摘
生产程中生产象（原材料毛坯零件总成等）质量状态发生直接变化程工艺程毛坯制造机械加工热处理装配等称工艺程制定工艺程中确定工序安装工位该工序需工步加工该工序机车机床进量切削深度轴转速切削速度该工序夹具刀具量具走刀次数走刀长度计算该工序基时间辅助时间工作服务时间
关键词：工序 加工余量 定位 夹紧力
目 录
前言…………………………………………………………………………………1
第章 CA6140机床托架工艺分析……………………………………2
第节 工艺路线拟订………………………………………………………2
工序合理组合……………………………………………………………3
二工序集中分散…………………………………………………………3
三加工阶段划分……………………………………………………………3
第二节 加工工艺路线方案较…………………………………………4
第三节 加工工艺路线方案证…………………………………………6
第二章 CA6140机床托架尺寸确定……………………………7
第节毛坯结构工艺求……………………………………………7
第二节CA6140机床托架偏差计算…………………………………7
第三章 专夹具设计 9
第节 铣面夹具设计 9
研究原始质料 9
二定位基准选择 9
三切削力夹紧分析计算 9
四误差分析计算 11
五夹具设计操作简说明 11
第二节 镗孔夹具设计 12
研究原始质料 12
二定位基准选择 12
三切削力夹紧力计算 12
四误差分析计算 14
第三节 钻顶面四孔夹具设计 15
研究原始质料 15
二定位基准选择 15
三切削力夹紧力计算 16
四误差分析计算 17
第四节 摇臂钻床夹具设计……………………………………………………………17
设计旨………………………………………………………………………18
二夹具设计………………………………………………………………………18
三夹具设计操作简说明 20
总结…………………………………………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………………………………………22
致谢…………………………………………………………………………………………………23
附：1张零件图 1张工艺卡片 1张装配图
附件
前 言
机床夹具种缺少工艺设备直接影响着加工精度劳动生产率产品制造成专夹具针某工件工件某道工序加工求专门设计制造夹具特点针性强适产品相稳定批量生产中获较高生产率加工精度
1批量生产加工需夹具设计高求稳定加工保证工件加工技术求工件达加工技术求成废品夹具设计失败该夹具生产
2操作简单便工件安装(定位夹紧)减轻工劳动强度节省工件安装时间降低辅助工时保证高生产效率
3具良工艺性便制造降低夹具制造成降低分摊工件加工成
设计学完全部课程进行次深入理联系实际演练仅学中工作中占重位置言希通次毕业设计扩工作领域增加更知识更具竞争力工厂差异化战略贡献力量力限动手实践机会少设计尚许足处恳请位老师予指教
第章 CA6140机床托架工艺分析
第节 工艺路线拟订
CA6140机床托架CA6140机床重零件零件尺寸较结构形状复杂侧面三杠孔底面精度求较高外顶面四孔求加工精度求高托架底面侧面三杠孔粗糙度求求精加工三杠孔中心线底面面度公差求等尺寸精度形状精度相互位置精度表面表面质量均影响机器部件装配质量进影响性工作寿命加工非常关键重
图11 CA6140机床托架零件图
结构应该达设计求机械加工工艺性加工性便加工够保证加工质量时加工劳动量设计工艺密切相关相辅相成设计者考虑加工工艺问题工艺师考虑工艺保证设计求
批量生产零件般总首先加工出统基准CA6140机床托架加工第工序加工统基准具体安排先孔定位粗精加工顶面续工序安排应遵循粗精分开先面孔原
工序合理组合
确定加工方法生产类型零件结构特点技术求机床设备等具体生产条件确定工艺程工序数确定工序数基原：
1工序分散原
2工序集中原
二工序集中分散
制订工艺路线时应考虑工序数目采工序集中工序分散两原谓工序集中较少工序完成零件加工反工序分散
1特点
工序数目少工件装夹次数少缩短工艺路线相应减少操作工数生产面积简化生产理次装夹中时加工数表面易保证表面间相互位置精度设备少量生产采高效率专机床提高生产率采复杂专设备工艺装备成增高调整维修费事生产准备工作量
2工序分散特点
般情况单件批生产中简化生产理工序适集中采专设备工序集中程序受限制结构简单专机床工夹具组织流水线生产
代计算机控制机床加工中心出现工序集中优点更突出单件批生产中工序集中致花费生产准备工作量取良济效果
三加工阶段划分
零件加工质量求较高时常整加工程划分阶段：
1粗加工阶段
2半精加工阶段
3精加工阶段
4光整加工阶段
须指出加工阶段划分绝实际生活中刚性精度求高批量工件运输装夹费事重型零件严格划分阶段满足加工质量求前提通常分粗精加工两阶段甚粗精加工分开必须明确划分阶段指整加工程言某表面加工某工序性质区分例工序定位精基准面粗加工阶段加工准确精加工阶段安排钻空类粗加工
第二节 加工工艺路线方案较
保证零件尺寸公差形位公差表面粗糙度等技术条件成批量生产考虑采专机床便提高生产率时考虑济效果降低生产成拟订两加工工艺路线方案见表：
表11 加工工艺路线方案较表
工序号
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序容
定位基准
工序容
定位基准
010
粗铣底面
侧面外圆
粗精铣底面
侧面外圆
020
精铣底粗
侧面外圆
粗镗孔：
底面侧面
040
钻扩孔：
底面侧面
半精镗孔：
底面侧面
050
粗铰孔：
底面侧面
精镗孔：
底面侧面
060
精铰孔：
侧面两孔
粗铣油槽
底面侧面
070
粗铣油槽
底面侧面
钻：
底面侧面
080
锪钻孔：
底面侧面
扩孔
底面侧面
090
钻：
底面侧面
精铰锥孔：
底面侧面
110
扩孔
底面侧面
锪钻孔：
底面侧面
120
精铰锥孔：
底面侧面
毛刺
130
锪钻孔：
底面侧面
钻：
底面孔
140
钻：
底面孔
攻螺纹
底面孔
150
攻螺纹
底面孔
锪面
160
锪面
倒角毛刺
160
倒角毛刺
检验
170
检验
第三节 加工工艺路线方案证
1方案Ⅱ120工序中排倒角毛刺仅避免划伤工手定位装配保证
2方案Ⅱ010工序中先安排铣底面底面工序定位面提高定位精度
3方案Ⅱ符合粗精加工分开原
分析：方案Ⅱ合理济加工工艺路线方案具体工艺程表：
表12 加工工艺程表
工序号
工 种
工作容
说 明
010
铸造
金属型铸造
铸件毛坯尺寸：
长： 宽： 高：
孔：
020
清砂
浇口锋边型砂
030
热处理
退火
石墨化退火消铸铁表层壁厚较薄部位出现白口组织（量渗碳体出现）便切削加工
040
检验
检验毛坯
050
铣
粗铣精铣底面
工件专夹具装夹立式铣床
060
粗镗
粗镗镗孔：
工件专夹具装夹立式铣镗床（）
070
铣
粗铣油槽
080
半精镗
半精镗镗孔：
工件专夹具装夹立式铣镗床（）
090
精镗
精镗镗孔：
工件专夹具装夹立式铣镗床（）
100
钻
孔钻直径
工件专夹具装夹摇臂钻床
110
扩孔钻
扩孔求尺寸
120
锪孔钻
锪孔求尺寸
130
铰
精铰锥孔
140
钳
毛刺
150
钻
钻孔
工件专夹具装夹摇臂钻床
160
攻丝
攻螺纹
170
钳
倒角毛刺
180
检验
190
入库
清洗涂防锈油
第二章 CA6140机床托架尺寸确定
第节 毛坯结构工艺求
CA6140机床托架铸造采铸铁制造材料HT150硬度HB150200生产类型中批量生产采铸造毛坯
1CA6140车床托架铸造件毛坯结构工艺定求：
①铸件壁厚应合适均匀突然变化
②铸造圆角适尖角
③铸件结构量简化合理起模斜度减少分型面芯子便起模
④加强肋厚度分布合理免冷时铸件变形产生裂纹
⑤铸件选材合理应较铸性
毛坯形状尺寸确定求
2设计毛坯形状尺寸应考虑：
①加工面形状应量简单
②工艺基准设计基准相致
③便装夹加工检查
④结构素统量普通设备标准刀具进行加工
确定毛坯时考虑济性然毛坯形状尺寸零件接减少加工余量提高材料利率降低加工成样导致毛坯制造困难需采昂贵毛坯制造设备增加毛坯制造成毛坯种类形状尺寸确定定考虑零件成问题保证零件性毛坯种类
形状尺寸确定必时绘出毛坯图
第二节 CA6140机床托架偏差计算
1底面偏差加工余量计算
底面加工余量计算计算底面孔（）中心线尺寸根工序求顶面加工分粗精铣加工
2正视图三孔偏差加工余量计算
参参考文献机械加工工艺手册表2359参考文献互换性技术测量表18根工序求侧面三孔加工分粗镗半精镗精镗三工序完成
3顶面两组孔外组锥孔毛坯实心孔两孔精度求表面粗糙度求参参考文献机械加工工艺手册表2347表2348确定工序尺寸加工余量
第三章 专夹具设计
第节 铣面夹具设计
提高劳动生产率保证加工质量降低劳动强度加工CA6140机床托架零件时需设计专夹具
根务求中设计容需设计加工工艺孔夹具铣底面夹具套中加工侧面三孔夹具卧式镗床顶面四孔刀具分两麻花钻扩孔钻铰刀锪钻进行加工侧面两孔两麻花钻起进行加工
研究原始质料
利夹具粗铣底面该底面孔中心线满足尺寸求行度求粗铣底面时未加工表面保证技术求关键找定位基准时应考虑提高劳动生产率降低劳动强度
二定位基准选择
零件图知：粗铣面孔中心线轴线尺寸求行度求设计基准孔中心线定位误差达求范围选V形块定心动找中心线种定位结构简单易操作
采V形块定心面定位方式保证面加工技术求时应加侧面定位支承限制轴移动度
三切削力夹紧分析计算
刀具材料：（高速钢端面铣刀）
刀具关参数：
机床夹具设计手册表129 铣削切削力计算公式：
式（21）
查机床夹具设计手册表：
灰铸铁： 式（22）
取
金属切削刀具表12：
垂直切削力 ：（称铣削） 式（23）
背力：
根工件受力切削力夹紧力作情况找出加工程中夹紧利瞬间状态静力衡原理计算出理夹紧力保证夹紧安全系数作实际需夹紧力数值：
式（24）
安全系数K式计算：
式（25）
式中：种素安全系数见机床夹具设计手册表：
式（26）
式（27）
式（28）
计算知需实际夹紧力夹具结构简单操作方便决定选手动螺旋夹紧机构
单螺旋夹紧时产生夹紧力公式计算：
式（29）
式中参数机床夹具设计手册查：
中：
螺旋夹紧力：
易：
较实际夹紧力远远求夹紧力采该夹紧机构工作
四误差分析计算
该夹具面定位V形块定心V形块定心元件中心线面规定尺寸公差满足工序加工求必须工序中误差总等该工序规定工序公差
机床夹具关加工误差般式表示：
式（210）
机床夹具设计手册：
⑴面定位V形块定心定位误差 ：
⑵夹紧误差 ： 式（211）
中接触变形位移值：
式（212）
⑶磨损造成加工误差：通常超
⑷夹具相刀具位置误差：取
误差总：
分析见设计夹具满足零件加工精度求
五夹具设计操作简说明
前述应该注意提高生产率该夹具设计采手动夹紧方式夹紧松开工件时较费时费力该工件体积工件材料易切削切削力等特点方案认真分析较选手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）类夹紧机构结构简单夹紧通性机床夹具中广泛应
外夹具制造误差工作程出现磨损零件尺寸变化时影响定位夹紧防止现象支承钉V形块采调节环节便时根情况进行调整
第二节 镗孔夹具设计
研究原始质料
利夹具镗加工孔加工时满足粗糙度求外应满足孔轴线底面行度公差求保证技术求关键找定位基准时应考虑提高劳动生产率降低劳动强度
二定位基准选择
零件图知：孔轴线底面行度公差求孔进行加工前底面进行粗铣加工选底面定位精基准（设计基准）满足行度公差求
孔轴线间位置公差选择左侧面定位基准设计镗模满足孔轴线间位置公差求工件定位底面两侧面限制六度
三切削力夹紧力计算
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具参数：
机床夹具设计手册查表：
圆周切削分力公式： 式（213）
式中
式（214）
查表： 取
表参数：
：
理：径切削分力公式 ： 式（215）
式中参数：
：
轴切削分力公式 ： 式（216）
式中参数：
：
根工件受力切削力夹紧力作情况找出加工程中夹紧利瞬间状态静力衡原理计算出理夹紧力保证夹紧安全系数作实际需夹紧力数值：
安全系数K式计算式（25）：：
式中：种素安全系数见机床夹具设计手册表：
式（26）：
式（27）：
式（28）：
螺旋夹紧时产生夹紧力公式计算式（29）：
式中参数机床夹具设计手册查：
中：
螺旋夹紧力：
该夹具采螺旋夹紧机构螺栓通弧形压块压紧工件受力简图：
图21 弧形压块受力简图
表：原动力计算公式
： 式（215）
述计算易：
计算知需实际夹紧力夹具结构简单操作方便决定选手动螺旋夹紧机构
四误差分析计算
该夹具两面定位求保证孔轴线左侧面间尺寸公差孔轴线底面行度公差满足工序加工求必须工序中误差总等该工序规定工序公差
孔轴线左侧面线性尺寸般公差根国家标准规定互换性技术测量表知：
取（中等级） ：尺寸偏差
机床夹具设计手册：
1定位误差（两垂直面定位）：时侧面定位支承钉离底面距离侧面高度满足：
2夹紧误差 式（211）：：
中接触变形位移值：
式（216）
3磨损造成加工误差：通常超
4夹具相刀具位置误差：取
误差总：
分析见设计夹具满足零件加工精度求
第三节 钻顶面四孔夹具设计
研究原始质料
利夹具钻铰加工顶面四孔中包括钻顶面四孔（中包括钻孔扩孔铰孔锪孔）加工时满足粗糙度求外应满足孔轴线底面行度公差求保证技术求关键找定位基准时应考虑提高劳动生产率降低劳动强度
二定位基准选择
零件图知：顶面四孔轴线左侧面侧面尺寸求求孔进行加工前底面进行铣加工侧面直加工侧面选侧面做侧面面定位精基准（设计基准）满足CA6140机床托架顶面四孔加工尺寸求
零件图知道图中孔加工没位置公差求选择左侧面侧面定位基准设计钻模满足孔轴线两侧面尺寸求工件定位底面两侧面限制5度
三切削力夹紧力计算
资料机床夹具设计手册查表：
切削力公式： 式（217）
式中
查表：
：
实际需夹紧力：机床夹具设计手册表：
安全系数K式计算式（25）：：
式中：种素安全系数见参考文献[16]机床夹具设计手册表 ：
计算知需实际夹紧力夹具结构简单操作方便决定选手动螺旋夹紧机构
取
螺旋夹紧时产生夹紧力式（29）：：
式中参数机床夹具设计手册查：
中：
机床夹具设计手册表：原动力计算公式：
述计算易：
采该夹紧机构工作
四误差分析计算
该夹具底面侧面顶面定位基准求保证孔轴线左侧面间尺寸公差满足工序加工求必须工序中误差总等该工序规定工序公差
孔左侧面线性尺寸般公差根国家标准规定互换性技术测量表知：
取（中等级） ：尺寸偏差
机床夹具设计手册：
1定位误差：定位尺寸公差加工尺寸方投影里方加工方致：
2夹紧安装误差工序尺寸影响均：
3磨损造成加工误差：通常超
4夹具相刀具位置误差：钻套孔间距离公差工件相应尺寸公差五分取
误差总：
分析见设计夹具满足零件加工精度求
第四节 摇臂钻床夹具设计
夹具种够工件定技术求准确定位牢固夹紧工艺装备广泛运机械加工检测装配等整工艺程中现代化机械仪器制造业中提高加工精度生产率降低制造成直生产厂家追求目标正确设计合理夹具保证加工质量提高生产率降低生产成重技术环节时扩种机床范围必少重手段
设计旨
设计必须保证零件加工精度保证夹具操作方便夹紧安全合理装卸空间注意机构密封防尘作设计夹具完全符合求
夹具φ40φ302φ255孔进行加工三组孔尺寸精度求IT7表面粗糙度Ra16μm钻镗磨足满足精度设计时满足精度前提提高劳动生产效率降低劳动强度
二夹具设计
1定位基准选择
夹具摇臂钻床加工托架三杆孔工件底面限制三度侧面盖板面定位基准缩短辅助时间采螺旋夹紧机构
2切削力夹紧力计算
刀具：硬质合金刀具φ24mmZ4mm
①切削力
查机床夹具设计手册表129铣削力计算公式：
式中P───钻削力
t───钻削深度72mm
Sz───齿进量015mm
D───钻刀直径24mm
B───钻削宽度15mm
Z───钻刀齿数4
：P490X2410X015074X2410X1509X4
856(N)
②夹紧力
查机床夹具设计手册表1211查工件孔定位时需夹紧力计算公式：
式中Q───夹紧力
K───安全系数
D───工件支撑面接触长度120mm
u1───工件支撑面间摩擦系数02
u2───工件夹紧元件间摩擦系数016
D1───压板直径36mm
D2───支撑面直径50mm
d───支撑钉直径20mm
安全系数KK0K1K2K3K4K5K6
中 K0───基安全系数12
K1───加工性质12
K2───刀具钝化程度13
K3───切削特点10
K4───夹紧力稳定性13
K5───手动夹紧时手柄位置10
K6───仅力矩时工件回转时工件支撑面接触情况10
：K12X12X13X10X13X10X1024336
需夹紧力Q4436(N)
查机床夹具手册表1226查螺旋夹紧机构夹紧力计算公式：
式中WQ───产生夹紧力
MK───实际需夹紧力4436N
r1───螺杆端部工件间量摩擦半径0
───螺杆端部工件间摩擦角
a───螺纹升角00471
r2───螺纹中径半11675
───螺旋副量摩擦角80321
───夹紧机构外效率085~095
WQ
计算出WQ6989N需夹紧力4436N夹具安全工作
3定位误差分析
①零件图样规定φ40mm位置公差010转角公差750求φ30mm 公差750符合求
②零件图样规定φ302mm位置公差010转角公差1000求φ255mm公差1000符合求
③零件图样φ40mm孔A面基准行度求100：00735mm时00245求公差0014符合求
④零件图样φ302mmAB基准行度求分100：007100008算结果分：00240028符合求
三夹具设计操作简说明
夹具钻床加工托架底孔锥孔工件底面侧面顶端定位基准支承钉支承板实现完全定位采手动螺旋压板机构夹紧工件该夹紧机构操作简单夹紧
总 结
期学期毕业文结束回顾整程感悟毕业文工科毕业生必修课程学三年知识毕业文中体现毕业文学生生活完结标志更学三年学教答卷课程设计体现点：
1 毕业文知识面较广涵盖三年学课程设计阶段学知识巩固
2 毕业文设计老师起引导作课程设计老师指导
3 毕业文学生方面知识求更严格综合体现学生力做毕业文程中做量工作查阅资料进行方面思考验匮乏操作熟悉等原做文免存样样问题
月努力工作设计务书调查研究收集资料仔细缜密思考提出文方案零件确定图纸选择注入量时间精力通次毕业设计学许书学知识中成功验失败教训
次毕业文仅巩固三年学机械专业知识学知识充分应真正起学致目学许新知识前仅仅通实公差配合解通做次毕业文查阅许资料书籍夹具进步认识前知道更深记忆温知新效果前知道解次整体系统学机会总做次文学知识必会成工作生活中笔宝贵财富
通次文独立完成毅力力进步锻炼提高提高独立完成分工合作完成文项目力缺乏更工作验机器工作条件解文中会许考虑足希位尊敬老师吝赐教利工作学中够避免样错误出现
总次毕业文学理知识实践相结合综合模拟应程学知识总测试某种意义说工作次实战演做毕业文着非寻常意义
参考文献：
[1] 李华 机械设计手册机械出版社1997
[2] 吴亚周 金属切削概机械工业出版社1991
[3] 黄未 车工工艺学哈尔滨工业学1998
[4] 刘守涌 金属工艺刀具浙江学出版社1978
[5] 张学力 机械制造基础海科学出版社2000
[6] 黄玉清 机床夹具设计海科学出版社2000
[7] 程雪 金属切削原理 哈尔滨工业学1998
[8] 王质量 机械工艺学海科学出版社2000
[9] 吴道权 机械加工手册 哈尔滨工业学1992
[10] 张九生 金属机械加工工艺员手册 哈尔滨工业学1986
[11] 黄凯波 金属切削工艺海交出版社2003
致 谢
毕业文利完成首先感谢系里予力支持设计组提供良环境许力支持特感谢指导老师——XX老师耐心细致厌烦指导郭老师耐心细致指导遇疑难时解答设计工作利进行郭老师渊博知识严谨治学态度开拓进取精神高度责心极重帮助里次张老师表示衷心感谢崇高敬意
感谢答辩组位老师炎热天气条件做毕业文进行批评斧正出中肯意见
外衷心感谢文引文献作者编辑
毕业设计（文）开题报告（学生填）
题目名称 CA6140车床拨叉工艺工装设计
学生姓名
王帮
专业
机械制造动化
班级
机制331102班
选题意义
夹具工装设计机械加工中起重作直接影响机械加工质量工劳动强度生产效率加工成效促进生产
次设计非常干兴趣事行业学专业课基础认真次设计中国车床行业做份微薄贡献
二国外研究综述
1批量生产加工需夹具设计高求
2具良工艺性便制造降低夹具制造成降低分摊工件加工成
3操作简单便工件安装(定位夹紧)减轻工劳动强度节省工件安装时间降低辅助工时保证高生产效率
三设计（研究）容
1．机床托架工艺分析
2 机床托架工艺分析
3．专夹具设计
4．工艺路线拟定
5．镗孔夹具设计
6．钻顶面四孔夹具设计
四毕业设计（文）方法
1 方参考选资料网站引需文字综合成容
2 认真结合学知识实体会懂方方请教老师学
3 参考权威网站
4 参考运学课
五参考文献资料获情况
1 工厂请教师傅技术员获需资料
2 参考网站
3 参考学课
4 请教老师学
六指导教师审批意见
年 月 日
学 号
姓 名
班 级
系
专 业
答辩时间
设计（文）题目
参加答辩教师姓名
教师提问
情况记录
学生回答
情况记录
**工程学院毕业设计（文）答辩记录表
综合
评定
记录： 年 月 日
毕业设计（文）评价意见
指导教师评语：
分数： 签名： 年 月 日
评阅评语：
分数： 签名： 年 月 日
答辩组评语：
答辩组成员签字：
分数： 签名： 年 月 日
答辩委员会意见（意优良中格格等次）
分数： 签名： 年 月 日
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生产程中生产象（原材料毛坯零件总成等）质量状态发生直接变化程工艺程毛坯制造机械加工热处理装配等称工艺程制定工艺程中确定工序安装工位该工序需工步加工该工序机车机床进量切削深度轴转速切削速度该工序夹具刀具量具走刀次数走刀长度计算该工序基时间辅助时间工作服务时间
关键词：工序 加工余量 定位 夹紧力
目 录
前言…………………………………………………………………………………1
第章 CA6140机床托架工艺分析……………………………………2
第节 工艺路线拟订………………………………………………………2
工序合理组合……………………………………………………………3
二工序集中分散…………………………………………………………3
三加工阶段划分……………………………………………………………3
第二节 加工工艺路线方案较…………………………………………4
第三节 加工工艺路线方案证…………………………………………6
第二章 CA6140机床托架尺寸确定……………………………7
第节毛坯结构工艺求……………………………………………7
第二节CA6140机床托架偏差计算…………………………………7
第三章 专夹具设计 9
第节 铣面夹具设计 9
研究原始质料 9
二定位基准选择 9
三切削力夹紧分析计算 9
四误差分析计算 11
五夹具设计操作简说明 11
第二节 镗孔夹具设计 12
研究原始质料 12
二定位基准选择 12
三切削力夹紧力计算 12
四误差分析计算 14
第三节 钻顶面四孔夹具设计 15
研究原始质料 15
二定位基准选择 15
三切削力夹紧力计算 16
四误差分析计算 17
第四节 摇臂钻床夹具设计……………………………………………………………17
设计旨………………………………………………………………………18
二夹具设计………………………………………………………………………18
三夹具设计操作简说明 20
总结…………………………………………………………………………………………………21
参考文献…………………………………………………………………………………………22
致谢…………………………………………………………………………………………………23
附：1张零件图 1张工艺卡片 1张装配图
附件
前 言
机床夹具种缺少工艺设备直接影响着加工精度劳动生产率产品制造成专夹具针某工件工件某道工序加工求专门设计制造夹具特点针性强适产品相稳定批量生产中获较高生产率加工精度
1批量生产加工需夹具设计高求稳定加工保证工件加工技术求工件达加工技术求成废品夹具设计失败该夹具生产
2操作简单便工件安装(定位夹紧)减轻工劳动强度节省工件安装时间降低辅助工时保证高生产效率
3具良工艺性便制造降低夹具制造成降低分摊工件加工成
设计学完全部课程进行次深入理联系实际演练仅学中工作中占重位置言希通次毕业设计扩工作领域增加更知识更具竞争力工厂差异化战略贡献力量力限动手实践机会少设计尚许足处恳请位老师予指教
第章 CA6140机床托架工艺分析
第节 工艺路线拟订
CA6140机床托架CA6140机床重零件零件尺寸较结构形状复杂侧面三杠孔底面精度求较高外顶面四孔求加工精度求高托架底面侧面三杠孔粗糙度求求精加工三杠孔中心线底面面度公差求等尺寸精度形状精度相互位置精度表面表面质量均影响机器部件装配质量进影响性工作寿命加工非常关键重
图11 CA6140机床托架零件图
结构应该达设计求机械加工工艺性加工性便加工够保证加工质量时加工劳动量设计工艺密切相关相辅相成设计者考虑加工工艺问题工艺师考虑工艺保证设计求
批量生产零件般总首先加工出统基准CA6140机床托架加工第工序加工统基准具体安排先孔定位粗精加工顶面续工序安排应遵循粗精分开先面孔原
工序合理组合
确定加工方法生产类型零件结构特点技术求机床设备等具体生产条件确定工艺程工序数确定工序数基原：
1工序分散原
2工序集中原
二工序集中分散
制订工艺路线时应考虑工序数目采工序集中工序分散两原谓工序集中较少工序完成零件加工反工序分散
1特点
工序数目少工件装夹次数少缩短工艺路线相应减少操作工数生产面积简化生产理次装夹中时加工数表面易保证表面间相互位置精度设备少量生产采高效率专机床提高生产率采复杂专设备工艺装备成增高调整维修费事生产准备工作量
2工序分散特点
般情况单件批生产中简化生产理工序适集中采专设备工序集中程序受限制结构简单专机床工夹具组织流水线生产
代计算机控制机床加工中心出现工序集中优点更突出单件批生产中工序集中致花费生产准备工作量取良济效果
三加工阶段划分
零件加工质量求较高时常整加工程划分阶段：
1粗加工阶段
2半精加工阶段
3精加工阶段
4光整加工阶段
须指出加工阶段划分绝实际生活中刚性精度求高批量工件运输装夹费事重型零件严格划分阶段满足加工质量求前提通常分粗精加工两阶段甚粗精加工分开必须明确划分阶段指整加工程言某表面加工某工序性质区分例工序定位精基准面粗加工阶段加工准确精加工阶段安排钻空类粗加工
第二节 加工工艺路线方案较
保证零件尺寸公差形位公差表面粗糙度等技术条件成批量生产考虑采专机床便提高生产率时考虑济效果降低生产成拟订两加工工艺路线方案见表：
表11 加工工艺路线方案较表
工序号
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序容
定位基准
工序容
定位基准
010
粗铣底面
侧面外圆
粗精铣底面
侧面外圆
020
精铣底粗
侧面外圆
粗镗孔：
底面侧面
040
钻扩孔：
底面侧面
半精镗孔：
底面侧面
050
粗铰孔：
底面侧面
精镗孔：
底面侧面
060
精铰孔：
侧面两孔
粗铣油槽
底面侧面
070
粗铣油槽
底面侧面
钻：
底面侧面
080
锪钻孔：
底面侧面
扩孔
底面侧面
090
钻：
底面侧面
精铰锥孔：
底面侧面
110
扩孔
底面侧面
锪钻孔：
底面侧面
120
精铰锥孔：
底面侧面
毛刺
130
锪钻孔：
底面侧面
钻：
底面孔
140
钻：
底面孔
攻螺纹
底面孔
150
攻螺纹
底面孔
锪面
160
锪面
倒角毛刺
160
倒角毛刺
检验
170
检验
第三节 加工工艺路线方案证
1方案Ⅱ120工序中排倒角毛刺仅避免划伤工手定位装配保证
2方案Ⅱ010工序中先安排铣底面底面工序定位面提高定位精度
3方案Ⅱ符合粗精加工分开原
分析：方案Ⅱ合理济加工工艺路线方案具体工艺程表：
表12 加工工艺程表
工序号
工 种
工作容
说 明
010
铸造
金属型铸造
铸件毛坯尺寸：
长： 宽： 高：
孔：
020
清砂
浇口锋边型砂
030
热处理
退火
石墨化退火消铸铁表层壁厚较薄部位出现白口组织（量渗碳体出现）便切削加工
040
检验
检验毛坯
050
铣
粗铣精铣底面
工件专夹具装夹立式铣床
060
粗镗
粗镗镗孔：
工件专夹具装夹立式铣镗床（）
070
铣
粗铣油槽
080
半精镗
半精镗镗孔：
工件专夹具装夹立式铣镗床（）
090
精镗
精镗镗孔：
工件专夹具装夹立式铣镗床（）
100
钻
孔钻直径
工件专夹具装夹摇臂钻床
110
扩孔钻
扩孔求尺寸
120
锪孔钻
锪孔求尺寸
130
铰
精铰锥孔
140
钳
毛刺
150
钻
钻孔
工件专夹具装夹摇臂钻床
160
攻丝
攻螺纹
170
钳
倒角毛刺
180
检验
190
入库
清洗涂防锈油
第二章 CA6140机床托架尺寸确定
第节 毛坯结构工艺求
CA6140机床托架铸造采铸铁制造材料HT150硬度HB150200生产类型中批量生产采铸造毛坯
1CA6140车床托架铸造件毛坯结构工艺定求：
①铸件壁厚应合适均匀突然变化
②铸造圆角适尖角
③铸件结构量简化合理起模斜度减少分型面芯子便起模
④加强肋厚度分布合理免冷时铸件变形产生裂纹
⑤铸件选材合理应较铸性
毛坯形状尺寸确定求
2设计毛坯形状尺寸应考虑：
①加工面形状应量简单
②工艺基准设计基准相致
③便装夹加工检查
④结构素统量普通设备标准刀具进行加工
确定毛坯时考虑济性然毛坯形状尺寸零件接减少加工余量提高材料利率降低加工成样导致毛坯制造困难需采昂贵毛坯制造设备增加毛坯制造成毛坯种类形状尺寸确定定考虑零件成问题保证零件性毛坯种类
形状尺寸确定必时绘出毛坯图
第二节 CA6140机床托架偏差计算
1底面偏差加工余量计算
底面加工余量计算计算底面孔（）中心线尺寸根工序求顶面加工分粗精铣加工
2正视图三孔偏差加工余量计算
参参考文献机械加工工艺手册表2359参考文献互换性技术测量表18根工序求侧面三孔加工分粗镗半精镗精镗三工序完成
3顶面两组孔外组锥孔毛坯实心孔两孔精度求表面粗糙度求参参考文献机械加工工艺手册表2347表2348确定工序尺寸加工余量
第三章 专夹具设计
第节 铣面夹具设计
提高劳动生产率保证加工质量降低劳动强度加工CA6140机床托架零件时需设计专夹具
根务求中设计容需设计加工工艺孔夹具铣底面夹具套中加工侧面三孔夹具卧式镗床顶面四孔刀具分两麻花钻扩孔钻铰刀锪钻进行加工侧面两孔两麻花钻起进行加工
研究原始质料
利夹具粗铣底面该底面孔中心线满足尺寸求行度求粗铣底面时未加工表面保证技术求关键找定位基准时应考虑提高劳动生产率降低劳动强度
二定位基准选择
零件图知：粗铣面孔中心线轴线尺寸求行度求设计基准孔中心线定位误差达求范围选V形块定心动找中心线种定位结构简单易操作
采V形块定心面定位方式保证面加工技术求时应加侧面定位支承限制轴移动度
三切削力夹紧分析计算
刀具材料：（高速钢端面铣刀）
刀具关参数：
机床夹具设计手册表129 铣削切削力计算公式：
式（21）
查机床夹具设计手册表：
灰铸铁： 式（22）
取
金属切削刀具表12：
垂直切削力 ：（称铣削） 式（23）
背力：
根工件受力切削力夹紧力作情况找出加工程中夹紧利瞬间状态静力衡原理计算出理夹紧力保证夹紧安全系数作实际需夹紧力数值：
式（24）
安全系数K式计算：
式（25）
式中：种素安全系数见机床夹具设计手册表：
式（26）
式（27）
式（28）
计算知需实际夹紧力夹具结构简单操作方便决定选手动螺旋夹紧机构
单螺旋夹紧时产生夹紧力公式计算：
式（29）
式中参数机床夹具设计手册查：
中：
螺旋夹紧力：
易：
较实际夹紧力远远求夹紧力采该夹紧机构工作
四误差分析计算
该夹具面定位V形块定心V形块定心元件中心线面规定尺寸公差满足工序加工求必须工序中误差总等该工序规定工序公差
机床夹具关加工误差般式表示：
式（210）
机床夹具设计手册：
⑴面定位V形块定心定位误差 ：
⑵夹紧误差 ： 式（211）
中接触变形位移值：
式（212）
⑶磨损造成加工误差：通常超
⑷夹具相刀具位置误差：取
误差总：
分析见设计夹具满足零件加工精度求
五夹具设计操作简说明
前述应该注意提高生产率该夹具设计采手动夹紧方式夹紧松开工件时较费时费力该工件体积工件材料易切削切削力等特点方案认真分析较选手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）类夹紧机构结构简单夹紧通性机床夹具中广泛应
外夹具制造误差工作程出现磨损零件尺寸变化时影响定位夹紧防止现象支承钉V形块采调节环节便时根情况进行调整
第二节 镗孔夹具设计
研究原始质料
利夹具镗加工孔加工时满足粗糙度求外应满足孔轴线底面行度公差求保证技术求关键找定位基准时应考虑提高劳动生产率降低劳动强度
二定位基准选择
零件图知：孔轴线底面行度公差求孔进行加工前底面进行粗铣加工选底面定位精基准（设计基准）满足行度公差求
孔轴线间位置公差选择左侧面定位基准设计镗模满足孔轴线间位置公差求工件定位底面两侧面限制六度
三切削力夹紧力计算
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具参数：
机床夹具设计手册查表：
圆周切削分力公式： 式（213）
式中
式（214）
查表： 取
表参数：
：
理：径切削分力公式 ： 式（215）
式中参数：
：
轴切削分力公式 ： 式（216）
式中参数：
：
根工件受力切削力夹紧力作情况找出加工程中夹紧利瞬间状态静力衡原理计算出理夹紧力保证夹紧安全系数作实际需夹紧力数值：
安全系数K式计算式（25）：：
式中：种素安全系数见机床夹具设计手册表：
式（26）：
式（27）：
式（28）：
螺旋夹紧时产生夹紧力公式计算式（29）：
式中参数机床夹具设计手册查：
中：
螺旋夹紧力：
该夹具采螺旋夹紧机构螺栓通弧形压块压紧工件受力简图：
图21 弧形压块受力简图
表：原动力计算公式
： 式（215）
述计算易：
计算知需实际夹紧力夹具结构简单操作方便决定选手动螺旋夹紧机构
四误差分析计算
该夹具两面定位求保证孔轴线左侧面间尺寸公差孔轴线底面行度公差满足工序加工求必须工序中误差总等该工序规定工序公差
孔轴线左侧面线性尺寸般公差根国家标准规定互换性技术测量表知：
取（中等级） ：尺寸偏差
机床夹具设计手册：
1定位误差（两垂直面定位）：时侧面定位支承钉离底面距离侧面高度满足：
2夹紧误差 式（211）：：
中接触变形位移值：
式（216）
3磨损造成加工误差：通常超
4夹具相刀具位置误差：取
误差总：
分析见设计夹具满足零件加工精度求
第三节 钻顶面四孔夹具设计
研究原始质料
利夹具钻铰加工顶面四孔中包括钻顶面四孔（中包括钻孔扩孔铰孔锪孔）加工时满足粗糙度求外应满足孔轴线底面行度公差求保证技术求关键找定位基准时应考虑提高劳动生产率降低劳动强度
二定位基准选择
零件图知：顶面四孔轴线左侧面侧面尺寸求求孔进行加工前底面进行铣加工侧面直加工侧面选侧面做侧面面定位精基准（设计基准）满足CA6140机床托架顶面四孔加工尺寸求
零件图知道图中孔加工没位置公差求选择左侧面侧面定位基准设计钻模满足孔轴线两侧面尺寸求工件定位底面两侧面限制5度
三切削力夹紧力计算
资料机床夹具设计手册查表：
切削力公式： 式（217）
式中
查表：
：
实际需夹紧力：机床夹具设计手册表：
安全系数K式计算式（25）：：
式中：种素安全系数见参考文献[16]机床夹具设计手册表 ：
计算知需实际夹紧力夹具结构简单操作方便决定选手动螺旋夹紧机构
取
螺旋夹紧时产生夹紧力式（29）：：
式中参数机床夹具设计手册查：
中：
机床夹具设计手册表：原动力计算公式：
述计算易：
采该夹紧机构工作
四误差分析计算
该夹具底面侧面顶面定位基准求保证孔轴线左侧面间尺寸公差满足工序加工求必须工序中误差总等该工序规定工序公差
孔左侧面线性尺寸般公差根国家标准规定互换性技术测量表知：
取（中等级） ：尺寸偏差
机床夹具设计手册：
1定位误差：定位尺寸公差加工尺寸方投影里方加工方致：
2夹紧安装误差工序尺寸影响均：
3磨损造成加工误差：通常超
4夹具相刀具位置误差：钻套孔间距离公差工件相应尺寸公差五分取
误差总：
分析见设计夹具满足零件加工精度求
第四节 摇臂钻床夹具设计
夹具种够工件定技术求准确定位牢固夹紧工艺装备广泛运机械加工检测装配等整工艺程中现代化机械仪器制造业中提高加工精度生产率降低制造成直生产厂家追求目标正确设计合理夹具保证加工质量提高生产率降低生产成重技术环节时扩种机床范围必少重手段
设计旨
设计必须保证零件加工精度保证夹具操作方便夹紧安全合理装卸空间注意机构密封防尘作设计夹具完全符合求
夹具φ40φ302φ255孔进行加工三组孔尺寸精度求IT7表面粗糙度Ra16μm钻镗磨足满足精度设计时满足精度前提提高劳动生产效率降低劳动强度
二夹具设计
1定位基准选择
夹具摇臂钻床加工托架三杆孔工件底面限制三度侧面盖板面定位基准缩短辅助时间采螺旋夹紧机构
2切削力夹紧力计算
刀具：硬质合金刀具φ24mmZ4mm
①切削力
查机床夹具设计手册表129铣削力计算公式：
式中P───钻削力
t───钻削深度72mm
Sz───齿进量015mm
D───钻刀直径24mm
B───钻削宽度15mm
Z───钻刀齿数4
：P490X2410X015074X2410X1509X4
856(N)
②夹紧力
查机床夹具设计手册表1211查工件孔定位时需夹紧力计算公式：
式中Q───夹紧力
K───安全系数
D───工件支撑面接触长度120mm
u1───工件支撑面间摩擦系数02
u2───工件夹紧元件间摩擦系数016
D1───压板直径36mm
D2───支撑面直径50mm
d───支撑钉直径20mm
安全系数KK0K1K2K3K4K5K6
中 K0───基安全系数12
K1───加工性质12
K2───刀具钝化程度13
K3───切削特点10
K4───夹紧力稳定性13
K5───手动夹紧时手柄位置10
K6───仅力矩时工件回转时工件支撑面接触情况10
：K12X12X13X10X13X10X1024336
需夹紧力Q4436(N)
查机床夹具手册表1226查螺旋夹紧机构夹紧力计算公式：
式中WQ───产生夹紧力
MK───实际需夹紧力4436N
r1───螺杆端部工件间量摩擦半径0
───螺杆端部工件间摩擦角
a───螺纹升角00471
r2───螺纹中径半11675
───螺旋副量摩擦角80321
───夹紧机构外效率085~095
WQ
计算出WQ6989N需夹紧力4436N夹具安全工作
3定位误差分析
①零件图样规定φ40mm位置公差010转角公差750求φ30mm 公差750符合求
②零件图样规定φ302mm位置公差010转角公差1000求φ255mm公差1000符合求
③零件图样φ40mm孔A面基准行度求100：00735mm时00245求公差0014符合求
④零件图样φ302mmAB基准行度求分100：007100008算结果分：00240028符合求
三夹具设计操作简说明
夹具钻床加工托架底孔锥孔工件底面侧面顶端定位基准支承钉支承板实现完全定位采手动螺旋压板机构夹紧工件该夹紧机构操作简单夹紧
总 结
期学期毕业文结束回顾整程感悟毕业文工科毕业生必修课程学三年知识毕业文中体现毕业文学生生活完结标志更学三年学教答卷课程设计体现点：
1 毕业文知识面较广涵盖三年学课程设计阶段学知识巩固
2 毕业文设计老师起引导作课程设计老师指导
3 毕业文学生方面知识求更严格综合体现学生力做毕业文程中做量工作查阅资料进行方面思考验匮乏操作熟悉等原做文免存样样问题
月努力工作设计务书调查研究收集资料仔细缜密思考提出文方案零件确定图纸选择注入量时间精力通次毕业设计学许书学知识中成功验失败教训
次毕业文仅巩固三年学机械专业知识学知识充分应真正起学致目学许新知识前仅仅通实公差配合解通做次毕业文查阅许资料书籍夹具进步认识前知道更深记忆温知新效果前知道解次整体系统学机会总做次文学知识必会成工作生活中笔宝贵财富
通次文独立完成毅力力进步锻炼提高提高独立完成分工合作完成文项目力缺乏更工作验机器工作条件解文中会许考虑足希位尊敬老师吝赐教利工作学中够避免样错误出现
总次毕业文学理知识实践相结合综合模拟应程学知识总测试某种意义说工作次实战演做毕业文着非寻常意义
参考文献：
[1] 李华 机械设计手册机械出版社1997
[2] 吴亚周 金属切削概机械工业出版社1991
[3] 黄未 车工工艺学哈尔滨工业学1998
[4] 刘守涌 金属工艺刀具浙江学出版社1978
[5] 张学力 机械制造基础海科学出版社2000
[6] 黄玉清 机床夹具设计海科学出版社2000
[7] 程雪 金属切削原理 哈尔滨工业学1998
[8] 王质量 机械工艺学海科学出版社2000
[9] 吴道权 机械加工手册 哈尔滨工业学1992
[10] 张九生 金属机械加工工艺员手册 哈尔滨工业学1986
[11] 黄凯波 金属切削工艺海交出版社2003
致 谢
毕业文利完成首先感谢系里予力支持设计组提供良环境许力支持特感谢指导老师——XX老师耐心细致厌烦指导郭老师耐心细致指导遇疑难时解答设计工作利进行郭老师渊博知识严谨治学态度开拓进取精神高度责心极重帮助里次张老师表示衷心感谢崇高敬意
感谢答辩组位老师炎热天气条件做毕业文进行批评斧正出中肯意见
外衷心感谢文引文献作者编辑
毕业设计（文）开题报告（学生填）
题目名称 CA6140车床拨叉工艺工装设计
学生姓名
王帮
专业
机械制造动化
班级
机制331102班
选题意义
夹具工装设计机械加工中起重作直接影响机械加工质量工劳动强度生产效率加工成效促进生产
次设计非常干兴趣事行业学专业课基础认真次设计中国车床行业做份微薄贡献
二国外研究综述
1批量生产加工需夹具设计高求
2具良工艺性便制造降低夹具制造成降低分摊工件加工成
3操作简单便工件安装(定位夹紧)减轻工劳动强度节省工件安装时间降低辅助工时保证高生产效率
三设计（研究）容
1．机床托架工艺分析
2 机床托架工艺分析
3．专夹具设计
4．工艺路线拟定
5．镗孔夹具设计
6．钻顶面四孔夹具设计
四毕业设计（文）方法
1 方参考选资料网站引需文字综合成容
2 认真结合学知识实体会懂方方请教老师学
3 参考权威网站
4 参考运学课
五参考文献资料获情况
1 工厂请教师傅技术员获需资料
2 参考网站
3 参考学课
4 请教老师学
六指导教师审批意见
年 月 日
学 号
姓 名
班 级
系
专 业
答辩时间
设计（文）题目
参加答辩教师姓名
教师提问
情况记录
学生回答
情况记录
**工程学院毕业设计（文）答辩记录表
综合
评定
记录： 年 月 日
毕业设计（文）评价意见
指导教师评语：
分数： 签名： 年 月 日
评阅评语：
分数： 签名： 年 月 日
答辩组评语：
答辩组成员签字：
分数： 签名： 年 月 日
答辩委员会意见（意优良中格格等次）
分数： 签名： 年 月 日
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