上刀架

-1-1零件的分析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48凸圆，用以安装方刀架并将其固定。下部有导轨，实现导向与承载的作用。一侧端面Φ32孔用以安装丝杠，以实现刀架的精确运动。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0.1㎜2.Φ48H7对上表面A的垂直度公差为0.1㎜3.上表面A的平面度公差为0.05㎜4.Φ32轴心线对燕尾槽及下表面B的平行度公差为0.03㎜5.燕尾槽侧面直线度公差为0.05㎜6.丝杠孔轴线对C面的垂直度公差为0.05㎜7.D，E两侧面对下面的不垂直度公差为0.8㎜8.Φ22对Φ48的同轴度误差为0.05㎜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。P57小图工作以p面限制两个自由度，Q面与R面和S面各限制一个自由度，通过自动定心夹紧装置在中心线T上限制一个自由度实线完全定位。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，此处不重复。2.3制定工艺路线-2-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、粗精车Φ48H7外圆，端面和上端面工序2、钻圆柱上孔Φ22H7、钻孔工序3、粗精铣B面保证余量尺寸工序4、粗精铣D、E两端面保证余量尺寸工序5、粗精铣C、F两端面保证尺寸工序6、钻A面上4—Φ22H7孔和丝杠油杯孔工序7、钻B面上限位螺丝孔、攻螺纹M8工序8、车B面上Φ30孔工序9、钻C、F两端面孔，攻螺纹工序10、钻、铰Φ32H7孔工序11、铣燕尾槽、工序12、磨B面工序13、磨燕尾槽两侧面工序14、去毛刺，检查。(2)工艺路线方二工序1、粗精铣B面保证余量尺寸工序2、粗精车φ48H7外圆端面和上端面工序3、粗精铣D、E两端面保证余量尺寸工序4、粗精铣C、F两端面保证图样尺寸工序5、钻A面及圆柱上孔倒角工序6、钻B面孔、攻螺纹工序7、钻C、F两端面孔、攻螺纹工序8、钻φ32H7孔工序9、铣燕尾槽工序10、磨燕尾槽B面工序11、磨燕尾槽侧面工序12、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φ48H7圆柱上孔φ22H7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：粗精车φ48H7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Ⅱ:钻、铰φ48H7圆柱上孔φ22H7以B面为粗基准选用CA6161卧式车床专用夹具。工序Ⅲ：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。-3-工序Ⅳ：粗精铣D、E两端面保证余量尺寸，以A面φ48H7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Ⅴ:粗精铣C、F两端面，以A面φ48H7圆柱圆及D、E两端面实线定位，选用机床立式升降台铣床专用夹具。工序Ⅵ：钻A面上4—φ22H7孔和丝杠细杯孔2—φ6H8，以外圆柱面上平面A及侧面正定位，选用机床25140A方柱立式钻床及专用夹具。工序Ⅶ：钻B面上限位螺纹孔底孔及φ30孔，以外圆柱面上平面A及侧面正定位，选用机床25140A方柱立式铣床专用夹具。工序Ⅷ：攻螺纹M8，选用S4010攻丝机，专用夹具工序Ⅸ：钻C、F两端面孔，以表面B侧面D、E及端面，C、F定位，选用机床Z5140方柱式立式钻床专用夹具工序Ⅹ：攻2—M8螺纹，选用S4010攻丝机，专用夹具工序Ⅺ：钻、扩、铰φ32H7孔，以表面A，侧面E及圆柱面定位，选用机床25140A方柱式立式钻床，专用夹具。工序Ⅻ：铣B面燕尾槽，以两侧面D、E及A面定位。选用机床X5023立式升降台铣床，专用夹具。工序XIII：磨工件B面，以两侧面D、E及A面定位，选用机床M7232H里轴距平面磨，专用夹具。工序XIV:磨燕尾槽侧面，以两侧面D、E及A面定位，选用机床M7232H里轴距平面磨，专用夹具。工序XV：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φ48H7外圆，端面，A面。2:φ48H7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Rz3.2，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：φ52mm粗车：φ49mm2z=3mm精车:φ48mm2z=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：50mm粗车：47.9mmz=2.1mm精车;46.5mmz=1.4mm(2)φ48H7端面表面粗糙度要求Rz=6.3,参照《切削加工简明实用手册》.-4-毛胚：35mm粗车：32.6mmz=2.4mm精车：32mmz=0.6mm（3）φ48H7圆柱体中心孔φ22mm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：φ20.0mm扩孔：φ21.8mm2z=1.8mm粗铰：φ21.94mm2z=0.14mm精铰：22.00mm2z=0.06mm（4）粗精铣底面BB面为重要加工表面，粗糙度要求Rz=1.6，需要磨削，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Rz=3.2，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。粗铣：2z=3mm半精铣：2z=2.4mm精磨：2z=0.6mm（6）粗精铣C、F两端面C端面粗糙度要求RZ=3.2，F面粗糙度要求为Rz=6.3，简化工序内容，C、F两端面要求尺寸为340mm，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精铣：2z=0.6mm毛胚基本尺寸为346mm（7）4—φ22H7孔钻孔：φ18mm扩孔：φ21.8mm2z=3.8mm粗铰：φ21.94mm2z=0.14mm精铰：φ22mm2z=0.06mm（8）2—φ6H8油杯孔钻孔：φ4mm扩孔：φ5.8mm2z=1.8mm铰孔：φ6mm2z=0.2mm(9)B面上限位螺丝孔钻孔φ7.2mm攻螺纹M8（10）B面上φ30孔由于φ30为自由公差，可直接用φ30锪孔钻削，深度10mm（11）C面上φ32H7孔-5-钻孔：φ18mm扩孔：φ30mm2z=12mm粗铰：φ31.93mm2z=0.23mm精铰：φ32mm2z=0.07mm（12）铣燕尾槽燕尾槽要求与刀架底座配合，实现导向和承载，其制造精度能直接影响机床的加工精度，其侧面要求是进行磨削的，粗糙度要求为Rz=1.6粗铣：z=3.0mm半精铣：z=3.0mm精磨：z=0.2mm（13）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将上述计算与工序尺寸及公差整理成表加工余量计算表工序铸造毛胚粗铣侧面半精铣侧面精铣侧面-6-余量加工前尺寸最大133.5131125.2最小128.5125124.75加工后尺寸最大133.5131125.2125最小128.5125124.75124.47加工余量1.51.20.30.1加工公差±1.25-0.52-0.252-0.122(5)确定切削用量及基本工时工序1：粗精车φ48H7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φ48H7外圆，车上端面A，车φ48H7端面，Ra=3.2机床：CA6161卧式车床刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16×25mm2,Kr=900,Ro=150,ａo=120,r=0mm.(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。（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φ48H7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（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-7-（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φ48H7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=0.0