后托架工艺规程设计加详细工艺卡片.doc
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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：
1、零件图........................................................1张
2、毛坯图........................................................1张
3、机械加工工艺过程卡.....................................................1张
4、机械加工工序卡...............................................................1套
5、专用夹具装配图.........................................1张
6、夹具专用零件图.........................................1张
7、设计说明书.................................................1
目录
前言 4
一、零件的分析：
4
（二）零件的作用：
4
（三）零件的工艺分析：
4
二、工艺规程的设计：
5
（一）确定毛坯的制造形式：
5
（二）基准的选择 5
（三）制订工艺路线：
6
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:
8
（五）确定切削用量及基本工时：
9
三、夹具设计：
26
（一）问题的提出：
26
（二）夹具设计：
27
四、总结：
28
五、主要参考文献：
28
一、零件的分析：
（一）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。
（二）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。
（三）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：
ø40mm孔的轴线与底面的平行度为100：
0.07；
ø30.2mm孔的轴线与底面的平行度为100：
0.07；
ø30.2mm孔的轴线与底面的平行度为100：
0.07；
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：
（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。
1、工艺方案一：
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：
半精镗ø40mm；ø30mm；ø25mm；
工序60：
精镗孔ø40mm；ø30.2mm；ø25.5mm；
工序70：
钻螺纹孔ø5.1mm；钻深孔ø6mm；
工序80：
攻螺纹孔M6；
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ø28mm；钻孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面；
工序20：
扩孔ø39.5mm；扩孔ø29.5mm；扩孔ø29.5mm；
工序30：
粗、精铣底面，保证尺寸120×60mm；
工序40：
钻两个ø13mm的孔；钻两个销孔ø10mm；锪两个沉头孔ø20mm
工序50：
半精镗ø40mm；ø30mm；ø25mm；
工序60：
精镗孔ø40mm；ø30.2mm；ø25.5mm；
工序70：
钻螺纹孔ø5.1mm；钻深孔ø6mm；
工序80：
攻螺纹孔M6；
工序90：
加工油槽，去毛刺；
工序100：
按图纸要求检验；
3、工艺方案的比较分析：
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3个孔及其他相关的孔；方案二却恰恰相反，先加工3个孔，再以孔定位加工底面。
根据后托架的作用和两个方案的比较分析，由于ø40m,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
ø40mm1.5mmø37mm
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：
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》（软件版）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；ø23.5mm；锪平ø25.5mm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ø23.5mm
1、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ø38.7mm
1、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ø29.5mm
1、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ø24.5mm
1、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ø5.2mm
1、加工条件：
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；
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