CA6140机床后托架铣底面夹具设计.doc

CA6140机床后托架铣底面夹具设计

CA6140机床后托架的工艺分析
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，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。
2.各种计算
研究原始质料
利用本夹具主要用来粗铣底平面，该底平面对孔、、的中心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在粗铣此底平面时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。
定位基准的选择
由零件图可知：粗铣平面对孔、、的中心线和轴线有尺寸要求及平行度要求，其设计基准为孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用V形块定心自动找到中心线，这种定位在结构上简单易操作。
采用V形块定心平面定位的方式，保证平面加工的技术要求。同时，应加一侧面定位支承来限制一个沿轴移动的自由度。
切削力及夹紧分析计算
刀具材料：（高速钢端面铣刀）
刀具有关几何参数：
由资料《机床夹具设计手册》表1-2-9得，铣削切削力的计算公式：
式（2.1）
查资料《机床夹具设计手册》表得：
对于灰铸铁：取，即
由式2.1得，
由资料《金属切削刀具》表1-2可得：
垂直切削力：（对称铣削）式（2.2）
背向力：式（2.3）
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：
式（2.4）
安全系数K可按下式计算：
式（2.5）
式中：为各种因素的安全系数，见资料[10]《机床夹具设计手册》表可得：
由式2.4得

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。
单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：
式（2.6）
式中参数由资料《机床夹具设计手册》可查得：

其中：
由式2.6得，螺旋夹紧力：
易得：
经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
误差分析与计算
该夹具以平面定位V形块定心，V形块定心元件中心线与平面规定的尺寸公差为。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。
式（2.7）
与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：
式（2.8）
由资料《机床夹具设计手册》可得：
①平面定位V形块定心的定位误差：
②夹紧误差：式（2.9）
其中接触变形位移值：
式（2.10）
由式2.9得，
③磨损造成的加工误差：通常不超过
④夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
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。
切削用量和工时计算
⑴．粗铣
铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取
机床主轴转速：
，式（1.1）
实际铣削速度：式（1.2）
进给量：式（1.3）
工作台每分进给量：
：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
式（1.4）

取
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：式（1.5）
⑵．精铣：
铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.4-81，取
机床主轴转速，由式（1.1）有：
，
实际铣削速度，由式（1.2）有：
进给量，由式（1.3）有：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1。
机动时间，由式（1.5）有：
本工序机动时间

夹具设计及操作的简要说明
如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。
此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，支承钉和V形块采用可调节环节。以便随时根据情况进行调整。

4.工序情况
工序号工种工作内容
010铸造金属型铸造020清砂除去