CA6140后托架机械加工工艺规程设计及夹具设计设计说明

机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：CA6140后托架的机械加工工艺规程设计及夹具设计院系：机械学院班级：13机自师本一学生姓名：马琛学号：1314121123指导教师：田富根学校：晋中学院2016年5月6日机械制造课程设计任务书一、设计题目“后托架（CA614车床）”零件的机械加工工艺规程设计及夹具设计生产批量：中批生产二、设计工作量要求1、零件图一张：手绘、CAD（或Solidworks\Pro-E）绘制各1份（含相应格式电子文件）；2、毛坯图1张；3、机械加工工艺过程综合卡片1张；4、机械加工工艺工序卡片2张（2个典型工序）；5、工艺装备（夹具）设计装配图1张；6、课程设计说明书1份（6000字以上）；三、设计目的1、能熟练运用机械制造技术基础、公差与测量技术、工程力学、机械设计基础、机械制图等课程中的基本知识与理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，确保零件的加工质量；熟悉该零件在机器中的工作原理；2、学会使用手册及图表资料；3、进一步培养识图、绘图、工艺运算和编写技术文件等基本技能。

四、资料查阅与收集任务1、查阅和收集所给题目零件的零件图、该零件在产品或部件中的作用、材料及热处理特点、机械加工工艺性、主要加工表面的技术要求等；2、查阅和收集对应的毛坯图、了解毛坯的制造过程和要求等‘3、查阅和收集该零件加工工艺规程编制的要求和主要注意点；4、查阅和收集各工序所采用工、夹、量、刃具、设备；相应的切削加工用量等；5、查阅和收集相关加工方法的总余量、工序加工余量、工序尺寸及公差等；6、其他你认为应收集的资料。

目录1 零件分析 01.1 零件的作用 01.2 零件的工艺分析 01.3 确定零件的生产类型 (2)2.设计毛坯图 (2)2.1 选择毛坯 (2)2.2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (2)2.3毛坯图 (4)3．工艺规程设计 (5)3.1 定位基准的选择 (5)3.2 拟定工艺路线 (5)3.3加工设备及工艺装备的选用 (9)3.4确定切削用量及工时定额 (10)4专用钻床夹具设计 (20)4.1 夹具设计任务 (219)4.2 钻底孔夹具设计 (21)4.3钻底孔夹具装配图 (26)4.4夹具设计及操作的简要说明 (27)5.设计小结 (27)6.参考文献 (28)1 零件分析1.1 零件的作用CA6140的后托架的作用：CA6140车床后托架在卧式机床上，当采用双向引导刀具时，且有较高的精度要求时.刀具和主轴之间采用浮动卡头连接，在动力头退回原位，刀具又已退离夹具刀套的情况下，必须采用托架来支撑刀杆，以防止刀杆产生下垂，保证在下一次工作循环中，刀具能顺利得重新进入刀套，托架的结构形式同活动钻模版相似，但其作用仅在于支撑刀杆而不作为刀具的导向，托架不起直接保证加工精度的作用，但他却直接保证机床能顺利正常的工作。

1.2 零件的工艺分析由零件图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mm 025.0040+φ, mm 02.002.30+φ,mm 03.005.25+φ要求达到的精度等级为8~7IT IT 。

粗糙度为um Ra 6.1=，且以底平面为基准，要求平行度公差为07.0，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 mm 202φ-、mm 132φ-粗糙度为50=Rz ；mm 202φ-为锥孔，且粗糙度为um Ra 6.1=。

④ 其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。

图1-1 零件图1.3 确定零件的生产类型由已知条件生产类型：中批生产。

2.设计毛坯图2.1 选择毛坯该零件的轮廓尺寸不大、结构简单，且生产类型是中批生产，零件材料为HT200，为铸件，宜采用铸造毛坯。

毛坯制造用砂型机器造型，为清除残余应力铸造后应进行人工失效处理。

2.2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据零件图计算轮廓尺寸，长220mm，宽为60mm，高为67mm，故零件最大轮廓尺寸为220mm。

由零件图可知，零件各加工表面的表面粗糙度为Ra均大于等于0.8um,由此确定工艺方法为砂型机器造型，材料为HT200（灰铸铁），加工余量等级为Ｇ级，铸铁尺寸公差等级为CT8～CT10，取CT10，因为四个底孔及侧面两个较小的孔两尺寸小于30mm所以铸造时不可铸出应另行加工。

等级的确定和说明如下：选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计》P18中表2.7可查得毛坯件的公差等级为8-10级，，取为10级。

查表确定毛坯各加工表面尺寸公差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。

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。

表2-1 本零件各工序加工方法、表面粗糙度、公差及加工余量（mm）加工表面加工方法表面粗糙度R a表面光洁度公差等级公差等级加工余量说明内孔钻孔扩孔粗镗半精镗精镗细镗粗铰精铰256.36.31.60.80.23.21.61~34~52~45~66~79~105~66~7IT13~IT11IT10~IT9IT10~IT9IT9~IT8IT8~IT7IT7~IT6IT8IT71089~88768~77~60.3~0.5>1.81.0~1.80.5~0.80.1~0.30.1~0.550.4~0.20.2~0.3指孔径在180以下,铸件直径的余量.L/d<2L/d=2~10时,加工误差增加1.2~2倍粗 磨 精 磨 研磨 1.6 0.2 0.1 6~7 910 10~14 IT8 IT7~IT6 IT7~IT6 7 6 5~4 0.2~0.5 0.1~0.2 0.01~0.02 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 0.8 0.1 1~3 4~6 7~8 6~7 7~9 7~9 10~14 IT14~IT11 IT10 IT9~IT6 IT9 IT7~IT6 IT7~IT6 IT5 11~9 10~9 8~6 8~6 7~5 7~5 5~2 0.9~2.3 0.2~0.3 0.16 0.05 0.03 0.030.01~0.03 指平面最大尺寸500以下的铸件的平面余量2.3 绘制杠杆零件毛坯简图：图2-1 毛坯简图3．工艺规程设计3.1 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。

否则，不但加工工艺规程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产不能正常进行。

（1）精基准的选择中间Φ40、Φ30、Φ25的孔是装配基准又是设计基准，用它们作为精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，且其余各面和孔的加工也可用它们定位，这样使工艺路线遵循“基准统一”的原则，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠、操作方便。

（2）粗基准的选择选底面作为粗基准，选零件左右端面为粗基准，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀，此外还要能保证定位准确，夹紧可靠，故选择底面粗基准。

3.2拟订工艺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的加工余量表1.3 (参考参数)加工表面加工方法表面粗糙度R a表面光洁度公差等级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12.56.31.60.81.00.40.11~34~56~77~86~78~910~14IT12~IT11IT10~IT9IT8~IT7IT6~IT5IT8~IT7IT6~IT5IT6~IT511~1010~88~77~6764~51~50.50~1.600.2~0.50.1~0.250.25~0.850.060.10~0.03指尺寸在直径180以下,长度在500以下,铸件的直径余量内钻孔扩孔粗镗256.36.31~34~52~4IT13~IT11IT10~IT9IT10~IT91089~80.3~0.5>1.81.0~1.8指孔径在180以下,铸件直径的孔半精镗 精 镗 细 镗 粗 铰 精 铰 粗 磨 精 磨 研 磨 1.6 0.8 0.2 3.2 1.6 1.6 0.2 0.1 5~6 6~7 9~10 5~6 6~7 6~7 910 10~14 IT9~IT8 IT8~IT7 IT7~IT6 IT8 IT7 IT8 IT7~IT6 IT7~IT6 8 7 6 8~7 7~6 7 6 5~4 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 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 0.8 0.11~3 4~6 7~8 6~7 7~9 7~9 10~14 IT14~IT11 IT10 IT9~IT6 IT9 IT7~IT6 IT7~IT6 IT5 11~9 10~9 8~6 8~6 7~5 7~5 5~2 0.9~2.3 0.2~0.3 0.16 0.05 0.03 0.030.01~0.03指平面最大尺寸500以下的铸件的平面余量主要工序的加工工艺路线① 根据孔mm 025.0040+φ的技术要求，由资料[7]《公差与配合技术手册》得： 25+=es ，0=ei ；根据公式25=-=ei es T ；查资料[6]《互换性与技术测量》表1-8得： 精度等级为7IT 。