CA6140車床后托架工藝工裝設(shè)計(jì) 黃睿

1、CA6140車床后托架工藝工裝設(shè)計(jì)1、C6140車床后托架的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1 C6140車床后托架的用途 后托架在CA6140車床床身的尾部，三個(gè)孔分別裝絲杠、光杠、轉(zhuǎn)向開關(guān)，起加強(qiáng)固定作用；在ø40mm與ø30.2mm之間的孔為毛線孔，用于導(dǎo)通油路；旁路的螺紋孔是連接油蓋的；正面的四個(gè)孔將后托架固定于車床尾部。1.2 C6140車床后托架的技術(shù)要求 CA6140車床后托架共有兩組表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)敘述如下：1、以ø40mm孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：ø40mm，ø30.2mm及ø25.5mm

2、的孔,兩沉頭孔為ø20mm，兩裝配鉸孔ø13mm，深孔ø6mm，螺紋M6，兩銷孔。其中，主要加工表面為ø40mm ，ø30.2mm及ø25.5mm的三個(gè)孔。2、以底面120×60mm為中心的加工表面：這一組加工表面包括底面120×60mm和锪平面。這兩組加工表面之間有一定的位置要求，主要是： ø40mm孔的軸線與底面的平行度為100：0.07； ø30.2mm孔的軸線與底面的平行度為100：0.07； ø30.2mm孔的軸線與底面的平行度為100：0.07； 下底面的平面度誤差為0.0

3、3； 毛線孔的中心線與底面的尺寸誤差為±0.07；由此可分析知,對(duì)于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面，然后借助與專用夾具加工另一組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。1.3 確定C6140車床后托架的生產(chǎn)類型零件圖上為CA6140車床上的后托架,生產(chǎn)量為4000件,該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械,根據(jù)表1-5生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)等的關(guān)系,可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。2、 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1 選擇毛坯后托架是車床CA6140的后托起部分，該零件材料為HT200，考慮到機(jī)床運(yùn)行中要經(jīng)常使主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，此時(shí)，轉(zhuǎn)向開關(guān)、絲杠、光杠也進(jìn)行正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的連續(xù)或瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)。因此，扭矩最大 ，

4、強(qiáng)度不高使用鑄件，由于零件的年產(chǎn)量為4000件，已達(dá)到中批量生產(chǎn)水平，并且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是比較合理的。2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量CA6140車床后托架零件材料為HT200，硬度為200HBS，毛坯余量為3.05kg,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如下： 1、底面（120×60mm） 考慮其表面粗糙度比較高，故需粗、精銑底面，其加工余量Z=3mm。 2、其余各鑄造孔加工余量如下： 零件尺寸 單邊 毛坯 ø40mm 1

5、.5mm ø37mm 3、其余各孔由于直徑較小，故只能為實(shí)心孔,其毛坯不能鑄造出孔,參照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程后確定： ø25.5mm孔鉆孔到ø23.5mm；擴(kuò)孔到ø24.7mm；半精鏜到ø24.9；精鏜到ø25.5mm； ø30.2mm孔鉆孔到ø28mm；擴(kuò)孔到ø29.3mm 半精鏜到ø29.8mm；精鏜到ø30.2mm； ø40mm孔擴(kuò)孔到ø38.7mm； 半精鏜到ø39.6mm；精鏜到ø40mm；3、 確定C6140車床后托架工藝路線3.1 定位

6、基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常運(yùn)行。 1、粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于一般的孔類零件，以孔作為粗基準(zhǔn)完全合理，但對(duì)本零件來(lái)說，孔ø40mm為鑄造孔，不易作為精基準(zhǔn)，故我們可以考慮以頂面加一個(gè)可調(diào)支撐作為粗基準(zhǔn)，以此基準(zhǔn)把底面120×60mm先加工出來(lái)，由于此頂面只限制了X、Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)和Z的移動(dòng)4個(gè)自由度，故可以考慮選左端面為第二基準(zhǔn)面，此二面可以限制6個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 2、精基準(zhǔn)的選擇：主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)

7、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)盡量進(jìn)行尺寸計(jì)算。這在后面還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。3.2 工序順序的安排零件的加工過程通常包括機(jī)械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時(shí)常遵循以下原則：見下表表1.2 加工工序安排原則工序類別工序安排原則機(jī)械加工1） 對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)2） 按“先基準(zhǔn)后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面3） 在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正4） 按“先主后次，先粗后精”的順序5） 對(duì)于與主要表面有位置精度要求的次要表面應(yīng)安排在主要表面加工之后加工熱處理退火與正火毛坯預(yù)備性熱處理，應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行時(shí)效為消除

8、殘余應(yīng)力，對(duì)于尺寸大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排時(shí)效處理；對(duì)于一般鑄件在鑄造后或則粗加工后安排時(shí)效處理；對(duì)于精度高的鑄件，在半精加工前、后各安排一次時(shí)效處理淬火淬火后工件硬度提高，應(yīng)安排在精加工階段的磨削加工前進(jìn)行滲碳滲碳易產(chǎn)生變形，應(yīng)安排在精加工前滲氮一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前輔助工序中間檢驗(yàn)一般安排在粗加工全部結(jié)束之后，精加工之前；花費(fèi)工時(shí)較多和重要工序的前后特種檢驗(yàn)熒光檢驗(yàn)、磁力探傷主要用于表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。熒光如用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前表面處理電鍍、涂層、發(fā)藍(lán)等表面處理工序一般安排在工序的最后進(jìn)行3.3 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選

9、用機(jī)床的選用查資料可得：立式銑床，主要用于銑加工。 搖臂鉆床，可用于鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲。刀具的選用 查資料課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程可得：高速鋼端面銑刀，銑刀材料：，刀具的角度取： 鉆頭：直柄麻花鉆 直柄短麻花鉆 直柄長(zhǎng)麻花鉆 鑄鐵群鉆 直柄擴(kuò)孔鉆 錐柄擴(kuò)孔鉆 锪鉆：帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆 鉸刀：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 錐鉸刀：公制/莫氏4號(hào)錐直柄鉸刀，刀具材料：其他設(shè)備的選用 夾具：夾具采用專用的銑、鉆夾具 量具選用：錐柄雙頭塞規(guī)，多用游標(biāo)卡尺 輔助設(shè)備：銼刀、鉗子等3.4 確定工藝路線擬定工藝路線是制定工藝過程的關(guān)鍵性的一步。在擬定時(shí)應(yīng)充分調(diào)查研究，多提幾個(gè)方案，加以分析比較確定一個(gè)最合理方案。采用加工方法

10、一般所能達(dá)到的公差等級(jí)和表面粗糙度以及需留的加工余量 表1.3 (參考參數(shù))加工表面 加工方法表面粗糙度Ra表面光潔度公差等級(jí)公差等級(jí)加工余量說 明外圓粗 車半精車精 車細(xì) 車粗 磨精 磨研 磨12.56.31.60.81.00.40.11345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT7IT6IT5IT6IT5111010887767645150.501.600.20.50.10.250.250.850.060.100.03指尺寸在直徑180以下,長(zhǎng)度在500以下,鑄件的直徑余量?jī)?nèi)孔鉆 孔擴(kuò) 孔粗 鏜半精鏜精 鏜細(xì) 鏜粗 鉸精 鉸粗 磨精 磨研

11、磨256.36.31.60.80.23.21.61.60.20.113452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT610898876877676540.30.5>1.81.01.80.50.80.10.30.10.550.40.20.20.30.20.50.10.20.010.02指孔徑在180以下,鑄件直徑的余量.L/d<2L/d=210時(shí),加工誤差增加1.22倍平面粗刨,粗銑精刨,精銑細(xì)刨,細(xì)銑粗 磨半精磨精 磨研 磨12.56.30.81.60.80.8

12、0.11346786779791014IT14IT11IT10IT9IT6IT9IT7IT6IT7IT6IT511910986867575520.92.30.20.30.160.050.030.030.010.03指平面最大尺寸500以下的鑄件的平面余量主要工序的加工工藝路線 根據(jù)孔的技術(shù)要求，由資料得：，；根據(jù)公式；查資料得：精度等級(jí)為。同理可得： 孔精度等級(jí)為?？拙鹊燃?jí)為。由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為：鉆粗鉸精鉸 根據(jù)孔、粗糙度為，查資料得：與有一定的線性關(guān)系：即：查資料取由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、

13、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為：鉆孔擴(kuò)孔 孔錐孔粗糙度為由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為：粗鉸精鉸 底平面A粗糙度為由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級(jí)），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1.3可得孔的加工工藝路線為：粗銑精銑細(xì)銑CA6140后托架加工工藝路線的確定 加工工藝路線方案在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見下表：表1.4 加工工藝路線方案工序號(hào)方案方案工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序內(nèi)容定

14、位基準(zhǔn)010粗刨底平面?zhèn)让婧屯鈭A粗、精銑底平面?zhèn)让婧屯鈭A020精銑底平粗側(cè)面和外圓鉆、擴(kuò)孔：、底面和側(cè)面030細(xì)精銑底平 側(cè)面和外圓粗鉸孔：、底面和側(cè)面040鉆、擴(kuò)孔：、 底面和側(cè)面粗銑油槽底面和側(cè)面050粗鉸孔：、 底面和側(cè)面精鉸孔：、底面和側(cè)面060精鉸孔：、 側(cè)面和兩孔锪鉆孔：底面和側(cè)面070粗銑油槽底面和側(cè)面鉆：、底面和側(cè)面080锪鉆孔：底面和側(cè)面擴(kuò)孔底面和側(cè)面090鉆：、底面和側(cè)面精鉸錐孔：底面和側(cè)面110擴(kuò)孔底面和側(cè)面锪鉆孔：、底面和側(cè)面120精鉸錐孔：底面和側(cè)面去毛刺130锪鉆孔：、底面和側(cè)面鉆：、底面和孔140鉆：、底面和孔攻螺紋底面和孔150攻螺紋底面和孔細(xì)精銑底平面?zhèn)让婧涂?/p>

15、160倒角去毛刺倒角去毛刺170檢驗(yàn)檢驗(yàn) 4、 確定加工余量和工序尺寸加工余量、工序尺寸及偏差查資料2機(jī)械加工工藝手冊(cè)表6-20，并計(jì)算列表如下：表1.6 加工余量、工序尺寸及偏差確定序號(hào)加工表面加工內(nèi)容加工余量表面粗糟度尺寸及偏差備注1底平面粗銑精銑細(xì)精銑2鉆擴(kuò)鉆粗鉸精鉸3 锪孔深；深；深；4鉆孔深擴(kuò)孔5鉆孔深粗鉸錐孔精鉸錐孔6鉆螺紋孔深攻絲7鉆深5、 去頂切削用量及時(shí)間定額銑底平面A的切削用量及工時(shí)定額 粗銑 取，；由銑刀直徑，銑刀齒數(shù) ；則：主軸轉(zhuǎn)速 ，則取 式（1.5）實(shí)際銑削速度 式（1.6） 式（1.7）銑刀切入時(shí)?。?式（1.8）銑刀切出時(shí)取：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知根據(jù)資料

16、可得： 式（1.9） 精銑 由資料得：， ；由式1.5得，主軸轉(zhuǎn)速 ，則取由式1.6得，實(shí)際銑削速度由式1.7得，同理：由式1.9得 細(xì)精銑 由資料得：， ；由式1.5，主軸轉(zhuǎn)速 ，則取由式1.6得，實(shí)際銑削速度由式1.7得， 同理：由式1.9得 鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔加工的切削用量及工時(shí)定額 鉆、擴(kuò)、鉸孔、的切削用量及工時(shí)定額鉆孔加工鉆孔：由資料得：進(jìn)給量,切削速度，；由式1.5得，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，取由式1.6得，實(shí)際切削速度 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 式（1.10）刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)資料可得 式（1.11）同理：鉆孔由資料得： ，；由式1.5得，取由式1.6得，根據(jù)式1.11可得 同理：

17、鉆孔取，；由式1.5得，取由式1.6得，根據(jù)式1.11可得 擴(kuò)孔加工擴(kuò)孔：取， ，切削深度，；由式1.5得，取由式1.6得， 由式1.10得，刀具切出長(zhǎng)度： 取根據(jù)式1.11可得：同理：擴(kuò)孔取， ，；由式1.5得，取由式1.6得，根據(jù)式1.11可得：同理：擴(kuò)孔取， ，；由式1.5得，取由式1.6得，根據(jù)式1.11可得：鉸孔加工鉸孔：由資料得：； 由式1.5得，取由式1.6得， ，鉸圓柱孔時(shí)，由資料得：根據(jù)式1.11可得：同理：鉸孔由資料得：，； 由式1.5得，取由式1.6得， ，鉸圓柱孔時(shí)，由資料得：根據(jù)式1.11可得：同理：鉸孔由資料得：，； 由式1.5得，取由式1.6得， ，鉸圓柱孔時(shí)，由

18、資料得：根據(jù)式1.11可得： 加工孔、的切削用量及工時(shí)定額將、鉆到直徑由資料得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度：由式1.10得：刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： 擴(kuò)孔擴(kuò)孔 取， ，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度：由式1.10得：刀具切出長(zhǎng)度： 取根據(jù)式1.11可得： 鉸錐孔鉸錐孔由資料得：，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得，取， 式（1.12）根據(jù)式1.11可得：锪孔（、）由資料得：進(jìn)給量,切削速度；則孔：，；取，；則由式1.11得，孔：，；取，；則由式1.11得，孔：，；取，；則由式1.11得，锪孔加工總的基本時(shí)

19、間 ：鉆由資料得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得， 被切削層長(zhǎng)度：由式1.10得：刀具切出長(zhǎng)度： 取 根據(jù)式1.11可得： 加工螺紋孔的切削用量及工時(shí)定額鉆螺紋孔由資料得：進(jìn)給量,切削速度，切削深度；由式1.5得，取由式1.6得，被切削層長(zhǎng)度：由式1.10得：刀具切出長(zhǎng)度： 取根據(jù)式1.11可得：攻絲根據(jù)查表：螺距，；由式1.5得，取由式1.6得，根據(jù)式1.11可得：由以上計(jì)算可得總的基本時(shí)間 技術(shù)時(shí)間定額除了基本時(shí)間以外，還包括輔助時(shí)間、服務(wù)時(shí)間、休息及自然需要時(shí)間、準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間所組成。 輔助時(shí)間輔助時(shí)間主要包括卸載工件，開停機(jī)床，改變切削用量和測(cè)量工件等所用的時(shí)間

20、。 服務(wù)時(shí)間 休息及自然需要時(shí)間 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間將上述所列的各項(xiàng)時(shí)間組合起來(lái)，可得到各種定額時(shí)間：工序時(shí)間：?jiǎn)渭r(shí)間: 單件計(jì)算時(shí)間：其中：N零件批量（件）6、夾具的設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，在整個(gè)加工構(gòu)成中，夾具不僅僅是為了夾緊、固定被加工零件，設(shè)計(jì)合理的夾具，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。各種專用夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，將直接影響被加工零件的精度要求，在機(jī)械加工工藝過程中起到重要的作用。在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)深入生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。6.3 鉆底孔夾具設(shè)計(jì)6.3.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)鉆加工孔、。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔的位置公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對(duì)孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）。選擇左端面為定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個(gè)側(cè)面來(lái)限制六個(gè)自由度。6.3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算由