1、 1江南大学机械制造技术基础课程设计说明书题目：设计 CA6140 车床后托架的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具内容：1.零件图 1 张2. 毛坯图 1 张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1 张4. 夹具装配图 1 张5. 夹具体零件图 1 张6. 课程设计说明书 1 份设计者： 班级学号：指导教师： 2012 年 7 月 1 号2目录1 CA6140 机床后托架加工工艺 21.1 CA6140 机床后托架的作用21.2 CA6140 机床后托架的工艺分析及生产类型的确定21.3 选择毛坯31.3.1 选择毛坯31.3.2 毛坯的结构确定31.4 选择加工方法，制定工艺路线41.4.1 平
2、面的加工方法41.4.2 孔的加工方法41.4.3 确定定位基准41.4.4 工艺路线的拟定51.5 CA6140 机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定71.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）101.6.1 粗、精铣底面101.6.2 粗、半精、精镗 CA6140 侧面三杠孔 121.6.3 钻顶面四孔181.6.4 钻侧面两孔211.7 时间定额计算及生产安排231.7.1 粗、精铣底面231.7.3 钻顶面四孔231.7.2 镗侧面三杠孔241.7.4 钻左侧面两孔252 专用夹具设计272.1 镗孔夹具设计272.1.1 问题的提出272.1.2 定位方案272.1.
3、3 夹紧机构272.1.4 导向装置272.1.5 导向支架的布置形式272.1.6 切削力的计算282.1.7 误差分析与计算2833 参考文献304 结 论3021 CA6140 机床后托架加工工艺1.1 CA6140 机床后托架的作用CA6140 机床后托架的是 CA6140 机床的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面6.1Ra有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及
4、各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.2 CA6140 机床后托架的工艺分析及生产类型的确定锪 平图 1.1 CA6140 机床后托架零件图由图可知，其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是 0.03。6.1Ra另一组加工是侧面的三孔，分别为 ， ， ，其表03.502.025.4面粗糙度要求 要求的精度等级分别是 ， ， 。6.1a8IT7IIT3以顶面为主加工面的四个孔，分别是以 和 为一组的阶梯13220空，这组孔
5、的表面粗糙度要求是 ， ，以及 和 的阶梯50Rz.6a1孔，其中 是装配铰孔，其中 孔的表面粗糙度要求是 ，1021325Rz， 是装配铰孔的表面粗糙度的要求是 。3.6Ra 3.6aCA6140 机床后托架毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在 ，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积m31较小。因为 CA6140 机床后托架的重量只有 3.05kg,而年产量是 2000 件，由7机械加工工艺手册表 2-1 可知是中批量生产。1.3 选择毛坯1.3.1 选择毛坯CA6140 后托架材料为灰铸铁（HT150） ，则其毛坯材料即为灰铸铁（HT150） 。
6、由资料2机械加工工艺手册表 4-71，可得力学性能：表 1.1 灰铸铁（HT150）的性能参数牌号 铸件壁厚 最小抗拉强度 硬度 铸件硬度范围 金相组织HT150 2.5-1010-2020-3030-50175145130120H175 150-200 铁素体+珠光体灰铸体一般的工作条件： 承受中等载荷的零件。 磨檫面间的单位面积压力不大于 490KPa。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
7、出现的白口组织（有大量的渗碳体出现） ，以便于切削加工。1.3.2 毛坯的结构确定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： 铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。 铸造圆角要适当，不得有尖角。 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。 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。 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。4毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 各加工面的几何形状应尽量简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工
8、。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。1.4 选择加工方法，制定工艺路线1.4.1 平面的加工方法由参考文献7机械加工工艺手册表 2.1-12 可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣精铣（ ） ，粗糙度为 6.30.8，一般不淬硬的平97IT面，精铣的粗糙度可以较小。1.4.2 孔的加工方法由参考文献7机械加工工艺手
9、册表 2.1-11 确定，以为孔的表面粗糙度为 1.6，则选侧孔（ ， ， ）的加工顺序为：粗镗03.5202.025.4半精镗精镗。而顶面的四个孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是 ，所以我们采用一次钻孔的加工方Rz法， 的孔选择的加工方法是钻，因为 的孔和 是一组阶梯132 2013孔，所以可以在已经钻了 的孔基础上再锪孔钻锪到 ，而另一组13220和 也是一组阶梯的孔，不同的是 的孔是锥孔，起表面粗糙0度的要求是 ，所以全加工的方法是钻精铰。6.1Ra1.4.3 确定定位基准要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证 CA6140 机床后托架在整个加工过
10、程中基本上都能用统一的基准定位。从 CA6140 机床后托架零件图分析可知，选择侧面作为 CA6140 机床后托架加工粗基准 。底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基5准定位的要求。另外两个孔是 20和 13两组阶梯孔。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用于顶平面的四孔的加工基准。1.4.4 工艺路线的拟订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
11、加工工艺路线方案。见下表：表 1.1 加工工艺路线方案比较表方案 方案工序号工序内容 定位基准 工序内容 定位基准010 粗、精铣底平面 A侧面和外圆 粗、精铣底平面 A侧面和外圆020 钻 132孔锪 0孔底面和侧面 粗镗孔： 40、 2.35底面和侧面030 粗镗孔： 40、 2.35底面以及两个 和132的阶梯孔半精镗孔：、402.3、 5.底面和侧面040 铣油槽 底面和侧面 精镗孔：、402.3、 5.底面和侧面050 半精镗孔：、402.3、 5.底面以及两个 和13的阶梯0孔粗铣油槽 底面和侧面060 精镗孔：、402.3、 5.底面以及两个 和13的阶梯0孔钻： 、103底面和
12、侧面070 钻 2-孔10底面和侧面 扩孔 13底面和侧面6扩孔到 13080 精铰锥孔 0底面和侧面 精铰锥孔： 10底面和侧面090 钻： 、6M底面和侧面 锪钻孔：、 13底面和侧面110 攻螺纹 6底面和侧面 钻： 、6M底面和孔 5.2120 锪平面 底面以及两个和132的阶梯0孔攻螺纹 底面和孔 .130 倒角去毛刺 锪平面140 检验 倒角去毛刺150 检验加工工艺路线方案的论证：方案中工序 020、030、040 镗的是主要孔： 、 、 ，需要402.35.精度很高的定位基准，侧面是不加工表面，不能作为定位基准。而且将铣油槽安排在精镗之后会破坏孔 的精度。而方案一就不会有这样的
13、不合理之处。40综上所述，方案一最适合。表 1.2 加工工艺过程表工序号 工 种 工作内容 说 明010 铣 粗铣、精铣底平面 A工件用专用夹具装夹；立式铣床 )52(KX020 钻 钻 孔扩孔钻到102132030 锪 锪 孔工件用专用夹具装夹；摇臂钻床 )30(Z040 粗镗 粗镗镗孔：， ，03.5202.025.4工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（ ）68T7050 铣 粗铣油槽060 半精镗 半精镗镗孔：， ，03.5202.025.4070 精镗 精镗镗孔：， ，03.02.025.工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（ ）68T080 钻 钻 孔12090 锪 将 锪钻孔到要求尺寸310
14、0 铰 精铰锥孔 102110 钻 钻孔 、6M120 攻丝 攻螺纹工件用专用夹具装夹；摇臂钻床 )3025(Z130 锪 锪平面140 钳 倒角去毛刺150 检验1.5 CA6140 机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定底平面的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸计算底平面加工余量的计算，计算底平面与孔（ ， ， ）03.5202.025.4的中心线的尺寸为 。根据工序要求，底面加工分粗、精铣加工。各工07.35步余量如下：粗铣：由参考文献5机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2-23。其余量值规定为 ，现取 。表 3.2-27 粗铣平面时厚度偏差取 。m4.72. m28.0精
15、铣：由参考文献7机械加工工艺手册表 2.3-59，其余量值规定为1mm。铸造毛坯的基本尺寸为 ，又根据参考文献7机械加工390.135工艺手册表 2.3-11,铸件尺寸公差等级选用 CT7，再查表 2.3-9 可得铸件尺寸公差为 。m1.毛坯的名义尺寸为： .毛坯最小尺寸为： m4538.09毛坯最大尺寸为： .粗铣后最大尺寸为： 618粗铣后最小尺寸为： m72.358.06精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（ ， ，03.5202.）的中心线的尺寸为 。025.4.35正视图上的三孔的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸计算参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.3-59 和参考文献15
16、互换性与技术测量表 1-8，可以查得：孔 ：03.52粗镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12ITumRa15m21.0半精镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.2m84.精镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7I 6.孔 02.3粗镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12ITumRa15m21.0半精镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.2m84.精镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7I 6.孔 025.粗镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12ITumRa15m25.0半精镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.21精镗的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是76根据工序要求，侧面三孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗： 孔，参照7机械加工工艺手册 表 2.3-48,其余量值为03.52；m孔，参照7机械加工工艺手册表 2.3-48,其余量值为02.； 孔，参照7机械加工工艺手册表 2.3-48,其余量值5.04为 。半精镗： 孔，参照7机械加工工艺手册 表 2.3-48,其余量值为03.2；m.1孔，参照7机械加工工艺手册表 2.3-48,其余量值为02.； 孔，参照7机械加工工艺手册表 2.3-48,其余量.025.4值为 。1
