CA6140车床床头4轴机械加工工艺规程及钻15孔夹具设计.doc

辽 宁 工 业 大 学制造工程基础课程设计（论文）题目：CA6140车床床头4轴机械加工工艺规程及钻15孔夹具设计全套图纸加扣3012250582 学 院：机械工程与自动化学院专业班级： 工业工程151 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 副教授 起止时间： 2018.7.2-2018.7.20课程设计（论文）任务及评语学 院：机械工程与自动化学院 教研室：机制教研室学 号学生姓名专业班级毕明月课程设计（论 文）题 目CA6140车床床头4轴机械加工工艺规程及工装设计课程设计（论文）任务1.设计内容（1）设计对象来源于生产实践，用于机床等机械装备，属轴类或盘套类零件； （2）针对指定零件，利用相应工程软件（WORD，EXCEL，CAXA电子图版（或其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。2.技术参数与要求设备年产量1万件，废品率、备品率各0.1%，每台设备含该零件件数：1；主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图（零件图见附页）；3.工作量（1）设计零件毛坯，绘制毛坯图1张。（2）制订零件加工工艺规程，绘制机械加工工艺过程综合卡1张。（3）针对某工序设计专用夹具，绘制夹具装配图1张。（4）编写课程设计说明书1份。指导教师评语及成绩图纸( 20)说明书( 20)答辩( 40)平时( 20)成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽宁工业大学课程设计说明书（论文）目 录第1章 零件分析和毛坯的确定21.1零件工艺分析及生产类型确定21.2毛坯类型及毛坯设计2第2章 机械加工工艺规程设计32.1 基准选择32.2 工艺路线设计32.3 机械加工余量和工序尺寸的确定32.4 主要工序切削用量及时间定额计算6第3章 专用夹具设计253.1 工序内容及加工要求253.2 定位基准选择253.3 夹具结构设计及工作流程25第4章 结论30参考文献311第1章 零件分析和毛坯的确定1.1零件工艺分析及生产类型确定本零件材料为45#钢,其力学性能: 。毛坯形式为棒料，生产批量为1万件/年，生产纲领为大批生产。从零件图上得到安装床头的外圆对应表面粗糙度为Ra3.2,的外圆对应表面粗糙度为Ra0.8,的外圆对应的表面粗糙度为Ra0.8, 花键侧面的表面粗糙度为Ra1.6,其余的表面粗糙度为Ra6.3,零件的主要作用是承载机床进给系统中扭矩和转速的传递。从零件图上得到轴的表面要求，对两端的跳动允差0.02mm,键侧对定心直径中心线的不平行度允差100:0.03,花键不等分累计误差和键对定心直径中心线的偏移0.03mm.1.2 毛坯类型及毛坯图设计 毛坯类型：棒料，毛坯图如图1.1.图1.1 主要技术要求如下表1.1.1. 对两端30k的跳动允差0.02mm2. 键侧对定心之径中心线的不平行度允差100：0.033. 花键不等分累计误差和键对定心直径中心线的偏移0.03mm加工表面尺寸精度等级表面粗糙度两端面30IT96.3外圆48IT70.8外圆38IT83.2外圆40IT70.8大花键侧面12IT71.6小花键侧面10IT71.6表1.1主要技术要求第2章 机械加工工艺规程设计2.1定位基准选择粗基准的选择：为取得两中心孔作为精加工的定位基准，所以机械加工的第一道工序是平端面打中心孔，为此可选择外圆表面作为粗基准，这样，当反过来再用中心空定位，可以获得均匀的加工余量有利于保证加工精度。精基准的选择：选择加工过的中心孔和上步加工的外圆表面。2.2 工艺路线的设计工艺路线的设计如下表 : 1下料2平端面打左右中心孔3粗车30外圆，半精车30外圆，粗车38外圆，半精车38外圆，粗车48外圆，半精车48外圆，粗车39外圆，半精车39外圆，粗车40外圆，半精车40外圆，粗车37外圆，半精车37外圆，粗车38外圆，半精车38外圆，粗车36外圆，半精车36外圆，粗车29外圆，半精车29外圆4粗车端面，半精车端面，车倒角，粗车38右端面，半精车38右端面，粗车48端面，半精车48端面5滚48花键，滚38花键6磨30外圆，磨48外圆，磨40外圆，磨38外圆，磨30外圆7钻7孔孔深36，攻螺纹螺纹深268钻孔，扩孔，粗铰，精铰 表2.22.3 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定30外圆工序尺寸及公差确定（1） 加工方案，由基本尺寸30MM，查表得知加工方案为粗车-半精车外圆-粗磨（2） 毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3） 基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.1：工序名称工序余量工序尺寸粗车231.42半精车1.330.12粗磨0.1230 表 2.3.138外圆工序尺寸及公差确定(1)加工方案 由基本尺寸38MM，得加工方案为粗车-半精车外圆-粗磨(2)毛坯加工余量由机械加工余量手册查得(3)基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.2 工序名称工序余量工序尺寸粗车238.6半精车1.438.2粗磨0.238 表2.3.248外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸48MM，得加工方案为粗车-半精车外圆-粗磨（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.3 工序名称工序余量工序尺寸粗车249.6半精车1.448.2粗磨0.248表2.3.339外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸39MM，得加工方案为粗车-半精车外圆（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.4 工序名称工序余量工序尺寸粗车240.4半精车1.439表2.3.440外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸40MM，得加工方案为粗车-半精车外圆-粗磨（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.5工序名称工序余量工序尺寸粗车241.6半精车1.440.2粗磨0.240 表2.3.537外圆工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸37MM，得加工方案为粗车-半精车外圆（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.6工序名称工序余量工序尺寸粗车238.4半精车1.437 表2.3.6外圆工序尺寸及公差确定表（1）加工方案 由基本尺寸38MM，得加工方案为粗车-半精车外圆-粗磨（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.7工序名称工序余量工序尺寸粗车238.6半精车1.438.2粗磨0.238 表2.3.7外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸36MM，得加工方案为粗车-半精车外圆（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.8工序名称工序余量工序尺寸粗车2 37.4半精车1.436 表2.3.8外圆工序尺寸及公差确定（1）加工方案 由基本尺寸29MM，得加工方案为粗车-半精车外圆（2）毛坯加工余量由机械加工余量手册查得（3）基本尺寸，工序公差及偏差如下表2.3.9 工序名称工序余量工序尺寸粗车230.4半精车1.429 表2.3.92.4 主要工序切削用量及时间定额计算 （1）主轴计算公式车床： （1）n-主轴转速（r/min）-切削速度（m/min）-工件直径（mm）（2）基本计算公式 （2）L- -切入长度 （3） （3）辅助时间及总加工时间（作业时间）计算公式辅助时间 （4）总加工时间 （5）工序内容及加工要求工序1（1） 平端面打中心孔加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：中心钻（2）计算切削用量背吃刀量：车端面，走刀长度6mm。工序2粗车30外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.473+0.095=0.568min（4）车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1400r/min半精车30外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.283+0.057=0.34min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为560r/min粗车38外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.175+0.035=0.21min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min半精车38外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.129+0.026=0.155min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为500r/min粗车48外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.578+0.116=0.694min（4）车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为900r/min半精车48外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：1.838+0.368=2.21min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为400r/min.粗车39外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.147+0.029=0.169min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min.半精车39外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.118+0.024=0.142min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为500r/min.粗车40外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.444+0.089=0.533min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min.半精车40外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.431+0.086=0.517min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为450r/min.粗车37外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.176+0.035=0.211min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min.半精车37外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.118+0.024=0.142min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为500r/min.粗车38外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：2.912+0.582=3.494min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min.半精车38外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：2.19+0.582=2.77min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为500r/min.粗车36外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.16+0.032=0.196min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min.半精车36外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.105+0.021=0.126min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为560r/min.粗车29外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度138m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.2+0.04=0.24min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1400r/min.半精车29外圆（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.17mm/r，切削速度60m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.082+0.016=0.143min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为710r/min.工序3粗车端面（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度156m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.039+0.008=0.12min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1400r/min.半精车端面（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度30m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.138+0.028=0.166min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为320r/min.粗车端面（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.4mm/r，切削速度156m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.05+0.01=0.06min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1400r/min.半精车右端面（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度30m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.2+0.04=0.24min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为250r/min.粗车端面（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.6mm/r，切削速度156m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.05+0.01=0.06min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为1120r/min.半精车端面（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：硬质合金车刀（2）计算切削用量背吃刀量：半精车车外圆，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度30m/min（3）时间定额的计算 车外圆总加工时间：0.3+0.06=0.36min车外圆主轴转速为： 查CA6140主轴转速可得车外圆的主轴转速为200r/min.工序4滚花键（1）加工条件 机床：Y613K花键铣床夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：花键铣刀（2）计算切削用量背吃刀量：滚花键，滚花键查表得：车外圆进给量f=0.1mm/r，切削速度116m/min，主轴转速29r/min.工序5钻孔，攻螺纹（1）加工条件 机床：CA6140车床夹具：三爪卡盘量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：麻花钻，丝锥（2）计算切削用量背吃刀量：钻孔孔深36mm,，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度5m/min. 攻螺纹螺纹深26mm,，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度5m/min.（3）钻孔孔深36mm时间定额的计算 钻孔总加工时间：0.353+0.07=0.423min攻螺纹螺纹深26mm时间定额计算 ， 攻螺纹总加工时间： =0.448+0.09=0.538车外圆主轴转速为： 查M1412主轴转速可得钻孔，攻螺纹的主轴转速为250r/min.工序6磨外圆（1）加工条件 机床：外圆磨床M1412夹具：双顶尖量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：砂轮（2）计算切削用量背吃刀量：磨外圆的背吃刀量分别为查表得：磨外圆进给量全部为f=0.02mm/r，切削速度分别为320，200，250，250，320m/min，主轴转速全部为30r/min。工序7：孔加工钻孔（1）加工条件 机床：立式钻床Z535夹具：专用夹具量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：麻花钻（2）计算切削用量背吃刀量：钻孔,，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度5m/min.（3）钻孔时间定额的计算 钻孔总加工时间：1.13+0.226=1.356min查Z535主轴转速可得钻孔主轴转速为100r/min.扩孔（1）加工条件 机床：立式钻床Z535夹具：专用夹具量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：扩孔钻（2）计算切削用量背吃刀量：扩孔,，查表得：车外圆进给量f=0.5mm/r，切削速度5m/min.（3）扩孔时间定额的计算 钻孔总加工时间：1.05+0.21=1.26min查Z535主轴转速可得钻孔主轴转速为100r/min.粗铰（1）加工条件 机床：立式钻床Z535夹具：专用夹具量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：铰刀（2）计算切削用量背吃刀量：粗铰孔,，查表得：车外圆进给量f=0.8mm/r，切削速度5m/min.（3）粗铰孔时间定额的计算 钻孔总加工时间：0.65+0.136=0.78min查Z535主轴转速可得钻孔主轴转速为100r/min.精铰（1）加工条件 机床：立式钻床Z535夹具：专用夹具量具：油标卡尺0150（精度0.02）刀具：铰刀（2）计算切削用量背吃刀量：精铰孔,，查表得：车外圆进给量f=0.8mm/r，切削速度5m/min.（3）粗铰孔时间定额的计算 钻孔总加工时间：0.65+0.136=0.78min查Z535主轴转速可得钻孔主轴转速为100r/min.第3章 专用夹具设计3.1 工序内容及加工内容工序内容：钻15的孔加工要求：表面粗糙度Ra6.33.2 定为基准选择以V形块为定位基准3.3 夹具结构设计及工作流程钻床夹具的用途是用来完成工序VII，采用V形块定位方式一次装夹，完成对15通孔的加工，螺栓压板功能是对工件夹紧，取工件时，直接松动螺母即可取下，钻床夹具图如下:3.2.1，3.2.2，3.2.3. 图3.2