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“CA6140普通车床后托架
(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备设计机械制造工艺及机床夹具课程设计任务书设计题目设计“CA6140普通车床后托架
(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备(2000件/年)生产纲领2000件/年内容
一、零件的分析4HYPERLINK\l_Toc
2661766551.零件的作用4HYPERLINK\l_Toc
2661766562.零件的工艺分析4HYPERLINK\l_Toc266176657
二、工艺规程的设计5HYPERLINK\l_Toc
2661766581.确定毛坯的制造形式5HYPERLINK\l_Toc
2661766592.基准的选择5HYPERLINK\l_Toc
2661766603.制订工艺路线6HYPERLINK\l_Toc
2661766614.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:8HYPERLINK\l_Toc
2661766625.确定切削用量及基本工时9HYPERLINK\l_Toc266176663
三、夹具设计26HYPERLINK\l_Toc
2661766641.问题的提出26HYPERLINK\l_Toc
2661766652.夹具设计27HYPERLINK\l_Toc266176666
四、总结28HYPERLINK\l_Toc266176667
五、主要参考文献28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,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
1.计算生产纲领确定生产类型零件图上为CA6140车床上的后托架生产量为2000件该产品属于轻型机械根据表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
2.零件的作用后托架在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ø
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
3.零件的工艺分析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,ø
30.2mm及ø
25.5mm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,ø
30.2mm及ø
25.5mm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ø40mm孔的轴线与底面的平行度为
1000.07;ø
30.2mm孔的轴线与底面的平行度为
1000.07;ø
30.2mm孔的轴线与底面的平行度为
1000.07;下底面的平面度误差为
0.03;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
1.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
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
3.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我们小组讨论,以及最后老师的指点,我们方案如下工序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ø
23.5mm;锪平孔ø
25.5mm端面;工序40扩孔ø
39.5mm;扩孔ø
29.5mm;扩孔ø
29.5mm;工序50钻螺纹孔ø
5.1mm;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;ø
30.2mm;ø
25.5mm;工序100去毛刺;工序110按图纸要求检验;
4.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(120×60mm)考虑其表面粗糙度比较高,故需粗、精铣底面,其加工余量Z=2mm
2、其余各铸造孔加工余量如下零件尺寸单边毛坯ø40mm
1.5mmø37mm
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ø
25.5mm孔————钻孔到ø
23.5mm;扩孔到ø
24.7mm;半精镗到ø
24.9;精镗到ø
25.5mm;ø
30.2mm孔————钻孔到ø28mm;扩孔到ø
29.3mm半精镗到ø
29.8mm;精镗到ø
30.2mm;ø40mm孔—————扩孔到ø
38.7mm;半精镗到ø
39.6mm;精镗到ø40mm;
5.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》(软件版)取粗铣时的每齿进给量f=
0.15mm/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12mm
1、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;ø
23.5mm;锪平ø
25.5mm端面,深2mm;工步1钻孔到ø28mm
1、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ø
23.5mm
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求钻孔ø
23.5mm;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ø
25.5mm端面
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求锪平ø
25.5mm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ø
38.7mm;ø
29.5mm;ø
24.5mm;工步1扩孔到ø
38.7mm
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求扩孔ø
39.5mm;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ø
29.5mm
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求扩孔ø
29.5mm;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ø
24.5mm
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求扩孔ø
24.5mm;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ø
5.2mm;钻深孔ø6mm;工步1钻螺纹孔ø
5.2mm
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求钻孔ø
5.1mm;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ø6mm
1、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ø
39.7mm;ø30mm;ø
25.3mm;工步1半精镗到ø
39.7mm;
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求半精镗到ø
39.7mm;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ø
25.3mm;
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求半精镗到ø
25.3mm;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;ø
30.2mm;ø
25.5mm;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ø
30.2mm;
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求精镗到ø
30.2mm;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ø
25.3mm;
1、加工条件工件材料HT200,σ=200HBS,铸造;加工需求精镗到ø
25.5mm;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,决定设计精镗三杠孔(ø40mm,ø
30.2mm及ø
25.5mm)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
1.问题的提出本夹具主要用来精镗三杠孔(ø40mm,ø
30.2mm及ø
25.5mm)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
2.夹具设计
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
0.02,定位心轴的轴线与底面的公差为±
0.02mm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,所以即大间隙满足零件的精度要求
(2)计算ø40mm,ø
30.2mm及ø
25.5mm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回转镗模的孔长为50mm,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
1000.07和
1000.08,显然夹具的=
0.5100〈
0.7100〈
0.8100故上述平行度误差是允许的
3、夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应考虑提高劳动生产率,为此,应首先着眼于机动夹紧,而不采用手动夹紧但是此零件用机动夹紧过于浪费,从经济上考虑应该用手动夹紧,方便、简单、易于操作由于是精加工,镗削余量十分小,镗削力自然就小因此,更适合采用手动夹紧经过唐老师的耐心指导,以及相关工具书的查阅,本夹具总的感觉还是比较紧凑的
四、总结通过这次课程设计,使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识通过这次课程设计,使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验,学会了查图表、资料、手册等工具书通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习总之,通过这次课程设计使我受益匪浅,为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础在此,衷心感谢唐毅锋老师的帮助和指导
五、主要参考文献
[1]白成轩.机床夹具设计新原理.北京机械工业出版社,1997年;
[2]徐鸿本.机床夹具设计手册.沈阳辽宁科学出版社,2004年;
[3]赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书(第2版).北京机械工业出版社,2000年;
[4]史全富等.金属切削手册(第三版).上海上海科学技术出版社,2000年;
[5]陈家芳.实用金属切削加工工艺手册(第二版).上海上海科学技术出版社,2005年;机械加工工艺过程卡片产品型号 产品型号 共页产品名称零件名称后托架(CA6140车床)第1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸220×60×67mm每毛坯件数2000每台件数备注 工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件00毛坯10铣
1、粗铣底面;
2、精铣底面,保证尺寸120×60mm;金工X6132专用夹具,高速钢圆柱形铣刀,游标卡尺
1.49min20钻
1、钻两个ø13mm的孔;
2、钻两个销孔ø10mm;
3、锪两个沉头孔ø20mm;Z5125A专用夹具,高速钢直柄麻花钻、高速钢90度锪钻,塞规
0.59min 30钻
1、钻孔到ø28mm;
2、钻孔到ø
23.5mm;
3、锪平孔ø
25.5mm端面;Z575专用夹具,高速钢锥柄麻花钻、高速钢90度锪钻,塞规
1.26min 40扩
1、扩孔到ø
38.7mm;
2、扩孔到ø
29.5mm;
3、扩孔到ø
24.5mm;Z575专用夹具,高速钢直柄麻花钻,塞规
1.41min 50钻
1、钻螺纹孔ø
5.1mm;
2、钻深孔ø6mm;Z5125A专用夹具,高速钢直柄麻花钻
0.43min 60攻
1、攻螺纹孔M6;Z5125A专用夹具,M6丝锥
0.10min70镗
1、半精镗到ø
39.7mm;
2、半精镗到ø30mm;
3、半精镗到ø
25.3mm;T68专用夹具,硬质合金镗刀,塞规
2.26min80镗
1、精镗孔到ø40mm;
2、精镗孔到ø
30.2mm;
3、精镗孔到ø
25.5mm;T68专用夹具,硬质合金镗刀,塞规
2.26min90钳
1、加工油槽;
2、去毛刺; 100检
1、按图纸要求检验; 设计(日期)审核(日期)会签(日期) 标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期附件图纸毛坯零件图后拖架镗床夹具体装配图。