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机械制造技术基础课程设计说明书设计题目设计“传动箱壳体”零件的机械加工工艺及工艺设备设计者胡春鹏指导教师黑龙江东方学院年月日-2-目录设计任务书一.零件的分析---------------------------------3二.工艺过程设计-------------------------------3（一）确定毛坯的制造形式---------------------3（二）基面的选择----------------------------3（三）制订工艺路线--------------------------4（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-8（五）确定切削用量及基本工时-----------------10三.夹具设计------------------------------------14定位分析----------------------------------14夹紧装置设计------------------------------15夹具的平衡设计----------------------------15公差确定----------------------------------16夹紧力分析--------------------------------16四.参考文献------------------------------------17附录相关机械图-3-1零件的分析1.1零件的作用题目所给零件是CA6140车床的上刀架,它位于车床床身的上半部,与夹持刀具的分刀架相连,通过一系列的构件相互作用实现刀具的快速更换。零件上部有Φ82凸圆,用以安装方刀架并将其固定。1.2零件的工艺分析上刀架属于车床床身上比较精密的部件,所以有一系列的形状与位置要求,现分析如下:1.上表面A对下表面的平行度公差为0.02㎜2.Φ82H7对上表面A的垂直度公差为0.02㎜2工艺规程设计2.1确定毛胚的制造形式零件材料为HT200考虑到车床在使用过程中零件的冲击载荷比较稳定;选用铸件即可满足使用要求;且零件为CA6140车床标准件，符合大批生产要求。2.2基面的选择基面的选择是工艺规程中的重要工作之一;基面选择得正确与合理;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;还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理-4-的，但对于板类零件上下表面均为重要表面，依据粗基准选择原则中便于装夹的原则;即粗基准尽可能平整光洁;选择表面B为粗基准;主要考虑的是不加工表面与加工表面间的位置要求。2.2.2精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算;这在以后要专门计算。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点应该是使零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度与技术要求得到合理的保证，在生产纲领已确定为批量生产的条件下;可以考虑采用设计夹具来保证，使生产成本尽量下降。(1)工艺路线方案一工序1、粗铣上端面保证尺寸工序2、车Φ82的上端面再车，再车Φ82的外圆，倒角Φ72的圆，再钻Φ72Φ76Φ52，再车Φ32的圆锥孔保证尺寸工序3、先钻Φ68Φ84的孔，再倒角，保证尺寸工序4、钻孔至Φ12，攻丝2xM12保证尺寸工序5、去毛刺;检查。(2)工艺路线方案二工序1、粗铣上端面保证尺寸工序2、先钻Φ68Φ84的孔，再倒角，保证尺寸-5-工序3、车Φ72的上端面，再车Φ82的外圆，倒角Φ72的圆，再钻Φ72Φ76Φ52，再车Φ32的圆锥孔保证尺寸工序4、钻孔至Φ12，攻丝2xM12保证尺寸工序5、去毛刺、检查2.4工艺路线比较分析两方案的主要区别在于方案一先加工A面而方案二先加工B面;比较之下B面的平面较大，装夹比较方便;选B面为粗基准加工A面易于保证加工质量;且方案二中钻φ82H7圆孔是在车床上加工出来，紧接着工序一采用相同夹具;减少了装夹次数，定位基准相同;加工的精度较高;综上所述;最终采用工艺路线二工序Ⅰ:粗精铣B面;保证余量尺寸;以A面为基准选用X5032立式升降台铣床,专用夹具。工序Ⅱ;粗精车φ82H7外圆、端面和上端面A;以B面为粗基准进行加工;选用CA6161卧式车床专用夹具。工序Ⅲ:粗精铣D、E两端面保证余量尺寸;以A面φ82H7为基准实现定位;选用机床X5032立式升降台铣床专用夹具。工序Ⅳ:粗精铣C、F两端面;以A面φ82H7圆柱圆及D、E两端面实线定位。工序Ⅴ;钻φ72H7φ52H7φ32H7孔，以外圆柱上平面及两侧面定位，选用机床Z5140A方柱立式钻床及专用夹具。工序Ⅵ：钻φ68H7φ84H7孔；以表面A，侧面E及圆柱面-6-定位；选用机床Z5140A方柱式立式钻床,专用夹具；攻螺纹2-M12；选用S4010攻丝机；专用夹具。工序Ⅶ;去毛刺；检查。2.5机械加工余量，工序尺寸的确定CA6140车床上刀架材料为HT200，硬度170—220HBS，毛胚重量约为8kg，生产类型为大批生产，采用铸造毛胚。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，及毛胚尺寸如下.1：车φ82H7外圆，端面，A面。2:φ82H7外圆要求与方刀架配合..是重要的加工表面，表面粗糙度要求Ra3.2，要求精加工，参照《切削加工简明实用手册》，表“轴的机械加工余量”得：毛胚：φ86mm粗车：φ83mm2z=3mm精车：φ82mm2z=1mm(1)上刀架A面上刀架A面是与方刀架底座配合的平面，实现应用中由于换刀要与方刀架摩擦，因此要求精度也较高,表面粗糙度压迫球Ra3.2，要求精加工参照《切削加工简明实用手册》表确定加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸。毛胚：86mm粗车：83.9mmz=2.1mm-7-精车：82.5mmz=1.4mm(2)φ82H7端面表面粗糙度要求Rz=6.3,参照《切削加工简明实用手册》。毛胚：35mm粗车：32.6mmz=2.4mm精车：32mmz=0.6mm(3)φ82H7圆柱体中心孔φ72mm加工要求为基孔制7级公差..参照《机械切削工艺参数速查手册》得:钻孔:φ70.0mm扩孔:φ71.8mm2z=1.8mm粗铰:φ71.94mm2z=0.14mm精铰:22.00mm2z=0.06mm(4)粗精铣底面B加工B表面,粗糙度要求R=6.3,查《机械切削工艺参数速查手册》确定加工余量、工序尺寸。粗铣;44.7mmz=1.8mm半精铣;43.2mmz=1.5mm精铣;43mmz=0.2mm(5)粗精铣D、E两侧面D、E两侧面粗糙度要求为Ra=6.3,且D、E两距离为125mm,查《机械切削工艺参数速查手册》确定加工余量,毛胚尺寸。-8-粗铣;2z=3mm半精铣;2z=2.4mm(6)粗精铣C、F两端面C端面粗糙度要求Ra=6.3,F面粗糙度要求为Ra=6.3,简化工序内容.C、F两端面要求尺寸为330mm..查《机械切削工艺参数速查手册》确定加工余量，工序尺寸。粗铣；2z=3mm半精铣；2z=2.4mm毛胚基本尺寸为346mm(7)攻螺纹2-M12(8)加工余量计算现以D，E两侧面的加工为例..加工余量计算长度为125mm毛胚的铸造精度为CT9级..查《公差与配合实用手册》可知.（1）毛胚铸造公差为2.5mm..取对称分布为1.25mm（2）粗铣时厚度偏差为-0.43—-0.63，取-0.5mm（3）精铣厚度偏差为-0.25mm（4）精铣时厚度偏差为-0.12mm由于本零件是大批生产，采用调整法加工，因此在计算最大..最小加工余量是，应按调整法加工方式予以确定。DE两侧面尺寸加工余量和工序余量及公差分布如下图-9-毛胚名义尺寸；125+2×3=131毛胚最大尺寸；131+1.25×2=133.5毛胚最小尺寸；131-1.25×2=128.5粗铣后最大尺寸；130.5+0.5=131粗铣后最小尺寸；128-0.5=127.5半精铣后最大尺寸；125+0.2=125.2半精铣后最小尺寸；125-0.2=125.2精铣后尺寸与零件图尺寸相符合即125mm(5)确定切削用量及基本工时工序1：粗精车φ82H7外圆,端面和上端面A1：加工条件加工材料：HT200铸铁.，a=200N/mm加工要求：粗精车φ82H7外圆，车上端面A，车φ482H7端面.Ra=3.2机床CA6161卧式车床刀具.刀片材料为YG6(2)计算切削用量粗车φ48H7外圆柱面（1）确定背吃刀量ap，单边余量2mm，留0.5mm作为精车余量，取粗车背吃刀量ap=1.5mm。（2）确定进给量，查《切削加工简明实用手册》可得f=0.5—0.7mm/r，根据机床特性初步选定f=0.6mm/r。-10-（3）选择切削速度Vc查表可得Vc=1.333~1.83m/s，取Vc=1.6m/s。（4）确定主轴转速n，由公式n=1000Vc/πd=1000×1.6/（π×52）=9.8（r/s）=588r/min..按机床说明书，与r=588r/min..相近转速600r/min取nw=600r/min。则实际切削速度为v=98m/min。（5）计算切削工时Tm=l/nwf=0.092..min.（6）精车φ82H7外圆柱面（1）背吃刀量取ap=0.5mm（2）确定进给量与粗加工工时相同f=0.6m/r.（3）切削速度v=98m/min（4）主轴转速nw=600r/min（5）切削工时t=l/nwf=0.092min（1）粗车端面A（1）背吃刀量取ap=2.1mm（2）确定进给量与粗加工工时相同f=1.0m/r.（3）切削速度v=96m/min（4）主轴转速nw=600r/min实际切削速度v=98m/min（5）切削工时t=l/nwf=0.1171min（2）精车端面A时（1）背吃刀量取ap=0.6mm-11-（2）确定进给量与粗加工工时相同f=1.0m/r.（3）切削速度v=96m/min（4）主轴转速nw=600r/min实际切削速度v=98m/min（5）切削工时t=l/nwf=0.1171min（3）粗车φ82H7圆柱端面（1）背吃刀量取ap=2.4mm（2）确定进给量与粗加工工时相同f=0.6m/r.（3）切削速度v=96m/min（4）主轴转速nw=600r/min实际切削速度v=98m/min（5）切削工时t=l/nwf=0.067min（4）精车φ82H7圆柱端面（1）背吃刀量取ap=0.6mm（2）确定进给量与粗加工工时相同f=0.6m/r.（3）切削速度v=96m/min（4）主轴转速nw=600r/min实际切削速度v=98m/min（5）切削工时t=l/nwf=0.067min（5）检验机床功率因毛胚铸造等级为CT9级，加工余量较小，产生的切削力不大，因此不需要进行机床功率校核。工序Ⅱ钻铰φ82H7圆柱上孔φ72H7.1、钻孔φ70mm已知工件材料HT200铸件钻孔直径d0=20mm.机床采用CA6161卧式车床-12-2选择切削用量（1）背吃刀量取ap=10mm（2）确定进给量查《切削加工简明实用手册》f=0.75m/r.（3）切削速度v=0.25m/s（4）主轴转速nw=238r/min实际切削速度v=0.28m/s（5）切削工时t=l/nwf=0.324min2.扩孔φ71.8mm采用高速钢麻花钻，直径d0=71.8mm..背吃刀量ap=0.9mmf=1.1mm/rnw=272r/min切削工时t=l+l1+l2/nwf=0.221min（3）粗铰φ71.94mm采用高速刚机绞刀直径d0=71.14mm..背吃刀量ap=0.07mmf=2mm/rnw=272r/min切削工时t=l+l1+l2/nwf=0.121min+0.0134.精铰φ72.0d0=72mm，背吃刀量ap=0.03mmf=2mm/rnw=272r/min切削工时t=l+l1+l2/nwf=0.121min工序Ⅲ，粗精铣B面，保证余量尺寸。1.粗铣B面2.查《切削加工简明实用手册》f=0.25mm/s切削速度参考有关手册