CA6140车床后托架的机械加工工艺及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段。本课题研究 床后托架加工工艺规程 。首先 通过对零件图的 分析，了解工件的结构形式，明确了具体的技术要求，从而对工件各组成表面选择合适的加工方法。再拟订较为合理的工艺 规程 ， 充分体现质量、生产率和经济性的统一。 机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程中，夹具除 了夹紧、固定被加工零件 外 ， 还要求 保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。 本课题在设计的过程当中， 深入生产实际，进行调查 研究，吸取国内 外先进技术，制定出合理的设计方案，在进行具体设计。 关键词 产品设计 ， 后托架 ， 加工工艺 ， 夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 e to to is in a in is in of is on 文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘 要 1 床后托架的加工工艺设计 . 3 床后托架的结构特点和技术要求 . 3 床后托架的材料、毛坯和热处理 . 3 坯材料及热处理 . 3 坯的结构确定 . 4 艺过程设计中应考虑的主要问题 . 4 工方法选择的原则 . 4 工阶段的划分 . 4 序的合理组合 . 5 工顺序的安排 . 5 床后托架的机械加工工艺过程分析 . 6 床后托架零件图分析 . 6 床后托架的加工工艺的路线 . 7 床后托架的工序设计 . 12 序基准的选择 . 12 序尺寸的确定 . 12 工余量的确定 . 14 定各工序的加工设备和工艺装备 . 15 定切削用量及工时定额 . 16 2 专用夹具设计 . 26 平面夹具设计 . 26 究原始质料 . 26 位基准的选择 . 26 削力及夹紧分析计算 . 26 差分析与计算 . 27 具设 计及操作的简要说明 . 28 三杠孔夹具设计 . 28 究原始质料 . 28 位基准的选择 . 29 削力及夹紧力的计算 . 29 差分析与计算 . 30 具设计及操作的简要说明 . 31 底孔夹具设计 . 31 究原始质料 . 31 位基准的选择 . 31 削力及夹紧力的计算 . 31 差分析与计算 . 32 具设计及操作的简要说明 . 33 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 结 论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 床后托架的加工工艺设计 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，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。 在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对 零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。 对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。 床后托架的结构特点 和技术要求 由零件图 1得： 床后托架是铸造件 ，从整体形状来看类似长方体。根据要求主要是加工 孔和底平面。具体特点 和技术要求 如下： 精加工孔 , , 要求达到的 精度等级 为 87 粗糙度为 ， 且 以 底平面为基准， 主要满足加工孔的位置精度 。 其他各个孔的加工都要以底平面为定位基准 。所以，底平面的形位公差要达到设计要求。 、 粗糙度为 50 为锥孔，且粗糙度为 。 其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。 床后托架的材料、毛坯 和热处理 坯材料及热处理 毛坯材料 灰铸铁（ ，由 资料 2 机械加工工艺手册 表 4得力学性能： 表 性能参数 牌号 铸件壁厚 最小抗拉强度 硬 度 铸件硬度范围 金相组织 00075 145 130 120 50素体 +珠光体 灰铸体一般的工作条件 ： 承受中等载荷 的零件 。 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 磨檫面间的单位面积压力不大于 490 毛坯的热处理 灰铸铁（ 的碳全部或大部分 以片状石墨 方式存在铸铁 中，由于片状石墨对基体的 割裂作用大 ，引起应力集中也大 ；因此，使石墨片得到细化， 并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能 。可采用石墨化退火 ，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位 可能出现 的白口组织 （有大量的渗碳体出现） ，以便于切削加工。 坯的 结构 确定 毛坯的结构工艺 要求 对毛坯的结构工艺有一定要求： 铸件的壁厚应和合适 ，均匀，不得有突然变化。 铸造圆角要适当，不得有尖角。 铸件结构要尽量简化， 并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、 芯子、并便于起模。 加强肋的厚度和分布要合理 ，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 铸件的选材要合理 ，应有较好的可铸性。 毛坯形状、尺寸 确定 的要求 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到 ： 各加工面的几何形状应 尽量简单。 工艺基准 以设计基准相一致。 便于装夹 、加工和检查。 结构要素统一 ，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。 虽然毛坯 的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类 形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 工艺过程设计中应考虑的主要问题 工方法 选择 的原则 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度 要求 相适应 。 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 加工方法要与生产类型相适应。 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。 工阶段的划分 按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶段： 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。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 1211 粗糙度为 0080 。 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 109 表面粗糙度为0 。 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保证零件的形状位置几精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面达到图纸要求 可防止或减少工件精加工表面损伤。 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 76 表面粗糙度为 0 。 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 65 表面粗糙度为 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 序的合理组合 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： 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高， 调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，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工夹具组织流水线生产。 工顺序的安排 零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：见下表 表 工工序安排原则 工序类别 工序 安排原则 机械加工 1） 对于形状复杂、尺寸较大的毛坯 ，先安排划线买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 工序 ，为精基准加工 提供找正 基准 2） 按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面 3） 在重要表面加工 前 应对精基准进行修正 4） 按“先主后次，先粗后精”的顺序 5） 对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在 主要表面加工之后加工 热处理 退火与正火 毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行 时效 为消除残余应力，对于尺寸大结构复杂的铸件，需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排时效处理；对于精度高的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效处理 淬火 淬火后工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行 渗碳 渗碳易产生变形，应安排在精加工前 渗氮 一般安排在工艺过程的 后部、该表面的最终加工之前 辅助工序 中间检验 一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；花费工时较多和重要工序的前后 特种检验 荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。荧光如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前 表面处理 电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行 床后托架的机械加工工艺过程分析 床后托架 零件图分析 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 由图 1 该零件为铸件，材料为灰铸铁 )150( 重量 为 要求加工 、 、 的精度等级为 7粗糙度 ，且要求与底平面的平行度公差为 要求精加工底平面粗糙度 ，平面度公差为 要求加工 、 粗糙度 为 50 是锥孔 ，要求精铰加工，粗糙度 。 对于 孔口进行 锪 平加工 。 加工螺纹孔 6M 。 床后托架的加工工艺的路线 拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究 ，多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。 采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗 糙度以及需留 的加工余 量 表 参考参数 ) 加工表面 加工方法 表面粗糙度面光洁度 公差等级 公差等级 加工余量 说 明 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 外 圆 粗 车 半精车 精 车 细 车 粗 磨 精 磨 研 磨 3 45 67 78 67 89 1014 110 108 87 76 7 6 45 15 尺寸在直径 180 以下 ,长度在500以下 ,铸件的直径余量 内 孔 钻 孔 扩 孔 粗 镗 半精镗 精 镗 细 镗 粗 铰 精 铰 粗 磨 精 磨 研 磨 25 3 45 24 56 67 910 56 67 67 910 1014 0 8 98 8 7 6 87 76 7 6 54 孔径在180以下 ,铸件直径的余量 .L/d2 L/ d =2 1 0时 ,加工误差增加1 . 2 2 倍 平 面 粗刨 ,粗铣 精刨 ,精铣 细刨 ,细铣 粗 磨 半精磨 精 磨 研 磨 3 46 78 67 79 79 1014 19 109 86 86 75 75 52 平面最大尺寸 500以下的铸件的平面余量 主要工序的加工工艺路线 根据 孔 的技术要求 ，由 资料 7公差与配合技术手册得 ： 25 0 根据公式 25 查 资料 6互换性与技术测量 表 1 ： 精度等级 为 7 同理可得： 孔 精度等级为 7 孔 精度等级为 8 由上述的技术要求（粗糙度和精度等级） ， 选择合理、经济的加工方式， 查表 ： 钻 粗 铰 精铰 根据孔 、 粗糙度为 50 查 资料 7公差与配合买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 技术手册 得： 一定的线性关系 ： 即： a 查公差与配合技术手册 表 33 ，取 由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表 线为： 钻孔 扩孔 孔 锥孔粗糙度为 由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表 粗铰 精铰 底平面 由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表 粗铣 精铣 细铣 确定 加工工艺路线 方案 在保证零件尺 寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个 加工工艺路线 方案。 见下表： 表 工 工艺 路线 方案 工序号 方案 方案 工序内容 定位基准 工序内容 定位基准 010 粗刨底平面 A 侧面和 外圆 粗 、精 铣底平面 A 侧面和 外圆 020 精铣底平 A 粗 侧 面和 外圆 钻 、扩 孔：40 、 底面和侧面 030 细精铣底平 A 侧 面和 外圆 粗铰 孔：40 、 底面和侧面 040 钻 、扩 孔：40 、 底面和侧面 粗铣油槽 底面和侧面 050 粗铰 孔：40 、 底面和侧面 精铰 孔：40 、 底面和侧面 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 060 精铰 孔：40 、 侧面和两孔 锪钻孔：42 底面和侧面 070 粗铣油槽 底面和侧面 钻：10 、 13 底面和侧面 080 锪钻孔：42 底面和侧面 扩孔13 底面和侧面 090 钻：10 、 13 底面和侧面 精铰锥孔： 10 底面和侧面 110 扩孔13 底面和侧面 锪钻孔：10 、13 底面和侧面 120 精铰锥孔： 10 底面和侧面 去毛刺 130 锪钻孔：10 、13 底面和侧面 钻：6M 、 6 140 钻：6M 、 6 攻螺纹 6M 150 攻螺纹 6M 细 精铣底平面A 侧面和 孔 160 倒角去毛刺 倒角去毛刺 170 检验 检验 加工工艺路线 方案的论证 中的 010 和 150工序在 铣 床上加工底平面，主要考虑到被加工表面的不连续，并且加工表面积不是很大，工件受太大的切削力易变形，不能保证平面的平面度公差。方案比方案铣平面生产效率底，采用铣较经济合理。 012 工序中按排倒角去毛 刺，这不仅避免划伤 工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。 010 工序中 先 安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。 细精铣底平面 以免划伤而影响美观及装配质量。 合粗精加工分开原则。 由以上分析：方案为合理、经济的 加工工艺路线 方案。 具体的工艺过程如下表： 表 工工艺路线 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 工序号 工 种 工作内容 说 明 010 铸 砂型铸造 铸件毛坯尺寸： 长： 宽： 高： 020 清砂 除去浇冒口，锋边及型砂 030 热处理 退 火 石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工 040 检验 检验毛坯 050 铣 粗铣 、 精铣 底平面 A 工件用专用夹具 11 立式铣床 )52( 060 钻 钻 、扩钻 ： 、 工件用专用夹具 21 摇臂 钻床 )3025(Z 070 铣 粗铣油槽 080 铰 粗、精铰 孔 ： 、 工件用专用夹具 21摇臂 钻床 )3025(Z 090 钻 将孔132 、 102 、 202 钻到直径 0 工件用专用夹具 31摇臂 钻床 )3025(Z 110 扩孔钻 将132 扩孔到要求尺寸 120 锪孔钻 锪孔、 到要求尺寸 130 铰 精铰锥孔102 140 钳 去毛刺 150 钻 钻孔6M 、 6 160 攻丝 攻螺纹 6M 170 铣 细精铣底平面 A 工件用专用夹具 21立式铣床 )52( 180 钳 倒角去毛刺 190 检验 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 210 入库 清洗，涂防锈油 床后托架的工序设计 工序设计 包括工序基准的选择、工序尺寸的确定、加工余量的确定、机床的选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确定。 序基准的选择 工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准。所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求，工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量，测量时所用的基准称为测量基准。通常工序基准和测量基准重合。 工序基准的选择应注意以下几点： 选设计基准为 工序基准 时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。 当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切，应使工序基准与设计基准重合。 对一次安装下 所加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致。 序尺寸的确定 孔 、 、 中心轴线间的 尺寸 链 的计算 尺寸链图 （如图 图 N 的 基本尺寸 由公式： N =11： 26 N 环公差 1 1 m m a xm a x n mi i 式（ 1 1 m a x1 m in n mi i 式 （ 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 a 中间偏差 0110 式（ N 环极限偏差 000 式（ 000 N 环极限尺寸 孔 、 、 的工序尺寸和公差 孔 ,粗糙度要求为 加工路线为 : 钻 粗铰 精铰 查表 钻 : 扩钻 : 粗铰 : 精铰 : 各工序的工序尺寸 : 精铰 后 :由零件图可知 ； 粗 铰后 : ； 扩钻 后 : ； 钻后 ： ； 各工序的公差按加工方法的经济精度确定，标注为： 精镗后 :由零件图可知 ； 粗铰后 :按 10查 资料 6互换性与技术测量表 81 ； 可得 扩钻 后 :按 11查 资料 6互换性与技术测量表 81 ； 可得 钻后 ： 孔 ,粗糙度要求为 同理： 精铰 后 :由零件图可知 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 粗铰后 : 扩钻 后 : 钻后 ： 孔 ,粗糙度要求为 同理： 精铰 后 :由零件图可知 粗铰后 : 扩钻 后 : 钻后 ： 工余量的确定 加工余量、工序尺寸及偏差查 资料 2机械加工工艺手册表 6计算列表如下： 表 工余量、工序尺寸及偏差确定 序号 加工表面 加工内容 加工余量 表面粗糟度尺寸及偏差 备注 1 底平面 A 粗铣 精铣 细精铣 2 钻 深深深 扩钻 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 粗铰 精铰 3 13 锪孔 ；13 202 ； 42 42 4 132 钻孔 12 扩孔 3 13 5 102 钻孔 深 粗铰锥孔 精铰锥孔 10 6 6M 钻螺纹孔 攻丝 7 6 钻 6 定 各工序的加工设备和工艺装备 机床的选用 查 资料 1机械加工工艺手册可得： 立式铣床 )52( 主要用于铣 加工。 摇臂 钻床 )3025(Z ，可用于钻、 扩、 铰及攻丝。 刀具的选 用 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 查 资料 1机械加工工艺手册可得： 高速钢端面铣刀，铣刀材料： 刀具的角度取 ： 15100 1280 85n 2515 3 8Z 钻头： 直柄麻花钻 10 ) 直柄短麻花钻 ) 直柄长麻花钻 6 ) 铸铁群钻 34 24 20 直柄 扩孔钻