的2%~4%，故均取3%，則各工序的其他時(shí)間（t+ t）可按關(guān)系式（3%+3%）×（t+ t）計(jì)算。
2 專(zhuān)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(zhuān)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(guò)程中起到重要的作用。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)深入生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
2.1 鉆三杠孔夾具設(shè)計(jì)
2.1.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)鉆、鉸加工孔、、。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對(duì)底平面的平行度公差要求。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。
2.1.2 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(lái)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(lái)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(lái)限制六個(gè)自由度。其中底平面用兩個(gè)球頭支承釘和一個(gè)輔助支承限制Z軸的移動(dòng)和Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)側(cè)面用四個(gè)平頭支承釘限制Z軸、X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和Y軸的移動(dòng)，同時(shí)另一個(gè)側(cè)面用止推板限制X軸的移動(dòng)。
2.1.3 定位元件的選擇
工件在夾具中定位時(shí)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序加工要求選擇的定位基準(zhǔn)有各種形式，如平面、內(nèi)孔、外圓、圓錐面和型面等。根據(jù)其形狀不同，選擇不同的定位元件。鉆三桿孔夾具設(shè)計(jì)選擇的是平面。根據(jù)資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》底面的定位可選擇兩個(gè)球頭支承釘（B型、d=16mm）和一個(gè)輔助支承，兩個(gè)側(cè)面分別用四個(gè)平頭支承釘（ A型、d=8mm）和一個(gè)止推板來(lái)定位。
2.1.4 導(dǎo)向元件的選擇
鉆床夾具的刀具導(dǎo)向元件為鉆套。鉆套的作用是確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置，并在加工中對(duì)鉆頭等孔加工刀具進(jìn)行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為固定式、可換式、快換式和特殊鉆套。因?yàn)楸緤A具是鉆三桿孔夾具，本工序要求對(duì)被加工孔依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸等三個(gè)工步的加工，
最終達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。
該鉆套已標(biāo)準(zhǔn)化，可查資料《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表9-10對(duì)三桿孔的快換鉆套進(jìn)行選擇 ：孔可選擇d=26mm，D=35mm 孔可選擇
d=31mm，D=48mm 孔可選擇d=40mm，D=70mm
這里對(duì)鉆套的排屑間隙也做一下簡(jiǎn)單的說(shuō)明。以孔的鉆套為例。
該零件為灰鑄鐵，加工灰鑄鐵時(shí)排屑間隙h=（0.3~0.7）d， h=0.7d=28
如下圖所示
2.1.5 切削力及夾緊力的計(jì)算
由資料《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》查表17-16可得：
切削力公式： 式（2.11）
式中
查資料《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表17-17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(guò)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《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表17-20得：
式（2.13）
取，， 即：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按下式計(jì)算：
式中參數(shù)由資料《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表17-25，17-26可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
通過(guò)上面的分析可知實(shí)際需要的夾緊力大于理論需要的夾緊力。
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
2.1.6 定位誤差分析與計(jì)算
該夾具以底平面、側(cè)面和蓋板平面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差△和定位副制造部準(zhǔn)確誤差△兩部分組成，定位誤差的大小事兩項(xiàng)誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)和。
△=△+△
加工三桿孔時(shí)，工件以后托架底平面作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合，所以△= 0，故定位誤差小于加工誤差。所以該定位方案是符合加工條件的。
2.1.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本夾具用于在鉆床上加工后托架的三杠孔。工件以底平面、側(cè)面和蓋板平面為定位基準(zhǔn)，在支承釘和止推板上實(shí)現(xiàn)完全定位。為工件裝夾可靠，采用了輔助支承。
該夾具的裝配圖如下：
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
結(jié)論
在這次歷時(shí)兩個(gè)禮拜的課程設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足，自己知識(shí)中存在著很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論到實(shí)踐的能力還急需提高。讓我認(rèn)識(shí)到了仔細(xì)認(rèn)真的重要性。
這次課程設(shè)計(jì)讓我們更能注意到細(xì)枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求。同時(shí)感覺(jué)到了細(xì)節(jié)的重要