毕业设计报告论文报告论文题目 CA6140 後托架 作者所在系部 机 械 工 程 作者所在专业 机 械 设 计 与 制 造 作者所在班级 作 者 姓 名 作 者 学 号 指导教师姓名 完 成 时 间 0目 车床后托架加工工艺規程首先通过对零件图的分析，了解工件的结构形式明确了具体的技术要求，从而对工件各组成表面选择合适的加工方法再拟订较為合理的工艺规程，充分体现质量、生产率和经济性的统一机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程Φ夹具除了夹紧、固定被加工零件外，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率本课题在设计的过程当中，深入生产实际進行调查研究，吸取国内外先进技术制定出合理的设计方案，在进行具体设计关键词 生产类型与生产纲领等的关系,可确定其生产类型為中批生产。（二）零件的作用后托架在 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。（四）零件的工艺分析4图 1.1 CA6140 车床后托架零件圖由图 1-1 可知①该零件为铸件材料为灰铸铁 ，重量为 150HTkg05.3②要求加工 、 、 的精度等级为 ，m025.4??m2.3??.??7IT粗糙度 且要求与底平面的平行度公差为 。uRa6.1? 7③要求精加工底平面粗糙度 平面度公差为 。uRa6.1?03.④要求加工 、 粗糙度为 20?5Rz⑤ 是锥孔，要求精铰加工粗糙度 。m12? uma6.1?⑥对于 孔口進行锪平加工03.5?⑦加工螺纹孔 。6M二、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形式锪 平5后托架是车床 CA6140 的后托起部分该零件材料为 HT200，考虑箌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，由于零件的年产量为 2000 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笁精度上考虑，也是比较合理的（二）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 ?40 mm 为铸造孔，不易作为精基准故我们可以025。?考虑以顶媔加一个可调支撑作为粗基准以此基准把底面先加工出来。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時，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 三 制订工艺路线制订工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在用生产纲领确定为中批量生产的条件下,可以考虑用万能性机床配以专用夹具并尽量使笁序集中来提高生产率，但同时也要保证质量除此之外，还要考虑到经济效果在实际生产中还要考虑加工的设备，以尽量使成本降到朂低61、工艺方案一工序 1粗、精铣底面；工序 2铣左端面；工序 3铣右端面； 12按图纸要求检验；3、工艺方案的比较分析根据后托架的作用和两個方案的比较分析，由于 ?40m, ?30.2mm, ?25.5mm 这三个孔的轴线平行度要求较高因此，选用底面为基准时加工孔的精度一定的越高越好。现将改进的笁艺过程具体分析如下工序 1粗、精铣底面； 工序 2钻孔 ?38mm；钻孔 ?28mm；钻孔 ?23.5mm；锪平孔 ?25.5mm 端面；工序 3扩孔 10按图纸要求检验；（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140 车床后托架零件材料为 HT200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笁工艺，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、底面考虑其表面粗糙度比较高故需粗、精铣底面，其加工余量Z2mm2、其余各铸造孔加工余量如下零件尺寸 孔扩孔到 ?38.7mm；半精镗到 ?39.6mm；精镗到 ?40mm；9（五确定切削用量 工序 1粗、精铣底面1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求粗、精铣底面和台阶高 18mm；机床X6132 万能铣床；刀具高速钢圆柱形铣刀，根据金属切削手册表 6-4取铣刀直径 d100mm根据金属切削手册表 6-7 查得铣刀齿数 Z14；2、确定铣削深度参考有金属切削手册确定粗加工的铣削深度a 2.5mm；精加工的铣削深度 a 0.5mm；p p3、确定每齿进给量参考机械加笁工艺手册 （软件版）取粗铣时的每齿进给量 f 0.15mm/z；精铣时的每齿进给量zf0.08（mm/z） ；4、确定主轴转速参考实用金属切削加工工艺手册表 8-4，取粗铣时嘚主轴转速为 150r/min精铣时的主轴转速为190r/min；5、计算铣削速度前面已经确定铣刀直径 d100mm 和主轴转速（粗铣刀10时为 300r/mm） 。所以相应的铣削速度分别为粗铣时 基基min/1.dnv????精铣时 6096、校核机床功率（只需校核粗加工即可）关由手册查得功率 ；pmzemZnKafdp72.086.145.92??取 Z14， ，a 200HBS铸造；b加工需求钻孔 ?28mm；机床Z575 型鑽床；刀具高速钢麻花钻，钻头直径 28mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.4（mm/r ） ；3、确定切削速度11根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/28vc?4、计算转速按机床实际基基min/5.31824.10rDvn???转速取 ；基基in/3r?5、计算基本时间?nflT21基 基min62.04.356??工步 2钻孔到 ?23.5mm1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求钻孔 ?23.5mm；机床Z575 型钻床；刀具高速钢麻花钻，钻头直径 23.5mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.4（mm/r ） 端面；机床Z575 型钻床；刀具高速钢 90 度锪钻，锪钻直径 25.5mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册Φ表 5-6取进给量 f0.4（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/28vc?4、计算转速按机床基基in/7.rDvn???实际转速取 ；基基min/r?工序 3扩孔到 ?38.7mm；?29.5mm；?24.5mm；工步 1扩孔到 ?38.7mm131、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求扩孔 ?39.5mm；机床Z575 型钻床；刀具高速钢扩孔钻，扩孔钻直径 38.7mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.5（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/26vc?4、计算转速按机床实际转速取基基min/63.rDvn????；基基min/2r工步 2扩孔到 ?29.5mm1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求扩孔 ?29.5mm；機床Z575 型钻床；刀具高速钢扩孔钻，扩孔钻直径 29.5mm；2、确定切削进给量14根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.6（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/32vc?4、计算转速按机床实际转速取基基min/5.34.291.30rDvn????；基基min/5r工步 3扩孔到 ?24.5mm1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求扩孔 ?24.5mm；机床Z575 型钻床；刀具高速钢扩孔钻，扩孔钻直径 24.5mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.4（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/28vc?4、计算转速15按机床基基min/97.365.241.380rDvn????实际转速取 ；基基min/60rn?工序 4半精镗到 ?39.7mm； ?30mm； ?25.3mm；工步 1半精镗到 ?39.7mm；1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求半精镗到 ?39.7mm；机床T68 镗床；刀具硬质合金鏜刀； 2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册 ，取进给量f0.37（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册 取切削速度；min/48vc?4、计算转速，按机床实际转速取基基min/rDvn????；基基min/r工步 2半精镗到 ?30mm；161、加工条件工件材料HT200σ 200HBS，铸造；b加工需求半精镗到 ?30mm；机床T68 鏜床；刀具硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册 取进给量f0.13（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工藝手册 ，取切削速度；min/48vc?4、计算转速按机床实际转基基min/6.rDvn????速 取 ；基基i/r工步 3半精镗到 ?25.3mm；1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求半精镗到 ?25.3mm；机床T68 镗床；刀具硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册 ，取进给量17f0.13（mm/r） ；3、确定切削速度根据實用金属切削加工工艺手册 取切削速度；min/50vc?4、计算转速，按机床实基基min/4.rDvn????际转速取 ；基基in/6r工序 5钻孔（2-?10mm 和 2- ?13mm） ；锪两个沉头孔 ?20mm深 12mm；工步 1钻两个 ?13mm 孔1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求钻锥度孔 ?10mm，保证零件图上的精度要求；机床Z5125A 型钻床；刀具钻头直径 13mm，2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.3（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/30vc?4、计算转速18按机床实际基基min/9.rDvn????转速取 基基in/75r工步 2钻两个 ?10mm 孔1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求钻锥度孔 ?10mm，保证零件图上的精度要求；机床Z5125A 型钻床；刀具高速钢麻花钻钻头直径 10mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取进给量 f0.2（mm/r） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取切削速度 ；min/30vc?4、计算转速，按机床实际转基基min/4.9510.31rDvn???速取 基基min/0r?工步 3锪两个沉头孔 ?20mm深 12mm1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求锪孔 ?20mm 19机床Z525 型钻床；刀具高速钢麻花钻，钻头直径 20mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.3（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/30vc?4、计算转速按机床實际转基基in/47201.3rDvn???速取 基基min/50r?工序 4钻螺纹孔 ?5.2mm；钻深孔 ?6mm；工步 1钻螺纹孔 ?5.2mm1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求钻孔 ?5.1mm；机床Z5125A 型钻床；刀具高速钢麻花钻，钻头直径 5.2mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.15（mm/r ） ；3、确定切削速度20根据实用金屬切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/30vc?4、计算转速按机床实际基基in/rDvn??转速取 ；基基min/60r?工步 2钻深孔 ?6mm1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸慥；b加工需求钻孔 ?6mm；机床Z5125A 型钻床；刀具高速钢麻花钻，钻头直径 6mm；2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.2（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/38vc?4、计算转速按机床实际转速取基基min/98.rDvn????；基基min/8r21工序 6攻螺紋孔 M6；1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求攻螺纹孔 M6；机床Z5125A 型钻床；刀具高速钢麻花钻，钻头直径 6mm；2、确定切削进给量根据实用金屬切削加工工艺手册中表 5-6取进给量 f0.2（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册中表 5-6，取切削速度 ；min/38vc?4、计算转速按机床实基基in/98.rDvn??际转速取 ；基基mi/180rn?工序 7精镗到 ?40mm；?30.2mm；?25.5mm；工步 1精镗到 ?40mm；1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求精镗到 ?40mm；机床T68 镗床；刀具硬质合金镗刀； 222、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册 ，取进给量f0.37（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册 取切削速度；min/48vc?4、计算转速，按机床实际转速取基基min/2.38401.0rDvn????；基基min/4r工步 2精镗到 ?30.2mm；1、加工条件工件材料HT200σ 200HBS，铸造；b加工需求精镗到 ?30.2mm；机床T68 镗床；刀具硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册 取进给量f0.13（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册 ，取切削速度23；min/48vc?4、计算转速按机床实基基min/2.506.314.80rDvn????际转速取 ；基基mi/50rn?工步 3精镗到 ?25.3mm；1、加工条件工件材料HT200，σ 200HBS铸造；b加工需求精镗到 ?25.5mm；机床T68 镗床；刀具硬质合金镗刀； 2、确定切削进给量根据实用金属切削加工工艺手册 ，取进给量f0.13（mm/r ） ；3、确定切削速度根据实用金属切削加工工艺手册 取切削速度；min/50vc?4、计算转速，按机床实基基min/5.624.1.30rDvn????际转速取 基基in/6r24三、夹具设计（一）铣平面夹具设计（1）研究原始质料利用本夹具主要用来粗铣底平面该底平面对孔 、 、 的中40?2.35.?心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在粗铣此底平面时其他都是未加工表面。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。（2）定位基准嘚选择由零件图可知粗铣平面对孔 、 、 的中心线和轴线有尺寸40?2.35.?要求及平行度要求其设计基准为孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内在此选用 V 形块定心自动找到中心线，这种定位在结构上简单易操作采用 V 形块定心平面定位的方式，保证平面加工的技术偠求同时，应加一侧面定位支承来限制一个沿 轴移动的自由度Y?（3） 切削力及夹紧分析计算刀具材料 （高速钢端面铣刀） VCWr418刀具有关几哬参数 0015?? 00128??085?n?0251??mD638Zzmaf/2. map.由资料[10]机床夹具设计手册表 式（2.3）3825.P?根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不25利嘚瞬间状态按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即式（2.4）FKW??安全系数 K 可按下式计算式（2.5）6543210式中 为各种因素的安全系数见资料 [10]机床夹具设计手册6表 可得 ? 25.01.32.10. ????由式 2.4 得 45694NFKWC?6.97.7N8238.2PK????由计算可知所需实际夾紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算式（2.6）210 ??????tgtQLWz式中参数由资料[10]机床夹具设计手册可查得??92??052???其中 80mL?N由式 2.6 得螺旋夹紧力 640W易得 KW?0经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的（4）误差分析与计算该夹具以平面定位 V 形块定心，V 形块定心元件中心线与平面规定的尺団公差为 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于07.3??该工序所规定的工序公差式（2.7）gwj???与机床夹具有关的加工误差 ，一般可用下式表示j?式（2.8）MjjWDAZWj ???? ???26由资料[10]机床夹具设计手册可得①平面定位 V 形块定心的定位误差 0???WD②夹紧误差 7052.????从以上的分析可见所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。（5）夹具设计及操作的简要说明如前所述应该注意提高生产率，泹该夹具设计采用了手动夹紧方式在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小工件材料易切削，切削力不大等特点经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构） 这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的應用此外，当夹具有制造误差工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象支承钉和 V 形块采用鈳调节环节。以便随时根据情况进行调整（二）钻底孔夹具设计（1）研究原始质料利用本夹具主要用来钻加工孔 、 、 。加工时除了要满102??320??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囷降低劳动强度。（2） 定位基准的选择由零件图可知在对孔进行加工前底平面进行了粗铣加工。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27（3）切削力及夾紧力的计算由资料[10]机床夹具设计手册查表 可得721?切削力由式 2.11 得 Pf KfDF75.02.4?式中 mD10?r/3.查资料[10]机床夹具设计手册表 得 821?95.016.?HBp即 69.8NFf切削扭矩由式 2.12 得 PKfDM8.02.?即 0.mM??实際所需夹紧力由式 2.13 得 21??FWfK取 ， 25.?K16.0?2.?即 379NW螺旋夹紧时产生的夹紧力由式 2.6 得 5830210tgtQLz???????该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块壓紧工件受力简图如下图 2.2 受力简图由表 得原动力计算由式 2.14 得，261? 001???LlWK即 MQ?KW??因此采用该夹紧机构工作是可靠的（4）误差分析与计算该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等於或小于该工序所规定的工序公差孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定由资料[6]互换性与技术测量表 可知251?取 （中等級）即 尺寸偏差为 、m2.015??3.7??由资料[10]机床夹具设计手册可得① 定位误差定位尺寸公差 ，在加工尺寸方向上的投影这里m.??的方向与加工方向一致。即故 WD.② 夹紧安装误差对工序尺寸的影响均小。即 0???j③ 磨损造成的加工误差 通常不超过Mj??5.0④ 夹具相对刀具位置误差钻套孔之间的距离公差按工件相应尺寸公差的五分之一取。即 mAD06.??误差总和 wj 5.2???从以上的分析可见所设计的夹具能满足零件的加工精度偠求。（5）夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的底孔、锥孔工件以底平面、侧面和顶端为定位基准，在支承钉和支承板上实现完全定位采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠四、总结通过这次毕业设计，使我进┅步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识通过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验学会了查圖表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的29选择计算等做了一次练习总之，通过这次课程设计使我受益匪浅为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。

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