毕业设计说明书123.doc

资源描述

毕业设计说明书123.doc

《毕业设计说明书123.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计说明书123.doc（43页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

毕业设计说明书123.doc

攀枝花学院本科毕业设计（论文）

CA6140车床后托架

加工工艺及夹具设计

学生姓名:

贺兵

学生学号:

ZJD02078

院（系）:

机电工程学院

年级专业:

02级机制自动化

指导教师:

卢宗彪副教授

二〇〇六年六月

攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要

摘要

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段。

本课题研究CA6140车床后托架加工工艺规程。

首先通过对零件图的分析，了解工件的结构形式，明确了具体的技术要求，从而对工件各组成表面选择合适的加工方法。

再拟订较为合理的工艺规程，充分体现质量、生产率和经济性的统一。

机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程中，夹具除了夹紧、固定被加工零件外，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。

本课题在设计的过程当中，深入生产实际，进行调查研究，吸取国内外先进技术，制定出合理的设计方案，在进行具体设计。

关键词产品设计，后托架，加工工艺，夹具

攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACT

ABSTRACT

Hemachine-finishingcraftrealizestheproductdesign,guaranteedtheproductquality,savestheenergy,reducestheconsumptiontheimportantmethod.AfterthistopicstudiestheCA6140lathethebracketprocessingtechnologicalprocess.Firstthroughtothedetaildrawinganalysis,understoodtheworkpiecethestructuralstyle,hasbeenclearabouttheconcretespecification,thustoworkpieceeachcompositionsurfacechoiceappropriateprocessingmethod.Againdraftsthemorereasonabletechnologicalprocess,fullymanifeststhequality,theproductivityandtheefficientunification.

Enginebedjigdesignisinacraftequipmentdesignimportantconstituent,intheentiremachine-finishingprocess,thejigexceptclamps,fixesisprocessedoutsidethecomponents,butalsorequestsguaranteeprocessingcomponentspositionprecision,enhancementprocessingproductivity.

Thistopicinthemiddleofthedesignprocess,penetratestheproductionreality,conductstheinvestigationandstudy,absorbsthedomesticandforeignadvancedtechnologies,formulatesthereasonabledesignproposal,iscarryingontheconcretedesign.

Keywordsshifttheproductdesign，latterbracket，processingcraft，jig

攀枝花学院本科毕业设计（论文）目录

摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ

第一章CA6140车床后托架的加工工艺设计 3

1．CA6140车床后托架的结构特点和技术要求 3

2．CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理 3

2.1毛坯材料及热处理 3

2.2毛坯的结构确定 4

3．工艺过程设计中应考虑的主要问题 4

3.1加工方法选择的原则 4

3.2加工阶段的划分 4

3.3工序的合理组合 5

3.4加工顺序的安排 5

4．CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析 6

4.1CA6140车床后托架零件图分析 6

4.2CA6140车床后托架的加工工艺的路线 7

5．CA6140车床后托架的工序设计 12

5.1工序基准的选择 12

5.2工序尺寸的确定 12

5.3加工余量的确定 14

5.4确定各工序的加工设备和工艺装备 15

5.5确定切削用量及工时定额 16

第二章专用夹具设计 26

1．铣平面夹具设计 26

1.1研究原始质料 26

1.2定位基准的选择 26

1.3切削力及夹紧分析计算 26

1.4误差分析与计算 27

1.5夹具设计及操作的简要说明 28

2．钻三杠孔夹具设计 28

2.1研究原始质料 28

2.2定位基准的选择 29

2.3切削力及夹紧力的计算 29

2.4误差分析与计算 30

2.5夹具设计及操作的简要说明 31

3.钻底孔夹具设计 31

3.1研究原始质料 31

3.2定位基准的选择 31

3.3切削力及夹紧力的计算 31

3.4误差分析与计算 32

3.5夹具设计及操作的简要说明 33

结论 34

参考文献 35

致谢 36

附件1

附件2

附件3

攀枝花学院本科毕业设计（论文）CA6140车床后托架加工工艺设计

第一章CA6140车床后托架的加工工艺设计-

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。

因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。

对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。

虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。

因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。

1．CA6140车床后托架的结构特点和技术要求

由零件图1-1可得：

CA6140车床后托架是铸造件，从整体形状来看类似长方体。

根据要求主要是加工孔和底平面。

具体特点和技术要求如下：

①精加工孔,,要求达到的精度等级为。

粗糙度为，且以底平面为基准，要求平行度公差为，主要满足加工孔的位置精度。

②其他各个孔的加工都要以底平面为定位基准。

所以，底平面的形位公差要达到设计要求。

③、粗糙度为；为锥孔，且粗糙度为。

④其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。

2．CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理

2.1毛坯材料及热处理

2.1.1毛坯材料

灰铸铁（HT150），由《实用机械加工工艺手册》表4-71，可得力学性能：

牌号

铸件壁厚

最小抗拉强度

硬度

铸件硬度范围

金相组织

HT150

2.5-10

10-20

20-30

30-50

175

145

130

120

H175

150-200

铁素体+珠光体

灰铸体一般的工作条件：

①承受中等载荷的零件。

②磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。

2.1.2毛坯的热处理

灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。

可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。

2.2毛坯的结构确定

2.2.1毛坯的结构工艺要求

CA6140车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：

①铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。

②铸造圆角要适当，不得有尖角。

③铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。

④加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。

⑤铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。

2.2.2毛坯形状、尺寸确定的要求

设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：

①各加工面的几何形状应尽量简单。

②工艺基准以设计基准相一致。

③便于装夹、加工和检查。

④结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济性。

虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。

因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。

在毛坯的种类

形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。

3．工艺过程设计中应考虑的主要问题

3.1加工方法选择的原则

①所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。

②所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。

③所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。

④加工方法要与生产类型相适应。

⑤所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。

3.2加工阶段的划分

按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶段：

①粗加工阶段

粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。

粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。

一般粗加工的公差等级为，粗糙度为。

②半精加工阶段

半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。

半精加工的公差等级为。

表面粗糙度为。

③精加工阶段

精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。

精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为，表面粗糙度为。

④光整加工阶段

对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。

一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为,表面粗糙度为。

此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。

由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。

3.3工序的合理组合

确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。

确定工序数的基本原则：

①工序分散原则

工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。

便于采用通用设备。

简单的机床工艺装备。

生产准备工作量少，产品更换容易。

对工人的技术要求水平不高。

但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。

②工序集中原则

工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。

使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。

但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。

一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。

但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。

结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。

3.4加工顺序的安排

零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。

在安排加工顺序时常遵循以下原则：

见下表

工序类别

工序

安排原则

机械加工

1）对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准

2）按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面

3）在重要表面加工前应对精基准进行修正

4）按“先主后次，先粗后精”的顺序

5）对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工

热处理

退火与正火

毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行

时效

为消除残余应力，对于尺寸大结构复杂的铸件，需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排时效处理；对于精度高的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效处理

淬火

淬火后工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行

渗碳

渗碳易产生变形，应安排在精加工前

渗氮

一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前

辅助工序

中间检验

一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；花费工时较多和重要工序的前后

特种检验

荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。

荧光如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前

表面处理

电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行

4．CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析

4.1CA6140车床后托架零件图分析

图1-1

由图1-1可知：

①该零件为铸件，材料为灰铸铁，重量为。

②要求加工、、的精度等级为，粗糙度，且要求与底平面的平行度公差为。

③要求精加工底平面粗糙度，平面度公差为。

④要求加工、粗糙度为。

⑤是锥孔，要求精铰加工，粗糙度。

⑥对于孔口进行锪平加工。

⑦加工螺纹孔。

4.2CA6140车床后托架的加工工艺的路线

拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。

在拟定时应充分调查研究，多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。

采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留

以及需留的加工余量（参考参数）

加工表面

加工方法

表面粗糙度Ra

表面光洁度

公差等级

加工余量

说明

外

圆

粗车

半精车

精车

细车

粗磨

精磨

研磨

12.5

6.3

1.6

0.8

1.0

0.4

0.1

1~3

4~5

6~7

7~8

6~7

8~9

10~14

IT12~IT11

IT10~IT9

IT8~IT7

IT6~IT5

IT8~IT7

IT6~IT5

11~10

10~8

8~7

7~6

4~5

1~5

0.50~1.60

0.2~0.5

0.1~0.25

0.25~0.85

0.06

0.10~0.03

指尺寸在直径180以下,长度在500以下,铸件的直径余量

内

孔

钻孔

扩孔

粗镗

半精镗

精镗

细镗

粗铰

精铰

粗磨

精磨

研磨

6.3

1.6

0.8

0.2

3.2

1.6

0.2

0.1

1~3

4~5

2~4

5~6

6~7

9~10

5~6

6~7

910

10~14

IT13~IT11

IT10~IT9

IT9~IT8

IT8~IT7

IT7~IT6

IT8

IT7

IT8

IT7~IT6

9~8

8~7

7~6

5~4

0.3~0.5

>1.8

1.0~1.8

0.5~0.8

0.1~0.3

0.1~0.55

0.4~0.2

0.2~0.3

0.2~0.5

0.1~0.2

0.01~0.02

指孔径在180以下,铸件直径的余量.L/d<2

L/d=2~10时,加工误差增加1.2~2倍

平

面

粗刨,粗铣

精刨,精铣

细刨,细铣

粗磨

半精磨

精磨

研磨

12.5

6.3

0.8

1.6

0.8

0.1

1~3

4~6

7~8

6~7

7~9

10~14

IT14~IT11

IT10

IT9~IT6

IT9

IT7~IT6

IT5

11~9

10~9

8~6

7~5

5~2

0.9~2.3

0.2~0.3

0.16

0.05

0.03

0.01~0.03

指平面最大尺寸500以下的铸件的平面余量

表1-1

4.2.1主要工序的加工工艺路线

①根据孔的技术要求，由《公差与配合技术手册》得：

，；

根据公式；查《互换性与技术测量》表1-8得：

精度等级为。

同理可得：

孔精度等级为。

由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1-1可得孔的加工工艺路线为：

钻——粗铰——精铰

②根据孔、粗糙度为，查《公差与配合技术手册》得：

与有一定的线性关系：

即：

查《公差与配合技术手册》表，取

由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1-1可得孔的加工工艺路线为：

钻孔——扩孔

③孔锥孔粗糙度为

由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1-1可得孔的加工工艺路线为：

粗铰——精铰

④底平面A粗糙度为

由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1-1可得孔的加工工艺路线为：

粗铣——精铣——细铣

4.2.2CA6140后托架加工工艺路线的确定

①加工工艺路线方案

在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。

但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。

见下表：

工序号

方案Ⅰ

方案Ⅱ

工序内容

定位基准

工序内容

定位基准

010

粗刨底平面

侧面和外圆

粗、精铣底平面

侧面和外圆

020

精铣底平粗

侧面和外圆

钻、扩孔：

、

底面和侧面

030

细精铣底平

侧面和外圆

粗铰孔：

、、

底面和侧面

040

钻、扩孔：

、

底面和侧面

粗铣油槽

底面和侧面

050

粗铰孔：

、、

底面和侧面

精铰孔：

、、

底面和侧面

060

精铰孔：

、、

侧面和两孔

锪钻孔：

底面和侧面

070

粗铣油槽

底面和侧面

钻：

、

底面和侧面

080

锪钻孔：

底面和侧面

扩孔

底面和侧面

090

钻：

、

底面和侧面

精铰锥孔：

底面和侧面

110

扩孔

底面和侧面

锪钻孔：

、

底面和侧面

120

精铰锥孔：

底面和侧面

去毛刺

130

锪钻孔：

、

底面和侧面

钻：

、

底面和孔

140

钻：

、

底面和孔

攻螺纹

底面和孔

150

攻螺纹

底面和孔

细精铣底平面

侧面和孔

160

倒角去毛刺

170

检验

②加工工艺路线方案的论证

a.方案Ⅱ中的010和150工序在铣床上加工底平面，主要考虑到被加工表面的不连续，并且加工表面积不是很大，工件受太大的切削力易变形，不能保证平面的平面度公差。

方案Ⅰ比方案Ⅱ铣平面生产效率底，采用铣较经济合理。

b.方案Ⅱ在012工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。

c.方案Ⅱ在010工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。

d.方案Ⅱ把细精铣底平面A安排在后工序中，是以免划伤而影响美观及装配质量。

e.方案Ⅱ符合粗精加工分开原则。

由以上分析：

方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案。

具体的工艺过程如下表：

工序号

工种

工作内容

说明

010

铸

砂型铸造

铸件毛坯尺寸：

长：

宽：

高：

020

清砂

除去浇冒口，锋边及型砂

030

热处理

退火

石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工

040

检验

检验毛坯

050

铣

粗铣、精铣底平面

工件用专用夹具装夹；立式铣床

060

钻

钻、扩钻：

工件用专用夹具装夹；摇臂钻床

070

铣

粗铣油槽

080

铰

粗、精铰孔：

工件用专用夹具装夹；摇臂钻床

090

钻

将孔、、钻到直径

工件用专用夹具装夹；摇臂钻床

110

扩孔钻

将扩孔到要求尺寸

120

锪孔钻

锪孔、

到要求尺寸

130

铰

精铰锥孔

140

钳

去毛刺

150

钻

钻孔、

160

攻丝

攻螺纹

170

铣

细精铣底平面

工件用专用夹具装夹；立式铣床

180

钳

倒角去毛刺

190

检验

210

入库

清洗，涂防锈油

5．CA6140车床后托架的工序设计

工序设计包括工序基准的选择、工序尺寸的确定、加工余量的确定、机床的选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确定。

5.1工序基准的选择

工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准。

所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求，工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量，测量时所用的基准称为测量基准。

通常工序基准和测量基准重合。

工序基准的选择应注意以下几点：

①选设计基准为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。

②当

展开阅读全文