CA6140车床后托架及夹具设计.doc

*大学毕业设计(论文)题 目 名 称CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计题 目 类 型毕业设计系 部机械系专 业 班 级*学 生 姓 名*指 导 教 师*/助教辅 导 教 师*/助教时 间2010年11月至2011年6月目 录毕业设计（论文）任务书开题报告指导教师审查意见评阅老师评语答辩会议记录中文摘要外文摘要前言11 选题背景22 机械加工工艺规程设计52.1 零件分析与毛坯设计52.1.1 CA6140车床后托架的工艺分析52.1.2 毛坯的设计与选择62.2 工艺路线的拟定72.2.1 定位基准的选择72.2.2 表面加工方法和加工方案的选择92.2.3 加工工艺路线方案比较102.3 工艺计算112.3.1 机械加工偏差及余量计算112.3.2 机床及工艺装备的选择142.3.3 切削用量及机动时间确定142.3.4 工时定额的确定253 机床专用夹具设计293.1 夹具设计的基本要求293.2 铣平面夹具设计293.2.1 研究原始材料293.2.2 定位基准的选用293.2.3 切削力及夹紧力分析计算303.2.4 定位误差分析与计算313.3 钻三杠孔夹具设计323.3.1 研究原始材料323.3.2 定位基准的选用323.3.2 切削力及夹紧力的分析计算323.3.4 定位误差的分析与计算333.3.5 夹具设计及操作的简要说明344总结35参考文献36致 谢37附录38*大学毕业设计(论文)任务书系 机械系 专业 机械 班级 机械701 学生姓名 * 指导教师/职称 */助教 1. 毕业设计(论文)题目：CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计2. 毕业设计(论文)起止时间：2010年11月1 日2010年 5月30 日3毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）CA6140机床后托架零件其技术要求为：其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左边的两个孔。、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。、另一组加工是侧面的三孔，分别为，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是，。、以顶面为住加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。、CA6140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。4毕业设计(论文)应完成的主要内容1）、机械加工工艺规程设计，包括零件的分析与毛坯的设计，工艺路线的拟定，工艺计算等；2）、机床专用夹具设计，包括夹具设计的基本要求，铣平面夹具设计，钻三杠孔夹具设计等；3）、快换钻套零件图1张，机械加工工序卡片6张，三杆孔夹具装配图一张，铣底面夹具装配图1张，机械加工工艺过程卡片1张。5毕业设计(论文)的目标及具体要求1）、开题报告一份；2）、外文翻译中英文对照文档一份；3）、毕业设计说明书一份；4）、快换钻套零件图1张，机械加工工序卡片6张，三杆孔夹具装配图一张，铣底面夹具装配图1张,机械加工工艺过程卡片1张。6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求该课题，须学生熟练掌握机械类相关学科理论知识，及空间思维能力，熟练使用AUTOCAD等绘图软件，能分析编制中等复杂程度零件的机加工工艺规程，并对其中的夹具进行结构设计。上机100小时。任务书批准日期 年 月 日 系主任（责任教授）(签字) 任务书下达日期 年 月 日 指导教师(签字) 完成任务日期 年 月 日 学生（签名） *大学毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称CA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计题 目 类 型毕业设计系 部机械系专 业 班 级*学 生 姓 名*指 导 教 师*/讲师辅 导 教 师*/讲师时 间2010年11月至2010年12月CA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计学 生：* *大学指导老师：* *大学一、题目来源及类型题目来源：生产实践题目类型：毕业生计二、研究的目的和意义夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。夹具的现状及生产对其提出新的要求；CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。而编制机械加工工艺过程对零件的加工难易程度和准确性都有很大的关系。为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。三、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有中等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.20.5um。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。、柔性化夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。、标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：1、速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；2、夹一组相似性特征的工件；3、于精密加工的高精度的机床；4、于各种现代化制造技术的新型技术；5、液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率；四、主要研究内容及具体要求1、主要研究内容1、机械加工工艺规程设计，包括零件的分析与毛坯的设计，工艺路线的拟定，工艺计算等；2、机床夹具设计，包括夹具设计的基本要求，铣平面夹具设计，钻三杠孔夹具设计等；3、快换钻套零件图1张，机械加工工序卡片的6张，三杆孔夹具装配图一张，铣底平面夹具装配图1张，机械加工工艺过程卡片1张。2、具体要求1、开题报告一份2、外文翻译中英文对照文档一份3、毕业设计说明书一份4、快换钻套零件图1张，机械加工工序卡片6张，三杆孔夹具装配图一张，铣底平面夹具装配图1张，机械加工工艺过程卡片1张。五、工作的主要阶段、进度和时间安排第一阶段（2010.11.1-2010.11.7）：查阅并翻译外文资料，了解国内外夹具生产使用模式；第二阶段（2010.11.7-2010.11.25）：撰写开题报告，并翻译外文打印中英文对照文档；第三阶段（2010.11.25-2011. 1.20）：理论数据计算，并运用绘图工具绘出模拟图并分析受力情况；第四阶段（2011.1.20-2011.5.1）：绘制草图并一边修改理论数据，并最终完善计算数据，最后绘制完成零件图，总装配图；第五阶段（2011.5.1-2011.5.30）：准备上交材料，并准备答辩。六、阅读的重要参考文献及资料名称1李洪机械加工工艺手册M 北京：机械工业出版社，19902孙已德机床夹具图册M 北京：机械工业出版社，1984：20-233余梦生机械零部件手册（选型设计）机械工业出版社4余光国马俊，张兴发，机床夹具设计M 重庆：重庆大学出版社，19955李庆寿机械制造工艺装备设计适用手册M 银州：宁夏人民出版社，19916廖念钊，莫雨松，李硕根互换性与技术测量M 中国计量出版社，2000：9-197龚桂义机械设计课程设计图册M 第三版高等教育出版社8 乐兑谦金属切削机床课程设计指导书北京：机械工业出版社七、成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法外文翻译参考的工具书：工程机械专业英语 宋永刚 人民交通出版书 熟练掌握机械类相关学科理论知识及空间思维能力，熟练使用AUTOCAD等绘图软件，运用各类专业资料书籍手册等查询我所需要的参数，公式进行理论数据计算,运用CAD/Solidworks制图软件来绘制零件图和装配图，另外在我这个设计方案中，需要编制机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,这些都需要实际操作的一些经验来指导，可以向老师及工厂里的师傅来请教此类问题。上机时间100小时八、指导老师审查意见*大学毕业设计(论文)指导教师审查意见学生姓名*专业班级*毕业设计(论文)题目CA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计指导教师*职 称助教审查日期审查参考内容：毕业设计(论文)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计(论文)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。审查意见：指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分（注：此页不够，请转反面）*大学毕业设计(论文)评阅教师评语学生姓名*专业班级机械701班毕业设计(论文)题目CA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计评阅教师职 称评阅日期评阅参考内容：毕业设计(论文)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计(论文)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评语：评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_分（注：此页不够，请转反面）*大学毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定学生姓名*专业班级机械701班毕业设计(论文)题目CA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计答辩时间2011年6月 日 时答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长： 成 员： 二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分毕业设计(论文)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计(论文)评分的相关规定)等级(五级制)：_答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日系答辩委员会主任(签名)： 系 (盖章)CA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计学 生：* *大学指导老师：* *大学【摘要】在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 【关键词】 工序；工艺；工步；加工余量；定位方案；夹紧力CA6140 lathe machining process after the bracket and fixture designStudent: Instructor: ABSTRACTEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Key wordThe process； worker one; workers step ; the surplus of processing; orient the scheme ; clamp strengthCA6140车床后托架机加工工艺及夹具设计前言夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。夹具的现状及生产对其提出新的要求；本文主要研究的是CA6140车床后托架夹具设计，后托架主要用于加工一些超出床身的细长零件时用来支撑工件的机床附件，通常半自动机床上使用较多。1选题背景1.1研究目的和意义夹具是机械加工过程中一种工艺装备，它在生产中起的作用很大，所以在机械加工中应用十分广泛。而我们研究它就要保证它能够达到以下功用：保证工件的加工精度由于采用夹具安装，可以准确的确定工件与机床、刀具之间的相互位置，所以在机械加工中，可以保证工件各个表面的相互位置精度，使其不受或不受各种主观因素影响，容易获得较高的加工精度，并使一批工件的精度稳定。提高劳动生产率和降低加工成本采用夹具使工件装夹方便，免去工件逐个找正对刀所花费的时间，因此可以缩短辅助时间。另外，采用夹具装夹或定位，可以保证产品质量稳定，对操作工人的技术水平的要求可以降低，有利于提高生产率和降低成本。扩大机床工艺范围和改变机床用途使用专用夹具可以改变原机床用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。这是在生产条件有限的情况下常用的一种技术改造措施。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工，可以充分发挥通用机床的作用。改善劳动条件和保证生产安全使用专用机床夹具可以减轻工人劳动强度、改善劳动条件，保证安全生产。CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。而编制机械加工工艺过程对零件的加工难易程度和准确性都有很大的关系。为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，并且要符合实际生产过程，所制定的机械加工工艺路线和机械加工工艺卡片也要符合实际生产要求，并通过此工艺加工出来的夹具要达到以上的要求，所以学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。1.2国内外机床夹具现状和发展趋势与研究的主攻方向现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有中等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.20.5um。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。、柔性化夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。、标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：1、速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；2、夹一组相似性特征的工件；3、于精密加工的高精度的机床；4、于各种现代化制造技术的新型技术；5、液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率；2 机械加工工艺规程设计2.1零件分析与毛坯设计2.1.1CA6140车床后托架的工艺分析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。图1-1.1一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。CA6140机床后托架零件图如图1-1.1所示，其技术要求为：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。另一组加工是侧面的三孔，分别为，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是，。以顶面为住加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。CA6140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。2.1.2毛坯的设计与选择零件材料为HT200，采用铸造。由于零件年产量为5000件，已达批量生产水平，故采用铸造精度较高的金属型铸造。由机械加工工艺手册查得。毛坯的选择是制定工艺规程中的一项重要内容，选择不同的毛坯就会有不同的加工工艺，采用不同设备、工装，从而影响零件加工的生产率和成本。毛坯选择包括毛坯类型和确定毛坯制造方法两方面，应全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以降低零件制造总成本。CA6140车床后托架毛坯材料选为灰铸铁（HT150），硬度范围在150200HBS，承受中等载荷。根据 表1-1.1，选用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高。在切削加工前进行石墨化退火处理，消除铸件表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（大量渗碳体出现）以便进行切削加工。表2-1毛坯加工选择比较分类特点适用场合砂型铸造手工木模造型制造精度低，易受潮变形，故铸件精度低，加工余量大批量较小，精度较低的铸件机器造型采用机械化手工操作，铸件精度和生产率有所提高，但需要一套造型设备，费用较高，且铸件重量受限制一般用于中小型尺寸的铸件金属型铸造其精度比砂型铸造的铸件高，表面质量和力学性能较好，而且有较高的生产率，但需要一套专用的金属型大批量生产中尺寸不大、结构不太复杂的有色金属铸件离心铸造铸件金属组织致密，力学性能好，其外圆表面质量与精度均较高，但内孔精度较低，需留出较大的余量大批量生产的黑色金属、铜合金等旋转体铸件压力铸造铸件质量好，公差等级可达IT12，且铸件上的个螺纹孔、文字、花纹、图案均能铸出。压力铸造需要一套昂贵的设备和铸型大批量生产中形状复杂、尺寸较小的有色金属铸件2.2工艺路线的拟定2.2.1定位基准的选择工件在机械加工过程中的第一道工序用未加工过的毛坯表面做定位基准，这定位表面我们就称它为粗基准；而用工件加工表面做定位基准则称之为精基准；、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、位置符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：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。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。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。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。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。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，选择侧面三孔作为CA6140机床后托架加工粗基准。、 精基准选择的原则基准重合原则。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。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。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。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。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，它的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。2.2.2表面加工方法和加工方案的选择一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计CA6140机床后托架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。平面的加工由参考文献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面，精铣的粗糙度可以较小。2.2.3加工工艺路线方案比较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，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表2-2加工工艺路线方案比较表工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010粗铣底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆020精铣底平粗侧面和外圆粗镗孔：、 底面和侧面040钻、扩孔：、 底面和侧面半精镗孔：、底面和侧面050粗铰孔：、 底面和侧面精镗孔：、底面和侧面060精铰孔：、 侧面和两孔粗铣油槽底面和侧面070粗铣油槽底面和侧面钻：、底面和侧面080锪钻孔：底面和侧面扩孔底面和侧面090钻：、底面和侧面精铰锥孔：底面和侧面110扩孔底面和侧面锪钻孔：、底面和侧面120精铰锥孔：底面和侧面去毛刺130锪钻孔：、底面和侧面钻：、底面和孔140钻：、底面和孔攻螺纹底面和孔150攻螺纹底面和孔锪平面160锪平面倒角去毛刺160倒角去毛刺检验170检验加工工艺路线方案的论证：方案在120工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。方案在010工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。方案符合粗精加工分开原则。由以上分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。2.3工艺计算2.3.1机械加工偏差及余量计算底平面的偏差及加工余量计算底平面加工余量的计算，计算底平面与孔（，）的中心线的尺寸为。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由参考文献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。精铣：由参考文献机械加工工艺手册表2.3-59，其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为，又根据参考文献机械加工工艺手册表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毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为：精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（，）的中心线的尺寸为。正视图上的三孔的偏差及加工余量计算 根据参考文献机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸是，已达到零件图尺寸要求孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：；半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即：孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即顶面两组孔和，以及另外一组的锥孔和毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参照参考文献机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：第一组：和加工该组孔的工艺是：钻扩锪钻孔： 扩孔： （Z为单边余量）锪孔： （Z为单边余量） 第二组：的锥孔和加工该组孔的工艺是：钻锪铰钻孔： 锪孔： （Z为单边余量）铰孔： 2.3.2机床及工艺装备的选择根据不同的工序选择机床：（1） 铣底面工件用专用夹具装夹，根据参考文献机械制造技术基础课程设计指南表3.1-73，选型号X52K；（2） 钻侧面三孔 工件用专用夹具装夹，根据参考文献机械加工工艺手册表3.1-30，选型号为Z35的摇臂钻床；（3） 钻顶面四孔 工件用专用夹具装夹，根据参考文献机械制造技术基础课程设计指南表3.1-30，选型号为Z3025的摇臂钻床。（4）钻和两孔 工件用专用夹具装夹，根据参考文献机械制造技术基础课程设计指南表3.1-30，选型号为Z3025的摇臂钻床。2.3.3切削用量及机动时间确定工序1：粗、精铣底面机床：双立轴圆工作台铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数粗铣铣削深度：每齿进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（1.1）实际铣削速度： 式（1.2）进给量： 式（1.3）工作台每分进给量： ：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 式（1.4）取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 式（1.5）精铣：铣削深度：每齿进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速，由式（1.1）有：， 实际铣削速度，由式（1.2）有：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1。机动时间，由式（1.5）有：本工序机动时间工序2：钻、扩、粗铰、精铰侧面三杠孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-66取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：工作台每分钟进给量： 式（1.7）被切削层长度：刀具切入长度： 式（1.6）刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：粗镗孔切削深度：，毛坯孔径进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，取：切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：精镗孔切削深度：，半精镗后孔径进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-6