后托架工艺规程设计加详细工艺卡片.doc
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“CA6140普通车床后托架(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备设计
机械制造工艺及机床夹具课程设计任务书
设计题目:
设计“CA6140普通车床后托架(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备(2000件/年)
生产纲领:
2000件/年
内容:
1、零件图........................................................1张
2、毛坯图........................................................1张
3、机械加工工艺过程卡.....................................................1张
4、机械加工工序卡...............................................................1套
5、专用夹具装配图.........................................1张
6、夹具专用零件图.........................................1张
7、设计说明书.................................................1
目录
前言 4
一、零件的分析:
4
(二)零件的作用:
4
(三)零件的工艺分析:
4
二、工艺规程的设计:
5
(一)确定毛坯的制造形式:
5
(二)基准的选择 5
(三)制订工艺路线:
6
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:
8
(五)确定切削用量及基本工时:
9
三、夹具设计:
26
(一)问题的提出:
26
(二)夹具设计:
27
四、总结:
28
五、主要参考文献:
28
一、零件的分析:
(一)计算生产纲领,确定生产类型:
零件图上为CA6140车床上的后托架,生产量为2000件,该产品属于轻型机械,根据表1-3生产类型与生产纲领等的关系,可确定其生产类型为中批生产。
(二)零件的作用:
后托架在CA6140车床床身的尾部,三个孔分别装丝杠、光杠、转向开关,起加强固定作用;在ø40mm与ø30.2mm之间的孔为毛线孔,用于导通油路;旁路的螺纹孔是连接油盖的;正面的四个孔将后托架固定于车床尾部。
(三)零件的工艺分析:
CA6140车床后托架共有两组表面,他们之间有一定的位置要求。
现叙述如下:
1、以ø40mm孔为中心的加工表面:
这一组加工表面包括:
ø40mm,ø30.2mm及ø25.5mm的孔,两沉头孔为ø20mm,两装配铰孔ø13mm,深孔ø6mm,螺纹M6,两销孔。
其中,主要加工表面为ø40mm,ø30.2mm及ø25.5mm的三个孔。
2、以底面120×60mm为中心的加工表面:
这一组加工表面包括底面120×60mm和锪平面。
这两组加工表面之间有一定的位置要求,主要是:
ø40mm孔的轴线与底面的平行度为100:
0.07;
ø30.2mm孔的轴线与底面的平行度为100:
0.07;
ø30.2mm孔的轴线与底面的平行度为100:
0.07;
下底面的平面度误差为0.03;
毛线孔的中心线与底面的尺寸误差为±0.07;
由此可分析知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助与专用夹具加工另一组表面,并且保证他们之间的位置精度要求。
二、工艺规程的设计:
(一)确定毛坯的制造形式:
后托架是车床CA6140的后托起部分,该零件材料为HT200,考虑到机床运行中要经常使主轴正转与反转,此时,转向开关、丝杠、光杠也进行正转与反转的连续或瞬时运动。
因此,扭矩最大,强度不高使用铸件,由于零件的年产量为2000件,已达到中批量生产水平,并且零件的轮廓尺寸不大,故可以采用砂型铸造,这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是比较合理的。
(二)基准的选择
基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一,基准选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。
否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批量报废,使生产无法正常运行。
1、粗基准的选择:
对于一般的孔类零件,以孔作为粗基准完全合理,但对本零件来说,孔ø40mm为铸造孔,不易作为精基准,故我们可以考虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准,以此基准把底面120×60mm先加工出来,由于此顶面只限制了X、Y、Z的转动和Z的移动4个自由度,故可以考虑选左端面为第二基准面,此二面可以限制6个自由度,达到完全定位。
2、精基准的选择:
主要应考虑到基准重合问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应尽量进行尺寸计算。
这在后面还要专门计算,此处不在重复。
(三)制订工艺路线:
制订工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在用生产纲领确定为中批量生产的条件下,可以考虑用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,但同时也要保证质量。
除此之外,还要考虑到经济效果,在实际生产中还要考虑加工的设备,以尽量使成本降到最低。
1、工艺方案一:
工序10:
粗、精铣底面,保证尺寸120×60mm;
工序20:
钻两个ø13mm的孔;钻两个销孔ø10mm;锪两个沉头孔ø20mm;
工序30:
钻孔ø38mm;钻孔ø28mm;钻孔ø23.5mm;锪平孔ø25.5mm端面;
工序40:
扩孔ø39.5mm;扩孔ø29.5mm;扩孔ø29.5mm;
工序50:
半精镗ø40mm;ø30mm;ø25mm;
工序60:
精镗孔ø40mm;ø30.2mm;ø25.5mm;
工序70:
钻螺纹孔ø5.1mm;钻深孔ø6mm;
工序80:
攻螺纹孔M6;
工序90:
加工油槽,去毛刺;
工序100:
按图纸要求检验;
2、工艺方案二:
工序10:
钻孔ø38mm;钻孔ø28mm;钻孔ø23.5mm;锪平孔ø25.5mm端面;
工序20:
扩孔ø39.5mm;扩孔ø29.5mm;扩孔ø29.5mm;
工序30:
粗、精铣底面,保证尺寸120×60mm;
工序40:
钻两个ø13mm的孔;钻两个销孔ø10mm;锪两个沉头孔ø20mm
工序50:
半精镗ø40mm;ø30mm;ø25mm;
工序60:
精镗孔ø40mm;ø30.2mm;ø25.5mm;
工序70:
钻螺纹孔ø5.1mm;钻深孔ø6mm;
工序80:
攻螺纹孔M6;
工序90:
加工油槽,去毛刺;
工序100:
按图纸要求检验;
3、工艺方案的比较分析:
以上两个工艺方案的特点在于:
方案一是先加工以底面为中心的表面,再以此为基准加工3个孔及其他相关的孔;方案二却恰恰相反,先加工3个孔,再以孔定位加工底面。
根据后托架的作用和两个方案的比较分析,由于ø40m,ø30.2mm,ø25.5mm这三个孔的轴线平行度要求较高。
因此,选用底面为基准时,加工孔的精度一定的越高越好。
因此,方案二的工序不太合适,我们采用方案一的大致顺序。
经过分析,方案一的加工顺序是先粗加工、精加工一组表面,再粗加工、精加工另外一组平面。
这看上去大致是合理的,但仔细推敲后,发现仍然有不太符合工艺原则,现将改进的工艺过程具体分析如下:
工序10:
粗、精铣底面,保证尺寸120×60mm;
工序20:
钻两个ø13mm的孔;钻两个销孔ø10mm;锪两个沉头孔ø20mm;
工序30:
钻孔ø38mm;钻孔ø28mm;钻孔ø23.5mm;锪平孔ø25.5mm端面;
工序40:
扩孔ø39.5mm;扩孔ø29.5mm;扩孔ø29.5mm;
工序50:
钻螺纹孔ø5.1mm;钻深孔ø6mm;
工序60:
攻螺纹孔M6;
工序70:
半精镗ø40mm;ø30mm;ø25mm;
工序80:
加工油槽;
工序90:
精镗孔ø40mm;ø30.2mm;ø25.5mm;
工序100:
去毛刺;
工序110:
按图纸要求检验;
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:
CA6140车床后托架零件材料为HT200,硬度为200HBS,毛坯余量为3.05kg,生产类
型为中批生产,采用铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如下:
1、底面(120×60mm)
考虑其表面粗糙度比较高,故需粗、精铣底面,其加工余量Z=2mm。
2、其余各铸造孔加工余量如下:
零件尺寸单边毛坯
ø40mm1.5mmø37mm
3、其余各孔由于直径较小,故只能为实心孔,其毛坯不能铸造出孔,参照《机械加工工艺手册》后确定:
ø25.5mm孔————钻孔到ø23.5mm;扩孔到ø24.7mm;
半精镗到ø24.9;精镗到ø25.5mm;
ø30.2mm孔————钻孔到ø28mm;扩孔到ø29.3mm
半精镗到ø29.8mm;精镗到ø30.2mm;
ø40mm孔—————扩孔到ø38.7mm;
半精镗到ø39.6mm;精镗到ø40mm;
(五)确定切削用量及基本工时:
工序10:
粗、精铣底面:
1、加工条件
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
粗、精铣底面,保证尺寸120×60mm和台阶高18mm;
机床:
X6132型铣床;
刀具:
高速钢圆柱形铣刀,根据《金属切削手册》表6-4取铣刀直径d=100mm,根据《金属切削手册》表6-7查得铣刀齿数Z=14;
2、确定铣削深度:
参考有《金属切削手册》确定粗加工的铣削深度a=2.5mm;精加工的铣削深度a=0.5mm;
3、确定每齿进给量:
参考《机械加工工艺手册》(软件版)取粗铣时的每齿进给量f=0.15(mm/z);精铣时的每转进给量f=0.8(mm/z);
4、确定主轴转速:
参考《实用金属切削加工工艺手册》表8-4,取粗铣时的主轴转速为150r/min,精铣时的主轴转速为190r/min;
5、计算铣削速度:
前面已经确定铣刀直径d=100mm和主轴转速(粗铣刀时为300r/mm)。
所以,相应的铣削速度分别为:
粗铣时:
精铣时:
6、校核机床功率(只需校核粗加工即可):
关由手册查得功率;
取Z=14,,,a=2.5mm,而由手册查得=1,=1故1,所以:
起所耗功率远小于机床功率,故可用。
7、计算基本工时:
参考《机械加工工艺手册》(软件版)确定切入和切出的行程长度,而工件的长度为,故铣刀的工作行程为。
所以,基本工时为:
0.41(m/min)(粗铣时);
1.08(m/min)(精铣时);
工序20:
钻四个定位孔(2-ø10mm和2-ø13mm);锪两个沉头孔ø20mm,深2mm;
工步1:
钻两个ø13mm孔
1、加工条件
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
钻锥度孔ø10mm,保证零件图上的精度要求;
机床:
Z5125A型钻床;
刀具:
,钻头直径13mm,
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.3(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工步2:
钻两个ø10mm孔
1、加工条件
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
钻锥度孔ø10mm,保证零件图上的精度要求;
机床:
Z5125A型钻床;
刀具:
高速钢麻花钻,钻头直径10mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.2(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工步3:
锪两个沉头孔ø20mm,深12mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
锪孔ø20mm
机床:
Z5125A型钻床;
刀具:
高速钢麻花钻,钻头直径20mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.3(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工序30:
钻孔到ø28mm;ø23.5mm;锪平ø25.5mm端面,深2mm;
工步1:
钻孔到ø28mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
钻孔ø28mm;
机床:
Z575型钻床;
刀具:
高速钢麻花钻,钻头直径28mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.4(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工步2:
钻孔到ø23.5mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
钻孔ø23.5mm;
机床:
Z575型钻床;
刀具:
高速钢麻花钻,钻头直径23.5mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.4(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工步3:
锪平ø25.5mm端面
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
锪平ø25.5mm端面;
机床:
Z575型钻床;
刀具:
高速钢90度锪钻,锪钻直径25.5mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.4(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工序40:
扩孔到ø38.7mm;ø29.5mm;ø24.5mm;
工步1:
扩孔到ø38.7mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
扩孔ø39.5mm;
机床:
Z575型钻床;
刀具:
高速钢扩孔钻,扩孔钻直径38.7mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.5(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工步2:
扩孔到ø29.5mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
扩孔ø29.5mm;
机床:
Z575型钻床;
刀具:
高速钢扩孔钻,扩孔钻直径29.5mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.6(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工步3:
扩孔到ø24.5mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
扩孔ø24.5mm;
机床:
Z575型钻床;
刀具:
高速钢扩孔钻,扩孔钻直径24.5mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.4(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
5、计算基本时间:
工序50:
钻螺纹孔ø5.2mm;钻深孔ø6mm;
工步1:
钻螺纹孔ø5.2mm
1、加工条件:
工件材料:
HT200,σ=200HBS,铸造;
加工需求:
钻孔ø5.1mm;
机床:
Z5125A型钻床;
刀具:
高速钢麻花钻,钻头直径5.2mm;
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.15(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度;
4、计算转速:
,按机床实际转速取;
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- 托架 工艺 规程 设计 详细 卡片