机床后托架加工工艺及夹具设计说明书杨乐乐

燕山大学课程设计说明书题目：“后托架”零件机械加工工艺规程及“铣底平面”工序夹具设计与制造院（系）：机械工程学院年级专业：10级卓越试点班学生姓名：杨乐乐学生学号：100101010314指导教师：吴凤和陈锦江教师职称：教授副教授二〇一二年十二月目录1机床后托架加工工艺11.1机床后托架的工艺分析11.2机床后托架的工艺要求及工艺分析11.2.1机床`后托架的技术要求21.3加工工艺过程31.4确定各表面加工方案31.4.1在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素31.4.2平面的加工41.4.3孔的加工方案41.5确定定位基准41.5.1粗基准的选择41.5.2精基准选择的原则51.6工艺路线的拟订61.6.1工序的合理组合61.6.2工序的集中与分散71.6.3加工阶段的划分71.6.4加工工艺路线方案81.7机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定91.7.1毛坯的结构工艺要求101.7.2机床后托架的偏差计算101.8确定切削用量及基本工时161.8.1工序1：粗、精铣底面161.8.2工序2粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔181.8.3工序3：钻顶面四孔281.8.4工序4：钻侧面两孔342专用夹具设计372.1铣底面夹具设计372.1.1定位基准的选择372.1.2夹具方案图372.3.3夹具设计及操作的简要说明38结论38参考文献38燕山大学课程设计说明书11机床后托架加工工艺1.1机床后托架的工艺分析机床后托架的是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6.1Ra，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。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。1.2机床后托架的工艺要求及工艺分析图1.1机床后托架零件图一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械燕山大学课程设计说明书2加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。1.2.1机床后托架的技术要求其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。⑴．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6.1Ra，平面度公差要求是0.03。⑵．另一组加工是侧面的三孔，分别为03.005.25，Φ30.20+0.02，025.0040，其表面粗糙度要求6.1Ra要求的精度等级分别是8IT，7IT，7IT。⑶．以顶面为主加工面的四个孔，分别是以132和202为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是50Rz，3.6Ra，以及以132和102的阶梯孔，其中102是装配铰孔，其中132孔的表面粗糙度要求是50Rz，3.6Ra，102是装配铰孔的表面粗糙度的要求是3.6Ra。⑷．机床后托架毛坯的选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在mm3~1，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。机床后托架的重量为3.05kg，中批量生产。燕山大学课程设计说明书31.3加工工艺过程由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于机床后托架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由上面的一些技术条件分析得知：后托架的尺寸精度，形状机关度以及位置机精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。1.4确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计机床后托架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。1.4.1在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素⑴．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。⑵．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。⑶．要考虑被加工材料的性质。⑷．要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进燕山大学课程设计说明书4现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。⑸．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。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。1.4.2平面的加工由参考文献[3]《机械加工工艺手册》表2.1-12可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣——精铣（97ITIT），粗糙度为6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。1.4.3孔的加工方案⑴．由参考文献[3]《机械加工工艺手册》表2.1-11确定，以为孔的表面粗糙度为1.6，则选侧孔（03.005.25，02.0030，025.0040）的加工顺序为：粗镗——精镗。⑵．而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50Rz，所以我们采用一次钻孔的加工方法，132的孔选择的加工方法是钻，因为202的孔和132是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了132的孔基础上再锪孔钻锪到202，而另一组132和102也是一组阶梯的孔，不同的是102的孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是6.1Ra，所以全加工的方法是钻——扩——铰。1.5确定定位基准1.5.1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燕山大学课程设计说明书5余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：⑵
．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。⑵．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。⑶．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。⑷．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。⑸．粗基准应避免重复使用。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证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。从机床后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为机床后托架加工粗基准。1.5.2精基准选择的原则⑴．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。⑵．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。⑶．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。(4)自为基准原则。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简燕山大学课程设计说明书6单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证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。从机床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。1.6工艺路线的拟订1.6.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：⑴．工序分散原则⑵．工序集中原则1.6.2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。⑴．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。但采用复杂燕山大学课程设计说明书7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。⑵．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。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。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。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。1.6.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：⑴．粗加工阶段⑵．半精加工阶段⑶．精加工阶段精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~1.25μm。⑷．光整加工阶段燕山大学课程设计说明书8其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。1.6.4加工工艺路线方案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，表1.2加工工艺过程表工序号工种工作内容说明01铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸：长：mm220宽：mm60高：mm70孔：5.21、2.26、3602清砂除去浇冒口，锋边及型砂03热处理退火石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工04检验检验毛坯05铣粗铣底平面A工件用专用夹具装夹；立式铣床)52(KX06粗镗粗镗镗孔：03.005.25，02.0030，025.0040工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（68T）07铣粗铣油槽08铣精铣底平面A工件用专用夹具装夹；立式铣床)52(KX燕山大学课程设计说明书909半精镗半精镗镗孔：03.005.25，02.0030，025.0040工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（68T）10精镗精镗镗孔：03.005.25，02.0030，025.0040工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（68T）11钻将孔132、102、202钻到直径mmd10工件用专用夹具装夹；立式钻床（Z550）12扩孔钻将132扩孔到要求尺寸13锪孔钻锪孔13、202到要求尺寸14铰精铰锥孔10215钳去毛刺16钻钻孔6M、6工件用专用夹具装夹；摇臂钻床（Z550）17攻丝攻螺纹6M18钳倒角去毛刺19检验20入库清洗，涂防锈油燕山大学课程设计说明书101.7机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。1.7.1毛坯的结构工艺要求⑴．车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：①、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。②、铸造圆角要适当，不得有尖角。③、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以