CA6140车床床头箱第一道加工工序、IV轴孔加工夹具设计【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 一个国家是否强大，主要是看这个国家的工业是否发达。现在中国仍处在工业化中期。中国早在 50 年代初所处的国际局势下，选择了优先发展重工的道路 ,重工业中的大多数产品由机床加工的。床头箱体是机床的基础件，通过它把机床主轴、零部件与机床联结在一起。床头箱箱体有精度高的平面和较多的孔系要加工，工序内容多工艺路线长，其加工质量在很大程度上决定着机床的装配精度与性能。在大中批量生产条件下，大量加工实例分析中看出，工艺方案考虑不周，加工路线设计不好，造成加工差错，工作量的成倍增加，制造成本上升。对机床床头箱体的工 艺规程设计问题进行研究，对提高其使用效率和使用质量具有重大实际意义。机床床头箱工艺的分析采用工序分散、工序集中的原则来优化加工工艺的路线， 从而减少铣床和镗床夹具装卡的次数，减少了专用夹具的设计。使其在加工过程中有据可依并使其具有总结性的经验和理论根据。对其他的箱体加工工艺分析和夹具设计提供理论性的依据。 关键词 ： 机床床头箱；工艺分析；夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is to be as as in 0s to in to by is s it in i is is s to a in to to be to s to s to to of s it to in to on it to to 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘 要 . . . 床头箱的工艺分析 . 头箱的功用 .头箱的技术要求 .查床头箱的工艺性 .审查零件图样 .审查零件的结构工艺性。 4 2 床头箱的生产类型 .定床头箱的生产类型 . 5 3 确定毛坯的种类和制造方法 . 6 定毛坯的种类 .坯制造方法的考虑因素 . 6 1材料的工艺性能 .毛坯的尺寸、形状和精度等级 . .零件的生产纲领 . . 拟订床头箱的工艺路线 . 7 位基准的选择 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1精基准的选择 .粗基准的选择 .面加工方法的确定 .工阶段的划分 .粗加工阶段 .半精加工阶段 .精加工阶段 .序的集中 .序顺序的安排 .机械加工工序 .热处理工序 .辅助工序 .工工艺路线方案的比较 . 11 1 加工工艺路线方案的论证 . .头箱的主要面、孔工序尺寸及公差 14 5 机床设备及工艺装备的选用 17 床设备的选用 . 17 艺装备的选用 . 切削用量、时间定额的计算 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 要面和孔的切削用量的确定 .要面和孔的时间定额的计算 . 45 7 镗夹具的设计 . . 54 定镗床夹具与机床间的正确位置 .定镗床夹具与床头箱的定位与夹紧 . . 论 . . 58 参 考 文 献 . . 59 附 录 . . 60 致 谢 . . 78 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 床头箱的工艺分析 工业工程作为一门正式学科的出现应追溯到 19 世纪末。它起源于美国 ， 其理论体系伴随着工业化进程逐渐完善。我国的工业工程严格地讲是从 20 世纪 60 年代到80 年代才有了一定水平的应用案例 1， 从 80 年代开始随着外资企业的进入使工业工程在一定范围内得到推广。经过 20 多年的发展 ， 取得了较大的成就 。 头箱的功用 用以支承主轴并使之旋转。主轴为空心结构。其前端外锥面安装三爪卡盘等附件来夹持工件，前端内锥面用来安装顶尖，细长孔可穿入长棒料。车床床头箱内只有一级变速，其主轴变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，以减小变速箱中的传动件产生的振动和热量对主轴的影响。 头箱的技术要求 床头箱属于典型的长方体箱体，材料为灰口铸铁，硬度为 200。该箱体主要是主轴孔系的加工。一般以底面 C 面做为精定位，其余各孔系和表面也依靠底面 C 面精定位进 行加工。 表 头箱技术要求 加工表面 尺寸及偏差 /差 /精度等级 表面粗糙度 m 形位公差 /面 长： 555宽： 470 面 ： 560宽： 100 面 ： 560宽： 215 面 长： 120宽： 50 300： 左端面 宽： 520 高： 右 端面 宽： 470 高： 355 孔系的 4孔 J 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 孔系的 3孔 J 孔系的 2孔 J 孔系的 1孔 H 该床头箱形状特殊，结构复杂，属于典型的箱体零件。为了实现床头箱在运用中的功用，加工精度要求较高。总而言之，该床头箱的各项技术要求制 订的较合理，符合该零件在运用中的功用。 查床头箱的工艺性 1 审查零件的图样 审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求正确、统一、完整。分析零件图可知，床头箱的各顶面、底面、 C 面均要求铣削加工，而且底面和 C 面加工精度较高，因此要保证各个端面的加工精度，而其他工作表面加工精度相对较低，主轴孔系的精度等级要求高，其他各孔的精度等级一般，因此不需要高精度的铣床加工和镗床，而主要工作表面及各个孔系虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工。由此可见，该零件的工艺性较 好。 2 审查零件的结构工艺性 零件的结构工艺性各个孔系中的孔都在一条中心线上有利于机械加工、各个表面及孔系的表面粗糙度和行为公差都符合设计要求有利于装配。 2 床头箱的生产类型 定床头箱的生产类型 依设计题目可知： Q=50 件 /年， M=1 件 /台， 结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%,分别取 3%和 入 N=+a%)(1+b%)式中 N=60001 （ 1+3%） （ 1+ =5408件 查表可知， 该床头箱为重型零件，该床头箱 的生产 类型 属于 大 批生产。 3 确定毛坯的种类和制 造方法 定毛坯的种类 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 该箱体形状复杂，为了提高生产率和铸件精度，宜采用铸造方法制造毛坯，毛坯的拔模角为 5 度 7 度。由于该床头箱的结构复杂生产类型属于大批生产，宜采用金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好。 坯制造方法的考虑因素 提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但是往往会增加毛坯的制造成本。确定毛坯制造方法如下： 1 材料的工艺性能 材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。该箱体为铸件。其材料为灰口铸铁。但是铸铁 是脆性材料，可焊接性很差，也不宜用焊接的方法组合毛坯。但是铸铁有良好的防震作用，可减轻机床在加工时的震动。铸铁的机械加工性比较好，而且铸铁比较经济。 2 毛坯的尺寸、形状和精度等级 毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。床头箱箱体的结构比较复杂。一般采用砂型铸造、金属模机械造型。 3 零件的生产纲领 选择的毛坯制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。床头箱生产纲领较大宜采用高精度和生产率的毛坯制造方法。如金属模机器造型，这样比较经济。 4 拟订床头箱的工艺路线 床头箱的工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各个表面及孔系的加工方法的确定；加工路线的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。 位基准的选择 该箱体拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应选择精基准来加工各个表面，在选择粗基准把精基准的表面先加工出来。 1 精基准的选择 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准， 也就是说应尽量使定位基准和设计基准相重合。 这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。根据 床头箱箱体零件 的技术要求和装配 要求，选择 床头箱箱体的底面和 C 面 作为精基准。 在加工箱体的左右两端面和前后两端面。可以方便地加工大多数的表面，并能达到一定的精度等级的要求。这样可以避免基准转换所产生的误差，可以减少夹具数量和简化夹具的设计还可以减少装夹的次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率。 2 粗基准的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 床头箱的粗基准的选择应该在第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面和非加工面的位置关系具有重要的意义。选择顶面做为粗基准，因为顶面做为粗基准定位准确、夹紧可靠、夹 具结构简单、操作方便。床头箱的粗基准选择尽可能平整、没有分边、浇口、冒口或其它缺陷。 面加工方法的确定 床头箱的主要加工表面通过粗加工、半精加工、精加工，孔系的加工通过粗镗、半精镗、精镗加工才逐渐达到质量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能保证该要求的最终加工方法，然后在选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。 表 头箱的各个表面及孔系的加工方案 加工表面 加工方案 公差 /表面粗糙度 m 顶面 粗铣 面 铣 半 精铣 精铣 面 铣 半精铣 精铣 面 粗铣 半精铣 精铣 端面 粗铣 端面 粗铣 孔系的 4孔 粗镗 半精镗 精镗 孔系的 3孔 粗镗 孔系的 2孔 粗镗 孔系的 1孔 粗镗 半精镗 精镗 孔系 的 2 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 4 孔 粗镗 孔系 的 3 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 2 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 4 孔 粗镗 半精镗 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 孔系 的 3 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 2 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 2 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系 的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系孔系 的 2孔 粗镗 半精镗 孔系 的 3 孔 粗镗 半精镗 孔系的 1 孔 钻 粗铰 精铰 孔系的 2 孔 钻 粗铰 精铰 孔系的 2 孔 钻 粗铰 精铰 孔系的 1 孔 钻 粗铰 精铰 孔系的 2 孔 粗镗 半精镗 孔 钻 粗铰 精铰 孔系 4 孔 钻 粗铰 精铰 孔系 1 孔 钻 粗铰 精铰 孔系 2 孔 钻 粗铰 精铰 孔系 1 孔 钻 粗铰 精铰 孔系 2 孔 钻 粗铰 精铰 端面 1， 3 孔 钻 粗铰 精铰 端面 2 孔 钻 粗铰 精铰 端面 4 孔 钻 端面 5,6 孔 钻 端面 1 孔 钻 粗铰 精铰 端面 2 孔 钻 粗铰 精铰 端面 3 孔 钻 粗铰 精铰 端面 4， 5， 8，11 孔 钻 粗铰 精铰 端面 6 孔 钻 粗铰 精铰 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 后端面 7， 9 孔 钻 粗铰 精铰 端面 10 孔 钻 粗铰 精铰 端面 2 个孔 钻 粗铰 精铰 端面 4 个螺纹孔 钻 端面 1 个螺纹孔 钻 端面 19 个螺纹孔 钻 端面 1 个透孔 钻 粗铰 精铰 孔系的 1 孔 粗镗 半精镗 孔系的 2 孔 粗镗 半精镗 工阶段的划分 床头箱的底面、孔系的加工质量要求较高而且其结构较复杂，工艺路线比较长，工序较多，通常 在安排工艺路线时，将其分为粗加工、半精加工、精加工。 1. 粗加工阶段 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，是后续工序都可采用精基准定位加工，保证其它其它加工表面的精度要求，该阶段的主要任务是高效地切削各加工表面上的大部分余量，并加工出精基准。粗铣顶面是为加工底面做粗基准。为后续加工粗铣底面、左右前后各端面和粗镗孔系、孔系、孔系、孔系、孔系、孔系、孔系、孔系、孔系及钻前后左右端面的螺纹孔、沉孔、透孔提供精基准。 2. 半精加工阶段 主要是保证顶面与底面、前端面与后端面与 C 面、左右端面及各个孔系的尺寸、形 状、位置精度及表面粗糙度。并完成一些精度要求不高表面及孔的加工。 3 精加工阶段 对加工要求较高的底面、 C 面、孔系在工艺过程中需要安排一些高精度的加工方法，以便进一步提高表面的尺寸、形状精度、减小表面粗糙度，最后达到图样的精度要求。 序的集中 工序集中：加工左右端面时，适用于在组合机床或龙门铣床上加工保证两端面的平行度，和与底面的垂直度。镗加工各个孔系时，先粗镗加工各孔系的孔，在半精买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 镗，后精镗。以保证孔系中孔的同轴度，孔与各个端面之间的位置关系。 该 床头箱的生产类型为 大 批生产，可以采用专用夹具，以 提高生产率；而且运用工序集中原则使关键的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面 及孔系保证孔的同轴度 ，有利于保证各加工表面 和孔系 之间的相对位置精度要求。 序顺序的安排 在安排床头箱机械加工工序时，应根据加工阶段的划分、基准的选择和被加工表面、孔系的主次来决定。 （ 1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工粗基准的顶面，为加工精基准的底面和C 面做准备 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 粗铣顶面保证加工尺寸，为铣精基准的底面和 C 面留 有余量。在以顶面做为粗基准加工底面 C 面，保证上下表面的尺寸精度、位置精度、和表面粗糙度等级。 （ 3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面和孔系 顶面、底面、 C 面、孔系，后加工次要表面和孔系。 （ 4）遵循“先面后孔”原则，先加工顶面、底面、 C 面、左右前后各个端面后加工各个表面上的孔系。 床头箱铸件铸完以后形成毛坯时需要消除内应力，减小箱体的热变形。可以人工时效也可以自然时效。但是考虑到箱体是大批生产，宜选用自然时效比较经济。在箱体加工完以后需要高温处理，来消除内应力。防止箱体变形。箱体的主 轴孔及耐磨性要求较高的孔在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和工作中承受冲击载荷的能力。 3 辅助工序 为保证箱体制造质量，防止产生废品，需要粗加工表面和孔系之后，铣加工和镗加工、镗加工和钻加工时，安排检验工序。在半精加工后安排去毛刺和中间检验工序。精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 5 机床设备及工艺装备的选用 床设备的选用 床头箱的生产类型为大批生产，可以选择通用机床和部分高生产率机床。以及箱体的尺寸。床头箱高为 355，长为 670，宽为 510。机床的工作台长宽比较大，而且主轴端面至工 作台面距离大于 355.，便于走刀和推刀。可以选择卧式镗床 门铣床、铣床 床 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 艺装备的选用 工艺装备中主要包括刀具、夹具和量尺。床头箱的生产类型属于大批生产，所选用的夹具均为 专用夹具。 6 切削用量、时间定额的计算 要面和孔的切削用量的确定 粗铣顶面 （ 1）背吃刀量的确定1 2）进给量的确定 查表按机床功率 5 10件 夹具系统的刚度为中等条件选取，该工序的毎齿进给量为z （ 3）铣削速度的计算 查表按镶齿铣刀、 d/z=250/26的条件选取，铣削速度公式 n=1000v/ n=1000 250=表所列 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际铣削速度 v=160r/ 250/1000= 粗铣后端面 （ 1）背吃刀量的 确定保证前后两端面的尺寸为 440取1 2）进给量的确定 查表按机床功率 5 10件 夹具系统的刚度为中等条件选取，该工序的毎齿进给量为z （ 3）铣削速度的计算 查表按镶齿铣刀、 d/z=300/30的条件选取，铣削速度 公式 n=1000v/ n=1000 250=表所列 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际铣削速度 v=160r/ 250/1000= 铣底面 铣 铣左右两端面 粗镗孔系 粗镗孔系、孔系、孔系、孔系 工步 1 粗镗孔系 4孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ 1） 取1 2）进给量的确定 查表该工序刀具的进给量为z （ 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取， 镗 削速度v 可取 33m/公式 n=1000v/ d 可求得该工序 镗 刀转速， n=1000 33m/ 7148r/表所列镗床 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/71000=步 2 粗镗孔系 3孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 11 2）进给量的确定 查表该工序刀具的进给量为 z （ 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度v 可取 33m/公式 n=1000v/ d 可求得该工序镗刀转速， n=1000 33m/ 67表所列镗床 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/67000=步 3 粗镗孔系 2孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 11 2）进给量的确定 查表该工序刀具的进给量为 z （ 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度v 可取 33m/公式 n=1000v/ d 可求得该工序镗刀转速， n=1000 33m/ 61表所列镗床 速，取转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/61000=步 4 粗镗孔系 1孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 11 2）进给量的确定 查表该工序刀具的进给量为 z （ 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度v 可取 33m/公式 n=1000v/ d 可求得该工序镗刀转速， n=1000 33m/ 64表所列镗床 转速 n=160r/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/64000= 粗镗孔系 粗镗孔系 0 半精镗孔系、孔系 工步 1 半精镗孔系的 4孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 =1 2）进给量的确定 查表该工序刀具的进给量为 =z （ 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 削速度 9m/公式 n=1000v/ d 可求得该工序镗刀转速， n=1000 39m/ 1598r/表所列镗床 主轴的转速，取转速 n=96r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=96r/159000=38m/ 工步 2 半精镗孔系的 1孔 工步 3 半精镗孔系的 1孔 1 半精镗孔系、孔系、孔系、孔系 工 步 1 半精镗孔系的 4孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 =0.5 （ 2）进给量的确定 查表该工序的刀具的进给量为 = 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度 5m/公 式 n=1000 35m/ 72表所列镗床 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/ 72000= 工步 2 半精镗孔系的 3孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 =0.5 （ 2）进给量的确定 查表该工序的刀具的进给量为 = 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度 5m/公式 n=1000 35m/ 68表所列镗床 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/ 68000= 工步 3 半精镗孔系的 2孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 =0.5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 （ 2）进给量的确定 查表该工序的刀具的进给量为 = 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度 5m/公式 n=1000 35m/ 62表所列镗床 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/ 62000=31.1 m/ 工步 4 半精镗孔系的 1孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 =0.5 （ 2）进给量的确定 查表该工序的刀具的进给量为 = 3）切削速度的计算 查表，按工件材料为 条件选取，镗削速度 5m/公式 n=1000 35m/ 65表所列镗床 转速 n=160r/将此转速代入公式 v= 000,可求出该工序的实际镗削速度 v=160r/ 65000=32.6 m/ 工步 5 半精镗孔系的 2孔 工步 6 半精镗孔系的 1孔 工步 7 半精镗孔系的 3孔 工步 8 半精镗孔系的 2孔 工步 9 半精镗孔系的 1孔 工步 10 半精镗孔系的 1孔 工步 11 半精镗孔系的 2孔 2 半精镗孔系 3 半精镗孔系 4 精镗孔系 5 划线确定右端面孔系的 1孔、孔系的 2 孔、孔、孔、 1个 6 钻、铰孔系的 1孔、 2孔 7 钻、铰孔 系的 2孔、 1孔 8 钻、铰、孔 9 钻、攻丝右端面的螺纹孔 工步 1 钻 1个 7深为 20的孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 （ 1）背吃刀量的确定 取 1 2）进给量的确定 查表可得，选取该工步的每转进给量为 r （ 3）切削速度的计算 查表按工件材料为 条件选取，切削速度 v 可取 16m/公式 n=1000v/ n=见 速，取转速 n=697r/将此转速代入公式，可求得该工序的实际钻削速度 v=n d/1000 = 工步 2 攻 7 深为 20的孔的螺纹 （ 1）进给量的确定 查表可得，选取该工步的每转进给量为 r （ 2）切削速度的计算 查表切削速度 v 的取值范围在 5 10 m/则 m/公式 n=1000v/ n=45r/见 转速 n=44r/将此转速代入公式，可求得该工序的实际钻削速度 v=n d/1000 = 工步 3 钻 19 个 7深为 15的孔 （ 1）背吃刀量的确定 取 1 2）进给量的确定 查表可得，选取该工步的每转进给量为 r （ 3）切削速度的计算 查表按工件材料为 条件选取，切削速度 v 可取 16m/公式 n=1000v/ n=见 转速 n=697r/将此转速代入公式，可求得该工序的实际钻削速 度 v=n d/1000 = 工步 4 攻 7 深为 15的孔的螺纹 （ 1）进给量的确定 查