镗床夹具设计

1江南大学机械制造技术基础课程设计说明书题目：设计CA6140车床后托架的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1张4.夹具装配图1张5.夹具体零件图1张6.课程设计说明书1份设计者：班级学号：指导教师：2012年7月1号2目录1CA6140机床后托架加工工艺———————————————21.1CA6140机床后托架的作用————————————————————21.2CA6140机床后托架的工艺分析及生产类型的确定——————————21.3选择毛坯———————————————————————————31.3.1选择毛坯——————————————————————————31.3.2毛坯的结构确定——————————————————————31.4选择加工方法，制定工艺路线——————————————————41.4.1平面的加工方法——————————————————————41.4.2孔的加工方法————————————————————————41.4.3确定定位基准———————————————————————41.4.4工艺路线的拟定———————————————————————51.5CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定——71.6确定切削用量及基本工时（机动时间）——————————————101.6.1粗、精铣底面———————————————————————101.6.2粗、半精、精镗CA6140侧面三杠孔—————————————121.6.3钻顶面四孔————————————————————————181.6.4钻侧面两孔————————————————————————211.7时间定额计算及生产安排———————————————————231.7.1粗、精铣底面———————————————————————231.7.3钻顶面四孔————————————————————————231.7.2镗侧面三杠孔———————————————————————241.7.4钻左侧面两孔———————————————————————252专用夹具设计————————————————————272.1镗孔夹具设计————————————————————————272.1.1问题的提出————————————————————————272.1.2定位方案————————————————————————272.1.3夹紧机构————————————————————————272.1.4导向装置————————————————————————272.1.5导向支架的布置形式————————————————————272.1.6切削力的计算———————————————————————282.1.7误差分析与计算——————————————————————2833参考文献———————————————————————304结论————————————————————————3021CA6140机床后托架加工工艺1.1CA6140机床后托架的作用CA6140机床后托架的是CA6140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。1.2CA6140机床后托架的工艺分析及生产类型的确定锪平图1.1CA6140机床后托架零件图由图可知，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，02.0030，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。3⑶．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．CA6140机床后托架毛坯的选择金属行浇铸，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。因为CA6140机床后托架的重量只有3.05kg,而年产量是2000件，由[7]《机械加工工艺手册》表2-1可知是中批量生产。1.3选择毛坯1.3.1选择毛坯CA6140后托架材料为灰铸铁（HT150），则其毛坯材料即为灰铸铁（HT150）。由资料[2]《机械加工工艺手册》表4-71，可得力学性能：表1.1灰铸铁（HT150）的性能参数牌号铸件壁厚最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织HT1502.5-1010-2020-3030-50175145130120H175150-200铁素体+珠光体灰铸体一般的工作条件：①承受中等载荷的零件。②磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。毛坯的热处理灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，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。1.3.2毛坯的结构确定毛坯的结构工艺要求CA6140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，以减少分型面、芯子、并便于起模。④加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。⑤铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。4毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：①各加工面的几何形状应尽量简单。②工艺基准以设计基准相一致。③便于装夹、加工和检查。④结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。1.4选择加工方法，制定工艺路线1.4.1平面的加工方法由参考文献[7]《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。1.4.2孔的加工方法⑴．由参考文献[7]《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——半精镗——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——精铰。1.4.3确定定位基准要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证CA6140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CA6140机床后托架零件图分析可知，选择侧面作为CA6140机床后托架加工粗基准。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。另外两个孔是202和132两组阶梯孔。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用于顶平面的四孔的加5工基准。1.4.4工艺路线的拟订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，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表1.1加工工艺路线方案比较表工序号方案Ⅰ方案Ⅱ工序内容定位基准工序内容定位基准010粗、精铣底平面A侧面和外圆粗、精铣底平面A侧面和外圆020钻132孔锪202孔底面和侧面粗镗孔：402.30、5.25底面和侧面030粗镗孔：402.30、5.25底面以及两个132和102的阶梯孔半精镗孔：40、2.30、5.25底面和侧面040铣油槽底面和侧面精镗孔：40、2.30、5.25底面和侧面050半精镗孔：40、2.30、5.25底面以及两个132和102的阶梯孔粗铣油槽底面和侧面060精镗孔：40、2.30、5.25底面以及两个132和102的阶梯孔钻：10、13底面和侧面070钻2-10孔扩孔到13底面和侧面扩孔13底面和侧面080精铰锥孔10底面和侧面精铰锥孔：10底面和侧面6090钻：6M、6底面和侧面锪钻孔：10、13底面和侧面110攻螺纹6M底面和侧面钻：6M、6底面和孔5.25120锪平面底面以及两个132和102的阶梯孔攻螺纹6M底面和孔5.25130倒角去毛刺锪平面140检验倒角去毛刺150检验加工工艺路线方案的论证：方案Ⅱ中工序020、030、040镗的是主要孔：40、2.30、5.25，需要精度很高的定位基准，侧面是不加工表面，不能作为定位基准。而且将铣油槽安排在精镗之后会破坏孔40的精度。而方案一就不会有这样的不合理之处。综上所述，方案一最适合。表1.2加工工艺过程表工序号工种工作内容说明010铣粗铣、精铣底平面A工件用专用夹具装夹；立式铣床)52(KX020钻钻102孔扩孔钻到132工件用专用夹具装夹；摇臂钻床)3025(Z030锪锪202孔040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）050铣粗铣油槽060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）070精镗精镗镗孔：03.005.25，02.0030，025.00407080钻钻102孔工件用专用夹具装夹；摇臂钻床)3025(Z090锪将132锪钻孔到要求尺寸100铰精铰锥孔102110钻钻孔6M、6120攻丝攻螺纹6M130锪锪平面140钳倒角去毛刺150检验1.5CA6140机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定⑴．底平面的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸计算底平面加工余量的计算，计算底平面与孔（03.005.25，02.0030，025.0040）的中心线的尺寸为07.035。根据工序要求，底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：由参考文献[5]《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23。其余量值规定为mm4.3~7.2，现取mm0.3。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取mm28.0。精铣：由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-59，其余量值规定为1mm。铸造毛坯的基本尺寸为390