CA6140车床后托架设计说明书

晋中学院本科毕业论文（设计）-1-CA6140车床后托架工艺与夹具设计1.序言：本次毕业设计是在学完了机械制造工艺与装备和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造工艺与装备中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多家指教！晋中学院本科毕业论文（设计）-2-2.CA6140后托架加工工艺设计2．1生产纲领中批生产（已知）2.2零件的分析2.2.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床后托架，它位于CA6140车床床身的尾部，三个杠孔分别装光杠，丝杠，操作杠，对它们其加强固定作用，以提高车床加工的精度，在它们之间的孔用于导通油路，旁边的螺纹孔，是连接油盖的，正面的四孔将后托架固定于车床尾部。2.2.2.CA6140机床后托架的技术要求其加工有三组加工：底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。（1）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6.1Ra，平面度公差要求是0.03。（2）另一组加工是侧面的三孔，分别为Φ22.5，Φ30.2，025.0040，其表面粗糙度要求6.1Ra要求的精度等级分别是8IT，7IT，7IT。（3）以顶面为主要加工面的四个孔，分别是以132和202为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是50Rz，3.6Ra，以及以132和102的阶梯孔，其中102是装配铰孔，其中132孔的表面粗糙度要求是50Rz，3.6Ra，102是装配铰孔的表面粗糙度的要求是Ra=1.6.（4）CA6140机床后托架毛坯的选择砂型铸造，因为零件尺寸不太大。2.3毛坯的结构工艺（1）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。晋中学院本科毕业论文（设计）-3-毛坯形状、尺寸确定的要求（2）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。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。2.4工艺规程设计2.4.1确定定位基准粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5)粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。晋中学院本科毕业论文（设计）-4-选侧面和右边半圆作为粗基准，因为底面加工时有平行度要求，符合为了保证加工面与不加工面相互位置关系精度的原则。精基准选择的原则（1）基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2）基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。（3）互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。（4）自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。选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准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。2.4.2零件表面加工方法的选择底平面：参考《机械加工工艺手册》，表面粗糙度为1.6，粗铣—精铣。孔：Φ40，Φ30.2，Φ22.5：表面粗糙度为1.6，钻—粗镗—精镗2×Φ13，2×Φ20：表面粗糙度为Rz50,钻—扩2×Φ10：表面粗糙度为1.6，钻—扩—铰Φ13：表面粗糙度为Rz50,钻M6：钻—攻螺纹晋中学院本科毕业论文（设计）-5-2.4.3工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。CA6140机床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。2.4.3.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：1).工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。2).工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在c9080的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于mg200。2.4.3.2工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。1).工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用晋中学院本科毕业论文（设计）-6-复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。2).工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。2.4.3.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：1).粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra80~100μm。2).半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9~IT10。表面粗糙度为Ra10~1.25μm。3).精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精晋中学院本科毕业论文（设计）-7-加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~1.25μm。4).光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。2.4.3.4制订工艺路线10．以侧面和外圆定位，粗精铣底平面。20.钻Ф40，Ф30.2，Ф22.5孔，锪Ф22.5端面。30.粗镗Ф40，Ф30.2，Ф22.5孔，以底面和侧面定位。40.精镗Ф40，Ф30.2，Ф22.5孔。50.钻2×Ф20，2×Ф13,2×Ф10，Ф13孔钻到直径10mm.60.将2×Ф13，扩孔到要求尺寸。70.锪孔Ф13，2×Ф20到要求尺寸。80.钻Ф6，M6底孔90．攻螺纹M6。100.粗铣油槽。110.去毛刺。120.装配铰孔。2.4.4机械加工余量CA6140机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT200，硬度HB为150-200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。(1).底平面：参考《机械加工工艺手册》粗铣：3.0mm精铣1.0mm查表得铸件公差为1.1mm所以总加工余量：3.0+1.0=4.0mm毛坯基本尺寸：35+4.0=39.0mm(2).Ф40孔：钻后基本尺寸：Ф37.2mm粗镗后尺寸：Ф39.2（+0.025^0）mm精镗后尺寸：Ф40（+0.025^0）晋中学院本科毕业论文（设计）-8-Ф30.2孔：钻后基本尺寸：