机械制造工艺学CA6140车床后托架说明书

序 言............................................................................................. 2 一、零件的分析 .................................................................................. 2 二、工艺规程设计 .............................................................................. 3 （一）确定毛坯的制造形式 ........................................................ 3 （二）基面的选择 ........................................................................ 4 （三）制定工艺路线 .................................................................... 5 （四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ................ 8 （五）确定切削用量及基本工时 .............................................. 11 三．专用夹具设计 ............................................................................ 22 （一）、设计主旨 ........................................................................ 22 （二）、夹具设计 ........................................................................ 23 四．课程设计心得体会 .................................................................... 25 参考文献............................................................................................. 25

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序 言

机械制造工艺学课程设计是在我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有重要地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师予以指教。

一、零件的分析

2

CA6140机床后托架的是CA6140机床的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。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。

一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，

也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。

其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。

⑴．以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是

Ra1.6，平面度公差要求是0.03。

.025.025.025⑵．另一组加工是侧面的三孔，分别为220，300，400，其表面000粗糙度要求Ra1.6 要求的精度等级分别是IT7，IT7，IT7。

⑶．以顶面为住加工面的四个孔，分别是以213和220为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是Rz50，Ra6.3，以及以213和210的阶梯孔，其中210是装配铰孔，其中213孔的表面粗糙度要求是Rz50，

Ra6.3，210是装配铰孔的表面粗糙度的要求是Ra6.3。

⑷．CA6140机床后托架毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

形状复杂的毛坯宜用铸件。用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、

球墨铸铁、合金铸铁、铸钢、有色金属等。由于零件材料为HT200，所以采用铸造。目前多数铸件采用砂型铸造。

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（二）基面的选择

1.粗基准的选择

选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。

粗基准选择应当满足以下要求：

⑴．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

⑵．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

⑶．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。

⑷．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

⑸．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为CA6140机床后托架加工粗基准。

2.精基准选择

⑴．基准重合原则。

⑵．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。 ⑶．互为基准的原则，自为基准原则。

此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。

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要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140机床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。

（三）制定工艺路线

工序号 01 方案Ⅰ 工序内容 划线：画出侧面三圆再画底面 粗铣底平面A 方案Ⅱ 工序内容 划线：画出侧面三圆再画底面 02 粗、精铣底平面A 精铣底平A粗 扩孔、粗铰、精铰孔40 03 40 钻、扩孔：30、22 扩孔、粗铰、精铰孔30 04 粗铰孔：40、扩孔、粗铰、精铰孔22 30、22 05 精铰孔：40、锪平面 30、22 06 锪平面 07 钻： 29.9（装配时钳工精铰） 锪29.9钻： （装配时钳工精铰） 锪孔：13 5

08 09 10 锪孔：13 钻孔：213 钻孔：213 锪孔：220 锪孔：220 钻：M6螺纹底孔至5 11 钻：M6螺纹钻6孔 底孔至5 攻螺纹M6 12 钻6孔 攻螺纹M6 13 倒角去毛刺 14 15 倒角去毛刺 检验 检验

最终决定使用以下的工艺流程。 工序号 01 工 种 铸造 工作内容 砂型铸造 说 明 方案一 方案二 6

铸件毛坯尺铸件毛坯尺寸： 寸： 长：220mm 长：220mm 宽：60mm 宽：60mm 高70.5mm 高：70.5mm 孔：16.8mm、24.7mm、34.7 02 铣 粗铣、精铣底平面A 工件用平口钳装夹；立式铣床(x52k) 03 钻孔 钻孔： .025.025.025220，300，400 000工件用专用夹具装夹；立式钻床（Z550） 工件用专用夹具装夹；立式钻床（Z550） 工件用专用夹具装夹；立式钻床（Z550） 04 扩孔 扩孔： .025.025.025220，300，400 00005 粗铰孔 .025.025粗铰孔：220，300，00.025400 0 06 07 08 09 10 11 12 13 精铰孔 钻孔 .025.025.025220，300，400 000将29.9钻孔到9.9 锪孔钻 锪13 孔钻孔 锪孔 钻 攻丝 钳 钻213孔 锪220孔 钻孔M6、6 攻螺纹M6 倒角去毛刺 工件用专用夹具装夹；立式钻床（Z550） 工件用专用夹具装夹；立式钻床（Z550） 7

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检验 （四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

CA6140机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT200，硬度HB为150-200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。

⑴．底平面的加工余量计算

.025.025.025底平面加工余量的计算，计算底平面与孔（220，300，400）的000中心线的尺寸为350.07。根据工序要求，底面加工分粗、精铣加工。余量如下：

根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-1,铸件尺寸公差等级选用CT10，再查表2-3可得铸件尺寸公差为2.6mm。

由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-5确定铸件的机械加工余量等级为F级。

由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-4确定铸件的机械加工余量RMA=2mm。

.025.025.025精铣后尺寸与侧面三孔（220，300，400）的中心线的尺寸为000350.07。

毛胚铸件基本尺寸R=F+RMA+CT/2=35+2+2.6/2=38.3mm，令毛胚的尺寸为38.5mm

底平面的加工余量为3.5，偏差为1.3。

粗铣底平面的加工余量为2.5mm，精铣底平面的加工余量为1mm。

⑵．正视图上的三孔的偏差及加工余量计算

.0251.内孔220 0《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-1、2-3，可以查得：

.025孔220：铸件公差等级CT10，毛胚铸件尺寸公差2.4 0 8

《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-4、2-5，可以查得： 铸件机械加工余量RMA=2

毛胚铸件基本尺寸R=F-2RMA-CT/2=22-2*2-1.2=16.8mm

.025内孔220精度要求为IT7~IT8,由《机械制造技术基础课程设计指导教程》0表2-28、《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-5，可以确定工序尺寸及余量为：

扩孔：21.8mm 粗铰：21.94mm 2Z=0.14mm

.025mm精铰：2200 2Z=0.06mm .0252.内孔3000：

《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-1、2-3，可以查得：

.025孔300：铸件公差等级CT10，毛胚铸件尺寸公差2.6 0《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-4、2-5，可以查得： 铸件机械加工余量RMA=2

毛胚铸件基本尺寸R=F-2RMA-CT/2=30-2*2-1.3=24.7mm

.025内孔300精度要求为IT7~IT8,由《机械制造技术基础课程设计指导教程》0表2-28、《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-5，可以确定工序尺寸及余量为：

扩孔：29.8mm 粗铰：29.93mm 2Z=0.13mm

.025mm精铰：3000 2Z=0.07mm .0253.内孔4000

《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-1、2-3，可以查得：

.025孔400：铸件公差等级CT10，毛胚铸件尺寸公差2.6 0《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-4、2-5，可以查得：

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铸件机械加工余量RMA=2

毛胚铸件基本尺寸R=F-2RMA-CT/2=40-2*2-1.3=34.7mm

.025内孔400精度要求为IT7,由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表02-28、《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-5，可以确定工序尺寸及余量为：

扩孔：39.75mm 粗铰：39.93mm 2Z=0.18mm

.025mm精铰：4000 2Z=0.07mm

铸件毛坯的基本尺寸分别为：

.025220孔毛坯基本尺寸为：222*21.216.8mm； 0300.025孔毛坯基本尺寸为：302*21.324.7mm； 400.025孔毛坯基本尺寸为：402*21.334.7mm。

⑶．顶面两组孔213和220，以及另外一组29.9的孔和13 毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为IT12，粗糙度要求为Rz50。《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-5。确定工序尺寸及加工余量为：

第一组：213和220 加工该组孔的工艺是：钻——锪 钻孔： 13

锪孔： 20 2Z7mm （Z为单边余量） 第二组：29.9的孔和213

加工该组孔的工艺是：钻——锪 钻孔： 9.9

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锪孔： 13 2Z4.1mm （Z为单边余量）

（五）确定切削用量及基本工时

工序1：粗、精铣底面

机床：立式铣床X52K

刀具：硬质合金端铣刀 D63mm 齿数Z6 ⑴．粗铣

铣削深度ap：ap2.5mm

每齿进给量af：《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-21，取

af0.18mm/Z铣削速度V：《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-22，

取V72m/min

机床主轴转速n：

n1000V100072363.97r/min，由《机械制造技术基础课程设计指导d03.1463教程》表4-15，取n375r/min

实际铣削速度V：Vd0n10003.146337574.4m/min

1000进给量Vf：VfafZn0.186375405mm/min 由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-16，得 工作台每分进给量fm400mm/min

《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-43，知ae60mm 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l75mm 刀具切入长度l1：

l10.5(DD2ae2)(1~3)

0.5(63632602)(1~3)22.9~24.9mm

取l124mm

刀具切出长度l2：取l22mm

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走刀次数为1 机动时间tj1：tj1⑵．精铣：

铣削深度ap：ap1mm

每齿进给量af：《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-21，取

af0.15mm/Z铣削速度V：《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》表2-22，

ll1l2752420.25min fm400取V90m/min

机床主轴转速n，有：

n1000V100090454.96r/min，由《机械制造技术基础课程设计指导 d03.1463教程》表4-15，n475r/min

实际铣削速度V，有：Vd0n10003.146347594.2m/min

1000进给量Vf，有：VfafZn0.156475427.5mm/min

工作台每分进给量fm：由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-16，

得fm400mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l75mm 刀具切入长度l1：精铣时l124mm 刀具切出长度l2：取l22mm 走刀次数为1。

机动时间tj2，由式（1.5）有：tj2

工序2 钻、扩、粗铰、精铰CA6140侧面三杠孔 机床：立式钻床Z550

刀具：莫氏锥柄麻花钻，材料：YT5

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ll1l2752420.25minfm400

1．扩34.7至39.75孔 切削深度ap2.525mm 进给量f：1.05mm/r 切削速度V： V15.6m/min 机床主轴转速n，有：

n1000V100015.6125r/min，取n125r/min d03.1439.75实际切削速度V，有：Vd0n10003.1439.7512515.6m/s

1000工作台每分钟进给量fm，有：fmfn1.05*125131.25mm/min 被切削层长度l：l60mm

刀具切入长度l1，由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41有：

l1Dd1cotKr(1~2)1.461~22.5~3.5mm 2刀具切出长度l2：l21~4mm 取l23mm 行程次数i：i1 机动时间tj1ll1l2603310.5minfm131.25

2．粗铰39.75孔至39.93 切削深度ap：ap0.09mm

进给量f：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，切削深度为

0.09mm。因此确定进给量f1.8mm/r

切削速度V：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，取

V7.6m/min

机床主轴转速n，由式（1.2）有：

n1000V10007.660.5r/min，取n=63 d03.1439.9313

实际切削速度V，由式（1.2）有：Vd0n10003.1439.93637.91m/s

1000工作台每分钟进给量fm，由式（1.7）有：fmfn1.863113.4mm/min 被切削层长度l：l60mm

由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-42有：

刀具切入长度l10.37mm刀具切出长度l2：l215mm 行程次数i：i1 机动时间tj1ll1l2600.371510.66min fm113.43．精铰39.93孔至40H7 切削深度ap：ap0.035mm

进给量f：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，切削深度为0.035m。因此确定进给量f1.8mm/r

切削速度V：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-26，取V4m/min 机床主轴转速n，有：

n1000V1000431.8r/min，取n=32 d03.1440实际切削速度V，有：Vd0n10003.1440324.06m/s

1000工作台每分钟进给量fm，有：fmfn1.83257.6mm/min 被切削层长度l：l60mm

由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-41有： 刀具切入长度l1=0.19，刀具切出长度l213mm 行程次数i：i1 机动时间tj1

ll1l2600.191311.27min fm57.614

4．扩24.7至29.8孔 切削深度ap：ap0.9mm 进给量f0.9mm/r 切削速度取V16.1m/min 机床主轴转速n，有：

n1000V100016.1122r/min，取n185r/min d03.1429.8实际切削速度V，有：Vd0n10003.1429.818517.3m/s

1000进给量fmfn0.9185166.5mm/min 被切削层长度l：l60mm 刀具切入长度l1aptgkr(1~2)0.9(1~2)2.47~3.47mm,取3 tg60刀具切出长度l21~4mm 取l23mm 行程次数i：i1 机动时间tj1ll1l2603310.4min fm166.55．粗铰29.8孔至29.94 切削深度ap：ap0.065mm

进给量f：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27得f1.8mm/r 切削速度V：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，取V8m/min 机床主轴转速n有：

n1000V1000884.9r/min，取n= d03.1429.94实际切削速度Vd0n10003.1439.938.38m/s

1000工作台每分钟进给量fmfn1.8160.2mm/min

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被切削层长度l：l60mm 刀具切入长度l1=0.19mm 刀具切出长度l2=13mm 行程次数i：i1 机动时间tj1：tj1ll1l2600.191310.46min fm160.26．精铰29.94孔至30H7 切削深度ap：ap0.035mm 进给量f： f1.8mm/r

切削速度V：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，取V3m/min 机床主轴转速n，有：

n1000V1000331.85r/min，取n=32 d03.1430实际切削速度V，有：Vd0n10003.1430323m/s

1000工作台每分钟进给量fm：fmfn1.83257.6mm/min 被切削层长度l：l60mm 刀具切入长度l1=0.19mm 刀具切出长度l213mm 行程次数i：i1

机动时间tj1，由式（1.7）有：tj1

7．扩16.8mm孔到21.8mm 切削深度ap：ap2.5mm 进给量f0.8mm/r。

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ll1l2600.19311.27min fm57.6切削速度V22.7m/min 机床主轴转速n取n351r/min

实际切削速度V1000V100022.7331.6r/min d03.1421.8d0n10003.1421.835124.02m/min

1000工作台每分钟进给量fmfn0.8351280.8mm/min 被切削层长度l：l60mm 刀具切入长度l1aptgkr(1~2)0.91~22.44~3.44mm，取3 tg60刀具切出长度l2：l21~4mm 取l23mm 行程次数i：i1 机动时间tj1ll1l2603310.24minfm280.8

8．粗铰21.8孔至21.94 切削深度ap：ap0.07mm

进给量f：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，进给量

f1.8mm/r

切削速度V：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，取

V8.7m/min

机床主轴转速n：

n1000V10008.7125.4r/min，取n=125 d03.1421.94实际切削速度Vd0n10003.1421.941258.635m/s

1000工作台每分钟进给量fmfn1.8125225mm/min 被切削层长度l：l60mm

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刀具切入长度l1=0.19mm 刀具切出长度l2=13mm 行程次数i：i1 机动时间tj1ll1l2600.191310.33min fm2259．精铰21.94孔至22H7 切削深度ap：ap0.03mm

进给量f：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-27，进给量

f1.8mm/r

切削速度V：《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-26，取

V2.5m/min

机床主轴转速n1000v10002.536.2r/min ,取n=32r/min d03.1422实际切削速度Vd0n10003.1422322.21m/s

1000工作台每分钟进给量fmfn1.83257.6mm/min 被切削层长度l：l60mm 刀具切入长度l10.19mm 刀具切出长度l213mm 行程次数i：i1 机动时间tj1ll1l2600.191311.27min fm57.6 工序3：钻顶面四孔

钻顶面四孔（其中包括钻孔213，钻孔29.9和锪孔13，以及锪孔

220）

机床：立式钻床Z550

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刀具：高速钢锥柄麻花钻头、带导柱直柄平底锪钻 ⑴．钻孔213的孔

钻孔213时直接用13钻头钻通。 切削深度ap：ap6.5mm

进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.11，f0.52~0.，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10，取f0.62mm/r

切削速度V20m/min 机床主轴转速n，有：

1000v100020根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》490r/min，

d3.1413表4-9取n500r/min n实际切削速度V，有：V（2）．钻孔29.9的孔

d0n10003.141350020.41m/min

1000钻孔29.9时直接用9.9钻头钻通。 切削深度ap：ap4.95mm

进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.11，f0.47~0.57，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10，取f0.5mm/r

切削速度V20m/min 机床主轴转速n，有：

1000v100020根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》637r/min，

d3.149.9表4-9取n750r/min n实际切削速度V，有：V（3）．锪孔13

d0n10003.149.975023.5m/min

1000切削深度ap：ap1.55mm

《机械制造技术基础课程设计指导教程》表532查得：进给量

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f0.1~0.15mm/r,根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10，

取f=0.12mm/r，取V21m/min 机床主轴转速n，有：

1000V100021514r/min， D3.1413根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-9取n500r/min

Dn3.141350020.41m/min 实际切削速度V有：V10001000n被切削层长度l：l40mm 刀具切入长度l1=1.5mm

tjll1401.50.75minnf0.12500

（4）．锪孔220 切削深度ap：ap3.5mm

《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-32查得：进给量

f0.1~0.15mm/r根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10，取f0.12mm/r,取V21m/min

机床主轴转速n，有：

n1000V100021334r/min，根据《机械制造技术基础课程设计D3.1420指导教程》表4-9取n351r/min

实际切削速度V，有：V被切削层长度l：l12mm 刀具切入长度l1=1.5mm

tjll1121.50.32minnf0.12351

Dn10003.142035122.04m/s

100060 工序4：钻侧面两孔

6的孔和M6的螺纹孔） 钻侧面两孔（其中包括钻　6 ⑴．钻　

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切削深度ap：ap3mm

根据《切削用量简明手册》表2.11查得：f0.27~0.33mm，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10，取进给量f0.28mm/r,切削速度

V21m/min，

机床主轴转速n，有：

1000V1000211635.5r/min，根据《机械制造技术基础课程设计 d3.146指导教程》表4-9取n1400r/min

Dn3.146140026.4m/min 实际切削速度V，有：V10001000n被切削层长度l：l11mm 刀具切入长度l1有：l1取l13mm

刀具切出长度l2：l21~4mm 取l23mm 加工基本时间Tj，有： Tj⑵．钻M　6螺孔

切削深度ap：ap2.5mm

进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.11查得：f0.27~0.33mm/r，根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10，取进给f0.28mm/r, 切削速度V：取V21m/min 机床主轴转速n，有：

n1000V1000211337.6r/min，根据《机械制造技术基础课程设计 d03.145D6ctgkr(1~2)ctg60(1~2)2.7~3.7mm 22Ll1l211330.04min fn0.281400指导教程》表4-9取n1400r/min

实际切削速度：Vd0n10003.145140021.96m/s

1000被切削层长度l：l17mm

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刀具切入长度l1，有：

l1D5ctgkr(1~2)ctg60(1~2)2.44~3.44mm 22刀具切出长度l2：l21~4mm 走刀次数为1

tjll1l217330.06min fn0.281400③、攻M6螺纹孔 刀具：高速钢机动丝锥

进给量f：由于其螺距p1mm,因此进给量f1mm/r 切削速度V： V0.115m/s6.9m/min 机床主轴转速n1000V10006.9366.24r/min，取n350r/min d03.146丝锥回转转速n0：取nn350r/min 实际切削速度V，有：V被切削层长度l：l25mm

刀具切入长度l1：l1(1~3)f313mm 刀具切出长度l2：l2(2~3)f313mm 走刀次数为1

tjll1l2ll1l2253325330.08min fnfn013501350d0n10003.1463500.109m/s

100060三．专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第3道工序——侧面三孔加工的夹具。

（一）、设计主旨

利用本夹具主要用来加工孔40、30、22，除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。为了保证技术要求，关键是找到定位基准。同时，应考

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虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。

（二）、夹具设计

1.定位基准的选择

由零件图可知：孔40、30、22的轴线与底平面有平行度公差要求，在对孔进行加工前，底平面进行了粗精铣加工。因此，选底平面为定位精基准（设计基准）来满足平行度公差要求。

孔40、30、22的轴线间有位置公差，选择左侧面为定位基准来设计钻模，从而

满足孔轴线间的位置公差要求。工件定位用底平面和两个侧面来六个自由度。

2.切削力及夹紧力的计算

刀具:高速钢扩孔钻

由《机床夹具手册与三维图库》查表113可得：

轴向切削力公式：Ff231apf0.4KP

ap2.525mm f1.17mm/r

1.2由《机床夹具手册与三维图库》查表114可得：

HB0.6Kp() 取HB200

190即：Ff770.8(N)

根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

WKKF

安全系数K可按下式计算 KK0K1K2K3K4K5K6

式中：K0~K6为各种因素的安全系数，见《机床夹具手册与三维图库》表

17、18可得： K1.31.21.21.01.31.01.02.43

螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算 W0QLtg1ztg(2) 式中参数由《机床夹具手册与三维图库》可查得：

0 rz3.675 190 2832 229 其中：L25(mm) Q80(N)

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螺旋夹紧力：W02777.8(N) 实际夹紧力WK=2.43*770.8=1873.04(N) 夹紧力符合要求，本夹具可安全工作。

由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。

3.定位误差分析

该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。

孔40轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，取m（中等级）即 ：尺寸偏差为370.3

《机床夹具设计简易手册》可得：

⑴ 、定位误差（两个垂直平面定位）：当90时；侧面定位支承钉离底平

面距离为h，侧面高度为H；且满足hH；则：

2 D•W2(Hh)tgg0.0068mm

⑵ 、夹紧误差 ，j•j(ymaxymin)cos

其中接触变形位移值：

y[(kRaZRaZNZKHBHB)c1]0.014mmm9.81Sn

j•jycos0.0128mm

⑶、磨损造成的加工误差：j•M通常不超过0.005mm ⑷、夹具相对刀具位置误差：D•A取0.01mm 误差总和：jw0.0586mm0.35mm

从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。

4.夹具设计及操作的简要说明

本夹具用于在钻床上加工后托架的侧面三孔，工件以底平面、侧面为定位基准，采用固定手柄压紧螺钉夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。

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四．课程设计心得体会

转眼间我们进入了大四，在这学年的短学期里，我们进行了一次较为综合的课程设计——机械制造工程学课程设计。在老师的指导下，我们以小组为单位，对典型零件进行了透彻的工艺分析，制定工艺路线，并设计了夹具，完成了编制机械加工工艺规程及夹具设计的一次综合性工程训练，这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的复习和运用，时间虽然不多但收获却是很大的。

在布置了课题后以，我们就开始按着老师的指导从制定工艺规程开始，一步步地完成我们的课程设计。虽然早在半年以前就已经学过了《机械设计》、《机械制造》等主干课程，但我们对重要表面的概念、确定粗基准和精基准的方法依旧掌握地不好，以至于我们在制定工艺路线时遇到了重重困难。于是我们只好重新回到书本，在老师的帮助和自己的努力下，完成了工艺路线的制定。

在设计专用夹具时，我们又遇到了新的困难。虽然学机械已经三年多，但大多时候都是纸上谈兵，专用夹具是个什么样的东西，我们见都没剑过。要怎么去设计，我们真是一头雾水。后来，我们拿到了夹具装配的参考图，凭借着机械制图的基础，才在脑子了形成了专用夹具的基本形状。但怎么定位，如何夹紧对我而言又是不小的挑战。可总不能事事麻烦老师，很多情况下大家都是先一起讨论，在学习中积累问题，然后抽时间一并请教老师，更多的时候我们要依靠翻阅工具书解决问题，自主学习一些相关的章节。

通过本次课程设计，我们得到下述各方面的锻炼：

1 能熟练运用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实践知识，正确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 提高结构设计的能力。了解设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。

就我个人而言，通过本次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加生产实践打下一个良好的基础。另外，在这次课程设计是入学以来第一次以合作的形式，完成一个综合性较强的设计。从中我发现了身边同学的闪光点，也暴露了自己的很多缺点。

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我做事不够耐心，也比较粗心，容易着急。正好可以利用这次实践的机会改正这些缺点和不足。此外理论与实践之间的巨大差距也使我感触极深，这一切一切的问题都要在以后的学习生活中解决。

总的来说，一分耕耘，一份收获，我努力完成了课程设计，也获得了一笔不小的财富，这无论是对今后的理论学习还是实践能力都起着积极地作用。由于是第一次做这样的综合性较强的设计，能力有限，设计尚存在许多不足之处，恳请各位老师予以指教。

参考文献

邹青。《机械制造技术基础课程设计指导教程》。北京：机械工业出版社，2004 艾兴，肖诗纲。《切削用量简明手册》。北京：机械工业出版社，1944 吴拓，方琼。《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》，北京：机械工业出版社，2005

曹岩，白瑀。《机床夹具手册与三维图库》，北京：化学工业出版社，2010

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