1、CA6140 车床 尾座套筒 加工工艺及夹具设计 姓 名 ： 苏松 学 号 ： 21309325 院 系 ： 数控工程学院 专 业 ： 数控技术 指导教师 ： 赵熹 二一一年十二 月摘 要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件 等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工 序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词 工序，工艺，工步，加工余量
2、，定位方案，夹紧力 目 录 摘 要 . 1 1 CA6140 机床后托架加工工艺 . 3 1.1 CA6140 机床后托架的工艺分析 . 3 1.2 CA6140 机床后托架的工艺要求及工艺分析 . 3 1.3 加工工艺过程 . 5 1.4 确定各表面加工方案 . 5 1.5 确定定位基准 . 7 1.6 工艺路线的拟订 . 9 1.7 CA6140 机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 16 1.8 确定切削用量及基本工 时（机动时间） . 22 1.9 时间定额计算及生产安排 . 38 2 专用夹具设计 . 43 2.1 铣平面夹具设计 . 43 2.2 镗孔夹具设计
3、. 47 2.3 钻顶面四孔夹具设计 . 51 结 论 . 54 参考文献 . 55 1 CA6140 机床后托架加工工艺 1.1 CA6140 机床后托架的工艺分析 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，
4、因此它的加工是非常关键和重要的。 1.2 CA6140 机床后托架的工艺要求及工艺分析 锪 平图 1.1 CA6140 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 CA6140 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。 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 6.1Ra ，平面度公差
5、要求是 0.03。 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 6.1Ra 要求的精度等级分别是 8IT ， 7IT ，7IT 。 以顶面为住加工面的四个孔，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 ， 3.6Ra ，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 ， 3.6Ra ， 102 是装配铰孔的表面粗糙 度的要求是3.6Ra 。 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。
6、单边余量一般在 mm31 ，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 5000 件，由 7机械加工工艺手册表 2.1-3 可知是中批量生产。1.3 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 CA6140 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： CA6140 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
7、。 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 CA6140 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 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。 根据生产类型
8、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。如、柴油机连杆小头 孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 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，如加工某
9、一轴的主要外 圆面，要求公差为 IT6，表面粗糙度为 Ra0.63 m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车 半精车 淬火 粗磨。 1.4.2 平面的加工 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（ 97 ITIT ），粗糙度为 6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 1.4.3 孔的加工方案 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 精镗。 而顶面的四个孔采取的加工方法
10、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 6.1Ra ，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： 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。
11、目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨 性。 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。 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
12、、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 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，选择侧面三孔作为 CA6140 机床后托架加工粗基准。 1.5.2 精基准选择的原则 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。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所
13、带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 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。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件
14、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，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。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 1.6 工艺路线的拟订 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一 的基准。CA6140 机床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 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
