车床C6132A支架机械加工工艺及(一道工序)夹具设计

PAGE车床C6132A支架机械加工工艺及(一道工序)夹具设计PAGEPAGEII网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：车床C6132A支架机械加工工艺及(一道工序)夹具设计学习中心：层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级：2014年秋季学号：学生：指导教师：完成日期：2016年6月21日PAGEI内容摘要本论文应用本专业所学课程的理论和实际知识进行一次夹具设计工作的实际训练，本设计的内容是以某普通车床为设计原型，经过学习和钻研，对其机械加工工艺方案的分析和设计。本文对车床支架的加工工艺规程进行了分析和设计，通过对零件的分析，确定了毛坯尺寸和加工余量，并合理选择了各个加工工序中的定位基准。接着制订了合理的加工工艺方案，在拟定工艺路线的同时，也确定了各个工序所采用的机床、刀具、辅助设备及工艺装备，通过计算得到每一道工序的切削用量和加工工时。关键词：机械加工；工艺；切削；夹具设计；工时

目录内容摘要 I引言 11概述 22设计任务说明 32.1C6132车床参数说明 32.2支架的技术要求 33工艺路线的制定 53.1年产量和批量的确定 53.2确定毛坯的制造形式 53.3基准的选择 63.4具体分析 73.5工艺路线的拟订 93.6工艺卡的填写 274夹具的设计 284.1工序夹具的确定 284.2夹具设计有关计算 284.3夹具装配 314.4夹具经济性分析 31结论 33参考文献 34引言世界上制造技术比较强的国家都是非常重视工艺的，众所周之，德国、日本、美国、英国等国家的制造工艺比较发达，产品质量上乘。产品质量是一个综合性的问题，与设计、工艺技术、管理和人员等多个因素有关，但与工艺技术的关系最为密切。工艺是实现产品设计、保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平、加速产品更新、提高经济效益的技术保证。工艺是制造技术的灵魂、核心和关键。机械制造工艺技术是先进制造技术的重要组成部分也是最具有活力的部分。产品从设计变为现实是必须通过加工工艺才能完成，加工工艺是设计和制造的桥梁，设计的可行性往往受到工艺的制约，因此工艺方法和水平是十分重要的[1]。我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高生产效率，降低生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一[2]。在实际生产中，机床夹具的效率一直是制约产品生产快速发展的瓶颈，如何解决机床夹具设计中存在的问题，成为机床夹具设计面临的一大课题。由于机床夹具的优劣，决定着机产品标准件的质量和制作精度，机床夹具设计对产品的质量有着非常重要的现实意义。夹具是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证加工精度，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本在当今激烈的市场竞争和企业信息化的形势下，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

1概述1、车床的发展概况车床的发展概况，内容可以包括车床的发展史和分类等相关内容。这一段是对车床的总体性介绍，可以查阅相关资料，加以填充。要求条理清晰，内容完整。2、车床的工作原理及组成车床的工作原理及组成，内容可以包括介绍车床的各部分组成，结合各部分组成分析车床的工作原理。这一段是对车床的进一步介绍，可以查阅相关资料，加以填充。本次设计任务需完成毛坯选择、编排加工工艺、工装夹具设计、撰写产品说明书，以及图纸绘制等工作，图纸说明如下：1．毛坯—零件综合图 1张2．夹具装配图 1张3．说明书 1份

2设计任务说明2.1C6132车床参数说明1）床身上最大工作回转直径：320mm；2）床鞍上最大工作回转直径：155mm；3）最大工件长度：600mm；4）主轴转速范围：230-1800mm；5）主轴通孔直径：38mm；6）控制轴数：二轴+主轴变频控制；7）通讯

配备标准RS232接口8）刀架刀位数49）进给量范围12-2000mm/mi10）数据格式执行标准G、M、T、S、F（ISO代码）11）尾架套筒锥孔MT3程序存储量6kB12）快速进给速度4m/mi13）主电机功率：2.2kw2.2支架的技术要求车床支架的零件简图如图2.1所示。图2.1车床支架简图通过对零件图分析后可知：该零件作为支架用，其结构特点是对称性较好，由于该零件为铸件，所以需要对其进行时效处理。通过对零件简图的分析可以确定，本零件需加工的表面为：A面、C面、F面、D面、E面、L孔、B孔、G孔、H孔。其中L孔，B孔不但本身尺寸精度、表面粗糙度有较高要求，而且位置精度也有一定要求。分析得知，其设计基准是A面、F面。

3工艺路线的制定3.1年产量和批量的确定1、生产纲领3000件/每年。2、批量的确定及生产间隔期：在一个零件总的加工时间及最长工序时间确定的情况下，批量和生产间隔期相互制约，批量越大，生产间隔期越长，生产率高，但资金周转慢，批量越小，生产间隔期短，资金周转快，但生产率低，所以要同时兼顾二者。批量的确定。确定生产批量的大小是一个相当复杂的问题，只要考虑以下几个方面的因素[5]：(1)市场的需求及趋势分析。保证市场的供应量，还应保证装配和销售有必要的库存。(2)便于生产和组织安排。保证多品种产品的均衡生产。(3)产品的制造工作量。对于大型产品，其制造工作量较大，批量可能应少些，而中、小型产品的批量可大些。(4)生产资金的投入。批量小、次数多、投入的资金少有利于资金的周转。(5)制造生产率和成本。批量大些，可采用一些先进的专用高效设备和工具，有利于提高生产率和降低成本。除了要考虑生产间隔期外，还要考虑车间毛坯仓库的面积，如批量大，则占用车间面积过大，资金投入大，周转慢，反之，如批量小，则毛坯的供给满足不了加工需要，则出现停工，以至于设备的闲置，工人的浪费。考虑到以上的种种因素，这里设定批量时间为2天。3.2确定毛坯的制造形式通过对零件图分析，查阅机械加工工艺手册可以确定毛坯尺寸及加工余量[6]。(1)毛坯的选择由于车床支架是中批量生产，故优先考虑锻、铸件，可提高生产率，降低劳动成本，又考虑到零件的力学性能、形状及大小，故采用铸件。(2)毛坯尺寸和加工余量的确定加工余量的大小不仅直接影响毛坯尺寸，而且影响到工艺装备(如锻模、夹具等)的尺寸，设备的调整，切削用量的选择，材料消耗工艺定额和加工工时定额等。如果余量留大了，既浪费材料又浪费工时、工具和动力；如果留小了，由于加工过程中的应力变形和热变形等影响，可能会由于余量不足而导致工件报废，因此，在设计工艺规程时确定合理的加工余量是十分重要的。机械加工中毛坯尺寸与其零件尺寸之差，称为毛坯余量，加工余量的大小，取决于各加工过程中各个工序应切除的金属层总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸间的偏差值。毛坯余量的确定：根据毛坯的铸造精度，铸件最大尺寸，该面的公称尺寸，及该面在砂箱中所处的位置，可由《金属机械加工工艺手册》中查出。但在本次设计中，毛坯余量由各工序切削余量计算出。每道工序中切去金属的厚度就是该道工序的加工余量。加工余量的确定可由《机械加工余量手册》中查出，其选用原则为[6]。加工余量应包括：上工序的表面粗糙度(Ra)、上工序的表面破坏层(Da)、上工序的尺寸公差(Ta)、需要单独考虑的误差(ρa)、本工序的安装误差(εb)。实际生产中的加工余量，很少采用计算法，而大多是由工厂经验估计和查阅一般的机械加工手册决定，而本工艺规程加工余量的制定则参照《机械加工余量手册》而定。在本次工艺规程中，车床支架铸件采用机器造型，木模，精度等级选7级，查手册中表12-2表、12-3得：毛坯件侧面、侧面的加工余量为4mm，而底面有4mm高的一个台阶面，考虑铸造方便，故其底面余量取大一些，使其表面为一平面，底面加工余量为83.3基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以提高加工质量，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批作废，生产无法正常进行。(1)粗基准的选择与确定选择粗基准时，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[5]：a)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。b)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。c)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。d)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。e)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。本次工艺规程中，根据粗基准的选择原则，以N面、J平面为粗基准，加工底面A、C1面、C2面、F面。(2)精基准的选择与确定a)基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。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。本次工艺规程中，根据精基准的选择原则，以底面A、C1面为精基准，加工G孔、H孔等。3.4具体分析(1)工序的集中与分散确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则[9]：一般情况下，小、中批量生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和夹具组织流水线生产。(2)加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：a)粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra80~100μm。b)半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9~IT10。表面粗糙度为Ra10~1.25μm。c)精加工阶段精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~1.25μm。d)光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。(3)加工工艺方案的拟定根据工件材料性质和具体尺寸精度、粗糙度的要求，设计了两种工艺路线来达到加工目的：方案一：工序Ⅰ粗铣—半精铣F面粗铣—半精铣—精铣AC1面粗铣—半精铣—精铣AC2面工序Ⅱ以A、C面为精基准，粗铣—半精铣D面粗铣—半精铣E面工序Ⅲ钻—扩—铰B孔工序Ⅳ钻—扩—铰L孔工序Ⅴ钻H孔，锪G孔工序Ⅵ清除毛刺方案二：工序Ⅰ以互为基准原则，粗铣—半精铣D面粗铣—半精铣E面工序Ⅱ以D面为主要基准，粗铣—半精铣F面粗铣—半精铣—精铣AC1面粗铣—半精铣—精铣AC2面工序Ⅲ以D面为主要基准，钻H孔，锪G孔工序Ⅳ以D面为主要基准，钻—扩—铰B孔工序Ⅴ以D面为主要基准，钻—扩—铰L孔工序Ⅵ清除毛刺在工艺路线拟定中根据机加工工序的安排原则：先基准后其它原则、先粗后精原则、先面后孔原则、先主后次原则。根据先加工面后加工孔的原则，方案一和方案二均符合要求。而方案一和方案二的区别是加工不同平面的先后顺序。根据先加工主要平面，后加工次要平面的原则，D面、E面的是主要加工平面。而且D面、E面的面积较大，加工量大，而AC1面、AC2面面积小，切削量少，理应以D面或者E面为基准加工AC1面、AC2面。综上所述，选择方案二更好。3.5工艺路线的拟订在拟定工艺路线时，必须同时确定各工序所采用的机床，刀具，辅助设备及工艺装备，切削用量的选择和生产节拍的符合设计。机床和工装的选择应尽量做到合理，经济，使之与被加工零件的生产类型，加工精度和零件的形状尺寸相适应。(1)机床、刀具及夹具的选择a)按照加工过程中每道工序的有效功率，选择工序Ⅰ、工序Ⅱ的加工机床为：X5032型立式升降台铣床。工序Ⅲ、工序Ⅳ、工序Ⅴ的加工机床为：Z525立式钻床。b)切削刀具的选择原则[6]：刀具的选择也包括刀具的类型，构造和材料的选择，主要应根据加工方法、工序应达到的加工精度、粗糙度、工件的材料形状、生产率和经济性等因素加以考虑，原则上尽量采用标准刀具，必要时采用各种高生产率的专用刀具。本工艺中铣削的工序都采用YG类硬质合金刀具。YG类硬质合金刀具的韧性较好，但切削韧性材料时耐磨性和耐热性较差。所以，目前YG类硬质合金适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。常用牌号有：YG3、YG6、YG8等，其中数字表示Go的含量。在铣削加工中所采用的铣刀直径D可以表示为D=(1.4～1.6)ae，其中ae为铣削宽度。在工序Ⅰ中D=1.4×ae=1.4×88=123mm。考虑到机床功率，切削力矩，铣削效率的影响，选D=100mm，细齿，齿数Z=10，YG8在工序Ⅱ的1-1和1-2中，D=1.4×ae=1.4×140=196mm。考虑到机床功率，切削力矩，铣削效率的影响，选取D=160mm，中齿，齿数Z=10，YG8在工序Ⅱ的1-3至1-8中，选取D=100mm，中齿，齿数Z=6，YG8孔加工中刀具的选择主要根据被加工孔的直径大小来选择。c)夹具的选择原则[7]：正确设计和使用夹具，对保证加工质量和提高生产效率、扩大机床使用范围既减轻劳动强度都有重要意义。同时，使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题等。具体情况见后面的夹具设计部分。d)量具的选择：按量具的极限尺寸选择量仪时应保证：T*K，其中T为被测尺寸的公差值，K为测量精度系数，为测量工具和测量方法的极限误差。测量精度系数可以在下表中查得。表3.1测量精度系数精度等级IT5IT6IT7IT8IT9K0.3250.300.2750.250.20(2)工序加工尺寸的计算工序Ⅰ宽：B=4+65+38/2=88长：L=140+140+20=300mm（20—查《金属机械加工工艺人员手册》，切入：L1=25超出：L2=3计算长度：L计=L+L1+L2=300+25+3=328mm工序ⅡⅡ-1-1宽：B=140长：L=30切入：L1=2超出：L2=3计算长度：L计=L+L1+L2=30+2+3=35Ⅱ-1-2宽：B=（140-110）/2+21=36长：L=30切入：L1=4超出：L2=3计算长度：L计=L+L1+L2=30+4+3=37Ⅱ-1-3宽：B=140-36-18=86长：L=30切入：L1=25超出：L2=3计算长度：L计=L+L1+L2=30+25+3=58工序ⅢⅢ-1-1直径：d=11长：L=20切入：L1=5超出：L2=2计算长度：L计=L+L1+L2=20+5+2=27Ⅲ-1-2直径：d=17长：L=11切入：L1=2超出：L2=1计算长度：L计=L+L1+L2=11+2+1=14工序ⅣⅣ-1-1直径：d=18长：L=80切入：L1=7超出：L2=3计算长度：L计=L+L1+L2=80+7+3=90Ⅳ-1-2直径：d=19.8长：L=80切入：L1=2超出：L2=1计算长度：L计=L+L1+L2=80+2+1=83Ⅳ-1-3直径：d=20长：L=80切入：L1=2超出：L2=1计算长度：L计=L+L1+L2=80+2+1=83工序ⅤⅤ-1-1直径：d=17长：L=30切入：L1=7超出：L2=3计算长度：L计=L+L1+L2=30+7+3=40Ⅴ-1-2直径：d=17.85长：L=30切入：L1=2超出：L2=1计算长度：L计=L+L1+L2=30+2+1=33Ⅴ-1-3直径：d=18长：L=30切入：L1=2超出：L2=1计算长度：L计=L+L1+L2=30+2+1=33(3)切削用量的确定正确的选择切削用量，对保证零件的加工精度、提高生产率、降低刀具的损耗以及降低工艺成本都有很大的意义。与切削用量的选择有关的因素有：生产率、加工质量（主要指表面光洁度）、切削力所引起的机床―夹具―工件―刀具工艺系统的弹性变形、工艺系统的振动、刀具的耐用度等。a)切深ap的选择一般平面的加工分为粗加工—半精加工—精加工的切深一般等于它的加工余量，而粗加工在留有精加工余量外，应尽量取较大的切深，以一次加工切削其加工余量的为最佳。在本次设计中所有的切深均等于其加工余量，其走刀次数也因而全部为一次走刀。b)进给量s的确定在切深确定后，其进给量s应尽量取大值，但应保证两个基本要求：其一为因切削力所引起的工艺系统的弹性变形不至于使工件的加工尺寸超出公差范围。其二为表面光洁度要求，当粗加工时，主要是工艺系统变形限制s，而光洁度的要求不高；当精加工时，光洁度要求限制s，而工艺系统变形是次要的，s可根据切深ap、光洁度要求，加工方法从工艺人员手册中查出。c)切削速度v的确定切削速度v的选择根据能最大发挥刀具的切削性能（不使刀具磨损太快），尽可能发挥机床的性能（机床的功率）。并且可以很好地保证加工质量（主要是加工表面的粗糙度要求）和降低加工成本（从提高生产率和减小刀具损耗的角度考虑）。一般的加工方法，如钻、扩、铰、铣、镗的切削用量均可以从手册中查出其范围，再由具体的加工环境，加工方法等确定其具体数值。而大量生产中所应用的流水线的切削用量的选择则有其自身的特点：a)比普通机床的切削用量约低30％，以减少换刀时间，和机床调整次数，一般取刀具的耐用度为：硬质合金铣刀200分钻头300分扩孔钻60分铰刀70分镗刀60分丝锥90分b)在服从机床本身某一参数下（多数为每分进给量，因组合专用机床的动力头的运动为一定的），兼顾同时工作的不同刀具的合理要求，如孔的一般加工为钻、扩、铰，钻孔的v较高，而扩、铰的略低，但由于机床动力头的运动是一定的，因而可以适当降低钻头的v，而扩、铰的可以适当增加，以求得最高的生产率。c)切削用量的选择应使每道工序的时间与流水线节拍相等或小于流水线节拍，并使各道工序的时间定额相接近。各工序具体的计算过程如下：工序ⅠⅠ-工位1-1粗铣D面至35，E面至32,Ra12.5查表，估算：刀具直径D=100齿数Z=10刀具耐用度T=200min切深ap=3刀具每齿进给fz=0.3mm切削宽度ae=88切削速度：每分钟转速：查手册,按机床实际转速选取,取235r/min,按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为:V=3.14dn／1000=3.14·100·235／1000=73.79m/min每转进给:f1=0.3*10=3mm/r机床转速235r/min对应的进给量为190mm/min,则f2=190mm/min有效功率:Ⅰ-工位2-2半精铣D面至31，E面至30,Ra6.3查表，估算：刀具直径D=100mm齿数Z=10刀具耐用度T=200min切深ap=1mm刀具每齿进给fz=0.2mm/齿切削宽度ae=88mm切削速度：每分钟转速：查手册，按机床实际转速选取,取300r/min。按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：每转进给：f1=fz·Z=0.2·10=2mm/r每分钟进给：机床转速300r/min对应的进给量为235/min,则f2=235mm/min有效功率:工序ⅡⅡ-1-1粗铣F面至25,Ra12.5查表，估算：刀具直径D=160mm齿数Z=10刀具耐用度T=200min切深ap=3mm刀具每齿进给fz=0.3mm/齿切削宽度ae=140mm切削速度：每分钟转速：查手册,按机床实际转速选取,取150r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：每转进给：f1=fz·Z=0.3·10=3mm/r每分钟进给：机床转速150r/min对应的进给量为118mm/min，则f2=118mm/min有效功率：Ⅱ-1-2半精铣F面至24，Ra6.3查表，估算：刀具直径D=160mm齿数Z=10刀具耐用度T=200min切深ap=1mm刀具每齿进给fz=0.2mm/齿切削宽度ae=140mm切削速度：每分钟转速：查手册，按机床实际转速选取,取190r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：每转进给:f1=fz·Z=0.2·10=2mm/r每分钟进给：机床转速190r/min对应的进给量为150mm/min,则f2=150mm/min有效功率：Ⅱ-1-3粗铣AC1面至21.5,Ra12.5查表，估算：刀具直径D=100mm齿数Z=6刀具耐用度T=200min切深ap=2.5mm刀具每齿进给fz=0.3mm/齿切削宽度ae=86mm切削速度：每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·92／3.14·100 =292r/min查手册，按机床实际转速选取，取235r/min。按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·100·235／1000=73.79m/min每转进给：f1=fz·Z=0.3×6=1.8mm/r每分钟进给：机床转速235r/min对应的进给量为190mm/min，则f2=190mm/min有效功率：P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n=2.66×10-5×2.50.9×0.30.74×86=3.02kwⅡ-1-4半精铣AC1面至20.5，Ra6.3查表，估算：刀具直径D=100mm齿数Z=6刀具耐用度T=200min切深ap=1mm刀具每齿进给fz=0.2mm/齿切削宽度ae=86mm切削速度：V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)=368·1000.2／(2000.32·10.15·0.20.35·860.2=124m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·124／3.14·100 =394r/min查手册，按机床实际转速选取,取300r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·100·300／1000=94.2m/min每转进给：f1=fz·Z=0.2·6=1.2mm/r每分钟进给：机床转速300r/min对应的进给量为235mm/min，则f2=190mm/min有效功率：P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n=2.66×10-5·10.9·0.20.74·86·6·300=1.25kwⅡ-1-5精铣AC1面至20，Ra1.6查表，估算：刀具直径D=100mm齿数Z=6刀具耐用度T=200min切深ap=0.5mm刀具每齿进给fz=0.1mm/齿切削宽度ae=86mm切削速度：V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)=368·1000.2／(2000.32·0.50.15·0.10.35·860.2=178m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·178／3.14·100=566r/min查手册，按机床实际转速选取，取375r/min按此转速调整机床主轴转速，则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·100·375／1000=117.75m/min每转进给：f1=fz·Z=0.1·6=0.6mm/r每分钟进给：机床转速375r/min对应的进给量为300mm/min，则f2=300mm/min有效功率：P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n=2.66×10-5·0.50.9·0.10.74·86·6·375=0.50kwⅡ-1-6粗铣AC2面至21.5，Ra12.5，取数据同Ⅱ-1-3Ⅱ-1-7半精铣AC2面至20.5，Ra6.3，取数据同Ⅱ-1-4Ⅱ-1-8精铣AC2面至20，Ra1.6，取数据同Ⅱ-1-5工序ⅢⅢ-1-1钻H1孔至Φ11查表，估算：刀具直径D=11mm刀具耐用度T=300min刀具每转进给f1=0.22mm/r工件力学性能HB=200切深ap=5.5mmV=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)=9600·110.25／(3000.125·0.220.55·2001.3)=20m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·20／3.14·11 =579r/min查手册，按机床实际转速选取,取545r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·11·545／1000=18.82m/min每转进给：f1=0.22mm/r每分钟进给：f2=f1·n=0.22·545=120mm/min有效功率：N=425df0.8=425·11·0.220.8=1392M=210d2f0.8=425·112·0.220.8P=MN／(7018760×1.36)=1392·7567／(7018760×1.36)=1.10kwⅢ-1-2钻H2孔至Φ11,取数据同上Ⅲ-1-3锪G1孔至Φ17查表，估算：刀具直径D=17mm刀具耐用度T=65min刀具每转进给f1=0.22mm/r切深ap=3mmV=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)=15.1·170.2／(650.3·30.1·0.220.5)=14m/min每分钟转速：N=1000v／3.14d=1000·14／3.14·17 =262r/min查手册,按机床实际转速选取,取272r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·17·272／1000=14.51m/min每转进给：f1=0.22mm/r每分钟进给：f2=f1·n=0.22×272=60mm/minⅢ-1-4锪G1孔至Φ17,取数据同上工序ⅣⅣ-1-1钻B孔至Φ18查表，估算：刀具直径D=18mm刀具耐用度T=300min刀具每转进给f1=0.36mm/r工件力学性能HB=200切深ap=9mmV=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)=9600·180.25／(3000.125·0.360.55·2001.3)=17m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·17／3.14·18 =300r/min查手册,按机床实际转速选取，取272r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·18·272／1000=15.37m/min每转进给：f1=0.36mm/r每分钟进给：f2=f1·n=0.36·272=98mm/min有效功率：N=425df0.8=425·18·0.360.8=3378.34M=210d2f0.8=210·182·0.360.8P=MN／(7018760×1.36)=3378.34×330047.36／(7018760×1.36)=10.63kwⅣ-1-2扩B孔至Φ19.8查表，估算：刀具直径D=19.8mm刀具耐用度T=60min刀具每转进给f1=0.36mm/r切深ap=0.9mm每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·15／3.14·19.8 =241r/min查手册，按机床实际转速选取，取195r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·19.8·195／1000=12.12m/min每转进给：f1=0.36mm/r每分钟进给：f2=f1·n=0.36·241=87mm/minⅣ-1-3铰B孔至Φ20H7,Ra1.6查表，估算：刀具直径D=20mm刀具耐用度T=70min刀具每转进给f1=1.5mm/r切深ap=0.1mmV=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)=15.1·200.2／(700.3·0.10.1·1.50.5=3m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·3／3.14·20 =48r/min查手册，按机床实际转速选取,取140r/min按此转速调整机床主轴转速，则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·20·140／1000=8.79m/min每转进给：f1=1.5mm/r每分钟进给：f2=f1·n=1.5·140=210mm/min工序ⅤⅤ-1-1钻L孔至Φ17查表，估算：刀具直径D=17mm刀具耐用度T=300min刀具每转进给f1=0.28mm/r工件力学性能HB=200切深ap=8.5V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)=9600·170.25／(3000.125·0.280.55·2001.3)=20m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·20／3.14·17 =374r/min查手册,按机床实际转速选取，取392r/min按此转速调整机床主轴转速，则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·17·392／1000=20.92m/min每转进给：f1=0.28mm/r每分钟进给：f2=f1·n=0.28·392=110mm/min有效功率：N=425df0.8=425·17·0.280.8=2609M=210d2f0.8=210·172·0.280.8P=MN／(7018760×1.36)=2609·21920／(7018760×1.36)=5.99kwⅤ-1-2扩L孔至Φ17.85查表，估算：刀具直径D=17.85mm刀具耐用度T=60min刀具每转进给f1=0.28mm/r切深ap=0.425mmV=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)=15.1·17.850.2／(600.3·0.4250.1·0.280.5)=16m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·16／3.14·17.85 =285r/min查手册,按机床实际转速选取，取272r/min。按此转速调整机床主轴转速，则实际切削速度为：V=3.14dn／1000=3.14·17.85·272／1000=15.24m/min每转进给:f1=0.28mm/r每分钟进给：f2=f1·n=0.28·272=76mm/minⅤ-1-3铰L孔至Φ18H8,Ra1.6查表，估算：刀具直径D=18mm刀具耐用度T=70min刀具每转进给f1=1.5mm/r切深ap=0.075mmV=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)=15.1·180.2／(700.3·0.0750.1·1.50.5=8m/min每分钟转速：n=1000v／3.14d=1000·8／3.14·18=141r/min查手册，按机床实际转速选取，取140r/min按此转速调整机床主轴转速,则实际切削速度为：每转进给:f1=1.5mm/r每分钟进给：f2=f1·n=1.5×140=210mm/min3.6工艺卡的填写在拟定工艺路线时，必须同时确定各工序所采用的机床、刀具、辅助设备及工艺装备，切削用量的选择和生产节拍的符合设计。机床和工装的选择应尽量做到合理，经济，使之与被加工零件的生产类型，加工精度和零件的形状尺寸相适应。一、机床的选择二、刀具的选择三、夹具的选择四、量具的选择五、加工面尺寸的确定六、毛坯余量及加工余量的确定（一）、毛坯余量的确定（二）、加工余量的确定七、切削用量的确定

4夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。本文仅针对第三道工序夹具进行设计。4.1工序夹具的确定夹具体是夹具的最大和最复杂的元件，而且也是承受负荷最大的元件。在它上面安装定位元件、夹紧元件，对刀元件和导向元件，及其它的一切元件和机构并通过它将夹具安装在机床上。工件的加工精度与夹具体本身的精度有很大关系，而且在加工过程中产生的切削力，惯性力等及工件的自重作用在夹具体上，都可能影响工件的加工精度。因此，设计夹具体应考虑以下问题[10]：(1)有适当的精度和尺寸稳定性，特别是位置精度直接影响工件在加工过程中产生的误差。(2)夹具体要有足够的强度和刚度，使夹具体能承受在加工过程中产生的作用力而不止变形和发生振动。(3)夹具体的机构要紧凑形状要简单，同时要有足够的空间位置，保证夹具的其它元件和机构安装方便，更换易损元件容易以及装卸工件方便。(4)夹具体的结构工艺性要好以便于制造，并注意消除内应力避免变形。(5)夹具体的中心要低，安装在机床上能稳固和安全，为了安装后得到稳定，底面的中部一般都挖空，同时应根据机床连接部分的机构形状来确定夹具体连接部分的形状和结构。(6)在满足刚度和强度的前提下，夹具体应尽量轻，不重要的部位，可以挖空以减轻重量，便于装卸。(7)夹具体采用铸造件，由于铸造可得到各种复杂的外形，刚性好还能吸振，但需进行时效处理以消除内应力。4.2夹具设计有关计算一、定位基准的选择为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工机床支架零件时，需要设计专用夹具。据任务要求中的设计内容，需要设计对第三道工序加工工艺孔夹具一套。由零件图可知，底面的精度较高，采用D面作为第一定位基准面，然后以A面为第二基准面C1面为第三定位面加工。D面限制了3个自由度，A面限制了2个自由度，C1面限制了1个自由度，符合六点定位原理。二、切削力及夹紧力计算对于加工顶面，夹紧力向下的分力与切削力垂直，夹紧力的向里的分力与定位元件给的支持力抵消。计算加紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统，根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力等）的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，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，可以表示为W=WK。其中W为实际所需夹紧力；W为在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力；K为安全系数。安全系数K可按下式计算：K==2.8其中为考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，取1.4；为加工性质，取1.2；为刀具钝化程度，取1.3；为切削特点，取1.0；为夹紧力的稳定性，取1.3；为手动夹紧时的手柄位置，取1.0；为仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况，取1.0。分别由公式计算切削力和切削扭矩如下所示：切削力切削扭矩由夹紧力实际所需的夹紧力：可以看出实际所需的夹紧力Wk远大切削力F，所以机构产生的夹紧力足够，能够对机床车架稳固地夹紧。三、定位误差分析在夹具结构方案确定及总图设计完成之后，还应该对夹具精度进行分析和计算，以确保设计的夹具能满足工件的加工要求。影响精度的因素（造成误差的原因），在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度——位置尺寸和相互位置关系的要求。影响该位置精度的因素可分为QUOTEδ定基δ定基，QUOTEδ定基δ夹紧，QUOTEδ加工QUOTEδ定基δ加工三部分，夹具设计者应充分考虑估算各部分的误差，使其综合影响不致超过工序所允许的限度[13]。QUOTEδ定基QUOTEδ定基δ定基是指由于定位基准与原始基准（亦称工序基准）不重合而引起的原始尺寸（工序尺寸）的误差，它的大小已由工艺规程所确定，夹具设计者对它无法直接控制，如果要减少或消除QUOTEδ定基QUOTEδ定基δ定基，则可建议修改工艺规程，另选定基准，最好采用基准重合的原则。QUOTEδ安装QUOTEδ定基QUOTEδ定基δ定基是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的有关误差，所包含的因素有：工件在夹具上定位所产生的定位误差QUOTEδ定位QUOTEδ定基δ定位；工件因夹紧而产生的误差QUOTEδ定基δ夹紧；夹具在机床上的安装误差QUOTEδ夹安δ夹安。QUOTEδ加工QUOTEδ定基δ加工是指在加工中由于工艺系统变形、磨损以及调整不准确等而造成的原始尺寸的误差，所包含的因素有：与机床有关的误差QUOTEδ机床QUOTEδ定基δ机床；与刀具有关的误差QUOTEδ刀具QUOTEδ定基δ刀具；与调整有关的误差QUOTEδ调整QUOTEδ定基δ调整；与变形有关的误差QUOTEδ变形QUOTEδ定基δ变形。以上诸因素都是造成被加工表面位置误差的原因，它们在原始尺寸方向上的总和应小于该尺寸的公差δ，即应满足如下不等式：QUOTEδ≥δ定基δ≥δ定位QUOTEδ定位+QUOTEδ定基δ夹紧+δ定位QUOTEδ夹安+QUOTEδ加工QUOTEδ定基δ加工此式称