CA6140机床后托架加工工艺编制及夹具设计毕业设计.doc

本科毕业设计 CA6140 车床后托架 加工工艺及夹具设计 学生姓名 齐峰 学生学号 080514020510 院 系 机械工程学院 年级专业 机械设计制造及自动化 指导教师 芦玉梅 二 一二年六 I 摘 要 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法 是指导生 产的重要的技术性文件 它直接关系到产品的质量 生产率及其加工产品的经 济效益 生产规模的大小 工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手 段都要通过机械加工工艺来体现 因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的 质量的重要保证的重要依据 在编制工艺时须保证其合理性 科学性 完善性 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率 改善工人的劳动强 度 降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置 其作用是使工件相对 于机床或刀具有个正确的位置 并在加工过程中保持这个位置不变 它们的研 究对机械工业有着很重要的意义 因此在大批量生产中 常采用专用夹具 矚 慫润厲钐瘗睞枥庑赖 关键词 工艺规程 刀具 夹具 II Abstract The machining process is a regulation products or parts machining process and operation method is guiding the production of important technical documents It directly related to the quality of the products productivity and its processing products economic benefits the size of the production process of level and process problems to solve all the methods and means of the machining technology to manifest so the stand or fall of the procedure for the quality of its products is the important guarantee of the important basis Compiling process should ensure that its rationality scientific and perfect sex And machine tool is to ensure that the product of the fixture the quality at the same time improve the production efficiency improve the labor intensity reduce production cost and in the machine tool used to clamping work piece a device and its function is to make the work relative to the machine or knife has a correct position and in the machining process keep this position unchanged Their research of mechanical industry has a very important significance in mass production therefore often use special jig 聞創沟燴鐺險爱氇谴净 Keywords Procedure Cutting tool Fixture III 目 录 摘 要 I残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟 Abstract II酽锕极額閉镇桧猪訣锥 第 1 章 绪论 1彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑 1 1 机械加工工艺规程 1謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔 1 2 工艺规程制订的原则 1厦礴恳蹒骈時盡继價骚 1 3 制订工艺规程时的原始资料 2茕桢广鳓鯡选块网羈泪 1 4 制订工艺规程的步骤 2鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴 1 5 工艺文件格式 3籟丛妈羥为贍偾蛏练淨 1 5 1 机械加工工艺过程卡 3預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴 1 5 2 机械加工工艺卡片 3渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦 1 5 3 机械加工工序卡片 3铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡 1 6 夹具设计的基本要求 4擁締凤袜备訊顎轮烂蔷 第 2 章 CA6140 机床后托架加工工艺编制 5贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷 2 1 CA6140 机床后托架的工艺性分析及毛坯的选择 5坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚 2 1 1 CA6140 机床后托架结构的工艺性 5蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘 2 1 2 CA6140 机床后托架的技术要求 5買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄 2 1 3 CA6140 机床后托架毛坯的选择 6綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴 2 2 加工工艺过程的设计 6驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦 2 2 1 工艺过程的组成 6猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑 2 2 2 定位基准的选择 7锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔 2 2 3 加工阶段的划分 8構氽頑黉碩饨荠龈话骛 2 2 4 各表面加工方案的确定 10輒峄陽檉簖疖網儂號泶 2 2 5 工序的集中与分散 11尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅 2 2 6 加工工艺路线方案的比较 12识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒 2 3 加工的工序设计 14凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴 2 3 1 毛坯的结构工艺要求 14恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦 2 3 2 加工余量及工序尺寸的确定 14鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫 2 3 3 机床和工艺装备的选择 17硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹 IV 2 3 4 确定切削用量及基本工时 18阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖 2 4 时间定额计算及生产安排 32氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩 2 4 1 粗 精铣底面 32釷鹆資贏車贖孙滅獅赘 2 4 2 镗侧面三杠孔 32怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉 2 4 3 钻顶面四孔 33谚辞調担鈧谄动禪泻類 第 3 章 专用夹具设计 35嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩 3 1 铣平面夹具设计 35熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库 3 1 1 研究原始资料 35鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞 3 1 2 定位基准的选择 35纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛 3 1 3 切削力及夹紧分析计算 35颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷 3 1 4 误差分析与计算 37濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻 3 1 5 夹具设计及操作的简要说明 37銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼 3 2 镗孔夹具设计 38挤貼綬电麥结鈺贖哓类 3 2 1 研究原始资料 38赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈 3 2 2 定位基准的选择 38塤礙籟馐决穩賽釙冊庫 3 2 3 切削力及夹紧力的计算 38裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺 3 2 4 误差分析与计算 40仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁 结 论 41绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧 致 谢 42骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙 参考文献 43瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉 V CONTENTS Abstract II鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類 Chapter 1 Introduction 1栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬 1 1 Machining process planning 1辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应 1 2 The principle of technicolgical regulations formulation 1峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺 1 3 The original data when formulation technicolgical regulations2詩叁撻訥烬忧毀厉 鋨骜 1 4 The steps of technicolgical regulations formulation 2则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷 1 5 Process file format 3胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻 1 5 1 Machining technology process card 3鳃躋峽祷紉诵帮废掃減 1 5 2 Machining process card 3稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜 1 5 3 Machining procedure card 3陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟 1 6 Basic requests of tongs design 5沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應 Chaper 2 CA6140 machining process planning of machine bracket5钡嵐縣緱虜荣 产涛團蔺 2 1 Process analysis and the choice of rough of CA6140 machine after the bracket 5懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮 2 1 1 Structure of the process for CA6140 machine bracket5謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘 2 1 2 Technical requirements for CA6140 machine bracket5呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚 2 1 3 Choice of rough for CA6140 machine bracket 6莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减 2 2 Machining process design 6麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶 2 2 1 The composition of the process 6納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬 2 2 2 The choice of locating datum 7風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙 2 2 3 Division of processing stages 8灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹 2 2 4 Definition of processing program 9铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝 2 2 5 Centralization and decentralization for process 11攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸 2 2 6 The camparation of processing line program 11趕輾雏纨颗锊讨跃满賺 VI 2 3 The process design of the processing 13夹覡闾辁駁档驀迁锬減 2 3 1 Process requirements of rough structure 13视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝 2 3 2 Definition of allowances and the process sizes 14偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠 2 3 3 The choice of machine tools and process equipment17緦徑铫膾龋轿级镗挢廟 2 3 4 Determining the cutting parameters and basic working hours18騅憑钶銘侥 张礫阵轸蔼 2 4 Time fixed terms and production arrangements 31疠骐錾农剎貯狱颢幗騮 2 4 1 Underside of roughing and finishing 32镞锊过润启婭澗骆讕瀘 2 4 2 Three holes in the boring side 32榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛 2 4 3 Four holes of drill the top surface 33邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑 Chapter 3 three dedicated fixture design 35嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲 3 1 Milling fixture design 35该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭 3 1 1 The study of the original material 35劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙 3 1 2 Options of positioning benchmark 35臠龍讹驄桠业變墊罗蘄 3 1 3 The cutting force and analysis of clamping 35鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞 3 1 4 Error analysis and calculation 37穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺 3 1 5 Fixture design and a brief description of operation 37隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽 3 2 Boring fixture design 38浹繢腻叢着駕骠構砀湊 3 2 1 The study of the original material 38鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝 3 2 2 Options of positioning benchmark 38惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵 3 2 3 The cutting force and analysis of clamping 38贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐 3 2 4 Error analysis and calculation 40嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲 Conclusions 41 Acknowledgements 42薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫 References 43 1 第 1 章 绪论 1 1 机械加工工艺规程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件 它是机械制造工厂最主要的技术文件 其具体作用如下 齡践砚语蜗铸转絹攤濼 工艺规程是指导生产的主要技术文件 是指挥现场生产的依据对于大批 大量生产的活件 由于生产组织严密 分工细致 要求工艺规程比较详细 才能便于组织和指挥生产 对于单件小批生产的活件 工艺规程可以简单些 但无论生产规模大小 都必须有工艺规程 生产调度 技术准备都将以此为 依据组织生产 否则生产将陷入混乱 同时 工艺规程也是处理生产问题的 依据 如产品质量问题 可按工艺规程来明确各生产单位的责任 按照工艺 规程进行生产 便于保证产品质量 获得较高的生产效率和经济效益 绅薮疮颧訝标販繯轅赛 工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 首先 有了工艺规程 在 新产品投入生产之前 就可以进行有关生产前的技术准备工作 例如选择机 床 设计专用的工 夹 量具等 其次 工厂的设计和调度部门根据工艺规 程 制定生产计划 安排各零件的投料时间和数量 调整设备负荷 各工作 地按工时定额有节奏地进行生产等 使整个企业的各科室 车间 工段和工 作地紧密配合 保证均衡地完成生产计划 但是 工艺规程并不是固定不变 的 它是生产工人和技术人员在生产过程中的实践的总结 它可以根据生产 实际情况进行修改 使其不断改进和完善 但必须有严格的审批手续 1 饪 箩狞屬诺釙诬苧径凛 1 2 工艺规程制订的原则 工艺规程制定的原则是优质 高产 低成本 即在保证产品质量的前提 下 争取最好的经济效益 在制订工艺规程时应注意下列问题 烴毙潜籬賢擔視 蠶贲粵 1 技术上的先进性 在制订工艺规程时 要了解国内外本行业的工艺技术的发展水平 通过 必要的工艺试验 积极采用先进的工艺和工艺装备 避免陈旧落后的工艺 2 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键 2 经济上的合理性 在一定的生产条件下 可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案 此时应通过核算或相互对比 选择经济上最合理的方案 使产品的能源 材 料消耗和生产成本最低 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞 3 有良好的劳动条件 在制订工艺规程时 要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件 因此 在工艺方案上要注意采用机械化或自动化措施 以减轻工人繁杂的体 力劳动 1 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄 1 3 制订工艺规程时的原始资料 制订工艺规程时的原始资料主要有 1 产品图样及技术条件 如产品的装配图及零件图 2 产品的工艺方案 如产品验收质量标准 毛坯资料等 3 产品零部件工艺路线表或车间分工明细表 以了解产品及企业的管 理情况 4 产品的生产纲领 年产量 以便确定生产类型 5 本企业的生产条件 为了制订的工艺规程切实可行 一定要了解和 熟悉本企业的生产条件 如毛坯的生产能力 工人的技术水平以及专用设备 与工艺装备的制造能力 企业现有设备状况等 婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞 6 有关工艺标准 如各种工艺手册和图表 还应熟悉本企业的各种企 业标准和行业标准 7 有关设备及工艺装备和资料 对于本工艺规程选用的设备和工艺装 备应有深入地了解 如规格 性能 新旧程度和现有精度等 譽諶掺铒锭试监鄺儕 泻 8 国内外同类产品的有关工艺资料 工艺规程的制订 要经常研究国 内外有关工艺资料 积极引进适用的先进的工艺技术 不断提高工艺水平 以获得最大的经济效益 1 俦聹执償閏号燴鈿膽賾 1 4 制订工艺规程的步骤 1 计算零件的生产纲领 确定生产类型 3 2 分析产品装配图样和零件图样 主要包括零件的加工工艺性 装配 工艺性 主要加工表面及技术要求 了解零件在产品中的功用 缜電怅淺靓蠐浅 錒鵬凜 3 确定毛坯的类型 结构形状 制造方法等 4 拟订工艺路线 包括选择定位基准 确定各表面的加工方法 划分 加工阶段 确定工序的集中和分散的程度 合理安排加工顺序等 骥擯帜褸饜兗 椏長绛粤 5 确定各工序的加工余量 计算工序尺寸及公差 6 选择设备及工艺装备 7 确定切削用量及计算时间定额 8 填写工艺文件 1 1 5 工艺文件格式 将工艺文件的内容 填入一定格式的卡片 即成为生产准备和施工依据 的工艺文件 常用的工艺文件的格式有下列几种 癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵 1 5 1 机械加工工艺过程卡 这种卡片以工序为单位 简要地列出整个零件加工所经过的工艺路线 包括毛坯制造 机械加工和热处理等 它是制订其它工艺文件的基础 也 是生产准备 编订鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐 其它工艺文件的基础 也是生产准备 编排作业计划和组织生产的依据 在这种卡片中 由于各工序的说明不够具体 故一般不直接指导工人操作 而多作为生产管理方面使用 但在单件小批生产中 由于通常不编制其它较 详细的工艺文件 而就以这种卡片指导生产 榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴 1 5 2 机械加工工艺卡片 机械加工工艺卡片是以工序为单位 详细地说明整个工艺过程的一种工 艺文件 它是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零 件加工过程的一种主要技术文件 是广泛用于成批生产的零件和重要零件的 小批生产中 机械加工工艺卡片内容包括零件的材料 重量 毛坯种类 工 序号 工序名称 工序内容 工艺参数 操作要求以及采用的设备和工艺装 4 备等 逊输吴贝义鲽國鳩犹騸 1 5 3 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片是根据机械加工工艺卡片为一道工序制订的 它更详 细地说明整个零件各个工序的要求 是用来具体指导工人操作的工艺文件 在这种卡片上要画工序简图 说明该工序每一工步的内容 工艺参数 操作 要求以及所用的设备及工艺装备 一般用于大批大量生产的零件 因此 一 个合格的适应市场的机械制造厂家必须要重视并完善工艺制度 先进的工艺 文件是我们科学组织生产 保证高质量产品的重要依据 完善机械加工工艺 规程及工艺文件势在必行 1 幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉 1 6 夹具设计的基本要求 1 工装夹具应具备足够的强度和刚度 夹具在生产中投入使用时要承 受多种力度的作用 所以工装夹具应具备足够的强度和刚度 誦终决懷区馱倆侧澩 赜 2 夹紧的可靠性 夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品外形 尺寸符合图样要求 即不能答应工件松动滑移 又不使工件的拘束度过大而 产生较大的拘束应力 医涤侣綃噲睞齒办銩凛 3 良好的工艺性 所设计的夹具应便于制造 安装和操作 便于检验 维修和更换易损零件 设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源 吊装能力及 安装场地等因素 降低夹具制造成本 舻当为遙头韪鳍哕晕糞 4 夹具体的确定 夹具体是夹具的基本件 它既要把夹具的各种元件 机构 装置连接成一个整体 而且还要考虑工件装卸的方便 因此 综合考 虑结构合理性 工艺性 经济性 标准化以及各种夹具体的优缺点等 选择 夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体 夹具体的外形尺寸在绘制夹具总图时 根据工件 定位元件 夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置 夹具体的外 形尺寸便已大体确定 2 鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯 5 第 2 章 CA6140 机床后托架加工工艺编制 2 1 CA6140 机床后托架的工艺性分析及毛坯的选择 2 1 1 CA6140 机床后托架结构的工艺性 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 其中三杠孔的中6 1Ra 心线和底平面有平面度的公差要求 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 筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废 2 1 2 CA6140 机床后托架的技术要求 加工过程中分三组加工 底面加工 侧面三杠孔加工 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 6 1Ra 侧面的三孔加工 分别为 其表面 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 025 0 0 40 粗糙度要求 要求的精度等级分别是 6 1Ra8IT7IT7IT 以顶面为住加工面的四个孔 分别是以和为一组的132 202 阶梯空 这组孔的表面粗糙度要求是 以及以和50Rz3 6Ra132 的阶梯孔 其中是装配铰孔 其中孔的表面粗糙度要求102 102 132 6 是 是装配铰孔的表面粗糙度的要求是 韋鋯鯖荣擬50Rz3 6Ra102 3 6Ra 滄閡悬贖蘊 图 2 1 CA6140 机床后托架零件图 2 1 3 CA6140 机床后托架毛坯的选择 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 单边余量一般在 结构细密 能承受较大的压力 mm3 1 占用生产的面积较小 因为 CA6140 机床后托架的重量只有 3 05kg 而年产 量是 5000 件 由 机械加工工艺手册 3 表 2 1 3 可知是中批量生产 涛貶騸 锬晋铩锩揿宪骟 2 2 加工工艺过程的设计 2 2 1 工艺过程的组成 机械加工工艺过程是按一定的顺序逐步进行的 为了便于组织生产 合 理使用设备和劳力 以确保加工质量和提高生产效率 机械加工工艺过程由 工序 安装 工位 和工步等组成 钿蘇饌華檻杩鐵样说泻 7 1 工序 一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的 那一部分工艺过程称为工序 2 安装 在某一工序中 有时需要对零件进行多次装夹加工 工件经一次装夹后 所完成的那一部分工序称为安装 3 工位 为了完成一定的工序部分 一次装夹工件后 工件与夹具或设备的可动 部分一起相对刀具或设备的固定部分所占的每一个位置 称为工位 戧礱風熗 浇鄖适泞嚀贗 4 工步 一道工序 一次安装或一个工位 中 可能需要加工若干个表面只有一 把刀具 也可能虽只加工一个表面 但却要用若干把不同的刀具 在加工表 面和加工工具不变的情况下 所连续完成的那一部分工序 称为一个工步 購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳 5 行程 有些工步 由于余量较大或其他原因 需要用同一把刀具 对同以表面 进行多次切削 这样 刀具对工件每切削一次就称为一次行程 4 嗫奐闃頜瑷踯 谫瓒兽粪 2 2 2 定位基准的选择 1 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 虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸 选择粗基准时 一般应遵循的原则 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求 则应以不加工表面为粗基准 如果工件上有很多不需加工的表面 则应以其 中与加工表面的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 與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢 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 8 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 結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴 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 餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃 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 爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑 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 4 锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝 2 精基准的选择 用设计基准作为精基准 以便消除基准不重合误差 即所谓 基准 重合 原则 曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤 当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其它各表面时 应尽 可能在多数工序中采用此组精基准定位 即所谓 基准统一 原则 轉厍蹺佥诎脚 濒谘閥糞 选作统一基准的表面 一般都应是面积较大 精度较高的平面 孔 以及其它距离较远的几个面得组合 例如 箱体零件用一个较大的平面和两 个距离较远的孔作精基准 轴类零件用两个顶尖孔作精基准 圆盘类零件用 其端面和内孔作精基准 嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯 当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时 应选择加工表 面本身作为精基准 而该加工表面与其它表面之间的位置精度则要求由先行 工序保证 即遵循 自为基准 的原则 讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪 例如在最后磨削床身导轨面时 为了使加工余量小而均匀以提高导轨面 的加工精度和磨削生产率 可在磨头上装百分表 在床身下装可调支承 以 导轨面本身为精基准调整找正 其它都是以加工表面本身作为精基准的例子 兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度 在选择精基准时 可 遵循 互为基准 的原则 例如加工精密齿轮 当高频淬火把齿面淬硬后 需 9 再进行磨齿 因其淬硬层较薄 所以磨削余量应小而均匀 这样就得先以齿 面为基准磨内孔 再以孔为基准磨齿面 以保证齿面余量均匀 繅藺詞嗇适篮异 铜鑑骠 精基准的选择应使定位准确 夹紧可靠 为此 精基准的面积与被 加工表面相比 应有较大的长度和宽度 以提高其位置精度 4 鮒簡觸癘鈄餒嬋 锵户泼 2 2 3 加工阶段的划分 零件加工时 往往不是依次加工完各个表面 而是将各表面的粗 精加 工分开进行 为此 一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段 这就是在安 排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则 按加工性质和作用的不 同 工艺过程可划分如下几个阶段 眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗 1 粗加工阶段 这个阶段的主要作用是切去大部分加工余量 为半精加工提供定位基准 因此主要是提高生产率问题 2 半精加工阶段 这个阶段的作用是为零件主要表面的精加工做好准备 并完成一些次要 表面的加工 一般在热处理之前进行 3 精加工阶段 对于零件上精度和表面粗糙度要求高的表面 还要安排精加工阶段 这 阶段的任务主要是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度 闵屢螢馳鑷隽劍 颂崗鳳 有时由于毛坯余量特别大 表面十分粗糙 在粗加工前还需要去黑皮的 加工阶段 称为荒加工阶段 为了及时地发现毛坯的缺陷的减少运输工作量 通常把荒加工放在毛坯车间中进行 此外 对零件上精度和表面粗糙度要求 特别高的表面还应在精加工后进行光整加工 称为光整加工阶段 檁傷葦开阈灯 伞馑諧粮 划分加工阶段的原因 粗加工时切去的余量较大 因此产生的切削力和切削热都较大 功 率的消耗也较多 所需要的夹紧力也大 从而在加工过程中工艺系统的受力 变形 受热变形和工件的残余应力变形也都大 不可能达到高的加工精度和 10 表面质量 需要有后续的加工阶段逐步减小切削用量 逐步修正工件的原有 误差 此外各加工阶段之间的时间间隔相当于自然时效 有利于使工件消除 残余应力和充分变形 以便在后续加工阶段中得到修正 鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳 粗加工阶段中可采用功率大而精度一般的高效率设备 而精加工阶 段中则应采用相应的精密机床 这样 既发挥了机床设备的各自性能特点 又可延长高精密机床的使用寿命 弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩 零件的工艺过程中插入了必要的热处理工序 这样也就使工艺过程 以热处理为界 自然的划分为几个各具不同特点和目的的加工阶段 调谇續鹨 髏铖馒喪劉薮 此外 划分加工阶段还有两个好处 一是粗加工后可及早发现毛坯的缺 陷 及时修补或报废 二是零件表面的精加工安排在最后 可防止或减少表 面损伤 厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃 零件加工阶段的划分也不是绝对的 当加工质量要求不高 工件刚度足 够 毛坯质量高和加工余量小 可以不划分加工阶段 工艺过程划分加工阶 段是指零件加工的整个过程而言 不能以某一表面的加工和某一工序的加工 来判断 4 苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤 2 2 4 各表面加工方案的确定 零件表面的加工方法 首先取决于加工表面的技术要求 但应注意 这 些技术要求不一定就是零件图所规定的要求 有时还可能由于工艺上的原因 而在某些方面的加工要求 或由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工 要求 鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞 当明确了各加工表面的技术要求后 即可据此选择能保证该要求的最终 加工方法 并确定需几个工步和各工步的加工方法 所选择的加工方法 应 满足零件的质量 良好的加工经济性和高的生产效率的要求 为此 选择加 工方法时应考虑下列各因素 箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫 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 顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧 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 11 采用拉削加工 漬閫熾诀团諳赓戰餛锰 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 鐸輜澠顶嫻塊謂斕痹廪 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 抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚 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 4 贼組櫻種愨单蝕渾潷骡 1 平面的加工方案 由参考文献 机械加工工艺手册 3 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 一般不淬9 7ITIT3 6 8 0Ra 硬的平面 精铣的粗糙度可以较小 圓漣檸賡捣蕷舻燁錘泽 2 孔的加工方案 由参考文献 机械加工工艺手册 3 表 2 1 11 确定 以为孔的表面 粗糙度为 则选侧孔 的加工顺序6 1Ra 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 025 0 0 40 为 粗镗 精镗 蟄彎擼鯁棖佇緡癟椠贊 顶面的四个孔采取的加工方法分别是 因为孔的表面粗糙度的要求都不高 是 所以我们采用一次钻孔50Rz 的加工方法 的孔选择的加工方法是钻 因为的孔和132 202 是一组阶梯孔 所以可以在已经钻了的孔基础上再锪孔钻锪到132 132 而另一组和也是一组阶梯的孔 不同的是的202 132 102 102 孔是锥孔 起表面粗糙度的要求是 所以全加工的方法是钻 扩 3 6Ra 铰 义淨擁扪殴胁纸窺钣鳧 2 2 5 工序的集中与分散 制订工艺路线时 应考虑工序的数目 采用工序集中或工序分散是其两 个不同的原则 所谓工序集中 就是以较少的工序完成零件的加工 反之为 工序分散 绥骅懸缙澀鷂禍紳撻粮 1 工序集中的特点 工序数目少 工件装 夹次数少 缩短了工艺路线 相应减少了操作工 人数和生产面积 也简化了生产管理 在一次装夹中同时加工数个表面易于 12 保证这些表面间的相互位置精度 使用设备少 大量生产可采用高效率的专 用机床 以提高生产率 但采用复杂的专用设备和工艺装备 使成本增高 调整维修费事 生产准备工作量大 馒锁開钥焖緒珏編軻錙 2 工序分散的特点 工序内容简单 有利选择最合理的切削用量 便于采用通用设备 简单 的机床工艺装备 生产准备工作量少 产品更换容易 对工人的技术要求水 平不高 但需要设备和工人数量多 生产面积大 工艺路线长 生产管理复 杂 獄质嶇僅痺鲒潰脫帧開 工序集中与工序分散各有特点 必须根据生产类型 加工要求和工厂的 具体情况进行综合分析决定采用那一种原则 鍥苋娛殫秽笾殇蕢谬藓 一般情况下 单件小批生产中 为简化生产管理 多将工序适当集中 但由于不采用专用设备 工序集中程序受到限制 结构简单的专用机床和工 夹具组织流水线生产 杂砖墳雖紜飯曇覡墾騾 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现 使得工序集中的优点更为 突出 即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工 作量 从而可取的良好的经济效果 4 轼栀嗶鑊绷瘍懔諍訝澤 2 2 6 加工工艺路线方案的比较 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 尋头厭呛羈阴帥讕匦赞 工艺路线方案一 工序 010 粗铣底平面 A 工序 020 精洗底平面 A 工序 030 钻 扩孔 5 25 2 30 40 工序 040 粗铰孔 5 25 2 30 40 工序 050 精铰孔 5 25 2 30 40 工序 060 粗铣油槽 工序 070 锪钻孔20 工序 080 钻 10 13 工序 090 扩孔 13 13 工序 100 精铰锥孔 10 工序 110 锪钻孔 10 13 工序 120 钻 6M6 工序 130 攻螺纹6M 工序 140 锪平面 工序 150 倒角去毛刺 工艺路线方案二 工序 010 粗精铣底平面 A 工序 020 粗镗 5 25 2 30 40 工序 030 半精镗 5 25 2 30 40 工序 040 精镗 5 25 2 30 40 工序 050 粗铣油槽 工序 060 钻 10 13 工序 070 扩孔 13 工序 080 精铰锥孔 10 工序 090 锪钻孔 10 13 工序 100 去毛刺 工序 110 钻 6M6 工序 120 攻螺纹6M 工序 130 锪平面 工序 140 倒角去毛刺 加工工艺路线方案的论证 方案二在工序 010 中先安排铣底平面 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 訪齙剛玺苏滥夹趕萤凭 方案二在工序 100 中去毛刺 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 写韞僂谌虛鍤囈辮褻糝 方案二符合工序集中原则 由以上分析 方案二为合理 经济的加工工艺路线方案 具体的工艺过 程如下 工序 010 金属型铸造 工序 020 除去浇冒口 锋边及型砂 14 工序 030 退火 工序 040 检验毛坯 工序 050 粗铣 精铣底平面 A 工序 060 粗镗 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 025 0 0 40 工序 070 粗铣油槽 工序 080 半精镗 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 025 0 0 40 工序 090 精镗 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 025 0 0 40 工序 100 将 的孔钻到132 102 202 mm10 d 工序 110 将的孔扩孔到要求尺寸132 工序 120 锪孔 到要求尺寸13 202 工序 130 精铰锥空102 工序 140 去毛刺 工序 150 钻孔 6M6 工序 160 攻螺纹6M 工序 170 倒角去毛刺 工序 180 检验 工序 190 清洗 涂防锈油 2 3 加工的工序设计 2 3 1 毛坯的结构工艺要求 1 CA6140 车床后托架为铸造件 对毛坯的结构工艺有一定要求 铸件的壁厚应和合适 均匀 不得有突然变化 铸造圆角要适当 不得有尖角 铸件结构要尽量简化 并要有和合理的起模斜度 以减少分型面 芯子 并便于起模 罴醬畝饼誊歿凑鈑繳锱 加强肋的厚度和分布要合理 以免冷却时铸件变形或产生裂纹 铸件的选材要合理 应有较好的可铸性 毛坯形状 尺寸确定的要求 2 设计毛坯形状 尺寸还应考虑到 各加工面的几何形状应尽量简单 15 工艺基准以设计基准相一致 便于装夹 加工和检查 结构要素统一 尽量使用普通设备和标准刀具进行加工 在确定毛坯时 要考虑经济性 虽然毛坯的形状尺寸与零件接近 可以 减少加工余量 提高材料的利用率 降低加工成本 但这样可能导致毛坯制 造困难 需要采用昂贵的毛坯制造设备 增加毛坯的制造成本 因此 毛坯 的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性 能 在毛坯的种类 形状及尺寸确定后 必要时可据此绘出毛坯图 鲢診龄師 該铃書銨鴇开 2 3 2 加工余量及工序尺寸的确定 1 底平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余粮的计算 计算底平面与孔 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 的中心线的尺寸为 根据工序要求 顶面加工分粗 精 025 0 0 40 07 0 35 铣加工 各工步余量如下 磚緙鹅綱谩擞鴻鑌纸蘚 粗铣 由参考文献 机械加工工艺手册 3 表 2 3 5 其加工余量规定为 现取由表 2 3 9 得 尺寸公差为 鬮煒鳍輥賠還鲂隊驼mm0 3 5 2mm0 3mm8 1 骡 精铣 由参考文献 机械加工工艺手册 3 表 2 3 59 其余量值规定为 mm1 铸造毛坯的基本尺寸为 又根据参考文献 机械加工390 10 335 工艺手册 3 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 尺寸公差为毕懍鲅鵑较惻飾顳矯泾 mm9 0 毛坯的名义尺寸为 390 10 335 毛坯最小尺寸为 45 3855 0 39 毛坯最大尺寸为 55 3955 039 粗铣后最大尺寸为 360 135 粗铣后最小尺寸为 72 3528 0 36 精铣后尺寸与零件图尺寸相同 即与侧面三孔 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 的中心线的尺寸为 025 0 0 40 07 0 35 2 正视图上的三孔的偏差及加工余量计算 16 参照参考文献 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 和参考文献 互换性与 技术测量 5 表 1 8 可以查得 钆歷驾无醬赔隽驍韉贈 孔 03 0 0 5 25 粗镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是12IT15Ramm21 0 半精镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是10IT5 2Ramm084 0 精镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是7IT6 1Ramm021 0 孔 02 0 0 2 30 粗镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是12IT15Ramm21 0 半精镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是10IT5 2Ramm084 0 精镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是7IT6 1Ramm021 0 孔 025 0 0 40 粗镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是12IT15Ramm25 0 半精镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是10IT5 2Ramm1 0 精镗的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏差是7IT6 1Ramm025 0 根据工序要求 侧面三孔的加工分为粗镗 半精镗 精镗三个工序完成 各工序余量如下 粗镗 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 03 0 0 5 25 mm2 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 02 0 0 2 30 mm2 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 025 0 0 40 mm2 徠鲣饮脸铄尝鏍鯢炀憑 半精镗 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 03 0 0 5 25 mm2 1 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 02 0 0 2 30 mm2 1 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 025 0 0 40 mm2 1 謂镊颇铵鋃誼铰鸚镉糁 精镗 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 03 0 0 5 25 mm8 0 17 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 02 0 0 2 30 mm8 0 孔 参照 机械加工工艺手册 3 表 2 3 48 其余量值为 025 0 0 40 mm8 0 铸件毛坯的基本尺寸分别为 孔毛坯基本尺寸为 03 0 0 5 25 mm 5 218 02 12 5 25 孔毛坯基本尺寸为 02 0 0 2 30 mm 2 268 02 12 2 30 孔毛坯基本尺寸为 025 0 0 40 mm368 02 1240 根据参考文献 机械加工工艺手册 3 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 变赵mm9 0mm9 0mm82 0 陧涼镦囑釧亿殮錙 03 0 0 5 25 孔毛坯名义尺寸为 mm 5 218 02 12 5 25 毛坯最大尺寸为 mm95 2145 0 5 21 毛坯最小尺寸为 mm05 2145 0 5 21 粗镗工序尺寸为 21 0 0 5 21 半精镗工序尺寸为 084 0 0 7 24 精镗后尺寸是 已达到零件图尺寸要求 21 0 0 5 25 03 0 0 5 25 02 0 0 2 30 孔毛坯名义尺寸为 mm 2 268 02 12 2 30 毛坯最大尺寸为 mm65 2645 0 2 26 毛坯最小尺寸为 mm75 2545 0 2 26 粗镗工序尺寸为 21 0 0 2 28 半精镗工序尺寸为 084 0 0 4 29 精镗后尺寸与零件图尺寸相同 即 02 0 0 2 30 025 0 0 40 孔毛坯名义尺寸为 mm368 02 1240 毛坯最大尺寸为 mm45 3645 0 36 毛坯最小尺寸为 mm55 3545 0 36 粗镗工序尺寸为 25 0 0 38 半精镗工序尺寸为 02 0 0 2 39 18 精镗后尺寸与零件图尺寸相同 即 025 0 0 40 3 顶面两组孔和 以及另外一组的锥孔和132 202 102 132 毛坯为实心 不冲孔 两孔精度要求为 表面粗糙度要求为 1IT50Rz 参照参考文献 机械加工工艺手册 3 表 2 3 47 表 2 3 48 确定工序尺寸 及加工余量为 荟蓥闶漸陸讣轾减鈿異 第一组 和132 202 加工该组孔的工艺是 钻 扩 锪 钻孔 10 扩孔 Z 为单边余量 13 mm32 Z 锪孔 Z 为单边余量 20 mm72 Z 第二组 的锥孔和102 132 加工该组孔的工艺是 钻 锪 铰 钻孔 10 锪孔 Z 为单边余量 13 mm42 Z 铰孔 20 2 3 3 机床和工艺装备的选择 1 铣底平面 A 机床 立式铣床 X52K 刀具 硬质合金端铣刀 材料 齿数VCW 4r18 mm63 D6 Z 量具 游标卡尺 2 镗测面三杠孔 机床 卧式镗床 T68 刀具 硬质合金镗刀 材料 YT5 量具 游标卡尺 3 钻顶面四孔及左视图