毕业设计（论文）-CA6140车床后托架的加工工艺规程的设计.doc

青岛理工大学琴岛学院专科毕业设计说明书（论文）摘 要1Abstract21零件的分析31.1零件的作用31.2零件的工艺分析32工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式42.2基面的选择42.3制定工艺路线42.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定52.5确立切削用量及基本工时63卡具设计133.1问题的提出133.2卡具设计133.3切削力和卡紧力计算13总 结16致 谢18参考文献19摘 要CA6140拨叉是机床上的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂复杂。但因为其尺寸精度、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，因此它的加工工艺的确设计也是非常关键和重要的。 在制定工艺过程中，可将其分为两部分，即工艺设计部分和夹具设计部分。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。对于夹具的设计，CA6140拨叉镗、铣、钻等工序使用了专用夹具和定位方案，脆夹具的特点是针对性强、结构紧凑、作简便、生产率高。从而保证夹具作方便、夹紧力可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。本设计中将书本理论和实际使用要求相结合，完成了车床后托架的加工工艺规程的设计。 关键词：工序 加工余量 定位 夹紧力Abstract Abstract: CA6140fork is an important part, because of its smaller size components, structural shape is not very complicated complex. But because of its size precision, accuracy and geometry mutual positioning accuracy, and the surface quality of the surface have affected parts of the machine or assembly quality, thereby affecting its performance and working life, it is the design of processing is also a very crucial and important. In the development process, can be divided into two parts, namely, process design and fixture design of the part. To identify the processes of the installation process and the need for further processing and the process of Locomotive Machine feed rate, depth of cut, and cutting speed spindle speed, the process of fixture, knives and measuring tools, and walk the knife cutting the number and length of the final calculation of the basic processes of the time, work time and support to serve time. Fixture for the design, CA6140fork boring lathe, milling, drilling processes for the use of the fixture, the characteristics of such fixture is targeted strong, compact, easy to operate, high productivity. Thus ensuring fixture easy to operate, reliable clamping, the use of safe and reasonable working space. The design will use books theoretical and practical requirements of the integration of the lathe after the completion of the processing order bracket design. Keywords： The process ,worker one, workers step , orient the scheme , clamp strength 1零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔与操纵机构相连，二下方的55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。1.2零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：以25为中心的加工表面这一组加工表面包括：25的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个47的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。以55为中心的加工表面这一组加工表面包括：55的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即55的孔上下两个端面与25的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。2工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。2.2基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个32作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 钻、扩、铰、精铰25、55孔。工序三 粗、精铣55孔上端面工序四 粗、精铣55、25孔下端面。工序五 切断。工序六 钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序七 钻一个4孔，攻M6螺纹。工序八 铣47凸台。工序九 检查。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。 工艺路线方案二工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰55孔。工序五 粗、精铣55孔上端面工序六 粗、精铣55孔下端面。工序七 切断。工序八 钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十 铣47凸台。工序十一 检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。 工艺路线方案三工序一 以32外圆为粗基准，粗铣25孔下端面。工序二 精铣25孔上下端面。工序三 以25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰25孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。工序四 以25孔为精基准，钻、扩、铰、精铰55孔，保证空的精度达到IT7。工序五 切断。工序六 以25孔为精基准，粗铣55孔上下端面。工序七 以25孔为精基准，精铣55孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。工序八 以25孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 以25孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十 以25孔为精基准，铣47凸台。工序十一 检查。虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工50、20孔是精度要求所致。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（25，55端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.22.5，取25，55端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm内孔（50已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取55已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为44mm。工序尺寸加工余量：钻孔 2mm扩孔 0.125mm铰孔 0.035mm精铰 0mm其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。2.5确立切削用量及基本工时工序一 以32外圆为粗基准，粗铣25孔上下端面。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣25孔上下端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 精铣25孔上下端面。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣25上下端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序三 以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 选择切削用量决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.5.mm，寿命切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 铰孔： 精铰： 工序四 以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精度达到IT7。选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 选择切削用量决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查切）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切）为.mm，寿命切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。扩铰和精铰的切削用量同理如下：扩钻： 铰孔： 精铰： .计算工时所有工步工时相同。工序五 切断。工序六 以25孔为精基准，粗铣55孔上下端面。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校验合格。计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.工序七 以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校验合格。计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.结果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16，二重刃长度 选择切削用量决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时工序九 以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16，二重刃长度 选择切削用量决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。工序十 以20孔为精基准，铣47凸台。工序十一 检查。3卡具设计经过与老师协商，决定设计第IX道工序钻M6孔的钻床卡具。本卡具将用于Z525立式钻床。刀具为M6丝锥，以及4的高速钢麻花钻。3.1问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。3.2卡具设计定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择20孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。3.3切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力 扭矩 由于扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。定位误差分析本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。卡具上设置有钻套，用于确定的钻头位置。： 式（2.1）查机床夹具设计手册表得：对于灰铸铁： 式（2.2）取 ， 即所以 由金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：（对称铣削） 式（2.3）背向力：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（2.4） 安全系数K可按下式计算： 式（2.5）式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8）由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式（2.9）式中参数由机床夹具设计手册可查得： 其中： 螺旋夹紧力：易得：经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。误差分析与计算该夹具以平面定位V形块定心，V形块定心元件中心线与平面规定的尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 式（2.10）由机床夹具设计手册可得：平面定位V形块定心的定位误差 ：夹紧误差 ： 式（2.11）其中接触变形位移值： 式（2.12）磨损造成的加工误差：通常不超过夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，支承钉和V形块采用可调节环节。以便随时根据情况进行调整。总 结为期一个学期的毕业论文即将结束，回顾整个过程有很多感悟。毕业论文是每个工科毕业生的必修课程，大学三年的知识都在毕业论文中得到体现，所以毕业论文不但是大学生生活完结的标志，更是为大学三年的学习所教的答卷。它不同于以往的课程设计，主要体现在以下几点：1. 毕业论文知识面较广，几乎涵盖了三年的所学，课程设计则是主要对阶段学习的知识的巩固。2. 毕业论文主要以个人设计为主，老师起到引导作用，课程设计主要以老师指导为主。3.毕业论文对学生各个方面的知识要求更为严格，综合体现学生的个人能力，在做毕业论文过程中，我做了大量的工作，查阅了很多资料，也进行了多方面的思考，但由于经验匮乏及操作不熟悉等原因，所做的论文不免存在这样那样的问题。经过几个月的努力工作，依据设计任务书，从调查研究，收集资料，经过仔细缜密的思考，从提出论文方案，到各个零件的确定，图纸的选择，都注入了我大量的时间和精力。通过这次毕业设计，我学到了许多书本上学不到的知识，其中有成功的经验，也有失败的教训。本次毕业论文，不仅巩固了自己三年来所学的机械专业知识，使自己学到的知识得到了充分地应用，真正的起到学以致用的目的，而且也使我学到了许多新知识，如以前仅仅是通过实习对公差配合有所了解,而通过做本次毕业论文,查阅了许多资料和书籍,对夹具有了进一步的认识.以前知道的,有了更深的记忆,有了温故而知新的效果,以前不知道不了解的,这次有了一个整体系统的学习机会.总之,做这次论文所学习到的知识必将会成为我以后工作和生活中一笔宝贵的财富.通过本次论文的独立完成,我的毅力和能力得到进一步的锻炼与提高，提高了自己独立完成和分工合作完成论文项目的能力。但是由于缺乏更多的工作经验和对机器的工作条件的了解，论文中会有许多的考虑不足，希望各位尊敬的老