CA6140车床套课设 说明书.doc

目录摘要21. CA6140车床套分析41.1 零件的作用41.2 生产类型的确定41.3 零件的工艺分析42. 零件的工艺规程设计52.1 确定毛坯52.1.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量52.2.1 定位基准的选择62.2.2 加工方法的确定72.2.3 工序的拟定72.3 机床设备及工艺装备的选用82.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定92.5 切削用量的计算12 2.5 时间定额的计算.183. 夹具设计193.1 问题的提出193.2 夹具体设计193.3 操作说明20设计心得21参考文献22摘要工艺学是以研究机械加工工艺和夹具设计为主的一门学科，具有很强的实践性，要求在学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，本次毕业设计的课题是车床套加工工艺规程的制定及后三道工序专用夹具设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。 第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一工步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具、量具。对于粗加工，还要校核机床功率。最后，经过多方面的考虑，设计了后三道工序的专用夹具，即两套钻模和一套铣台阶面的铣床夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸，并编写说明书。通过以上的概述，整个设计基本完成。关键词：机械；车床套；加工工艺；夹具设计ABSTRACTA specialized main specialized course that mechanical manufacturing engineering is studied is machinery , rely mainly on studying machining technology and jig to design technological discipline , have very strong practicality , require that should contact production practices closely in the learning process, at the same time it has comprehensive the very strong one,The topic of this graduation design is the lather set establishment and empress that processes craft regulations three work preface appropriation tongs designs, the main contents is as follows:First of all, analyze ，it is mainly analysis of the function of the part and craft analysis to the part , through part analyze can find out about basic situation of part, and craft analyze may know the processing surface of the part and is it require to process. The processing demand put forward according to the part picture, confirm the manufacture form of the blank and sureness of the size. The second step, carry on the choice the base ， confirm thick datum and precise datum in the processing course. According to the datum chosen ， make the craft route , usually make the craft route of more than two kinds, with analyzing through the comparison of the craft scheme, and then choosing be able to make such specification requirements as the precision of geometry form , size of the part and precision of position ,etc. get a kind of process of the rational assurances.The third step, according to the already selected process route, confirm for every steps of cutting consumption and basic man-hour ， choose suitable lathe and cutter. To rough machining ， will check the power of the lathe .End, pass by various of consideration, after designing three appropriation tongses of work refaces, namely two sets of miller tongses that drill the mold and a set of Xian step noodles.Put forward the question of designing first ， and then choose to orient the datum , then the calculation that begins to cut strength , clamp strength and analysis of the localization error. Then put the design course in order as the drawing.Through the summary of the above, design and finish basically entirely.Keywords：Machine，Lather set，Process of the craft，The fixture design1.CA6140车床套分析1.1 零件的作用所给零件是CA6140车床套，主要作用是配合装配其他零件。1.2 生产类型的确定本次设计是大批生产。1.3 零件的工艺分析该零件需要加工的表面有：25H7孔70外圆柱面及其内外端面、退刀槽45m6外圆柱面、42外圆柱面31孔台阶面6孔12.8锥孔5H8槽8H8通孔R5孔其中70外圆内端面对8H8孔轴线的平行度公差为0.05，70外圆内端面对45m6外圆轴线的垂直度公差为0.0325H7孔外圆柱面对45m6外援轴线的同轴度公差为0.03，台阶面（尺寸为65）对45m6外圆轴线的垂直度公差为0.05.5H8槽对8H8孔轴线的对称度误差为0.2。2.零件的工艺规程设计2.1确定毛坯2.1.1选择毛坯零件的材料为45钢，根据零件尺寸及在工作过程中所受的载荷情况，选用模锻成型。毛坯的拔模斜度为15。2.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由参考文献【1】表2-10表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。2.1.2.1公差等级由零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2.1.2.2锻件重量已知机械加工后零件的重量为0.66，由此可初步估算机械加工前锻件毛坯的重量为0.9。2.1.2.3锻件形状复杂系数对零件进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的直径、高度，即d=70，h=90由公式参考文献【1】（2-3）和（2-5）可计算出该车床套锻件的形状复杂系数：由于，故该零件的形状复杂系数属级。2.1.2.4锻件材质系数由于该车床套材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。2.1.2.5锻件分模线形状根据该车床套的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。2.1.2.6零件表面粗糙度由零件图可知，该零件个加工表面的粗糙度均大于等于1.6。根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表：表2-1 CA6140车床套锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/ 公差等级形状复杂系数材质系数0.9普通级项目/机械加工余量/尺寸公差高度90 1.52.0取2.0 +1.2 -0.7宽度70 1.52.0取2.0 +1.5 -0.8宽度45 1.52.0取2.0 +1.2 -0.7宽度42 1.52.0取2.0 +1.2 -0.7 孔径25 2.0 +1.2 -0.7厚度4.5 1.52.0取2.0 +1.2 -0.72.2拟定零件工艺路线2.2.1定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。由零件图可知，多数尺寸及形位公差都以车床套70圆柱面外端面及孔为设计基准，因此必须首先将70圆柱面外端面及25H7孔加工好，为后续工序准备基准。2.2.1.1粗基准的选择选择45m6外圆柱面作为粗基准，用三角卡盘卡紧定位，可以消除四个自由度。2.2.1.2精基准的选择根据基准重合原则，选取25H7孔及其已加工端面作为精基准。安排车床套70圆柱面外端面作为精基准表面，安排在第一道工序进行加工，以便为后续的工序定位创造条件，而且主要表面的粗、精加工要分开，次要的表面加工，如果不能和主要的表面的加工同时进行，应另行加工，并且有合适的定位基准；孔的加工应减少多次装夹的误差，提高精度。2.2.2加工方法的确定根据各表面加工要求和各种加工方法，以及能达到的加工精度，确定各表面的加工方法如表2-2所示：表2-2 CA6140车床套零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案大端面IT86.3粗车半精车25H7孔IT71.6扩铰小端面IT116.3铣424570外圆IT106.3粗车半精车内端面IT81.6粗车精车31孔IT93.2铰6孔IT106.3钻铰锥孔IT106.3锪台阶面IT96.3铣槽IT83.2铣8H8孔IT81.6钻铰R5孔IT96.3钻铰2.2.3工序的拟定根据“先面后孔”“先主后次”和“先粗后精”的原则，将粗加工放在前面，精加工放在后面。初步拟定加工顺序如表2-3所示：表2-3 CA6140车床套工艺路线及设备、工装的选用工序号工 序 名 称1粗车、半精车大端面，倒角，扩、铰25mm孔，倒内角2铣小端面3粗车、半精车70mm45mm42mm外圆，粗车内端面，倒角，4扩、铰31mm孔，倒角5精车内端面6钻、铰6孔，锪锥孔7钻、铰8mm孔8铣槽9铣台阶面10铰10mm孔11去毛刺12热处理8mm孔13清洗14检验2.3机床设备及工艺装备的选用由于本产品生产类型是大批量生产，所以根据生产要求和实际情况加工设备易以通用机床为主。在选择机床时，应考虑零件规格的大小，机床的生产率与工序要求的加工精度的适用性，机床的生产率与工件生产类型的适用性。考虑工件加工精度和生产类型，选用专用量具，工件在各工序间的传送，由于零件较小，直接人工进行就可以了，减少不必要的耗费。综上所述，各工序的加工设备及刀、夹、量具的选择如下：工序1粗车、半精车大端面，倒角，扩、铰25孔，倒内角卧式车床C6132硬质合金可转位车刀锥柄扩孔钻25 GB/T 11411984锥柄机用绞刀 25 GB/T 11331984直柄锥面锪钻40 GB/T 42581996工序2 铣小端面立式铣床X5012中齿直柄立铣刀 10 GB/T 6117.11996工序3粗车、半精车75、45、42外圆，粗车内端面，倒角卧式车床C6132硬质合金可转位车刀工序4扩、铰31孔，倒角卧式车床C6132 硬质合金可转位车刀锥柄扩孔钻31 GB/T 11411984锥柄机用绞刀 31 GB/T 11331984工序5精车内端面卧式车床C6132硬质合金可转位车刀工序6钻、铰6孔，锪锥孔摇臂钻床Z3025直柄麻花钻6 GB/T 6135.31996直柄机用绞刀6 GB/T 11321984直柄锥面锪钻16 GB/T 42581996工序7钻、铰8H8孔摇臂钻床Z3025直柄麻花钻8 GB/T 6135.31996直柄机用绞刀8 GB/T 11321984工序8铣槽立式铣床X5012中齿锯片铣刀 40510 GB/T 61201996工序9铣台阶面立式铣床X51细齿直柄立铣刀 16 GB/T 6117.11996工序10铰R5孔摇臂钻床Z3025直柄机用绞刀10 GB/T 113219842.4加工余量、工序尺寸和公差的确定2.4.1粗车、半精车大端面由参考文献【1】表2-22可查得：精车余量=0.8半精车余量=0.8由参考文献【1】表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度为：精车 IT10半精车 IT82.4.2扩、铰25孔由参考文献【1】表2-28可查得：扩孔余量=5粗绞余量=0.14精绞余量=0.06由参考文献【1】表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度为：扩孔 IT12粗绞 IT10精绞 IT7根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：扩孔 0.21粗绞 0.084精绞 0.021综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为：扩孔 粗绞 精绞 2.4.3铣小端面由参考文献【1】表2-35可查得：粗铣余量=2.4由参考文献【1】表1-20可依次确定本工序尺寸的加工精度为：粗铣 IT11根据上述结果，再查标准公差数值表可确定本工步的公差值为：粗铣 0.22综上所述，该工序的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为粗铣 2.4.4粗车内端面由参考文献【1】表2-22可查得：粗车余量=0.8由参考文献【1】表1-20可依次确定本工序尺寸的加工精度为：粗车 IT10根据上述结果，再查标准公差数值表可确定本工步的公差值为：粗车 0.14综上所述，该工序的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为粗车2.4.5粗车、半精车75、45、42外圆由参考文献【1】表2-16可查得：精车余量=3半精车余量=1由参考文献【1】表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度为：精车 IT12半精车 IT10根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：精车 0.25半精车 0.10综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为：精车 ，半精车，2.4.6镗31孔由参考文献【1】表2-28可查得：粗镗余量=4.8由参考文献【1】表1-20可依次确定工序尺寸的加工精度为：IT9再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为0.062综上所述，该工序尺寸及公差按“入体原则”表示为：。2.4.7精车内端面由参考文献【1】表2-23可查得：精车余量=1.6由参考文献【1】表1-20可依次确定该工序尺寸的加工精度为：精车 IT8根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：精车 0.046综上所述，该工序的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为精车2.4.8钻、铰6孔由参考文献【1】表2-28可查得：钻孔余量=5.8粗绞余量=0.2由参考文献【1】表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度为：钻孔 IT12粗绞 IT10根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：钻孔 0.15粗绞 0.058综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为：钻孔5.8+0.15 0粗绞6+0.058 0。2.4.9钻、铰8H8孔由参考文献【1】表2-28可查得：钻孔余量=7.8粗绞余量=0.16精绞余量=0.04由参考文献【1】表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度为：钻孔 IT11粗绞 IT9精绞 IT8根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为：钻孔 0.09粗绞 0.036精绞 0.022综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为：钻孔粗绞精绞2.4.10铣槽由参考文献【1】表2-26可查得：铣削余量=0.3由参考文献【1】表1-20可依次确定该工序尺寸的加工精度为：铣削 IT8根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：铣削 0.018综上所述，该工序的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为铣削2.4.11铣台阶面由零件图可知：铣削深度=30.5铣削宽度=13由参考文献【1】表1-20可依次确定该工序尺寸的加工精度为：铣削 IT9根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：铣削深度 0.062铣削宽度 0.043综上所述，该工序的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为铣削深度铣削宽度2.4.12铰R5孔由参考文献【1】表2-28可查得：粗绞余量=2由参考文献【1】表1-20可依次确定该工序尺寸的加工精度为：粗绞 IT9根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：粗绞 0.036综上所述，该工序的工序尺寸及公差按“入体原则”表示为粗绞2.5切削用量的计算 2.5.1粗车、半精车大端面，倒角，扩、铰25H7孔，倒内角2.5.1.1 加工条件 工件材料 ：45钢，铸造，HB200 。加工要求 ：车大端面，由文献【2】查得Rz400； 机床 ：CM6125。 刀具：由文献【3】10表1、2：端面车刀，刀片材料YG6，刀杆尺寸16252,。2.5.1.2计算切削用量1） 已知毛坯长度方向的加工余量为2，因其使用要求，一次加工即可，即取 Z=2，。2） 进给量 由文献【3】 14 表3常用切削用量确定 =0.5，耐用度T=60min 。3） 计算切削速度 按文献【1】表10-1续，切削速度的计算公式为：, 其中修正系数按文献【1】表10-1续取223，所以 =113.08（）4） 确定机床主轴转速 由文献【5】附表4-3-1选取。所以实际切削速度113.10。5)切削工时,由文献【1】表11-1 式中： T0切削工时min； 进给次数； 切刀行程长度； 切刀的切入长度； 切刀的超出长度； 附加长度；2.5.2铣小端面2.5.2.1加工条件工件材料：45钢，模锻，HB200 加工要求：铣小端面，由文献【2】Rz400机床 ：X51刀具：由文献【3】10表1、2：端铣刀，刀片材料YG6，刀杆尺寸16252,。2.5.2.2计算切削用量1） 已知毛坯长度方向的加工余量为2，因其使用要求，一次加工即可，即取 Z=2，。2） 进给量 由文献【3】 14 表3常用切削用量确定 =0.5，耐用度T=60min 。3） 计算切削速度 按文献【1】表10-1续，切削速度的计算公式为：, 其中修正系数按文献【1】表10-1续取223，所以 =113.08（）4） 确定机床主轴转速由文献【5】附表4-3-1选取。所以实际切削速度113.10。5)切削工时,由文献【1】表11-1 2.5.3粗车、半精车70、45、42外圆，粗车内端面，倒角，2.5.3.1粗车、半精车、精车外圆 粗车：单边余量取Z=1mm，一次切除。进给量、切削速度、车床主轴转速均与粗车外圆相同， 半精车：单边余量取Z=1mm，一次切除。进给量，切削速度 即（2.1m/s），机床主轴转速 切削工时 （0.14min） 半精车：单边余量取Z=1mm，一次切除。进给量，切削速度 即（2.1m/s），机床主轴转速 ，切削工时 （0.36min）2.5.4扩、铰31孔，倒角2.5.4.1扩31孔机床为：CM6125立式钻床,采用锥柄扩孔钻钻头查切削手册表2.7,取 f=0.43mm/r机床主轴转速,取n=100r/min其切削速度为切削工时: l=10mm2.5.4.2锪倒角145为缩短加工时间，锪倒角时采用机床主轴转速与扩孔时主轴转速相同,均为n=100r/min, 手动进给即可。2.5.5精车内端面2.5.5.1加工条件工件材料：45钢正火，模锻。加工要求：车内端面，是机床：CA6140刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸，。2.5.5.2计算切削用量 考虑到模锻斜度，取轴线长度方向的加工余量为，一次加工，背吃刀量。 进给量 （手册表3-13） 计算切削速度（表3-18） 耐用度。 确定机床主轴转速 按机床选取 所以实际切削速度为 切削工时 （0.12min）2.5.6钻、铰6孔，锪锥孔2.5.6.1钻6的孔机床为：Z535立式钻床 ，采用锥柄麻花钻钻头查切削手册表2.7,取 f=0.43mm/r，v=0.35m/s=21m/min故要求速度为按机床手册查得取 故实际的切削速度:切削工时: l=10mm2.5.6.2扩6的孔机床为：Z535立式钻床,采用锥柄扩孔钻钻头查切削手册表2.7,取 f=0.43mm/r机床主轴转速,取n=100r/min其切削速度为2.5.6.3锪倒角145为缩短加工时间，锪倒角时采用机床主轴转速与扩孔时主轴转速相同,均为n=100r/min, 手动进给即可。2.5.7钻、铰8H8孔 2.5.7.1钻8H8的孔机床为：Z535立式钻床 ，采用锥柄麻花钻钻头查切削手册表2.7,取 f=0.43mm/rv=0.35m/s=21m/min故要求速度为按机床手册查得取 故实际的切削速度:切削工时: l=10mm2.5.7.2锪倒角145为缩短加工时间，锪倒角时采用机床主轴转速与扩孔时主轴转速相同,均为n=100r/min, 手动进给即可。2.5.8铣槽机床为：X51 刀具：槽铣刀由文献【5】表3-28选取：表3-30选取：； 由文献【1】表8-38，采用硬质合金槽铣刀，齿数则： 现采用X51立式铣床，根据文献【5】附表4-17-1，取， 故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为 切削工时：【1】表11-12 =2.5.9铣台阶面2.5.9.1加工条件机床：X51立式铣床；刀具：高速钢直柄立铣刀，齿数Z=6；2.5.9.2计算切削用量及工时 切削速度：参考有关手册，确定即18m/min。 采用高速钢直柄立铣刀，齿数Z=6。则 现采用X51卧式铣床，根据机床使用说明书（见手册表4.2-39），取故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为 查机床说明书，选。 切削工时：由于粗铣、半精铣前后进行，利用作图法，可得出铣刀的行程:，则机动工时为： 查机床说明书，选。 2.6时间定额的计算根据本次设计要求，只计算老师指定的一道工序工时。下面计算工序11的时间定额。2.6.1机动时间：参考文献【2】表987页，得铣侧面的计算公式为：铣42圆柱面上阶梯面： l=155mm,f=0.1mm/r,n=380r/min,参考文献【2】表116 ，取l=0.9mm,l=1.0mm,代入公式，得T=(155+0.9+1)/(0.1x380)=0.637min2.6.2辅助时间参考文献【4】表813确定如下：操 作内 容 每次用时钻5mm孔操作次数时间操作次数时间操作次数时间主轴变速0.02530075变换及给量0.02520.05 1快速移动铣刀0.0520.051卡尺测量0.110.1开停车0.02002主轴运转0.02002清除铣削0.15015各工步辅助时间为：钻7.8mm孔0.095min 铰6-8mm孔0.94min.装卸工件时间参考文献【1】表2.542，取0.5min.辅助时间T为：T=0.075+0.05+0.05+0.1+0.02+0.02+0.15=0.33min2.6.3作业时间 T= T+ T=0.33+0.637=1min2.6.4布置工作地时间参考文献【5】取，则T= Tx5%=1x5%=0.05min2.6.5休息与生理需要时间参考文献【5】取,则T= T=0.04min2.6.6准备与终结时间轻小型件 21min快速移动工作台 1min装卸工件 8min对刀 2min由题目已知生产数量是6000件，则： T/n=(21+1+8+4)/6000+0.01min2.6.7单件时间T= T+T+T+T=0.33+0.05+0.29+0.23+11=12min2.6.8.单件计算时间T= T+ T/ n=13min3.夹具设计3.1问题的提出 在给定的零件中，对本序加工的主要考虑孔8H8、R5和内孔25H7以及和