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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目： CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè) 計(jì) 二級(jí)學(xué)院（直屬學(xué)部）： 專業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 職稱： 評(píng)閱教師姓名： 職稱： 2013 年 9 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 摘 要 在生產(chǎn)過(guò)程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直 接變化的過(guò)程叫工藝過(guò)程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過(guò)程。 在制定工藝過(guò)程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車 及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具， 還有走 刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì) 算該工序的基本時(shí)間， 輔 助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。 關(guān)鍵詞：工序 工藝 工步 加工余量 定位方案 夾緊力 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) ABSTRACT Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords： The process worker one worker's step the surplus of processing orient the scheme clamp strength 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目 錄 摘 要...........................................................................................................................................1 ABSTRACT................................................................................................................................2 目 錄...........................................................................................................................................3 第一章 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝 ....................................................................................5 1.1 CA6140 機(jī)床后托架的工藝分析 ....................................................................................5 1.2 CA6140 機(jī)床后托架的工藝要求及工藝分析 ................................................................5 1.2.1 CA6140 機(jī)床后托架 的技術(shù)要求 .............................................................................6 1.3 加工工藝過(guò)程 ..................................................................................................................6 1.4 確定各表面加工方案 ......................................................................................................6 1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素...................................6 1.4.2 平面的加工...............................................................................................................7 1.4.3 孔的加工方案...........................................................................................................7 1.5 確定定位基準(zhǔn) ..................................................................................................................7 1.5.1 粗基準(zhǔn)的選擇...........................................................................................................7 1.5.2 精基準(zhǔn)選擇的原則...................................................................................................8 1.6 工藝路線的擬訂 ..............................................................................................................8 1.6.1 工序的合理組合.......................................................................................................8 1.6.2 工序的集中與分散...................................................................................................9 1.6.3 加工階段的劃分.......................................................................................................9 1.6.4 加工工藝路線方案的比較.....................................................................................10 1.7 CA6140 機(jī)床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ................12 1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求.............................................................................................13 1.7.2 CA6140 機(jī)床后托架的偏差計(jì)算 ...........................................................................13 1.8 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ....................................................................15 1.8.1 工序 1：粗、精銑底面..........................................................................................15 1.8.2 工序 2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 ..................................................17 1.8.3 工序 3：鉆頂面四孔..............................................................................................24 1.8.4 工序 4：鉆側(cè)面兩孔..............................................................................................28 1.9 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 ............................................................................................30 1.9.1 粗、精銑底面.........................................................................................................30 1.9.2 鏜側(cè)面三杠孔.........................................................................................................31 1.9.3 鉆頂面四孔.............................................................................................................32 第二章 專用夾具設(shè)計(jì).............................................................................................................34 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 2.1 銑平面夾具設(shè)計(jì) ............................................................................................................34 2.1.1 研究原始質(zhì)料.........................................................................................................34 2.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇.....................................................................................................34 2.1.3 切削力及夾緊分析計(jì)算.........................................................................................34 2.1.4 誤差分析與計(jì)算.....................................................................................................35 2.1.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明.................................................................................35 2.2 鏜孔夾具設(shè)計(jì) ................................................................................................................36 2.2.1 研究原始質(zhì)料.........................................................................................................36 2.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇.....................................................................................................36 2.2.3 切削力及夾緊力的計(jì)算.........................................................................................36 2.2.4 誤差分析與計(jì)算.....................................................................................................37 2.3 鉆頂面四孔夾具設(shè)計(jì).....................................................................................................38 2.3.1 研究原始質(zhì)料.........................................................................................................38 2.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇.....................................................................................................38 2.3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算.........................................................................................38 2.3.4 誤差分析與計(jì)算.....................................................................................................39 2.3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明.................................................................................39 結(jié) 論.......................................................................................................................................40 致 謝.......................................................................................................................................41 參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................42 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第一章 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝 1.1 CA6140 機(jī)床后托架的工藝分析 CA6140 機(jī)床后托架的是 CA6140 機(jī)床的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié) 構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要 求加工，但是對(duì)精度要求不是很高。如圖 1-1 所示，后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的 粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公6.1Ra 差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量 均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān) 鍵和重要的。 1.2 CA6140 機(jī)床后托架的工藝要求及工藝分析 圖 1-1 CA6140 機(jī)床后托架零件圖 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是 要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。 而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問(wèn)題。工藝師 要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 1.2.1 CA6140 機(jī)床后托架的技術(shù)要求 其加工有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個(gè)孔、以及左視圖上的兩個(gè)孔。 ⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是 ，6.1?Ra 平面度公差要求是 0.03。 ⑵．另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為 ， ， ，其表面粗糙03.52?02.025.4? 度要求 要求的精度等級(jí)分別是 ， ， 。6.1?Ra8?IT7I?IT ⑶．以頂面為住加工面的四個(gè)孔，分別是以 和 為一組的階梯空，這1? 組孔的表面粗糙度要求是 ， ，以及以 和 的階梯孔，其中50Rz.6a 是裝配鉸孔，其中 孔的表面粗糙度要求是 ， ， 是裝02??132??50Rz3.6a102?? 配鉸孔的表面粗糙度的要求是 。.? ⑷．CA6140 機(jī)床后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去 每次造型。 單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。m3~1 因?yàn)?CA6140 機(jī)床后托架的重量只有 3.05kg,而年產(chǎn)量是 5000 件，由[7] 《機(jī)械加工工 藝手冊(cè)》表 2.1-3 可知是中批量生產(chǎn)。 1.3 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平 面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于 CA6140 機(jī)床后托架來(lái)說(shuō)， 加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互 關(guān)系。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：CA6140 后托架的尺寸精度，形狀機(jī)關(guān)度以及位 置機(jī)精度要求都很高，就給加工帶來(lái)了困難，必須重視。 1.4 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要 有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè) 計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì) CA6140 機(jī)床后托架的加工 工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和 加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件 下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 ⑴．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇 加工方法及分幾次加工。 ⑵．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量 生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在 小批量 生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶．要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金 屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑷．要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備， 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件 形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇 前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度 為 Ra0.63μ m，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車 —— 半精車——淬火——粗磨。 1.4.2 平面的加工 由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.1-12 可以確定，底面的加工方案為底平 面：粗銑——精銑（ ） ，粗糙度為 6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙97IT? 度可以較小。 1.4.3 孔的加工方案 ⑴．由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.1-11 確定，以為孔的表面粗糙度為 1.6，則選側(cè)孔（ ， ， ）的加工順序?yàn)椋捍昼M——精鏜。 03.52?02.025.4? ⑵．而頂面的四個(gè)孔采取的加工方法分別是： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，?，所以我們采用一次鉆孔的加工方法，Rz 的孔選擇的加工方法是鉆，因?yàn)?的孔和 是一組階梯孔，所以可以132?? 20?13?? 在已經(jīng)鉆了 的孔基礎(chǔ)上再锪孔鉆锪到 ，而另一組 和 也是210?? 一組階梯的孔，不同的是 的孔是錐孔，起表面粗糙度的要求是 ，所以102?? 6.?Ra 全加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。 1.5 確定定位基準(zhǔn) 1.5.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面 與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的 相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加 工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝 夾等。 ⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其 余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面， 再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留 而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余 量。 ⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確 夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 ⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 用難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證 CA6140 機(jī)床后托 架在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從 CA6140 機(jī)床后托架零件圖分 析可知，選擇側(cè)面三孔作為 CA6140 機(jī)床后托架加工粗基準(zhǔn)。 1.5.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基 準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表 面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一， 從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、 磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書(shū)表面，而且保證了各外圓 表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加 工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這 樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表 面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在 無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。 并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證 CA6140 機(jī)床后托 架在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從 CA6140 機(jī)床后托架零件圖分 析可知，它的底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用 一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則 可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭?非加工表面，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 1.6 工藝路線的擬訂 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。CA6140 機(jī)床后托架的 加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。 1.6.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具 體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴．工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工 藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑵．工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的 相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇打及c??908 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、 鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20 1.6.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的 原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴．工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生 產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的 相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但 采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 ⑵．工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工 藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè) 備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況 進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不 采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生 產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即 使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的 良好的經(jīng)濟(jì)效果。 1.6.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： ⑴．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并 為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修 補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn) 率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變 形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11~IT12。粗糙度為 Ra80~100μm。 ⑵．半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合 適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9~IT10。表面粗糙度為 Ra10~1.25μm 。 ⑶．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸 精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減 少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精 度．精加工的加工精度一般為 IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 ⑷．光整加工階段 對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善 很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為 IT5~IT6,表面粗糙度為 Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同， 有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求 不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加 工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必 須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì) 區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段 可以安排鉆小空之類的粗加工。 1.6.4 加工工藝路線方案的比較 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(jiàn)下表 1-1 所示： 表 1.1 加工工藝路線方案比較表 方案Ⅰ 方案Ⅱ工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 粗銑底平面 A側(cè)面和外圓 粗、精銑底平 面 A側(cè)面和外圓 020 精銑底平 粗 側(cè)面和外圓 粗鏜孔： 40? 、 2.35底面和側(cè)面 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 040 鉆、擴(kuò)孔： 40? 、 2.35.底面和側(cè)面 半精鏜孔：、40?2.3、 5底面和側(cè)面 050 粗鉸孔： 、 . 、 ?底面和側(cè)面 精鏜孔：、 .、 2?底面和側(cè)面 060 精鉸孔： 、402.3 、 5側(cè)面和兩孔 粗銑油槽 底面和側(cè)面 070 粗銑油槽 底面和側(cè) 面 鉆： 、10?3底面和側(cè)面 080 锪鉆孔： 42?底面和側(cè) 面 擴(kuò)孔 底面和側(cè)面 090 鉆： 、103底面和側(cè) 面 精鉸錐孔： 10?底面和側(cè)面 110 擴(kuò)孔 ?底面和側(cè) 面 锪鉆孔： 、 3底面和側(cè)面 120 精鉸錐孔： 10底面和側(cè) 面 去毛刺 130 锪鉆孔： 、?3底面和側(cè)面 鉆： 、6M?底面和孔 5.2 140 鉆： 、6M底面和孔5.2?攻螺紋 底面和孔 . 150 攻螺紋 底面和孔.锪平面 160 锪平面 倒角去毛刺 160 倒角去毛刺 檢驗(yàn) 170 檢驗(yàn) 加工工藝路線方案的論證： ⑴．方案Ⅱ在 120 工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以 后的定位及裝配得到可靠的保證。 ⑵．方案Ⅱ在 010 工序中先安排銑底平面，主要是因?yàn)榈灼矫媸且院蠊ば虻闹饕?定位面之一，為提高定位精度。 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) ⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開(kāi)原則。 由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠?、?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過(guò)程如下表： 表 1-2 加工工藝過(guò)程表 工序號(hào) 工 種 工作內(nèi)容 說(shuō) 明 010 鑄 造 金屬型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長(zhǎng)： 寬：m20 高： 孔：67 、 、5.1?.36? 020 清 砂 除去澆冒口，鋒邊及型 砂 030 熱處理 退火 石墨化退火，來(lái)消除 鑄鐵表層和壁厚較薄的部 位可能出現(xiàn)的白口組織 （有大量的滲碳體出現(xiàn)） ， 以便于切削加工 040 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)毛坯 050 銑 粗銑、精銑底平面 A工件用專用夾具裝夾；立 式銑床 )52(KX 060 粗鏜 粗鏜鏜孔： ， ，03.52?02..04工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（ ）68T 070 銑 粗銑油槽 080 半精鏜 半精鏜鏜孔： ， ，03.52?02..04工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（ ）68T 090 精鏜 精鏜鏜孔： ， ，03.02.25.0? 工件用專用夾具裝夾；立 式銑鏜床（ ） 100 鉆 將孔 、 、1?? 鉆到直徑 md? 110 擴(kuò)孔鉆 將 擴(kuò)孔到要求尺寸3 120 锪孔鉆 锪孔 、 到要求尺?20 寸 130 鉸 精鉸錐孔 1?工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 )3025(Z 140 鉗 去毛刺 150 鉆 鉆孔 、6M?工件用專用夾具裝夾；搖 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 160 攻絲 攻螺紋 6M臂鉆床 )3025(Z 170 鉗 倒角去毛刺 180 檢驗(yàn) 190 入庫(kù) 清洗，涂防銹油 1.7 CA6140 機(jī)床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA6140 機(jī)床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 HT150，硬度 HB 為 150- 200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ⑴．CA6140 車床后托架為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。 ③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并 便于起模。 ④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 ⑵．設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工 余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用 昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一 定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 1.7.2 CA6140 機(jī)床后托架的偏差計(jì)算 ⑴．底平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余糧的計(jì)算，計(jì)算底平面與孔（ ， ， ）的中心03.52?02.025.4? 線的尺寸為 。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：07.35? 粗銑：由參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.2-23。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取 。表 3.2-27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m4.~72. m8.? 精銑：由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-59，其余量值規(guī)定為 。5.1 鑄造毛坯的基本尺寸為 ，又根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》390.35?? 表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差為 。. 毛坯的名義尺寸為： .1 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 毛坯最小尺寸為： m45.38.09?? 毛坯最大尺寸為： ? 粗銑后最大尺寸為： 6.1 粗銑后最小尺寸為： 72. 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側(cè)面三孔（ ， ， ）的03.52?02.025.4? 中心線的尺寸為 。07.35? ⑵．正視圖上的三孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-59 和參考文獻(xiàn)[15]《互換性與技術(shù) 測(cè)量》表 1-8，可以查得： 孔 ：03.52? 粗鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITumRa15?m21.0 半精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.284 精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是76. 孔 02.3? 粗鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITua15?21.0 半精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0R.284 精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7m6m. 孔 025.4? 粗鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITua15?25.0 半精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.21 精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7R6. 根據(jù)工序要求，側(cè)面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個(gè)工序完成，各工序 余量如下： 粗鏜： 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為 ；03.52? m2 孔，參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為 ； 孔，0.3 05.4? 參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,其余量值為 。m2 半精鏜： 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為 ；03. .1 孔，參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為 ；02.3? 2. 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,其余量值為 。5.04 1 精鏜： 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為 ；03.5 m8.0 孔，參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為 ；02.3? . 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,其余量值為 。54 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為 ： ；03. ?m5.218.025.?? 孔毛坯基本尺寸為 ： ；18?? 630 孔毛坯基本尺寸為 ： 。5. 3.14 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7， 再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差分別為： 。、、 m9.0.9.0 孔毛坯名義尺寸為 ： ；03.52??521825?? 毛坯最大尺寸為 ： ；.14.21?? 毛坯最小尺寸為 ： ；? 粗鏜工序尺寸為 ： .0 半精鏜工序尺寸為 ：?847 精鏜后尺寸是 ，已達(dá)到零件圖尺寸要求21.05025.? 孔毛坯名義尺寸為 ： ；02.3? m68.21.3?? 毛坯最大尺寸為 ： ；65.6?? 毛坯最小尺寸為 ： ；?7.4? 粗鏜工序尺寸為 ： ；21.08 半精鏜工序尺寸為 ： 9 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 ：?02.3 孔毛坯名義尺寸為 ： ；025.4? m684??? 毛坯最大尺寸為 ： ；?5.6.03?? 毛坯最小尺寸為 ： ；? 粗鏜工序尺寸為 ： 25.08 半精鏜工序尺寸為 ： 1.9 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 025.4? ⑶．頂面兩組孔 和 ，以及另外一組 的錐孔和3??10??132?? 毛坯為實(shí)心，不沖孔。兩孔精度要求為 ，表面粗糙度要求為 。參照參考1IT50Rz 文獻(xiàn)[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-47，表 2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 第一組： 和1220 加工該組孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——锪 鉆孔： ? 擴(kuò)孔： （Z 為單邊余量）3m3? 锪孔： （Z 為單邊余量）2072 第二組： 的錐孔和1?1?? 加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸 鉆孔： ? 锪孔： （Z 為單邊余量）342? 鉸孔： 10 1.8 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 1.8.1 工序 1：粗、精銑底面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 KX52 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) ⑴．粗銑 銑削深度 ：pam3? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r? 實(shí)際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.1104.0???? 進(jìn)給量 ： 式（1.3）fZaff /6./3768.? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m min39.smf ? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-81,?a a60? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll76 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 式（1.4）)3~((5.021????aDl m98.4603. ? 取 ml21 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621????mjfl ⑵．精銑： 銑削深度 ：pa5.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73，取f 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rdn???? in/460r? 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0???? 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465.?? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)1Dl631? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.021??jjjtt 1.8.2 工序 2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 機(jī)床：臥式鏜床 68T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT ⑴．粗鏜 孔03.52?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pam?md.210? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取f ，切削深度為 。因此確定進(jìn)給量 。m202rf/35. 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66 取Vin/1/35.s? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有： CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) ，取min/06.315.24.310rdVn???? in/30r? 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有：? smdV/34.0615.24.0???? 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ： 式（1.7）mf in/35.fn??? 被切削層長(zhǎng)度 ：l60 刀具切入長(zhǎng)度 ： 式（1.6）1l mtgtgkarp 4.230)~2(???? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm53?l2? 行程次數(shù) ：i 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：1jt min6.0154.6021????mjflt ⑵．粗鏜 孔m02.3?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑pa?d2.60? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取f ，切削深度為 。因此確定進(jìn)給量 。m202rmf/45. 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取Vin/1/35.s? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有： min/26.5.14.30rdVn???? 取 min/250r 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有： V? snV/34.061025..0???? 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ，由式（1.7）有：mf min/.14.fm? 被切削層長(zhǎng)度 ：l60? 刀具切入長(zhǎng)度 ，由式（1.6）有：1l tgtgkalrp 4.5230)~2(1 ????? 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm5~3?ml42? 行程次數(shù) ：i1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：1jt min62.015.246021????mjflt ⑶．粗鏜 孔025.4?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pam?d360? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取f ，切削深度為 。因此確定進(jìn)給量m202rmf/5. 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取Vin/4/.s? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有： ，取min/31.2614.30rdn??? in/250r? 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有： V? smdV/47.0612534.0???? 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ，由式（1.7）有：mf in/1.fnm?? 被切削層長(zhǎng)度 ：l60? 刀具切入長(zhǎng)度 ，由式（1.6）有：1l mtgtgkalrp 4.5230)~2(1 ???? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm5~3?ml42? 行程次數(shù) ：i 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：1jt min56.0124.56021????mjflt ⑷．半精鏜 孔03.52?? 切削深度 ： ，粗鏜后孔徑pam.1?d5.30? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取f CA6140 機(jī)床后托架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) ，切削深度為 。因此確定進(jìn)