机械制造工艺学

PAGEPAGE27FORMTEXT机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“CA6140车床后托架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者:刘天明指导老师:苏进展长安大学2015年1月18日目录序言： 2一、零件的分析： 2（一）零件的作用： 2（二）零件的工艺分析： 2二、工艺规程的设计： 3（一）确定毛坯的制造形式： 3（二）基准的选择： 3(三)制订工艺路线： 4（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定: 5（五)确定切削用量及基本工时： 6三、夹具设计： 23（一）问题的提出： 23（二）夹具设计： 23四、总结： 25五、主要参考文献： 26序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，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。一、零件的分析：（一）零件的作用：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ø40mm与ø30.2mm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：CA6140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孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：ø40mm，ø30.2mm及ø25.5mm的孔,两沉头孔为ø20mm，两装配铰孔ø13mm，深孔ø6mm，螺纹M6，两销孔。其中，主要加工表面为ø40mm，ø30.2mm及ø25.5mm的三个孔。2、以底面120×60mm为中心的加工表面：这一组加工表面包括底面120×60mm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)ø40mm孔的轴线与底面的平行度为100：0.07；eq\o\ac(○,2)ø30.2mm孔与ø25.5mm孔的轴线与底面的平行度为100：0.07；eq\o\ac(○,3)ø30.2mm孔与ø25.5mm孔的轴线与ø40mm孔的轴线的平行度为100：0.08；eq\o\ac(○,4)下底面的平面度误差为0.03；eq\o\ac(○,5)毛线孔的中心线与底面的尺寸误差为±0.07；由此可分析知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面，然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、工艺规程的设计：（一）确定毛坯的制造形式：后托架是车床CA6140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）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ø40mm为铸造孔，不易作为精基准，故我们可以考虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准，以此基准把底面120×60mm先加工出来，由于此顶面只限制了X、Y、Z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6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。这在后面还要专门计算，此处不在重复。(三)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。经过小组讨论及老师的相关建议下，最终确定加工路线如下：工序10：粗、精铣底面，保证尺寸120×60mm；工序20：钻两个ø13mm的孔；钻两个销孔ø10mm；锪两个沉头孔ø20mm；工序30：钻孔ø38mm；钻孔ø28mm；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）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:CA6140车床后托架零件材料为HT200，硬度为200HBS，毛坯余量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（120×60mm）考虑其表面粗糙度比较高，故需粗、精铣底面，根据《机械加工工艺手册》查表8-27粗铣加工余量Z=2mm，查表8-28精铣加工余量Z=0.7mm。2、铸造孔查表2-70加工余量如下：零件尺寸单边毛坯ø40mm1.5mmø37mm3、其余各孔毛坯为实心孔,其不冲出孔,参照《机械加工工艺手册》后确定：查表8-15：ø25.5mm孔————钻孔到ø23.5mm；扩孔到ø24.7mm；半精镗到ø24.9；精镗到ø25.5mm；ø30.2mm孔————钻孔到ø28mm；扩孔到ø29.3mm半精镗到ø29.8mm；精镗到ø30.2mm；ø40mm孔—————扩孔到ø38.7mm；半精镗到ø39.6mm；精镗到ø40mm；（五)确定切削用量及基本工时：工序10：粗、精铣底面：1、加工条件工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：粗、精铣底面，保证尺寸120×60mm和台阶高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》表6-7查得铣刀齿数Z=14；2、确定铣削深度：参考有《金属切削手册》确定粗加工的铣削深度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》取粗铣时的每齿进给量f=0.15(mm/z)；精铣时的每转进给量f=0.8（mm/z）；4、确定主轴转速：参考《实用金属切削加工工艺手册》表8-4，取粗铣时的主轴转速为150r/min，精铣时的主轴转速为190r/min；5、计算铣削速度：前面已经确定铣刀直径d=100mm和主轴转速（粗铣刀时为300r/mm）。所以，相应的铣削速度分别为：粗铣时：精铣时：6、校核机床功率（只需校核粗加工即可）：关由手册查得功率；取Z=14，，，a=2.5mm，而由手册查得=1，=1故1，所以：起所耗功率远小于机床功率，故可用。7、计算基本工时：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，而工件的长度为，故铣刀的工作行程为。所以，基本工时为：0.41（m/min）（粗铣时）；1.08（m/min）（精铣时）；工序20：钻四个定位孔2-ø10mm和2-ø13mm；锪两个沉头孔ø20mm，深2mm；工步1：钻两个ø13mm孔1、加工条件工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻锥度孔ø10mm，保证零件图上的精度要求；机床：Z5125A型钻床；刀具：，钻头直径13mm，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=0.3（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、计算基本时间：工步2：钻两个ø10mm孔1、加工条件工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻锥度孔ø10mm，保证零件图上的精度要求；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径10mm；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、计算基本时间：工步3：锪两个沉头孔ø20mm，深12mm1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：锪孔ø20mm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：根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6，取进给量f=0.3（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、计算基本时间：工序30：钻孔到ø28mm；ø23.5mm；锪平ø25.5mm端面，深2mm；工步1：钻孔到ø28mm1、加工条件：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、计算基本时间：工步2：钻孔到ø23.5mm1、加工条件：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、计算基本时间：工步3：锪平ø25.5mm端面1、加工条件：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25.5mm；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、计算基本时间：工序40：扩孔到ø38.7mm；ø29.5mm；ø24.5mm；工步1：扩孔到ø38.7mm1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：扩孔ø39.5mm；机床：Z575型钻床；刀具：高速钢扩孔钻，扩孔钻直径38.7mm；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、计算基本时间：工步2：扩孔到ø29.5mm1、加工条件：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=0.6（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、计算基本时间：工步3：扩孔到ø24.5mm1、加工条件：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、计算基本时间：工序50：钻螺纹孔ø5.2mm；钻深孔ø6mm；工步1：钻螺纹孔ø5.2mm1、加工条件：工件材料：HT200，σ=200HBS，铸造；加工需求：钻孔ø5.2mm；机床：Z5125A型钻床；刀具：高速钢麻花钻，钻头直径5.2mm；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=0.15（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、计算基本时间：工步2：钻深孔ø6mm1、加工条件：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、计算基本时间：工序60：攻螺纹孔M6；1、加工条件：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、计算基本时间：工序70：半精镗到ø39.7mm；ø30mm；ø25.3mm；工步1：半精镗到ø39.7mm；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；刀具：硬质合金镗刀；2、确定切削进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取进给量f=0.37（mm/r）；3、确定切削速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、计算基本时间：工步2：半精镗到ø30mm；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、确定切削进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取进给量f=0.13（mm/r）；3、确定切削速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、计算基本时间：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、确定切削进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取进给量f=0.13（mm/r）；3、确定切削速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、计算基本时间：工序80：精镗到ø40mm；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、确定切削进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取进给量f=0.37（mm/r）；3、确定切削速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、计算基本时间：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、确定切削进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取进给量f=0.13（mm/r）；3、确定切削速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、计算基本时间：工步3：精镗到ø25.5mm；1、加工条件：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、确定切削进给量：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取进给量f=0.13（mm/r）；3、确定切削速度：根据《实用金属切削加工工艺手册》，取切削速度；4、计算转速：，按机床实际转速取；5、计算基本时间：三、夹具设计：经过指导老师的布置和协商，决定设计钻三杠孔（ø40mm，ø30.2mm及ø25.5mm）的专用夹具。（一）问题的提出：利用本夹具主要用来钻、铰加工孔、、。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