零件机械加工工艺规程编制及装备设计模板.doc

“CA6140一般车床后托架（831001）”零件机械加工工艺规程编制及工艺装备设计目 录前 言+4一、零件分析：4（二）零件作用：4（三）零件工艺分析：4二、工艺规程设计：5（一）确定毛坯制造形式：5（二）基准选择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确实定:8（五)确定切削用量及基础工时 ：9三、夹具设计：26（一）问题提出：26（二）夹具设计：27四、总结：28五、关键参考文件：28前 言机械制造工艺和机床夹具课程设计是在学完了机械制造工艺和机床夹具和大部分专业课，并进行了生产实习基础上进行一个教学步骤。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程一次深入全方面总复习，也是一次理论联络实际训练。所以，它在几年学习中占相关键地位。就我个人而言，期望经过这次课程设计，对以后将从事工作，进行一次适应性训练，经过设计锻炼自己分析问题、处理问题能力，为回厂后工作打下一个良好基础。因为能力所限，设计中还有很多不足之处，期望各位老师给批评指教。一、零件分析：(一)计算生产纲领,确定生产类型： 零件图上为CA6140车床上后托架,生产量为件,该产品属于轻型机械,依据表1-3生产类型和生产纲领等关系,可确定其生产类型为中批生产。（二）零件作用： 后托架在CA6140车床床身尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向开关，起加强固定作用；在40mm和30.2mm之间孔为毛线孔，用于导通油路；旁路螺纹孔是连接油盖；正面四个孔将后托架固定于车床尾部。（三）零件工艺分析： CA6140车床后托架共有两组表面，她们之间有一定位置要求。现叙述以下：1、以40mm孔为中心加工表面：这一组加工表面包含：40mm，30.2mm及25.5mm孔,两沉头孔为20mm，两装配铰孔13mm，深孔6mm，螺纹M6，两销孔。其中，关键加工表面为40mm ，30.2mm及25.5mm三个孔。2、以底面12060mm为中心加工表面：这一组加工表面包含底面12060mm和锪平面。这两组加工表面之间有一定位置要求，关键是： 40mm孔轴线和底面平行度为100：0.07； 30.2mm孔轴线和底面平行度为100：0.07； 30.2mm孔轴线和底面平行度为100：0.07； 下底面平面度误差为0.03； 毛线孔中心线和底面尺寸误差为0.07；由此可分析知,对于这两组加工表面而言,能够先加工其中一组表面，然后借助和专用夹具加工另一组表面，而且确保她们之间位置精度要求。二、工艺规程设计：（一）确定毛坯制造形式： 后托架是车床CA6140后托起部分，该零件材料为HT200，考虑到机床运行中要常常使主轴正转和反转，此时，转向开关、丝杠、光杠也进行正转和反转连续或瞬时运动。所以，扭矩最大 ，强度不高使用铸件，因为零件年产量为件，已达成中批量生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，故能够采取砂型铸造，这从提升生产率，确保加工精度上考虑，也是比较合理。（二）基准选择 基准选择是工艺规程设计关键工作之一，基准选择得正确和合理，能够使加工质量得到确保，生产率得以提升。不然，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、粗基准选择：对于通常孔类零件，以孔作为粗基准完全合理，但对本零件来说，孔40mm为铸造孔，不易作为精基准，故我们能够考虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准，以此基准把底面12060mm先加工出来，因为此顶面只限制了X、Y、Z转动和Z移动4个自由度，故能够考虑选左端面为第二基准面，此二面能够限制6个自由度，达成完全定位。 2、精基准选择：关键应考虑到基准重合问题。当设计基准和工序基准不重合时，应尽可能进行尺寸计算。这在后面还要专门计算，此处不在反复。 (三) 制订工艺路线： 制订工艺路线出发点,应该使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理确保。在用生产纲领确定为中批量生产条件下,能够考虑用万能性机床配以专用夹具，并尽可能使工序集中来提升生产率，但同时也要确保质量。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设备，以尽可能使成本降到最低。 1、工艺方案一： 工序10：粗、精铣底面，确保尺寸12060mm； 工序20：钻两个13mm孔；钻两个销孔10mm；锪两个沉头孔20mm； 工序30：钻孔38mm；钻孔28mm；钻孔23.5mm；锪平孔25.5mm端面； 工序40：扩孔39.5mm；扩孔29.5mm；扩孔29.5mm； 工序50：半精镗40mm； 30mm； 25mm； 工序60：精镗孔40mm； 30.2mm； 25.5mm； 工序70：钻螺纹孔5.1mm；钻深孔6mm； 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38mm；钻孔28mm；钻孔23.5mm；锪平孔25.5mm端面； 工序20：扩孔39.5mm；扩孔29.5mm；扩孔29.5mm； 工序30：粗、精铣底面，确保尺寸12060mm； 工序40：钻两个13mm孔；钻两个销孔10mm；锪两个沉头孔20mm 工序50：半精镗40mm； 30mm； 25mm； 工序60：精镗孔40mm； 30.2mm； 25.5mm； 工序70：钻螺纹孔5.1mm；钻深孔6mm； 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、工艺方案比较分析： 以上两个工艺方案特点在于：方案一是先加工以底面为中心表面，再以此为基准加工3个孔及其它相关孔；方案二却恰恰相反，先加工3个孔，再以孔定位加工底面。 依据后托架作用和两个方案比较分析，因为40m, 30.2mm, 25.5mm这三个孔轴线平行度要求较高。所以，选择底面为基按时，加工孔精度一定越高越好。所以，方案二工序不太适宜，我们采取方案一大致次序。经过分析，方案一加工次序是先粗加工、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，但仔细推敲后，发觉仍然有不太符合工艺标准，现将改善工艺过程具体分析以下： 工序10：粗、精铣底面，确保尺寸12060mm； 工序20：钻两个13mm孔；钻两个销孔10mm；锪两个沉头孔20mm； 工序30：钻孔38mm；钻孔28mm；钻孔23.5mm；锪平孔25.5mm端面； 工序40：扩孔39.5mm；扩孔29.5mm；扩孔29.5mm； 工序50：钻螺纹孔5.1mm；钻深孔6mm； 工序60：攻螺纹孔M6； 工序70：半精镗40mm； 30mm； 25mm； 工序80：加工油槽； 工序90：精镗孔40mm； 30.2mm； 25.5mm； 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确实定: 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,采取铸造毛坯。 依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸以下： 1、底面（12060mm） 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、其它各铸造孔加工余量以下： 零件尺寸 单边 毛坯 40mm 1.5mm 37mm 3、其它各孔因为直径较小，故只能为实心孔,其毛坯不能铸造出孔,参考机械加工工艺手册后确定： 25.5mm孔钻孔到23.5mm；扩孔到24.7mm；半精镗到24.9；精镗到25.5mm； 30.2mm孔钻孔到28mm；扩孔到29.3mm 半精镗到29.8mm；精镗到30.2mm； 40mm孔扩孔到38.7mm； 半精镗到39.6mm；精镗到40mm； （五)确定切削用量及基础工时 ： 工序10：粗、精铣底面：1、加工条件工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：粗、精铣底面，确保尺寸12060mm和台阶高18mm； 机床：X6132型铣床； 刀具：高速钢圆柱形铣刀，依据金属切削手册表6-4取铣刀直径d=100mm，依据金属切削手册表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铣削深度a=2.5mm；精加工铣削深度a=0.5mm； 3、确定每齿进给量： 参考机械加工工艺手册（软件版）取粗铣时每齿进给量f=0.15(mm/z)；精铣时每转进给量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，取粗铣时主轴转速为150r/min，精铣时主轴转速为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，对应铣削速度分别为： 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、计算基础工时： 参考机械加工工艺手册（软件版）确定切入和切出行程长度，而工件长度为，故铣刀工作行程为。所以，基础工时为： 0.41（m/min）（粗铣时）； 1.08（m/min）（精铣时）； 工序20：钻四个定位孔（2-10mm和2- 13mm）；锪两个沉头孔20mm，深2mm；工步1：钻两个13mm孔1、加工条件工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：钻锥度孔10mm，确保零件图上精度要求； 机床：Z5125A型钻床； 刀具：，钻头直径13mm， 2、确定切削进给量： 依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： 依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、计算基础时间： 工步2：钻两个10mm孔1、加工条件工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：钻锥度孔10mm，确保零件图上精度要求； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工步3：锪两个沉头孔20mm，深12mm1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：锪孔20mm 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工序30：钻孔到28mm；23.5mm；锪平25.5mm端面，深2mm； 工步1：钻孔到28mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：钻孔28mm； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工步2：钻孔到23.5mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：钻孔23.5mm； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工步3：锪平25.5mm端面 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：锪平25.5mm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： 依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： 依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、计算基础时间： 工序40：扩孔到38.7mm；29.5mm；24.5mm； 工步1：扩孔到38.7mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：扩孔39.5mm； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工步2：扩孔到29.5mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：扩孔29.5mm； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工步3：扩孔到24.5mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：扩孔24.5mm； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工序50：钻螺纹孔5.2mm；钻深孔6mm； 工步1：钻螺纹孔5.2mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：钻孔5.1mm； 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： 依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： 依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、计算基础时间： 工步2：钻深孔6mm 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：钻孔6mm； 机床：Z5125A型钻床； 刀具：高速钢麻花钻，钻头直径6mm； 2、确定切削进给量： 依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： 依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、计算基础时间： 工序60：攻螺纹孔M6； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：攻螺纹孔M6； 机床：Z5125A型钻床； 刀具：高速钢麻花钻，钻头直径6mm； 2、确定切削进给量： 依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： 依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、计算基础时间： 工序70：半精镗到39.7mm； 30mm； 25.3mm； 工步1：半精镗到39.7mm； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：半精镗到39.7mm； 机床：T68镗床； 刀具：硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量： 依据实用金属切削加工工艺手册，取进给量f=0.37（mm/r）； 3、确定切削速度： 依据实用金属切削加工工艺手册，取切削速度； 4、计算转速： ，按机床实际转速取； 5、计算基础时间： 工步2：半精镗到30mm； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：半精镗到30mm； 机床：T68镗床； 刀具：硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量： 依据实用金属切削加工工艺手册，取进给量f=0.13（mm/r）； 3、确定切削速度： 依据实用金属切削加工工艺手册，取切削速度； 4、计算转速： ，按机床实际转速取； 5、计算基础时间： 工步3：半精镗到25.3mm； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：半精镗到25.3mm； 机床：T68镗床； 刀具：硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量： 依据实用金属切削加工工艺手册，取进给量f=0.13（mm/r）； 3、确定切削速度： 依据实用金属切削加工工艺手册，取切削速度； 4、计算转速： ，按机床实际转速取； 5、计算基础时间： 工序80：精镗到40mm；30.2mm；25.5mm； 工步1：精镗到40mm； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：精镗到40mm； 机床：T68镗床； 刀具：硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量： 依据实用金属切削加工工艺手册，取进给量f=0.37（mm/r）； 3、确定切削速度： 依据实用金属切削加工工艺手册，取切削速度； 4、计算转速： ，按机床实际转速取； 5、计算基础时间： 工步2：精镗到30.2mm； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：精镗到30.2mm； 机床：T68镗床； 刀具：硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量： 依据实用金属切削加工工艺手册，取进给量f=0.13（mm/r）； 3、确定切削速度： 依据实用金属切削加工工艺手册，取切削速度； 4、计算转速： ，按机床实际转速取； 5、计算基础时间： 工步3：精镗到25.3mm； 1、加工条件：工件材料：HT200，=200HBS，铸造； 加工需求：精镗到25.5mm； 机床：T68镗床； 刀具：硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量： 依据实用金属切削加工工艺手册，取进给量f=0.13（mm/r）； 3、确定切削速度： 依据实用金属切削加工工艺手册，取切削速度； 4、计算转速： ，按机床实际转速取； 5、计算基础时间： 三、夹具设计：为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过指导老师部署和协商，决定设计精镗三杠孔（40mm，30.2mm及25.5mm）专用夹具。此夹具将用于T68卧式镗床。刀具采取硬质合金镗刀，对工件三杠孔分别进行镗削加工。（一）问题提出： 本夹具关键用来精镗三杠孔（40mm，30.2mm及25.5mm）。这三个孔轴线和底面平行度、各个孔轴线平行度全部有一定技术要求。因在此次加工前全部要求表面均已加工完成。所以，精度已经不是关键问题。所以，在此次加工中关键应考虑怎样提升劳动生产率、降低劳动强度、改善劳动条件上。（二）夹具设计： 1、定位基准选择： 由夹具零件图知，三个孔轴线和底面距离有要求，底面已经精加工。所以，以底面为定位精基准。又因2、定位误差分析：（1）定位元件尺寸及公差确实定：夹具2个定位元件为支撑板和定位心轴，查夹具设计手册知，镗床夹具误 差是工件表面误差1/2左右。考虑到实际情况，我们取1/3，故支撑板平行度要求为0.02，定位心轴轴线和底面公差为0.02mm。所以，后拖架底面最大倾斜距离为0.04mm，而最小为-0.04mm。故由此可一起最大转角为：，所以即大间隙满足零件精度要求。（2）计算40mm，30.2mm及25.5mm三孔间平行度误差： 零件40mm孔和回转镗模内径最大间隙为： 回转镗模孔长为50mm，则由上述间隙引发最大倾角为：，即为镗孔最大平行度误差。 因为三孔平行度公差为100：0.07和100：0.08，显然夹具=0.5：1000.7：1000.8：100 故上述平行度误差是许可。3、夹具设计及操作简明说明： 如前所述，在设计夹具时，应考虑提升劳动生产率，为此，应首先着眼于机动夹紧，而不采取手动夹紧。不过此零件用机动夹紧过于浪费，从经济上考虑应该用手动夹紧，方便、简单、易于操作。因为是精加工，镗削余量十分小，镗削力自然就小。所以，更适合采取手动夹紧。经过唐老师耐心指导，和相关工具书查阅，本夹具总感觉还是比较紧凑。四、总结：经过这次课程设计，使我深入地了解了所学过理论知识及具体利用了这些知识。经过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事工作有了亲身体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。经过实例对工艺规程编制和切削用量选择计算等做了一次练习。总而言之，经过这次课程设计使我受益匪浅，为我以后学习和工作打下一个坚实而良好基础。在此，衷心感谢唐其林、唐毅锋老师帮助和指导。五、关键参考文件：1 白成轩机床夹具设计新原理北京：机械工业出版社，1997年；2 徐鸿本机床夹具设计手册沈阳：辽宁科学出版社，；3 赵家齐机械制造工艺学课程设计指导书（第2版）北京：机械工业出版社， 年；4 史全富等金属切削手册（第三版）上海：上海科学技术出版社，；5 陈家芳实用金属切削加工工艺手册（第二版）上海：上海科学技术出版社，；机械加工工艺过程卡片产品型号 产品型号 共页产品名称零件名称后托架（CA6140车床）第 1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸2206067mm每毛坯件数每台件数备注 工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件00毛坯10铣1、粗铣底面；2、精铣底面，确保尺寸12060mm；金工X6132专用夹具，高速钢圆柱形铣刀，游标卡尺1.49min20钻1、钻两个13mm孔；2、钻两个销孔10mm；3、锪两个沉头孔20mm；Z5125A专用夹具，高速钢直柄麻花钻、高速钢90度锪钻，塞规0.59min 30钻1、钻孔到28mm；2、钻孔到23.5mm；3、锪平孔25.5mm端面；Z575专用夹具，高速钢锥柄麻花钻、高速钢90度锪钻，塞规1.26min 40扩1、扩孔到38.7mm；2、扩孔到29.5mm；3、扩孔到24.5mm；Z575专用夹具，高速钢直柄麻花钻，塞规1.41min 50钻1、钻螺纹孔5.1mm；2、钻深孔6mm；Z5125A专用夹具，高速钢直柄麻花钻0.43min 60攻1、攻螺纹孔M6；Z5125A专用夹具，M6丝锥0.10min70镗1、