夾具設計課程設計CA6140車床后托架

1、目 錄 序言序言.1 一、一、零件的分析零件的分析.1 1.1 零件的作用.1 1.2 零件的工藝分析.1 1.3 零件的技術要求.2 二、工藝規(guī)程設計二、工藝規(guī)程設計.3 2.1 確定毛坯的制造形式.3 2.2 基準的選擇.3 2.2.1 粗基準的選擇.3 2.2.2 精基準的選擇.4 三、制定工藝路線三、制定工藝路線.4 四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.8 五、五、確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時.8 六、六、粗銑平面夾具設計粗銑平面夾具設計設計設計.9 6.1 問題的提出.9 6.2 定位基準的選擇.9 6.3.切削力及夾

2、緊力的計算.9 6.4 誤差分析及計算.10 七、總結七、總結.11 參考資料參考資料.12 序序 言言 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了機械設計制造與自動 化專業(yè)相關課程之后的一次具有總結意義的課程設計，是我們在進 行畢業(yè)設計之前的一次較深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián) 系實際的訓練。因此，就我個人而言，希望能通過此次設計來更好 的鍛煉自己的能力，提升自己的綜合水平。 由于能力所限，設計中尚有一些不足之處，懇請老師給予指教。 一、零件的分析一、零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給的是 ca6140 車床后托架。后托架在 ca6140 車床車 身的尾部，三個孔分別裝絲杠、光杠、轉向

3、開關，其加強固定作用。 在 與之間的孔為毛線孔，用于導通油路；旁邊的螺紋 025 . 0 0 40 02 . 0 0 2 . 30 孔是連接油蓋的；正面的四個孔將后托架固定于車床尾部。 1.2 零件的工藝分析 ca6140 機床后托架的是 ca6140 機床的一個重要零件，因為其 零件尺寸較小，結構形狀也不是很復雜，但側面三杠孔和底面的精 度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是 很高。后托架上的底面和側面三杠孔的粗糙度要求都是，所以6 . 1ra 都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。 因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表 面質量

4、均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命， 因此它的加工是非常關鍵和重要的。 1.31.3 零件的技術要求 其加工有三組加工。底面、側面三孔、頂面的四個孔、以及左 視圖上的兩個孔。 以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗 糙度要求是，平面度公差要求是 0.03。6 . 1ra 另一組加工是側面的三孔，分別為， 03 . 0 0 5 . 25 ，其表面粗糙度要求 要求的精度等級分別是 02 . 0 0 30 025 . 0 0 406 . 1ra ，。8it7it7it 以底面為基準加工面的四個孔，分別是以和為一組132202 的階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是，以及以5

5、0rz3 . 6ra 和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的132102102132 表面粗糙度要求是，50rz ，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。3 . 6ra1023 . 6ra ca6140 機床后托架毛坯的選擇金屬鑄造，因為生產(chǎn)率很高， 所以可以免去每次造型。 單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn) mm31 的面積較小。因為 ca6140 機床后托架的重量只有 3.05kg,而年產(chǎn)量 是 5000 件，由7機械加工工藝手冊表 2.1-3 可知是中批量生 產(chǎn)。 锪平 二、工藝規(guī)程設計二、工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 ht200，由于后托架主要用于在加

6、工超出床身長度 的細長桿零件時，用來支撐工作機床附件，主要起支撐和固定作用， 承受靜載荷，因此選用鑄件，有零件年產(chǎn)量較大，屬大批生產(chǎn)的水 平，且零件的輪廓尺寸不大，可采用金屬模機器造型鑄造，這可大 量減少切削加工的勞動量，提高材料的利用率，降低了機械加工成 本。從加工精度方面考慮，這也是可行的。 2.2 基準的選擇 2.2.1 粗基準的選擇 與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。要從保證孔與孔、 孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證 ca6140 機床后托架在整 個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。按照有關粗基準的選 擇原則（即當零件有不加工表面作為粗 基準，若零件有若干個不加工表面時，

7、則應以與加工表面要求相對 位置精度較高的加工表面作為粗基準）從 ca6140 機床后托架零件圖 分析可知，選擇側面三孔作為 ca6140 機床后托架加工粗基準。 2.2.2 精基準的選擇 根據(jù)精基準的選擇原則，要從保證孔與孔、孔與平面、平面與 平面之間的位置，能保證 ca6140 機床后托架在整個加工過程中基本 上都能用統(tǒng)一的基準定位。從 ca6140 機床后托架零件圖分析可知， 它的底平面與側面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使 用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典 型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用 統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側面，因

8、為是非加工表面，所以也 可以用與頂平面的四孔的加工基準。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精 度并使裝夾準。 三、制定工藝路線三、制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當使零件的幾何形狀、尺寸精度、 位置精度等技術要求能得到合理的保證。在用生產(chǎn)綱領確定為批量 生產(chǎn)的條件下，可以考慮用萬能車床配以專用夾具，并盡量使工序 集中來提高生產(chǎn)率，同時也要保證質量。但同時考慮到經(jīng)濟效果， 降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表： 表 1.1 加工工藝路線方案比較表 方案方案工序號 工序內容定位基準工序內容定位基準 10 粗銑底平面 a 側面和外圓粗銑底平面a側面和外 圓 20

9、精銑底平a側面和外圓粗鏜孔：40 、 2 . 30 5 . 25 锪 r22r22 端面 底面和側 面 30 鉆、擴孔： 40 、 2 . 30 5 . 25 底面和側面 鉆 、 132 孔102 擴 、 202 孔13 底面和側 面 40 粗鉸孔： 、40 2 . 30 、 5 . 25 底面和側面鉆螺紋底6m 孔、鉆孔6 底面和頂 面兩孔 50 精鉸孔： 、40 2 . 30 、 5 . 25 側面和兩孔精銑底面 a三杠孔和 側面 60 粗銑油槽底面和側面半精鏜鏜孔：底面和頂 ， 03 . 0 0 5 . 25 ， 02 . 0 0 30 精鏜： 025 . 0 0 40 025 . 0

10、0 40 面兩孔 70 锪鉆孔：42底面和側面去毛刺 80 鉆：、10 13 底面和側面攻螺紋6m底面和側 面 90 擴孔13底面和側面加工油槽 100 精鉸錐孔： 10 底面和側面檢驗入庫 110 锪鉆孔： 10 、 13 底面和側面 120 鉆：、6m 6 底面和孔 5 . 25 130 攻螺紋6m底面和孔 5 . 25 140 檢驗 加工工藝路線方案的論證： 方案在 120 工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工 人的手，而且給以后的定位及裝配得到可靠的保證。 方案在 10 工序中先安排銑底平面，主要是因為底平面是 以后工序的主要定位面之一，為提高定位精度。 方案符合粗精加工分開原則。

11、由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體 的工藝過程如下表： 表 1.2 加工工藝過程表 工序號工 種工作內容說 明 10 銑粗銑底平面a工件用專用夾具裝夾； 立式銑床（x53k） 20 粗鏜粗鏜鏜孔： ， 03 . 0 0 5 . 25 02 . 0 0 30 025 . 0 0 40 锪 r22 端面 工件用專用夾具裝夾； 立式銑鏜床（）68t 30 鉆、 擴 鉆 、孔 132102 擴、孔 20213 工件用專用夾具裝夾； 搖臂鉆床)3025(z 40 鉆鉆螺紋底孔、鉆孔6m6工件用專用夾具裝夾； 搖臂鉆床)3025(z 50 銑精銑底平面 a工件用專用夾具裝夾； 立式銑床（

12、x6132） 60 鏜半精鏜鏜孔：， 03 . 0 0 5 . 25 ， 精鏜 02 . 0 0 30 025 . 0 0 40 025 . 0 0 40 工件用專用夾具裝夾； 立式銑鏜床（）68t 70 鉗攻螺紋6m鉗工 80 去毛 刺 90 鏜加工油槽 100 檢驗 入庫 清洗，涂防銹油 （選工序（選工序 10 為工序及夾具設計對象）為工序及夾具設計對象） 四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ca6140 機床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 ht200，硬度 hb 為 150-200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用金屬模 機器造型鑄造毛

13、坯。 此工序進行底面的銑削， 查16表 4-29，粗銑的加工余量為 1.5-2.0； 查16表 4-30，精銑的加工余量為 0.6-0.8。 所以，零件的總加工余量為 2.1-2.8 之間。 5、確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時 加工條件： 工序 10 粗銑托架底面 工件材料：ht200，鑄造 機 床：立式銑床 x53k 刀 具：w6mo5cr4v2al，刀型采用套式立銑刀，刀具尺寸 d=80，z=10 （1）確定切削用量 查17表 4.2-32，取 n=125r/min，實際切削速度為 ， 0 3.14 80 125 31.4/ 10001000 d n vm s 此時，工作臺每

14、分鐘進給量為 ， z0.20 10 125250/ min m ffnmm 其中，查18表 9-13，。 0.20/ minfmm （計算基本工時 查19基本工時： m m l t f 其中， ，查表 3.25，入切量及超切量 lly ay+ =14mma l=120+14=134mm 所以。 134 0.54min 250 mt 六、夾具設計六、夾具設計 6.1 問題的提出 要用來粗銑托臺底面，因為是第一道工序，為粗加工，對精度 的要求并不是太高，主要考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度。 6.2 定位基準的選擇 可知，托架底面在粗加工時，只能以鑄造面為基準，此處選擇 主視圖最右端的 r21

15、圓柱面和最左端的短平面為定位基準，采用 v 形塊和固定支撐板定位，為了提高效率和減小勞動強度，采用氣動 夾緊。 6.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼套式立銑刀，直徑 80mm，z=10 查切削手冊知： ，其中 0 f p f f fe z u z f q w f c aa d n 6502.5,0.2,0.72,40, fpe zf mmmm fy caa ， 0 0.86,80,0.86,0,10 ff f mmz q udw 所以： 0.720.86 0.86 650 2.510 2810 0.240 80 f 水平分力：fh=1.1f=3091n 垂直分力：fv=0.3f=843n

16、 計算時應考慮安全系數(shù)。安全系數(shù) k=k1k2k3k4 其中：k1 為基本安全系數(shù) 1.5 k2 為加工性質系數(shù) 1.1 k3 為刀具鈍化系數(shù) 1.1 k4 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 所以 f=kfh=1.5x1.1x1.1x1.1x3091=5610.2。 氣缸選用直徑 125mm。當壓縮空氣單位壓力為 0.8mpa 時，氣缸 推力為 9817.2n 故本夾具可安全工作。 6.4 誤差分析與計算 本夾具由于是第一步加工所用夾具，其本身的定位就是用粗基 準定位，所以在精度公差方面還不涉及去如何保證的問題，只要能 保證工件在加工完的基本尺寸即可。 通過分析可知，在保證了定位件的位置精度后，即可保證

17、工件 的基本尺寸。 七、總七、總 結結 通過本次的畢業(yè)設計，使我能夠對書本的知識做進一步的了解 與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行 工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾 具的設計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用 與綜合的學習。 參考文獻 1 許曉旸，專用機床設備設計m，重慶：重慶大學出版社，2003。 2 孫已德，機床夾具圖冊m，北京：機械工業(yè)出版社，1984：20-23。 3 貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結構圖冊m，貴陽：貴州任命出版社， 1983：42-50。 4 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊m，上海：上?？?/p>

18、學技術出版社， 1979。 5 孟少龍，機械加工工藝手冊第 1 卷m，北京：機械工業(yè)出版社，1991。 6 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊m，上海： 上?？茖W技術出版社，1979。 7 李洪，機械加工工藝手冊m，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 8 馬賢智，機械加工余量與公差手冊m，北京：中國標準出版社，1994。 9 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊m，上海：上?？茖W技術出版社，1984。 10 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導m，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 11 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊m，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社， 1987。 12 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計m，重慶：重慶大學出