CA6140车床后托架设计说明书.docx

目 录一工艺设计1,1设计说明1.1.1课程设计 21.1.2零件的作用 21.1.3零件的工艺分析 21.2工艺规程的设计1.2.1确定毛坯的制造形式 21.2.2基准的选择 21.2.3制定工艺路线 31.2.4工艺方案的比较分析 41.2.5加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 61.3确定切削用量及基本公式的计算1.3.1工序：粗铣底面 61.3.2工序：钻孔到28mm；23mm；锪平44mm端面，深2mm；扩孔到39.6mm；29.8mm；25.2mm； 71.3.3：粗铰孔到39.93mm；30.13mm；25.44mm；精铰到40mm；30.2mm；25.5mm； 111.3.4工序：钻顶面四孔 161.3.5工序：精铣底面 211.3.6工序：钻油槽6，钻螺纹孔m6 221.3.7工序：攻丝m6 22 二夹具设计2.1.1 研究原始质料232.1.2 定位基准的选择232.1.3 切削力及夹紧力的计算232.2. 1误差分析与计算242.2.2 夹具设计及操作的简要说明25结 论26参考文献271.1课程设计机械制造工艺与机床夹具课程设计是在学完了机械制造工艺与机床夹具和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占有重要的地位。就我个人而言，希望通过这次课程设计，对今后将从事的工作，进行一次适 应性训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为回厂后的工作打下 一个良好的基础。由于能力所限，设计中尚有许多不足之处，希望各位教师给予批评指教。 1、 零件的分析：1.1.2零件的作用：零件的作用： 后托架在车床床身的尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向开 关，起加强固定作用；在 40mm 与 30.2mm 之间的孔为毛线孔，用于导通油 路；旁路的螺纹孔是连接油盖的；正面的四个孔将后托架固定于车床尾部。1.1.3零件的工艺分析： 由零件图可得：ca6140车床后托架是铸造件，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。粗糙度为，且以底平面为基准，要求平行度公差为，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；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。1.2工艺规程的设计：1.2.1确定毛坯的制造形式： 确定毛坯的制造形式： 后托架是车床的后托起部分，该零件材料为 ht200，考虑到机 床运行中要经常使主轴正转与反转，此时，转向开关、丝杠、光杠也进行正转与反转的连续或瞬时运动。因此，扭矩最大 ，强度不高使用铸件，由于 零件的年产量为5000件，已达到中批量生产水平，并且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用砂型铸造，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是比较合理的。 1.2.2基准的选择 基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基准选择得正确与合理， 可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题 百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使生产无法正常运行。 1、粗基准的选择：对于一般的孔类零件，以孔作为粗基准完全合理，但对本零件来说，孔 40 mm为铸造孔，不易作为精基准，故我们可以考虑平行度的要求，以v型块作为粗基准， 以此基准把底面 12060mm 先加工出来， 2、精基准的选择：主要应考虑到基准重合问题。当设计基准与工序基 准不重合时， 应尽量进行尺寸计算。 这在后面还要专门计算， 此处不在重复。 1.2.3 制订工艺路线： 制订工艺路线： 制订工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度 等技术要求能得到合理的保证。在用生产纲领确定为中批量生产的条件下, 可以考虑用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，但 同时也要保证质量。除此之外，还要考虑到经济效果，在实际生产中还要考 虑加工的设备，以尽量使成本降到最低。工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010粗刨底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆020精铣底平粗侧面和外圆钻、扩孔：、底面和侧面030细精铣底平 侧面和外圆粗铰孔：、底面和侧面040钻、扩孔：、 底面和侧面粗铣油槽底面和侧面050粗铰孔：、 底面和侧面精铰孔：、底面和侧面060精铰孔：、 侧面和两孔锪钻孔：底面和侧面070粗铣油槽底面和侧面钻：、底面和侧面080锪钻孔：底面和侧面扩孔底面和侧面090钻：、底面和侧面精铰锥孔：底面和侧面110扩孔底面和侧面锪钻孔：、底面和侧面120精铰锥孔：底面和侧面去毛刺130锪钻孔：、底面和侧面钻：、底面和孔140钻：、底面和孔攻螺纹底面和孔150攻螺纹底面和孔细精铣底平面侧面和孔160倒角去毛刺倒角去毛刺170检验检验1.2.4工艺方案的比较分析：a.方案中的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。b.方案在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。c.方案在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。d.方案把细精铣底平面a安排在后工序中，是以免划伤而影响美观及装配质量。e.方案符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：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： ,孔37mm020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铣粗铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床060钻钻、扩钻： 工件用专用夹具装夹；摇臂钻床070铣粗铣油槽摇臂钻床080铰粗、精铰孔： 工件用专用夹具装夹；摇臂钻床090钻将孔、钻到直径工件用专用夹具装夹；摇臂钻床100扩孔钻将扩孔到要求尺寸110锪孔钻锪孔、到要求尺寸120铰精铰锥孔摇臂钻床130钳去毛刺140钻钻孔、150攻丝攻螺纹160铣细精铣底平面0.16 工件用专用夹具装夹；立式铣床170钳倒角去毛刺180检验210入库清洗，涂防锈油 1.2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 机械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸的确定:车床后托架零件材料为 ht200，硬度为 200hbs，毛坯余量为 3.05kg,生产类 型为中批生产,采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、 工序尺寸和毛坯尺寸如下： 1、底面（12060mm） 考虑其表面粗糙度比较高，故需粗、精铣底面，其加工余量 z=4mm。 2、其余各铸造孔加工余量如下： 零件尺寸40mm单边 1.5mm 毛坯 37mm 3、 其余各孔由于直径较小， 故只能为实心孔,其毛坯不能铸造出孔,参照 机 械加工工艺手册后确定：25.5mm 孔钻孔到 23mm；扩孔到 25.2mm；粗铰25.44；精铰到 25.5mm； 30.2mm 孔钻孔到 28mm；扩孔到 29.8mm 粗铰到 30.13mm；精铰到 30.2mm1.3确定切削用量及基本工时计算1.3.1工序：粗铣底面：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工要求：用高速钢圆柱形铣刀铣削，加工余量h=3mm。机床：x52k型立式铣床1、选择刀具1） 由切削用量简明手册表3.1取铣刀直径为d=80mm l=63 由于采用标准细齿圆柱铣刀，由切削用量简明手册表3.12取齿数为n=12.2）由切削用量简明手册表3.2铣刀几何形状：前角0=10，0=8。2、选择切削用量1）决定粗加工的铣削深度a，由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则a=h=3mm2)决定每齿进给量f，由机械制造工艺设计简明手册表4.2-38，x62机床功率为p=7.5kw，中等系统刚度。由切削用量简明手册表3.3，f=0.10-0.15(mm/z)，现取f=0.15(mm/z)3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，圆柱形铣刀d=80mm，由切削用量简明手册表3.8，刀具寿命t=180min.4)决定切削速度，由切削用量简明手册表3.12查得主轴转速n=70 r/min,各修正系数为0.8、1.则n=700.81=56 r/min由机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，n=60 r/min.则实际切削速度和每齿进给量为v=dn1000=3.1480601000=15.07m/min5)计算基本工时tj=(l+l1+l2/fmz)i由机械制造工艺设计简明手册表6.2-7，l=120，l1=6.16，l2=3，fmz=fznz=240,则tj=(120+6.16+3)/240=0.538min1.3.2工序：钻孔到28mm；23mm；锪平44mm端面，深2mm；扩孔到39.6mm；29.8mm；25.2mm；工步1：钻孔到28mm1、加工条件工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：钻孔28mm；切削深度=14mm机床：z35型摇臂钻床；刀具：锥柄麻花钻，钻头直径28mm；2、确定切削进给量：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取进给量f=0.4（mm/r）；3、确定切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，工步2：钻孔到23mm1、加工条件工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：钻孔23mm；切削深度=11.5mm机床：z35型摇臂钻床；刀具：锥柄麻花钻，钻头直径23mm；2、确定切削进给量：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取进给量f=0.4（mm/r）；3、确定切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，工步3：锪平44mm端面1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：锪平44mm端面；机床：z35型钻床；刀具：高速钢90度锪钻，锪钻直径44mm；2、确定切削进给量：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取进给量f=0.2（mm/r）；3、确定切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，工步4：扩孔到39.6mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：扩孔39.6mm；切削深度=1.3mm机床：z35型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径39.6mm；2、确定切削进给量：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取进给量f=0.5（mm/r）；3、确定切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，工步5：扩孔到29.8mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：扩孔29.8mm；切削深度=0.9mm机床：z35型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径29.8mm；2、确定切削进给量：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取进给量f=0.5（mm/r）；3、确定切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，工步6：扩孔到25.2mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：扩孔25.2mm；切削深度=1.1mm机床：z35型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径25.2mm；2、确定切削进给量：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取进给量f=0.5（mm/r）；3、确定切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册中表5-6，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，1.3.3：粗铰孔到39.93mm；30.13mm；25.44mm；精铰到40mm；30.2mm；25.5mm；工步1：粗铰到39.93mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：粗铰到39.93mm切削深度=0.165机床：z35型钻床；刀具：硬质合金铰刀2、确定切削进给量：根据切削用量简明手册中表2.25，取进给量f=0.7（mm/r）；3、确定切削速度：根据切削用量简明手册中表2.25，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，（机械制造工艺设计简明手册表6.2-6）工步2：精铰到40mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：精铰到40mm切削深度=0.035机床：z35型钻床；刀具：硬质合金铰刀2、确定切削进给量：根据切削用量简明手册中表2.25，取进给量f=0.3（mm/r）；3、确定切削速度：根据切削用量简明手册中表2.25，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，（机械制造工艺设计简明手册表6.2-6）工步3：粗铰到30.13mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：粗铰到39.93mm切削深度=0.165机床：z35型钻床；刀具：硬质合金铰刀30.132、确定切削进给量：根据切削用量简明手册中表2.25，取进给量f=0.7（mm/r）；3、确定切削速度：根据切削用量简明手册中表2.25，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，（机械制造工艺设计简明手册表6.2-6）工步4：精铰到30.2mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：粗铰到39.93mm切削深度=0.035机床：z35型钻床；刀具：硬质合金铰刀30.22、确定切削进给量：根据切削用量简明手册中表2.25，取进给量f=0.3（mm/r）；3、确定切削速度：根据切削用量简明手册中表2.25，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，（机械制造工艺设计简明手册表6.2-6）工步5：粗铰到25.44mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：粗铰到25.44mm切削深度=0.12机床：z35型钻床；刀具：硬质合金铰刀2、确定切削进给量：根据切削用量简明手册中表2.25，取进给量f=0.5（mm/r）；3、确定切削速度：根据切削用量简明手册中表2.25，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，（机械制造工艺设计简明手册表6.2-6）工步6：精铰到25.5mm1、加工条件：工件材料：ht200，=200hbs，铸造；加工需求：粗铰到25.5mm切削深度=0.03机床：z35型钻床；刀具：硬质合金铰刀25.52、确定切削进给量：根据切削用量简明手册中表2.25，取进给量f=0.3（mm/r）；3、确定切削速度：根据切削用量简明手册中表2.25，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、校正实际切削速度6、计算基本时间：，（机械制造工艺设计简明手册表6.2-6）1.3.4工序：钻顶面四孔钻顶面四孔（其中包括钻孔，和扩孔，铰孔，以及锪孔，）机床：刀具：直柄麻花钻 锥柄扩孔钻 硬质合金锥柄麻花钻头。 带导柱直柄平底锪钻 直柄莫氏圆锥铰刀钻孔，以及的锥孔钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，另外的两个锥孔也先钻到。切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照 7 参考机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.8）刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 式（1.9）扩孔钻孔时先采取的是钻到再扩到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（1.9）有：（3）扩孔mm到要求尺寸切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（1.9）有：（4）扩孔到切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间，由式（1.9）有：（4）锪孔切削深度：，根据切削用量简明使用手册表查得：进给量,切削速度；取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 被切削层长度：走刀次数为1机动时间，由式有： （5）锪孔切削深度：，根据切削用量简明实用手册表查得：进给量,切削速度；取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 被切削层长度： 走刀次数为1机动时间，由式有：（6）铰孔切削深度：，进给量：根据切削用量简明实用手册表2.4-58，取切削速度：参照切削用量简明实用手册表2.4-60，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度： 走刀次数为1机动时间，由式（1.9）有：1.3.5工序：精铣底面：工件材料：ht200，=200hbs，铸造； 加工要求：用高速钢圆柱形铣刀铣削，加工余量h=1mm。 机床：x52k立式铣床1、选择刀具1） 由切削用量简明手册表3.1取铣刀直径为d=80mm l=63 由于采用标准细齿圆柱铣刀，由切削用量简明手册表3.12取齿数为n=12.2）由切削用量简明手册表3.2铣刀几何形状：前角0=10，0=8。2、选择切削用量1）决定粗加工的铣削深度a，由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则a=h=1mm2)决定每齿进给量f，由切削用量简明手册表3.3，每转进给量f=0.6-1.3mm/r,取f=0.72mm/r,则每齿进给量f=0.06mm/z. 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.3mm，圆柱形铣刀d=80mm，由切削用量简明手册表3.8，刀具寿命t=180min.4)决定切削速度，由切削用量简明手册表3.12查得主轴转速n=83r/min,各修正系数为0.8、1.则n=830.81=66.4 r/min由机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，n=75 r/min.则实际切削速度和每齿进给量为v=dn1000=3.1480751000=18.84m/min5)计算基本工时tj=(l+l1+l2/fmz)i由机械制造工艺设计简明手册表6.2-7，l=120，l1=6.16，l2=3，fmz=fznz=168,则tj=(120+6.16+3)/168=2.17min1.3.6钻、钻螺纹孔由资料1机械加工工艺手册表得：进给量,切削速度，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得， 被切削层长度：由式1.10得：刀具切出长度： 取 根据式1.11可得： 加工螺纹孔的切削用量及工时定额钻螺纹孔由资料1机械加工工艺手册表得：进给量,切削速度，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得，被切削层长度：由式1.10得：刀具切出长度： 取根据式1.11可得：1.3.7攻丝根据查表：螺距，；由式1.5得，取由式1.6得，根据式1.11可得：由以上计算可得总的基本时间 二、夹具设计：2.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻、铰加工顶面的四孔，其中包括钻顶面四孔（其中包括钻孔和扩孔，铰孔，以及锪孔，）。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。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。2.1.2 定位基准的选择由零件图可知：顶面四孔的轴线与左侧面和后侧面的尺寸要求要求，在对孔进行加工前，底平面进行了铣加工，后侧面也是一直都不加工的侧面，因此，选后侧面和做侧面面为定位精基准（设计基准）来满足ca6140机床后托架顶面四孔加工的尺寸要求。由零件图可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择左侧面和后侧面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和两个侧面的尺寸要求。工件定位用底面和两个侧面来限制6个自由度。2.