CA6140车床后托架及钻夹具设计 说明书

1、一、零件的分析（一）零件的作用：对于CA6140车床后托架零件。后托架在CA6140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（二）零件的工艺分析： 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。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，对于某一具体零件，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，而是根据零件的具体要求， 经过一定合理的工艺过程才能将其加工出来。对于某个具体零件，可采用几

2、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。CA6140车床后托架有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。1.以底面为基准面进行精加工，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。2.以侧面的三孔为中心的加工表面，分别为，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是，。3.以顶面四个孔为中心的加工表面，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，孔的表面粗糙度要

3、求是，是装配铰孔，其表面粗糙度的要求是。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式选零件材料为HT150，由资料5机械加工工艺手册表4-71，可得力学性能： 灰铸铁（HT150）的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HT1502.5-1010-2020-3030-50175145130120H175150-200铁素体+珠光体该零件采用铸造的形式，由于零件年产量大，已达大批量生产水平，故采用铸造精度较高的金属型铸造，生产率很高，可以免去每次造型。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工

4、工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1.粗基准的选择因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择侧面孔、底面作为粗基准加工底面A，为后面的工序准备好精基准。2.精基准的选择对于精基准而言，主要应该考虑基准重合问题。此零件以底面A为设计基准，选其为精基准可以实现设计基准和工艺基准重合，避免了基准重合误差。（三）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，是应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。在成批生产的条件下可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量是工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。现拟

5、定两套加工工艺路线方案：1.工艺路线方案一:工序 1.粗刨底平面 2.粗、精铣底平面3.钻、扩孔：、4.粗铰孔：、5.精铰孔：、 6.粗铣油槽7.锪钻孔：8.钻：、9.扩孔10.精铰锥孔：11.锪钻孔：、12.钻：、13.攻螺纹14.锪平面15.倒角去毛刺16.检验2.工艺路线方案二：工序 1.粗、精铣底平面 2.粗镗孔：、 3.半精镗孔：、 4.精镗孔：、5.粗铣油槽6.钻：、7.扩孔8.精铰锥孔：9.锪钻孔：、10.去毛刺11.钻：、12.攻螺纹13.锪平面14.倒角去毛刺15.检验 3.工艺方案的比较与分析：（1）方案二在工序10中安排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位

6、及装配得到可靠的保证。（2）方案二在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。（3）方案二中的工序1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。方案二比方一铣平面生产效率高，采用铣较经济合理。（3）方案二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铸金属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

7、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、精铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床060镗粗镗孔：工件用专用夹具装夹；卧式铣镗床T68 070铣粗铣油槽工件用专用夹具装夹；卧式铣镗床T68080镗半精镗孔：工件用专用夹具装夹；卧式铣镗床T68 090镗精镗孔：工件用专用夹具装夹；卧式铣镗床T68100钻将孔、钻到直径工件用专用夹具装夹；摇臂钻床110扩孔钻将扩孔到要求尺寸120锪孔钻锪孔、到要求尺寸130铰精铰锥孔140钳去毛刺150钻钻孔、160攻丝攻螺纹170钳倒角去毛刺180检验190入库清洗，涂防锈油（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定孔、 、中心轴

8、线间的尺寸链的计算1.尺寸链图（如图1.2） 图1.2尺寸链图2.的基本尺寸由公式：=得：3.环公差 4.中间偏差 5.环极限偏差 6.环极限尺寸 正视图上的三视图、的偏差及加工余量计算。参照参考文献5机械加工工艺手册表2.3-59和参考文献4互换性与技术测量表1-8，可以查得：孔：粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是孔粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是孔粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙

9、度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是根据工序要求，侧面三孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗： 孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照5机械加工工艺手 册表2.3-48,其余量值为；孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为。半精镗： 孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为。精镗： 孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为；孔，参

10、照5机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为。铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为：；孔毛坯基本尺寸为：；孔毛坯基本尺寸为：。根据参考文献5机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸是，已达到零件图尺寸要求孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：；半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即：孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零

11、件图尺寸相同，即顶面两组孔和，以及另外一组的锥孔和毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参照参考文献5机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：第一组：和加工该组孔的工艺是：钻扩锪钻孔： 扩孔： （Z为单边余量）锪孔： （Z为单边余量） 第二组：的锥孔和加工该组孔的工艺是：钻锪铰钻孔： 锪孔： （Z为单边余量）铰孔： （五）确定切削用量及基本工时工序1：粗、精铣底面机床：双立轴圆工作台铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数（1）粗铣铣削深度：每齿进给量：根据参考文献5机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献机械加工工艺手册

12、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5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）（2）精铣：铣削深度：每齿进给量：根据参考文献5机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献5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

13、数为1。机动时间，由式（1.5）有：本工序机动时间工序2 粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：（1）粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献5机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献5机械加工工艺手册表2.4-66取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：工作台每分钟进给量： 式（1.7）被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.6）刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：（2）粗镗孔切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献5机械加工工艺手册表2

14、.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献5机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：（3）粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献5机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献5机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，

15、由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：（4）半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取：机床主轴转速，由式（1.1）有，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：（5）精镗孔切削深度：，半精镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.

16、4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：（6）精镗孔切削深度：，半精镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.2）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，

17、由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.7）有：本工序所用的机动时间：工序3 加工孔、的切削用量及工时定额机床：摇臂钻床钻头：直柄麻花钻 直柄短麻花钻 直柄长麻花钻 铸铁群钻 直柄扩孔钻 锥柄扩孔钻 锪钻：带导柱直柄平底锪钻 铰刀：硬质合金锥柄机用铰刀 锥铰刀：公制/莫氏4号锥直柄铰刀，刀具材料：（1）将、钻到直径由资料5机械加工工艺手册表查得：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： （2）扩孔扩孔由资料5机械加工工艺手册表2.4-

18、52，取， ，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： （3）铰锥孔铰锥孔由资料5机械加工工艺手册表得：，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得，取， 式（1.12）根据式1.11可得：（4）锪孔、由资料5机械加工工艺手册表得：进给量,切削速度；则孔：，；取，；则由式1.11得，孔：，；取，；则由式1.11得，（5）钻由资料5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：工序4 加工螺纹孔的切削用量及工时定额钻螺纹孔由资

19、料5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：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 技术时间定额除了基本时间以外，还包括辅助时间、服务时间、休息及自然需要时间、准备终结时间所组成。 辅助时间辅助时间主要包括卸载工件，开停机床，改变切削用量和测量工件等所用的时间。 服务时间 休息及自然需要时间 准备终结时间将上述所列的各项时间组合起来，可得到各种定额时间：工序时间：单件时间: 单件计算时间：其中：N零件批量（件）三 专用夹具设计为

20、了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工CA6140机床后托架零件时，需要设计专用夹具。根据老师的要求，我需要设计加工底孔的夹具。（一） 问题的提出利用本夹具主要用来加工孔，而零件的底面是定位基准和设计基准，所以工序的前两步必须保证精度。（二）夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗铣加工。因此，选底平面为定位精基准（设计基准）。选择左端面为定位基准来设计钻模，从而满足孔的位置公差要求。工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。2.切削力及夹紧力的计算由资料3机床夹具设计手册查表可得：切削力由式2.11得： 式中 查资料3机床夹具设计手册表得： 即：切削扭矩由式2.12得： 即：实际所需夹紧力：由式2.13得： 取，即：螺旋夹紧时产生的夹紧力由式2.6得：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。受力简图如下：由表得：原动力计算由式 2.14得，即： 由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.误差分析与计算该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。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