CA6140车床填料箱盖工艺规程及夹具设计（全套图纸）.docx

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1.零件的分析 1

1.1、零件的作用 1

1.2、零件的工艺分析 1

2.工艺规程设计 2

2.1、毛坯的制造形式 2

2.2、基准面的选择 2

2.3、制订工艺路线 2

2.3.1、工艺路线方案一 2

2.3.2、工艺路线方案二 3

2.3.3、工艺方案的比较与分析 3

2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4

3.选择加工设备与工艺装备（普通） 5

3.1、选择机床 5

3.2、选择夹具 5

3.3、选择刀具 5

3.4、确定工序尺寸 5

3.5、确定切削用量及基本工时 6

工序I：

粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

6

工序II：

粗镗孔φ37、φ47。

7

28

工序III-VI:

粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗

φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

8

工序VII：

钻6-φ13.5小孔。

8

工序VIII：

钻M10螺纹孔及攻丝（装配时钻铰锥孔）。

9

工序IX：

半精车φ65外圆及台阶面。

10

工序X：

以φ65mm外圆定位，半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

11

工序XI：

以φ155mm外圆及端面定位，精车、精细车φ65mm外圆。

.11

工序XII：

精、细镗φ60内孔。

12

工序XIII：

磨Φ60孔底面、倒角。

12

4.选择加工设备与工艺装备（数控） 13

4.1、选择机床 13

4.2、选择夹具 13

4.3、选择刀具 13

4.4、确定工序尺寸 14

4.5、确定切削用量及基本工时 16

工序I：

粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角；粗镗孔

φ37、φ47。

16

工序II：

粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

17

工序III：

钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

（与普通加工相同）

........................................................................................................................17

工序IV：

半精车φ65外圆及台阶面。

19

工序V：

精、细镗φ60内孔。

19

工序VI：

研磨孔φ60内端面、倒角。

（与普通加工相同） 19

5.数控程序编制—CA6140填料箱盖的车削加工 20

6.夹具设计 23

6.1、问题的指出 24

6.2、夹具设计 24

6.3、定位误差的分析 24

6.4、夹具设计及操作的简要说明 24

序 言

毕业设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的。

这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

1.零件的分析

1.1、零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床填料箱盖（见附图1）主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封，对内表面的加工精度要求比较高，对配合面的表面粗糙度要求也较高。

1.2、零件的工艺分析

套类零件的主要加工表面有孔、外圆、和端面。

其中孔既是装配基准又是设计基准，加工精度和表面粗糙度要求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求。

分述如下：

-0.013

1.2.1、以ф65H5（0

）轴为中心的加工表面。

-0.013

包括：

尺寸为ф65h5（0

）的轴，表面粗糙度为1.6，尺寸为ф80的与

ф65h5（0

）相接的肩面, 尺寸为ф100f8（-0.036）与ф65h5（0

）同轴度

-0.013

-0.090

-0.013

为0.025 的面，尺寸为ф60H8（+0.046）与ф65h5（0

）同轴度为0.025的

0 -0.013

孔。

0

1.2.2、以ф60H8（+0.046）孔为中心的加工表面。

0

尺寸为78与ф60H8（+0.046）垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须

研磨。

0

1.2.3、以ф60H8（+0.046）孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深

20孔深24及4-M10-6H。

1.2.4、其它未注表面的粗糙度要求为6.3,半精加工即可满足要求。

2.工艺规程设计

2.1、毛坯的制造形式

零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,

保

证零件工作的可靠,采用铸造。

由于年产量为5000件，属于大批生产的，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用砂型铸造机器造型和壳型。

2.2、基准面的选择

2.2.1、粗基准的选择。

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加

工

表面作粗基准。

。

2.2.2、精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

2.3、制订工艺路线

按照先基准面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原则，布置工艺

路线如下：

2.3.1、工艺路线方案一

工序I：

铣小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

工序II：

铣大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

工序III：

扩孔φ37、锪孔φ47。

工序IV：

钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

工序V：

半精车φ65外圆及台阶面。

工序VI：

半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

工序VII：

精细车φ65外圆。

工序VIII：

精、细镗φ60内孔。

工序IX：

研磨孔φ60内端面、倒角。

工序X：

去毛刺。

工序XI：

终检。

2.3.2、工艺路线方案二

工序I：

粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

工序II：

粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

工序III：

扩孔φ37、锪孔φ47。

工序IV：

半精车φ65外圆及台阶面。

工序V：

半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

工序VI：

精细车φ65外圆。

工序VII：

精、细镗φ60内孔。

工序VIII：

研磨孔φ60内端面、倒角。

工序IX：

钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

工序X：

去毛刺。

工序XI：

终检。

2.3.3、工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：

方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工

+0.048

12个孔后再精加工外圆面和ф60H8（-0

）孔。

方案二是使用车削方式加工

两端面，12个孔的加工放在最后。

两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，端面用车削较好，在大批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。

但是仔细考虑，在工艺路线二中，是先精车ф65外圆及台阶面然后再钻

12个孔及攻螺纹。

这样由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。

因此，最后的加工工艺路线确定如下：

（数控）

工序I：

粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角；粗镗孔

φ37、φ47。

工序II：

粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

工序III：

钻6-φ13.5小孔、钻M10螺纹孔及攻丝。

工序IV：

半精车φ65外圆及台阶面。

工序V：

精、细镗φ60内孔。

工序VI：

研磨孔φ60内端面、倒角。

工序VII：

去毛刺。

工序VIII：

终检。

最后的加工工艺路线确定如下：

（普通）

工序I：

以φ155mm外圆及端面定位，粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

工序II：

以φ155mm外圆及端面定位，粗镗孔φ37、φ47。

工序III：

以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面。

工序IV：

以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗镗φ60内孔、底面及沟槽。

工序V：

以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗车φ75、φ100、φ80外圆面

及各倒角。

工序VI：

以粗车后的φ65mm外圆及端面定位，粗车环槽。

工序VII：

钻6-φ13.5小孔。

工序VIII：

钻M10螺纹孔及攻丝。

工序IX：

以粗车后的φ155mm外圆及端面定位，半精车φ65外圆及台阶面。

工序X：

以φ65mm外圆定位，半精车φ155、φ75、φ100、φ80、环槽及各倒角。

工序XI：

以φ155mm外圆及端面定位，精车、精细车φ65mm外圆。

工序XII：

以φ65mm外圆及端面定位，精、细镗φ60内孔。

工序XIII：

研磨孔φ60内端面、倒角。

工序XIV：

去毛刺。

工序XV：

终检。

2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

填料箱盖零件材料为HT200，硬度190～210HB，生产类型为大批生产，采用机器造型铸造毛坯。

2.4.1、根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》的规定：

除非另有规定，

否则要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工的表面只

规定一值。

查表2-1、2-5取毛坯铸件的公差等级为10级，机械加工余量等级G

级。

2.4.2、查表2-4取毛坯铸件的机械加工余量为2mm，根据毛坯铸件各个尺寸所

在的范围，查表2-3得各个尺寸的公差，再根据公式（2-1）R=F+2RMA+CT/2与公式（2-2）R=F-2RMA-CT/2即可计算出毛坯的基本尺寸。

2.4.3、根据所确定的毛坯尺寸画出毛坯图如下。

3.选择加工设备与工艺装备（普通）

3.1、选择机床

①工序I-X是粗车粗镗和半精车。

选用卧式车床就能满足要求。

本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的C620-1型卧式车床即可。

②工序XI、XII是精细车精镗。

由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床才能满足要求。

故选用C616A型车床。

③工序XII、 VIII是钻孔。

可采用专用夹具在立式钻床上加工，可选用Z302型摇臂钻床。

④工序XIII是研磨内孔，精度较高，选用M7232B型立轴矩台磨床。

3.2、选择夹具

本零件除外圆及两端面加工用三爪自定心卡盘外，其他的工序都用专用夹具。

3.3、选择刀具

①在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用

YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精细加工用YG10，切槽宜用高速钢，磨削用砂轮。

②钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。

加工表面

工序双边余量

工序尺寸及公差

表面粗糙度

粗

半

精

精

粗

半精

精

粗

半精

精

F155外圆

1

1

155+0.16

6.3

F65

1

0.75

0.25

66.5-0.30

65.5+0.06

65+0.013

6.3

1.6

F37

4

37+0.039

6.3

F47

4

47+0.039

6.3

F75

1

1

75+0.046

6.3

F80

1

1

80+0.046

6.3

F60

2

1

1

64+0.30

62+0.0.15

60+0.046

6.3

1.6

7.5×4

1

7.5+1.30

6.3

137

1

1

137+0.30

6.3

78

1

1

78+0.30

6.3

1.6

0.4

3.4、确定工序尺寸

3.5、确定切削用量及基本工时

工序I：

粗车小端端面，粗车φ65外圆及台阶端面及各倒角。

1.切削用量

本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。

以知加工材料为HT200，铸件。

机床为C620-1型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。

①确定φ65

0

-0.013

mm外圆的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根

据《切削用量简明手册》表1.1，由于C620-1机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm根据《切削用量简明手册》表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角γo=12°，后角

αo＝6°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=10°、刃倾角λs=0°、刀尖圆弧半径re=0.8mm。

②确定切削深度ap由于粗车单边余量仅为1mm,可一次走刀完成，故

ap=67-65mm=1mm

2

③确定进给量f 根据表1.4，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为16mm×25

mm、ap≤3mm、工件直径为100mm——400mm时，f=0.6-1.2mm/r

按C620-1机床的进给量选择f=0.65mm/r。

确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。

根据表1.30，C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。

根据表1.23，当灰铸铁170—212HBS，ap≤2mm，f≤0.75mm/r，Kr=45°，

v=65m/min（预计）时，进给力Ff=950N.

Ff的修正系数为kr0F0=0.1，klsFF=1.0，kklFf=1.17,故实际进给力为

Ff=950×1.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的f=0.65mm/r可用。

④选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。

⑤确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中查出。

现采用查表法确定切削速度。

根据表1.11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap≤1.8 mm，f≤0.75

mm/r时，切削速度v=71m/min。

切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,kKrv=0.73,KMV=0.85,故

V=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/min

n=1000v=1000´33.55=68r/min

pd p´157

按C620-1机床的转速选择n=90r/min=1.5r/s

则实际切削速度v=44.4m/min。

最后确定切削用量为：

ap=1mm，f=0.65mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min

-0.013

确定车端面及台阶面的ap=1.25mm，f=0.52 mm/r，主轴转速与车φ650



mm外

圆相同。

2.基本时间

①确定粗车外圆φ65mm的基本时间 根据表6.2-1车外圆基本时间为

Tj1=

Li=l+l1+l2+l3i

fn fn

式中l=17mm,l1=ap+（2-3）



k=90°,l=2mm,l=0,l=0,f=0.65mm/r,

tgkr

n=1.5r/s,i=1,则Tj1=



17+3

0.65´1.5

r 1 2 3

=20.5s

②确定粗车端面的基本时间

Tj3=

Li,L=d-d1+l1+l2+l3=22+2+4=17s

fn 2 2

式中d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1

则Tj3=

17

0.52´1.5

=22s

工序II：

粗镗孔φ37、φ47。

1.确定粗镗φ37mm和φ47mm孔的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。

①确定切削深度ap

Φ47mm:

ap=（47-43）/2=2mm φ37mm:

ap=（37-33）/2=2mm

②确定进给量f

根据表1.5，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为20mm,镗刀伸出长度为100mm

时按C620-1机床的进给量，选择f=0.20mm/r。

③确定切削速度v

按表1.27的计算公式

p

v= Cv kvTmaxvfyv

式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,

则v=

189.8

600.2´2.50.15´0.20.2

´0.468m/min=48.68m/min

对φ37mm内孔：

n=1000v=1000´48.68=419r/min

pD p´37

对φ47mm内孔：

n=1000v=1000´46.68=329r/min

2.基本时间

pD p´47

确定粗镗φ37mm、φ47mm孔的基本时间 选镗刀的主偏角xr=45°,则

l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,对φ37mm孔n=5.48r/s,对φ47mm孔n=6.98r/s,i=1

对φ37mm孔T=22+3.5+4=21s,T=17+3.5=2.5=21s

0.2´6.98 0.2´5.48

工序III-VI:

粗车大端面、粗车φ155外圆面、粗车左端台阶面、粗镗φ60内孔、底面及沟槽，粗车环槽、粗车φ75、φ100、φ80外圆面及各倒角。

车端面、车台阶、车环槽、车外圆、镗孔、倒角切削用量及基本时间的确定：

1.加工条件

工件材料：

HT200,σb=0.16GPaHBS=200-217,铸造。

0

加工要求：

粗车端面保证尺寸137+1.8、车台阶保证15和30、车环槽保证尺寸

7.5+0.30´4、粗车外圆保证尺寸155+0.16、粗车外圆保证75+0.46和80+0.46。

0 0 0 0

机床与刀具与工序１相同

2.切削用量的选择与计算方法与工序１基本相同，表格表示如下：

工 步

主轴转速

F/min

切削速度

m/min

进给量

mm/r

切削深

度mm

进给次数

工时

粗车大端面

120

35.4

0.65

1.25

1

22s

粗车外圆155+0.16

0

120

45.6

0.65

1.5

1

18s

车台阶车环槽

480

150.7

0.2

2

1

30s

75+0.46和80+0.46

0 0

120

35.4

0.65

1

1

22s

工序VII：

钻6-φ13.5小孔。

1.选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°，二重刃长度

2j=120°

a0=45°

b=30°

2.选择切削用量

（1）决定进给量

查《切》

f=0.18~022mm/r

按钻头强度选择f

=0.50mm/r

按机床强度选择f

=0.53mm/r

最终决定选择机床已有的进给量f

（2）钻头磨钝标准及寿命

=0.22mm/r

经校验校验成功。

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～0.8mm，寿命T=20min．

（3）切削速度

查《切》

vc=18mm/r

修正系数

KTV

=1.0

KMV

=1.0

Ktv=1.0

Kxv=1.0

K1v=1.0

Kapv=10

故vc=18mm/r。

n=1000v=1432r/min

s pd

0

查《切》机床实际转速为nc=1360r/min

故实际的切削速度vc

=pd0ns

1000



=17.1mm/r

（4）校验扭矩功率

Mc

3.计算工时

Pc

L

tm=nf

= 4+2

1360´0.22



=0.02min

工序VIII：

钻M10螺纹孔及攻丝（装配时钻铰锥孔）。

以φ37孔为精基准，钻一个φ4孔，攻M10螺纹。

1选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°，二重刃长度

2j=120°

a0=45°

b=30°

2.选择切削用量

（1）决定进给量

查《切》

f=0.18~022mm/r

按钻头强度选择f

=0.50mm/r

按机床强度选择f

=0.53mm/r

最终决定选择机床已有的进给量f

（2）钻头磨钝标准及寿命

=0.22mm/r

经校验校验成功。

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～0.8mm，寿命T=20min．

（3）切削速度

查《切》

vc=18mm/r

修正系数

KTV

=1.0

KMV

=1.0

Ktv=1.0

Kxv=1.0