CA6140车床后托架(831001型号)的机械加工工艺规程及夹具设计

“CA6140普通床后托（零的机械工工艺程编制及艺备设计目

录

言.................................................................................................2：：................................................................................2........................................................................2：............................................................................：3择()制..............................................................................4定:五)确定：7：......................................................................................：..............................................................................5：..................................................................................25：2：..............................................................................6前

言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。一、零件分析

：一)计生产纲,确定生类型：零件图上为车床上的后托架,生产量2000件该产品属于轻型机械据表1-3生产类型与生产纲领等的关系,可确定其生产类型为中批生产。（二）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。（三）件的工艺分：车床后托架共有两组表面，他们之间有一定的位置要求。现叙述如下：1、以ø40mm为中心的加工表面：这一组加工表面包括：ø40

0

mm，ø30.2mm及ø25.5mm孔,两沉头孔为，两装配铰孔ø13mm，深0

0孔ø6mm，螺M6两销孔。其中，主要加工表面为ø40

mm，ø30.2

mm0

0及ø25.5

0

mm的三个孔。2以底面×60mm为中心的加工表面一组加工表面包括底面×60mm和锪平面。这两组加工表面之间有一定的位置要求，主要是：eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,)ø40

0

mm孔的轴线与底面的平行度为：0.07；eq\o\ac(○,2)ø30.2

0

mm孔的轴线与底面的平行度为：0.07；eq\o\ac(○,3)ø30.2mm孔的轴线与底面的平行度为：0.07；0下底面的平面度误差为；毛线孔的中心线与底面的尺寸误差为±；由此可分析知,于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面后借助与专用夹具加工另一组表面，并且保证他们之间的位置精度要求。二、工艺程的设计

：（一）定毛坯的制形式：后托架是车床的后托起部分，该零件材料为，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2000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。（二）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

0

mm为铸造孔不易作为精基准故我们可以考0虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准此基准把底面×60mm先加工出来，由于此顶面只限制XYZ的转动和Z的移动4个自由度，故可以考虑选左端面为第二基准面，此二面可以限制个自由度，达到完全定位。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在后面还要专门计算此处不在重复。三)制订工路线制订工艺路线的出发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。1、工艺方一：工序10粗、精铣底面，保证尺寸×60mm；工序钻两个ø的孔；钻两个销孔ø10mm；锪两个沉头孔ø工序30：钻孔ø38mm；钻孔；钻孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面；工序40：扩孔；扩孔ø29.5mm；扩孔ø29.5mm；工序50半精镗；ø30mm；ø25mm；工序60：精镗孔；ø30.2mm；ø25.5mm；工序70：钻螺纹孔；钻深孔ø6mm；工序80：攻螺纹孔；工序90：加工油槽，去毛刺；工序100：按图纸要求检验；2、工艺方案二：工序10：钻孔ø38mm；钻孔；钻孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面；工序20扩孔；扩孔ø29.5mm；扩孔ø29.5mm；工序30粗、精铣底面，保证尺寸×60mm；工序40个ø13mm孔两个销ø个沉头ø工序50：半精镗；ø30mm；ø25mm；工序60：精镗孔；ø30.2mm；ø25.5mm；工序70：钻螺纹孔；钻深孔ø6mm；工序80：攻螺纹孔；工序90：加工油槽，去毛刺；工序100：按图纸要求检验；3、工艺方的比较分析：以上两个工艺方案的特点在于方案一是先加工以底面为中心的表面再以此为基准加工个孔及其他相关的孔方案二却恰恰相反，先加工3个孔，再以孔定加工底面。根据后托架的作用和两个方案的比较分析，由于ø30.2mm,ø25.5mm这三个孔的轴线平行度要求较高。因此，选用底面为基准时，加工孔的精度一定的越高越好。因此，方案二的工序不太合适，我们采用方案一的大致顺序。经过分析，方案一的加工顺序是先粗加工、精加工一组表面，再粗加工、精加工另外一组平面。这看上去大致是合理的，但仔细推敲后，发现仍然有不太符合工艺原则，现将改进的工艺过程具体分析如下：工序10粗、精铣底面，保证尺寸×工序20钻两个ø13mm的孔；钻两个销孔ø10mm锪两个沉头孔ø工序30钻孔ø38mm；钻孔；钻孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面；工序40：扩孔ø39.5mm；扩孔ø29.5mm；扩孔ø29.5mm；工序50钻螺纹孔ø5.1mm；钻深孔ø6mm；工序60：攻螺纹孔M6；工序70：半精镗ø40mm；ø30mm；ø25mm；工序80：加工油槽；工序90：精镗孔ø40mm；ø30.2mm；ø25.5mm；工序100：去毛刺；工序110：按图纸要求检验；（四）械加工余量工序尺及毛坯尺寸确定:CA6140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。2、其余各造孔加工余量如下：零件尺寸

单边

毛坯ø40

mm1.5mmø37mm03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《机械加工工艺手册》后确定：ø25.5mm孔————钻孔到；扩孔到ø24.7mm；半精镗到ø24.9；精镗到ø25.5mm；ø30.2mm孔————钻孔到；扩孔到ø29.3mm半精镗到ø29.8mm；精镗到ø30.2mm；ø40mm孔—————扩孔到；半精镗到ø39.6mm；精镗到ø40mm；（五定切削量及基工时：工序10：粗、精铣底面：1、加工条件工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；b加工需求：粗、精铣底面，保证尺寸×60mm台阶高18mm；机床：X6132型铣床；刀具：高速钢圆柱形铣刀，根据《金属切削手册》表6-4取铣刀直径d=100mm，根据《金属切削手册》6-7查得铣刀齿数Z=14；2、确定铣削深度：参《金属切削加工深度a=2.5mm；精加工的铣削深度a=0.5mm；3、确定每齿进给量：

参考《机械加工工艺手册软件版）取粗铣时的每齿进给量f=0.15(mm/z)时的每转进给（mm/z4、确定主轴转速：参考《实用金属切削加工工艺手册》8-4，取粗铣时的主轴转速为150r/min，精铣时的主轴转速为；5、计算铣削速度：前面已经确定铣刀直径d=100mm和主轴转粗铣刀时为300r/mm所以，相应的铣削速度分别为：粗铣时：

47.m/精铣时

100m/）100010006、校核机床功率（只需校核粗加工即可关

由

手

册

查

得

功

率50.140.86mezpmev50.140.86mezpmevFZ0.140.86基本12基本12a；取Z=14，

2.5r/s，，a=2.5mm，f0.15mmz

而K得K，K

FZ

=1

故

K

1

，

所

以：p1000.15起所耗功率远小于机床功率，故可用。7、计算基工时：

0.72

2.52.5参考《机械加工工艺手册软件版）确定切入和切出的行程长度

lmm工件的长度为

lm（mm，故铣刀的工作行程为为：

lmm。所以，基本工时T

l1300.41m/min铣nf150时T

l130（m/min铣时nf工序20个定位øø沉头孔深2mm工步1：钻两个ø13mm1、加工条工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻锥度孔ø，保证零件图上的精度求；机床：Z5125A型钻床；T1T1刀具钻头直径13mm，2、确定切削进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.3（3、确定切削速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/min；4、计算转速：

9/i床实际转D3.14速（r/；5、计算基本时间：基本

l20）nf750工步2：钻两个ø10mm1、加工条工件材料：，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻锥度孔ø，保证零件图上的精度求；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径10mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.2（基本基本3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/min；4、计算转：

/mi床实际转速D（r5、计算基时间：

l1000

mi工步3：锪两个沉头孔ø20mm，深12mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：锪孔ø机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径20mm；2、确定切削进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.3（3、确定切削速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/min；4、计算转速：基本基本

4r/mi实际转速D20（r/；5、计算基本时间：

l1211.55000.3

i工序30钻孔到；ø23.5mm；锪平ø25.5mm端面，深；工步1：钻孔到ø28mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻孔ø28mm；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径28mm；2、确定切削进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.4（3、确定切削速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速v28m/min；4、计算转速：

28/mi床实际转D28速（r/min5、计算基本时间：基本基本

l3200.4

i工步2：钻孔到ø23.5mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻孔ø23.5mm；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径23.5mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.4（3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速v28m/min4、计算转：

（r/mi机床实D3.14际转速（r/；5、计算基时间：基本

l3800.4

i工步3：平ø25.5mm端面1、加工条：22工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：锪平ø25.5mm端面；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢90度锪钻，锪钻直径25.5mm2、确定切进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》中表，取进给量f=0.4（3、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》中表，取切削速v28m/min4、计算转：

284/mi床实D3.1425.5际转速（r/；5、计算基时间：基本

l123500.4

i工序40：扩孔到；ø29.5mm；ø24.5mm；工步1：扩孔到ø38.7mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：扩孔ø39.5mm；机床：Z575型钻床；22刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径38.7mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.5（3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速v26m/；4、计算转：

26（r/mi床实D3.14际转速（r/min5、计算基时间：基本

l602.50.5

i工步2：扩孔到ø29.5mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：扩孔ø29.5mm；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径29.5mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.6（基本2基本23、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/min；4、计算转：

（r/mi机床实D3.14际转速（r/；5、计算基时间：

l602.5350

mi工步3：扩孔到ø24.5mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：扩孔ø24.5mm；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径24.5mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.4（3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速v28/min；4、计算转：基本基本

（rmi床实D3.14际转速（r/；5、计算基时间：

l60360

i工序50：钻螺纹孔；钻深孔ø6mm；工步1：钻螺纹孔ø5.2mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻孔ø5.1mm；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径5.2mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.15（3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/min；4、计算转：

30/i机床实际D转速（/5、计算基时间：基本22基本22

l

251600

i工步2：钻深孔ø6mm1、加工条：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻孔ø6mm；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径6mm；2、确定切进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.2（3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/；4、计算转：

100038（ri床实D3.14际转速（/5、计算基时间：基本

l9518000.2

i工序60：攻螺纹孔；1、加工条：22工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：攻螺纹孔M6；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径6mm；2、确定切削进给量：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取进给量f=0.2（3、确定切速度：根《实用金属切削加工工艺手册中表5-6取切削速vm/；4、计算转：

100038（ri按机床D3.14实际转速（/5、计算基时间：基本

l18000.2

mi工序70：半精镗到；ø30mm；ø25.3mm；工步1：半精镗到；1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：半精镗到ø39.7mm；机床：T68镗床；22刀具：硬质合金镗刀；2、确定切进给量：根实用金属切削加工工艺手册量（3、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度v48m/min；4、计算转：

48（/i机床实际D转速（rmin；5、计算基时间：基本

l60400

i工步2：半精镗到；1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：半精镗到ø30mm；机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；2、确定切进给量：根实用金属切削加工工艺手册量（基本2基本23、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》取切削速度v48m/min；4、计算转：

480/i床实际D3.14转速（r/5、计算基时间：

l60

i工步3：半精镗到ø25.3mm；1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：半精镗到ø25.3mm；机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；2、确定切进给量：根实用金属切削加工工艺手册量（3、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度v/min4、计算转：基本2基本2

2/i机床实D3.1425.3际转速（r/；5、计算基时间：

l630

i工序80：精镗到；ø30.2mm；ø25.5mm；工步1：精镗到ø40mm；1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：精镗到ø40mm；机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；2、确定切进给量：根实用金属切削加工工艺手册量（3、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度v48m/min；4、计算转：

488rmi床实际D3.14转速（rmin；5、计算基时间：基本22基本22

l60400

i工步2：精镗到ø30.2mm；1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：精镗到ø30.2mm；机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；2、确定切进给量：根实用金属切削加工工艺手册量（3、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度v48m/min；4、计算转：

（r/mi机床实D3.14际转速（r/；5、计算基时间：基本

l60

i工步3：精镗到ø25.3mm；1、加工条件：22工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：精镗到ø25.5mm；机床：T68镗床；刀具：硬质合金镗刀；2、确定切进给量：根实用金属切削加工工艺手册量f=0.13（3、确定切速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度v/min4、计算转：

62/i机床实D3.1425.5际转速（r/；5、计算基时间：基本

l630

i三、夹具计

：为了提高劳动生产率保证加工质量降低劳动强度需要设计专用夹具。经过指导老师的布置和协商设计精镗三杠mmmm及ø25.5

0

00mm）的专用夹具。此夹具将用于T68卧式镗床。刀具采用硬质合金镗刀，对工件的三杠孔分别进行镗削加工。（一）题的提出：本夹具主要用来精镗三杠孔（mm，ø30.2mm及ø25.50

0

0这三个孔的轴线与底面的平行度各个孔的轴线的平行度都有一定的技术要求因在本次加工前所有要求表面均已加工完毕。因此，精度已经不是主要问题。所以，在本次加工中主要应考虑如何提高劳动生产率、降低劳动强度、改善劳动条件上。（二）具设计：1、定位基准的选择：由夹具零件图知，三个孔的轴线与底面的距离有要求，底面已经精加工。因此，以底面为定位精基准。又因2、定位误差分析：（1）定位元件尺寸及公差的确定：夹具的2个定位元件为支撑板和定位心轴，查夹具设计手册知，镗床夹具的误差是工件表面的误差的1/2左右。考虑到实际情况，我们取1/3，故支撑板的平行度要求为，定位心轴的轴线与底面的公差为±。因此，后拖架底面的最大倾斜距离为0.04mm而最小为-0.04mm。故由此可一起最大转角为tana

0.080.00067，以l120即大间隙满足零件的精度要求。（2）计算ø40mm，ø30.2mmø25.5mm三孔间的平行度误差：零件ø40mm孔与回转镗模的内径的最大间隙为：0.025（mm）回转镗模的孔长为则由上述间隙引起的最大倾角为：即为镗孔的最大平行度误差。

，

因为三孔的平行度公差为：0.07和100：0.08，显然夹具的=0.5：100〈0.7：100〈0