前横架加工工艺及钻M12底孔夹具设计【CAD图纸和说明书】
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前横架
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序言
机械制造技术基础课程设计实在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺及未来从事的工作打下了良好的基础。。
一，零件的工艺分析。
通过对该零件零件图的观察分析可知该零件属于箱体台阶类零件。下表面需要进行铣削加工，表面粗糙度Ra=25。由于要保证M12螺纹孔与上表面的尺寸以及该孔的位置度误差，所以上表面不易加工，故不进行加工。其余4个M12的螺纹孔加工业很容易。所以该零件的工艺性较好。
- 内容简介：
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机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 CA6140 零（部件）图号 产品名称 车床 零（部件）名称 前横架 共 5 页 第 1 页 车间 工序号 工序名 材料牌号 1 粗铣精铣底平面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 灰铸铁 247X25 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具 名称 工序工时/s 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r s-1 切削速度 /m min-1 进给量 /mm r-1 背吃刀量 /mm 进给次数 工步工时/s 机动 辅助 1 粗铣底平面 莫氏锥柄立铣刀，游标卡尺， 4.5 45 1.2 1.5 设计 (日期 ) 审核(日期 ) 标准化 (日期 ) 会签(日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts机械加工工序卡片 机械加工工序卡片 产品型号 CA6140 零（部件）图号 产品名称 车床 零（部件）名称 前横架 共 4页 第 2 页 车间 工序号 工序名 材料牌号 钻孔攻螺纹 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 灰铸铁 247X54 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 /s 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r s-1 切削速度 /m min-1 进给量 /mm r-1 背吃刀量 /mm 进给次数 工步工时 /s 机动 辅助 1 在四个工位上钻孔 10.0mm 莫氏锥柄麻花钻 10.0 mm 28 60 0.6 0 1 2 在四个孔上倒角 1X45 设计 (日期 ) 审核 (日 标准化 会签 (日 nts 期 ) (日期 ) 期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 Ca6140 零 (部件 )图号 产品名称 车床 零 (部件 )名称 前横架 共 ( 1 )页 第 ( 1 )页 材料牌号 HT200 毛坯种类 灰铸铁 毛坯外形尺寸 247X54 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 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 粗铣 粗铣底平面保证 22mm 尺寸 立式铣床 II 钻直径 10.0 的孔 4 个 莫氏麻花钻 10.0mm III 倒 45 度倒角 IV 钻直径 10.0 孔 莫氏麻花钻 10.0mm V 倒 45 度倒角 VI 攻 M12 螺纹 x4 机用丝锥 M12 VII 攻 M12 螺纹 机用丝锥 M12 VIII 锪 平 25 高速钢锪钻 25 mm X 按零件图检查 描图 描校 底图号 装订号 设计 (日期 ) 审核 (日期 ) 标准化 (日期 ) 会签 (日期 ) nts 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts课程设计说明书 设计题目：设计 CA6140 机床前横架加工工艺及夹具 设计者： 班级： 学号： 指导教师： nts 20009年 6月 序言 机械制造技术基础课程设计实在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进 行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺及未来从事的工作打下了良好的基础。 一， 零件的工艺分析。 通过对该零件零件图的观察分析可知该零件属于箱体台阶类零件。下表面需要进行铣削加工，表面粗糙度 Ra=25。由于要保证 M12螺纹孔与上表面的尺寸以及该孔的位置度误差，所以上表面不易加工，故不进行加工。其余 4个 M12的螺纹孔加工业很容易。所以该零件的工艺性较好。 二， 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛 坯图。 1. 选择毛坯 由零件图知该零件材料为 HT200.考虑到该材料的力学性能，故选用铸件，零件尺寸不大。故选用金属型铸造。 2. 确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差。 参见机械制造技术基础课程设计指南第五章第一节，铸铁件的公差及机械加工余量按 GB/T6141 19999确定。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。 nts（ 1） 铸件公差等级 由该零件的技术要求可知，该铸件的公差等级为普通级。 （ 2） 零件表面粗糙度 由零件图可知该零件下表面 Ra=25，其余的不用加工。 3. 确定机械加工余量 查阅金属机械加工工 艺人员手册（第三版）表 12 3 可知，该铸件加工余量等级为 57级，取 6级。再查阅表 12-2可知，加工底面，加工余量为 4.。 4，确定毛坯尺寸 分析本零件，结合上面得到的加工余量可知，毛坯在加工方向的尺寸为 22+4=26mm。其余表面不用加工，所以不留余量。 5，设计毛坯图 由零件图可知，图中除了标注的圆角 R10之外，所有未注的圆角均为R5，所以毛坯图如下。 三， 选择加工方法，制定工艺路线 1， 定位基准的的选择 本零件需加工下表面，保证厚度尺寸 22mm，上表面是设计基准。为了避免基准不重合误差，应选择上表面为定位基 准，即遵守“基准重合”的原则。 2， 零件表面加工方法的选择 本零件需加工下表面，并钻孔，攻螺纹。 （ 1） 下表面，由于本零件的形状不适合进行车削加工，所以加工下nts表面时选择铣削加工 （ 2） 10.8的孔，选用摇臂钻床进行加工，并用 12mm的丝锥攻螺纹。 3， 制订工艺路线 根据先面后孔的原则，本零件先进行先表面的铣削，再进行钻孔和攻螺纹。 工序 I：以上表面为定位基准，铣削下表面，保证 22mm的尺寸。 工序 II：以侧面定位。钻 10.8*4的孔，并用 12mm的丝锥攻螺纹。 工序 III：以上表面定位，钻 10.8 的孔，孔心距离上表面 27mm。并保证位置度误差 0. 1mm。再用 12mm 的丝锥攻螺纹。 工序 IV：按照零件图的尺寸及要求进行检验。 四， 工序设计 1选择加工设备与工艺设备 （ 1）选择机床 工序 I选用立式铣床。型号为 X51 工序 II ,III选用摇臂钻床，型号 3052 （ 2）选择夹具 工序 I选用通用夹具即可 工序 II， III选用专用夹具。 （ 3） 选择刀具 铣刀按表 5-100选择莫氏锥柄立铣刀，莫氏锥柄号为 2，直径 d=18mm，ntsl=32mm,L=117mm,齿数 z=6粗铣留余量 1.5mm。 钻 10.8mm孔，选用莫氏 10.8麻花钻 . 攻 M12螺纹，选用机用丝锥 12mm （ 4） 选用量具 铣下表面选用分度值 0.05mm的游标卡尺进行测量。 由于孔加工选用的是标准的麻花钻与丝锥，故不需用量具进行测量。 2，确定工序尺寸 （ 1） 确定下表面的工序尺寸 工序尺寸与加工余量有关，应将毛坯余量分为各个工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸，中间工序尺寸按加工方法的经济精度确定。 本零件下表面的加工余量工序尺及表面粗糙度见下表。 加工表面 加工余量 工序尺寸 表面粗糙度 下表面 1.5 55.5 下表面 54 Ra25 （ 2） 钻孔工序尺寸 先钻孔，后 攻螺纹，采用标准麻花钻与标准丝锥。 各工序尺寸见下表。 工序 加工余量 工序尺寸 钻 10.8*4孔 10.8 攻 M12*4螺纹 M12 nts 工序 加工余量 工序尺寸 钻 10.8孔 10.8 攻 M12螺纹 M12 五， 确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量 ap，进给量 f和切削速度 v。确定顺序是先确定 ap， f，再确定 v。 1， 工序 I切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本道工序为粗铣下表面。已知加工材料为 HT200.机床为 X51铣床。工件安装采用通用夹具。 1）确定粗 铣下表面，留余量 1.5mm 的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄立铣刀，莫氏锥柄号为 2，直径 d=18mm， l=32mm,L=117mm,齿数 z=6粗铣留余量 1.5mm。 前角 0为 0后角 0为 7度，刀齿斜角 s=-10，主刃 r=50，过渡刃 r =30，过渡刃宽度 b =1.5mm。 i确定背吃刀量 ap 粗铣单边余量为 1.5mm，显然 ap=1.5mm ntsii 确定进给量 f 根据表 5-147 f=0.72mm iii 确定切削速度 v，根据金属加工工艺人员手册（第三版）表14-76 V=45m/min n=1000v/ d=1000*45/3.14*54=266r/min=4.5r/s 机床主电动机功率 4.5kw 最后确定切削用量为 Ap=1.5 f=1.2mm/r n=4.5r/s v=45m/min 2)确定基本时间 由表 2-28计算得 Tj=21.5s 2， 工序 II切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 1)钻孔切削用量 本工序为钻孔，倒角，再攻螺纹，钻孔在摇臂钻床上进行加工，刀具选用莫氏 10.0mm 麻花钻，材料为高速钢。攻螺纹时选用机用丝锥 12。 nts 钻 10.8孔选用莫氏麻花钻，材料为高速钢 ，根据表 5-84查得：10.0莫氏锥柄麻花钻总长 l=175mm，沟漕 L1=94mm。莫氏圆锥号为 1。 根据表 5-127.钻孔进给量 f=0.520.64mm/r，取 f=0.6mm/r。 为避免损坏钻头，当刚要钻穿时应该停止自动走刀，改用手动走刀。 根据表 5-134，硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量可知，硬质合金钻头钻削灰铸铁是的切削速度 Vc为 5070mm/min，取 Vc=60mm/min，用乳化液做冷却液。 转速： n=1000V/ d n=1000*60/3.14*10.8= 1769r/min 根 据金属机械加工工艺人员手册（第三版）查得钻床功率 1.5kw. 所以最终确定该工序的切削用量为： f=0.6mm/r Vc=60m/min N=1769r/min ntsPc=1.5kw 2）攻螺纹切削用量 攻螺纹选用 M12机用丝锥。根据表 5-97查得： 丝锥公称直径 d=12.0mm 螺距 p=1.75mm 锥柄直径 d1=9.00mm 螺纹部分长度 l=29.0mm 总长 L=89mm 方头 a=7.10mm L2=10mm 根据表 5-142查得： d=12 p=1.75 材料为灰铸铁攻螺纹时切削速度 V=9.6m/min (2)基本时间的确定 1）钻孔基本时间 根据表 2-26计算得 Tj1=3s*4=12s 由表 2-30计算得： Tj2=2.8s Tj=Tj1+Tj2=12+2.8=14.8s 3,工序三的切削用量及基本时间的确定 （ 2） 切削用量 nts1)钻孔切削用量 本工序为钻孔，倒角，再攻螺纹，钻孔在摇臂钻床上进行加工，刀具选用莫氏 10.0mm 麻花钻，材料为高速钢。攻螺纹时选用机用丝锥 12。 钻 10.8孔选用莫氏麻花钻，材料为高速钢，根据表 5-84查得：10.0莫氏锥柄麻花钻总长 l=175mm，沟漕 L1=94mm。莫氏圆锥号为 1。 根据表 5-127.钻孔进给量 f=0.520.64mm/r，取 f=0.6mm/r。 为避免损坏钻头，当刚要钻穿时应该停止自动走刀，改用手动走刀。 根据表 5-134，硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量可知，硬质合金钻头钻削灰铸铁是的切削速度 Vc为 5070mm/min，取 Vc=60mm/min，用乳化液做冷却液。 转速： n=1000V/ d n=1000*60/3.14*10.8= 1769r/min 根据金属机械加工工艺人员手册（第三版）查得钻床功率 1.5kw. nts所以最 终确定该工序的切削用量为： f=0.6mm/r Vc=60m/min N=1769r/min Pc=1.5kw 2）攻螺纹切削用量 攻螺纹选用 M12机用丝锥。根据表 5-97查得： 丝锥公称直径 d=12.0mm 螺距 p=1.75mm 锥柄直径 d1=9.00mm 螺纹部分长度 l=29.0mm 总长 L=89mm 方头 a=7.10mm L2=10mm 根据表 5-142查得： d=12 p=1.75 材料为灰铸铁攻螺纹时切削速度 V=9.6m/min (2)基本时间的确定 1）钻孔基本时间 根据表 2-26计算得 Tj1=3s* 由表 2-30计算得： ntsTj2=2.8s Tj=Tj1+Tj2=3+2.8=5.8s 4， 工序 4切削用量及基本时间的确定 本工序是忽平 25孔。 根据金属机械加工工艺人员手册（第三版）查得改工序选用带可换导柱锥柄 90度锥面忽钻。基本参数如下： 忽钻代号 d*d1=25*14 d2=6 L=150 l=30 莫氏锥柄号为 2 材料为高速钢 由金属机械加工工艺人员（第三版）可知： 进给量 f=0.100.15mm/r取 f=0.10mm/r 切削速度 V=1225m/min，取 V=15m/min n=191r/min nts基本时间的确定： 由表 2-26求得： Tj=1s 六， 夹具设计及使用说明 本夹具是钻 10 专用夹具。 （ 1） 定位方案 本夹具侧面一挡板定位，下表面一支承钉定位。确定孔的位置。挡板限制一个自由度，台阶面加上支承钉限制 5个自由度 ，自由度全部限定，没有欠定位。 （ 2） 夹紧机构 本夹具选用螺旋夹紧机构，通过一面两销定位。 （ 3） 夹具体与机床连接 在夹具体下面的板上开有 2 个槽，
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