CA6140车床后托架工艺工装设计黄睿

1、CA6140车床后托架工艺工装设计1、C6140车床后托架的工艺分析及生产类型的确定1.1 C6140 车床后托架的用途后托架在 CA6140 车床床身的尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向 开关，起加强固定作用；在 ？40mm与？30.2mm之间的孔为毛线孔，用于导 通油路；旁路的螺纹孔是连接油盖的；正面的四个孔将后托架固定于车床 尾部。1.2 C6140 车床后托架的技术要求CA6140 车床后托架共有两组表面，他们之间有一定的位置要求。现叙述如下：1、 以？40mmi为中心的加工表面：这一组加工表面包括：？40O25mm?30.2 00.02 mn及?25.5 00。3 mm勺孔,两沉头孔

2、为？20mm两装配铰孔？13mm深孔?6mm螺纹M6两销孔。其中，主要加工表面为?4000025 mm , ?30.2。0.02 mm 及？25.5 00.03mm勺三个孔。2、以底面120X 60mm为中心的加工表面：这一组加工表面包括底面 120x 60mm和锪平面。这两组加工表面之间有一定的位置要求，主要是： ?4000o025 mn孔L的轴线与底面的平行度为100： 0.07 ; ？30.2 00.02mm孔的轴线与底面的平行度为100： 0.07 ; ?30.2o0.02mm孔的轴线与底面的平行度为100： 0.07 ;下底面的平面度误差为0.03 ;毛线孔的中心线与底面的尺寸误差为

3、土 0.07 ;由此可分析知 ,对于这两组加工表面而言 ,可以先加工其中一组表面， 然后借助与专用夹具加工另一组表面，并且保证他们之间的位置精度要求1.3确定C6140车床后托架的生产类型零件图上为 CA6140 车床上的后托架 ,生产量为 4000 件,该产品属于轻 型机械 ,根据表 1-5生产类型与生产纲领等的关系 ,可确定其生产类型为中批生 产。2、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯后托架是车床CA6140的后托起部分，该零件材料为HT200，考虑到机床运 行中要经常使主轴正转与反转，此时，转向开关、丝杠、光杠也进行正转与反转 的连续或瞬时运动。因此，扭矩最大 ，强度不高使用铸件，由

4、于零件的年产量 为 4000 件，已达到中批量生产水平，并且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用砂 型铸造，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是比较合理的。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量CA6140车床后托架零件材料为HT20Q硬度为200HBS毛坯余量为3.05kg, 生产类型为中批生产 , 采用铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、 工序尺寸和毛坯尺寸如下：1、底面(120X 60mm)考虑其表面粗糙度比较高，故需粗、精铣底面，其加工余量Z=3mm 。2、其余各铸造孔加工余量如下：零件尺寸单边毛坯?40 0 0。025 mm1.5mm?37mm3

5、、其余各孔由于直径较小， 故只能为实心孔 , 其毛坯不能铸造出孔 , 参照课程设计指导教程后确定：?25.5mm孔钻孔到？23.5mm扩孔到？24.7mm半精镗到 ?24.9；精镗到 ?25.5mm；?30.2mm孔钻孔到？28mm扩孔到？29.3mm半精镗到？29.8mm精镗到?30.2mm?40mn孔扩孔到？38.7mm半精镗到？39.6mm精镗到？40mm3、确定C6140车床后托架工艺路线3.1 定位基准的选择基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基准选择得正确与合理， 可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题 百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使生产

6、无法正常运行。1、粗基准的选择：对于一般的孔类零件，以孔作为粗基准完全合理，但对本零件来说，孔？400025mn为铸造孔，不易作为精基准，故我们可以考 虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准，以此基准把底面120 x 60mn先加工出 来，由于此顶面只限制了 X、Y、Z的转动和Z的移动4个自由度，故可以考 虑选左端面为第二基准面，此二面可以限制 6 个自由度，达到完全定位。2 、精基准的选择：主要应考虑到基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应尽量进行尺寸计算。这在后面还要专门计算，此处不在重复。3.2 工序顺序的安排零件的加工过程通常包括机械加工工序， 热处理工序，以及辅助工序。在安 排加工

7、顺序时常遵循以下原则：见下表表1.2加工工序安排原则工序类别工序安排原则机械加工1）对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线 工序，为精基准加工提供找正基准2）按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准 面3）在重要表面加工前应对精基准进行修正4）按 先主后次，先粗后精 的顺序5）对于与主要表面有位置精度要求的次要表面 应安排在主要表面加工之后加工热处理退火与正火毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行时效为消除残余应力，对于尺寸大结构复杂的铸件， 需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸 件在铸造后或则粗加工后安排时效处理；对于精 度咼的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效 处理淬火淬火后

8、工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨 削加工前进行渗碳渗碳易产生变形，应安排在精加工前渗氮一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工 之前辅助工序中间检验一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前； 花费工时较多和重要工序的前后特种检验荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验， 通常安排在精加工阶段。荧光如用于检验毛坯的 裂纹，则安排在加工前表面处理电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工 序的最后进行3.3机床设备及工艺装备的选用机床的选用查资料可得：立式铣床（X52K），主要用于铣加工。摇臂钻床（Z3025），可用于钻、扩、铰及攻丝。刀具的选用查资料课程设计指导教程可得：高速钢端面铣刀，铣

9、刀材料：WCqV，刀具的角度取： 10 158 1215 25 D 63mm Z 8钻头：直柄麻花钻 10 (GB / T 6135.3 1996)直柄短麻花钻5.2 (GB / T 6135.2 1996)直柄长麻花钻6 (GB / T 6135.4 1996)铸铁群钻34 24 20直柄扩孔钻13 (GB / T 4256 1996)锥柄扩孔钻38.8 (GB1141 84)29.8 (GB1141 84)25 (GB1141 84) 锪钻：带导柱直柄平底锪钻 (42 25.2GB /T4261 1984)(20 10GB / T 4260 1984)(13 10GB /T 4260 19

10、84) 铰刀：硬质合金锥柄机用铰刀 40 30.2 25.5 (GB4252 84) 锥铰刀：公制 /莫氏 4 号锥直柄铰刀，刀具材料： W18Cr 4V 其他设备的选用 夹具：夹具采用专用的铣、钻夹具 量具选用：锥柄双头塞规，多用游标卡尺 辅助设备：锉刀、钳子等3.4 确定工艺路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究， 多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留的加工余量表 1.3 ( 参考参数 )加工加工方法表面表面公差等级公差等加工余量说明表面粗糙光洁级度度Ra粗车12.513IT12IT1111101

11、5指尺寸在外圆内钻扩 粗 半 精 细 粗 精 粗 精 研粗 精粗精刨刨6.345IT10IT91080.501.60直径 180 以1.667IT8IT7870.20.5下,长度在0.878IT6IT5760.10.25500以下,铸1.067IT8IT770.250.85件 的 直径0.489IT6IT560.06余量0.11014IT6IT5450.100.032513IT13IT11100.30.5指孔径在6.345IT10IT981.8180以下,铸6.324IT10IT9981.01.8件直径的1.656IT9IT880.50.8余量 .L/d21.52.64m/s式（1.6）80

12、/ 602.6mm /rae(D ae)1.0 1.5 15mm60mm2mm式（1.7）式（1.8）被切削层长度: 根据资料可得:Tj得,由毛坯尺寸可知 L 76mmLI1I2.i fM76 15235.77s2.6精铣由资料得：af 0.15mm/Z，ap0.3mm，Vc式（1.9）3.0m/s ;由式主轴转速 n 1000v/ D 95.54r / min，Dn由式1.6得，实际铣削速度vc则取 n 100r/min63 1001000 1000由式1.7得，fM afZ n 0.158 100/602mm/ r同理：由式1.9得TjL I1 l2if M7615 2246.5s细精铣由

13、资料得:af0.10mm/Z， ap0.16mm， vc 3.5m/s ；由式1.5，主轴转速 n 1000v/ D由式1.6得，实际铣削速度Vc106.16r/min，则取 n 120r/minDn1000雀竺 3.96m/s1000 60由式 1.7 得，fM af Z n 0.10 8100/601.34mm/r同理：由式 1.9 得Tj-一11一 i 76 15 2 69.40sfM1.34钻、扩、铰、锪孔加工的切削用量及工时定额 钻、扩、铰孔40、30.2、25.5的切削用量及工时定额钻孔加工钻孔40 :由资料得：进给量0.5 0.6mm/ r,切削速度 v 0.37m/s ,d 3

14、5mm;由式 1.5 得，1000v1000 0.37 60机床王轴转速 n207.94r/min，取n 200r/mind3.14 35由式1.6 得,dn 3.14 35 200头际切削速度vc0.36m/s1000 1000 60被切削层长度:L 60mm刀具切入长度:D35l1ctgkr (1 2)ctg 1202 12mm式(1.10)22刀具切出长度:l21 4mm 取 l2 3mm根据资料可得式(1.11 )60 12 3Tj42.08s0.55 200/60同理：钻孔30.2由资料得：f0.35 (由式1.5得,n1000vd由式1.6得,Vcdn1000L 60mm,l1Dc

15、tgkr根据式1.11可得/r , vc 0.38m/s , d 25mm；1000 .38 60302.5r/min , 取 n300r / min3.14 253 25 3000.38m/s1000 60(1 2) 25ctg1202 9mm, I2 3mmTj60 9 30.4 300/60取 f 0.35 0.43mm/r , vc 0.38m/s , d 20mm；由式1.5得，n1000v1000 0.38 603.14 20363.05r/min，取 n 380r/min由式1.6得，Vcdn1000314 20 3000.39m/s1000 60L 45mm,根据式1.11Dc

16、tgkr可得l1(1 2)20ctg120 2 8mm ,2l2 3mml245 80.4 380/6022.8s扩孔加工扩孔401.2mm/ r,Vc 0.35m/s，切削深度 ap2mm , d 39mm;由式1.5得,1000vcd1000 O.35 60175.9r/min3.14 39取 n 200r / min由式1.6得,Vcdn1000314 39 2000.39m/s1000 60L 60mm由式1.10得,2 ctgkr(12)型各12021 3mm刀具切出长度:l21 4mm取123mm根据式1.11可得:60 3 316.7s1.2 200/60同理：扩孔30.2取 f

17、 1.2mm/r ,vc 0.35m/s, ap2mm ；由式1.5得，n1000vc1000 0.35603.14 29230.6r /min,取 n 250r/min由式1.6得,dn3.14 29 25010001000 60L 60mm, l1ctgkr(12)29ctg12013mm, l2 3mm L l1l260 3 3Tj宁亍贏139s同理：扩孔25.5取 f 1.2mm/r ,Vc 0.35m/s , ap 2mm ；由式1.5得，n1000vcd1000 0.35 603.14 24278.7r/min ,300r/min由式1.6得，Vcdn10003.14 24 300

18、1000 600.38m/sL 60mm,D d ,ctgkr(12)24220ctg120 13mm,l2 3mm根据式1.11L l1 l2453 3f n1.2300/60可得:Tj11s铰孔加工铰孔40 :由资料得:1.2mm/ r vc 0.35m /s ；由式1.5 得,1000vcd1000 0.35 603.14 40167.19r /min ,200r / min由式1.6得,Vcdn10003.14 40 2001000 600.4m/sL 60mm,l1Dctgkr4002)二39 ctg120 26mm铰圆柱孔时,由资料得：l228mm根据式1.11可得: L l1 l

19、260 6 28Tj1 2n 1.2 200/6023.5s1000 O.35 60222.9r/min ,250r/min由式1.6得，Vcdn 3.14 30.2 2500.39m/s10001000 60L 60mm,l1D d ,2 ctgkr(12)30.229ctg1202 6mm铰圆柱孔时,由资料得：l228mm根据式1.11可得:TjL l1 l260 6 281.2 250/60同理：铰孔25.5由资料得:1.2mm/rVc18.8s0.35m/s ；由式1.5得，n1000Vc1000 0.35 60262.3r/min3.14 25.5,取 n 300r/min由式1.6

20、得,dn10003.14 25.5 3001000 600.39m/sL 60mm,l1Dyctgkr(12)25.5224ctg1202 6mm铰圆柱孔时,由资料得：l228mm根据式1.11可得:60 6 281.2 300/6015.7s加工孔210、213、2 20、13、6的切削用量及工时定额10、213、 220、13钻到直径d10mm由资料得：进给量0.30 0.36mm/r ,切削速度vc 0.37m/s，切削深度ap 5mm;3.14 10dn3 10 700 0.36m/s1000 60被切削层长度：L 160mm由式 1.10 得：h Dctgkr (1 2)10ctgl

21、2O 2 17mm2 2刀具切出长度：l21 4mm 取l2 3mm根据式1.11可得：扩孔213扩孔213160 1730.30 700/6051.43s取 f 1.3mm/ r ,Vc 0.7m/s，切削深度 ap 1.5mm ；由式1.5得，n1000vcd1000 0.7 603.14 131028.9r/min，取n 1200r/min由式1.10 得:l1 Dctgkr (1 2)10ctg120 15.5mm被切削层长度：L 80mm取 12 3mmTjL l1 l2f n80 5.5 31.3 1200/604.05s铰锥孔210铰锥孔210由资料得:0.3 0.36mm/r

22、, vc 0.35m/s，切削深度a p 0.25mm;dn3.14 131200门c,0.78m/s1000100060由式1.6得，vc刀具切出长度：l214mm由式1.5得,1000vcd1000 0.35 603.14 10.5636.9r / min，取 n 650r / min由式1.6得,Vcdn1000L 38mm，取 l12mm，D d 11 2tgkr 2tg15根据式1.11可得：根据式1.11可得:TjL liI238220.3 650/6013.5s锪孔（13、220、42）由资料得：进给量f 0.1 0.20mm/r ,切削速度vc 0.2 0.41m/s ；则孑L

23、 13: ap 1.5mm, L42mm，D13mm ;取 n 450r / min， l12mm2 0mm ;贝9由式 1.11 得，TjL hl2422 0 “40 sfn0.15450/60孔220 : ap 5mm，L26mm，D20mm;取 n 300r/min，l12mm2 0mm ;贝9由式 1.11 得，TjL hl2262 037.3sfn0.15300/60孑L 42 : ap 8.4mm， L2mm，D42mm;取 n 150r / min， h2mm2 0mm ;贝9由式 1.11 得，TjL hl222 0 “16sfn0.15150/60锪孔加工总的基本时间：Tj

24、93.3s钻6由资料得：进给量f 0.22 0.28mm/r,切削速度v 0.36m/s ,切削深度ap 3mm ；由式1.5得，n1000vcd1000 0.36 603.14 61147r/min，取 n 1200r/min由式1.6得，vcdn10003.14 6 12001000 600.38m/s被切削层长度：L 44.9mm由式1.10 得:l1 Dctgkr (1 2)6ctg120 2 11mm2 2刀具切出长度：l21 4mm 取 l2 3mmTjL liI244.9 1130.22 1200/6013.6s 加工螺纹孔M6的切削用量及工时定额钻螺纹孔M 6由资料得：进给量f

25、 0.22 0.28mm/r,切削速度vc 0.36m/s，切削深度ap 2.6mm ；由式1.5得，n1000vcd1000 0.36 603.14 5.51157r/min，取 n 1200r/min由式1.6得，Vcdn10003.14 5.5 12001000 600.35m/s被切削层长度：L 17mmD5 5由式 1.10 得：l1ctgkr (1 2) Ctg120 2 10mm2 2刀具切出长度：l2 1 4mm 取l2 3mm根据式1.11可得：L l1 l Tj17 10 30.22 1200/606.8s攻丝M6由式1.6得，vc)1mm， f 1mm/r， v1000v

26、c1000 0.15 60d3.14 6dn3.14 6 500根据查表：螺距1000100060P由式1.5得，nc 0.15m/s ；477.7r / min，取 n 500r/ min根据式1.11可得:Tj1710 11 500/603.4s由以上计算可得总的基本时间Tj 687.84s 12mi n技术时间定额除了基本时间以外，还包括辅助时间Tf、服务时间Tfw、休息 及自然需要时间Txz、准备终结时间Tzz所组成。 辅助时间Tf辅助时间主要包括卸载工件，开停机床，改变切削用量和测量工件等所用的 时间。Tf 13mi n 服务时间TfwTfw 10 mi n 休息及自然需要时间Txz

27、Txz 8min 准备终结时间TzzTzz 18min将上述所列的各项时间组合起来，可得到各种定额时间:工序时间：Tg Tj Tf25min单件时间：Tg Tj TfTfw Txz 43min单件计算时间：Tg TjTf Tfw Txz TzzN其中：N零件批量（件）6、夹具的设计机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个加工构成中，夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件，设计合理的夹具，还要求保证加工零 件的位置精度、提高加工生产率。各种专用夹具的设计质量，将直接影响被加工 零件的精度要求，在机械加工工艺过程中起到重要的作用。在设计的过程当中， 应深入生产实际，进行调查研究，吸取国内外先进技术，制定出合 理的设计方案，在进行具体设计。6.3钻底孔夹具设计6.3.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻加工孔2 10、213、2 20。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔的位置公差要求。 为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。 同时, 应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗铳加工。因此，选底平面为定位 精基准（设计基准）。选择左端面为定位基准来设计钻模，从而满足孔的位置公差要求。工 件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。6.3.