毕业论文CA6140普通车床后托架831001零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备设计本科毕业设计论文Word文件下载.docx
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13mm,深孔ø
6mm,螺纹M6,两销孔。
其中,主要加工表面为ø
mm,ø
mm的三个孔。
2、以底面120×
60mm为中心的加工表面:
这一组加工表面包括底面120×
60mm和锪平面。
这两组加工表面之间有一定的位置要求,主要是:
ø
mm孔的轴线与底面的平行度为100:
0.07;
下底面的平面度误差为0.03;
毛线孔的中心线与底面的尺寸误差为±
由此可分析知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助与专用夹具加工另一组表面,并且保证他们之间的位置精度要求。
二、工艺规程的设计:
(一)确定毛坯的制造形式:
后托架是车床CA6140的后托起部分,该零件材料为HT200,考虑到机床运行中要经常使主轴正转与反转,此时,转向开关、丝杠、光杠也进行正转与反转的连续或瞬时运动。
因此,扭矩最大,强度不高使用铸件,由于零件的年产量为2000件,已达到中批量生产水平,并且零件的轮廓尺寸不大,故可以采用砂型铸造,这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是比较合理的。
(二)基准的选择
基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一,基准选择得正确与合理,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,还会造成零件大批量报废,使生产无法正常运行。
1、粗基准的选择:
对于一般的孔类零件,以孔作为粗基准完全合理,但对本零件来说,孔ø
mm为铸造孔,不易作为精基准,故我们可以考虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准,以此基准把底面120×
60mm先加工出来,由于此顶面只限制了X、Y、Z的转动和Z的移动4个自由度,故可以考虑选左端面为第二基准面,此二面可以限制6个自由度,达到完全定位。
2、精基准的选择:
主要应考虑到基准重合问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应尽量进行尺寸计算。
这在后面还要专门计算,此处不在重复。
(三)制订工艺路线:
制订工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在用生产纲领确定为中批量生产的条件下,可以考虑用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,但同时也要保证质量。
除此之外,还要考虑到经济效果,在实际生产中还要考虑加工的设备,以尽量使成本降到最低。
1、工艺方案一:
工序10:
粗、精铣底面,保证尺寸120×
60mm;
工序20:
钻两个ø
13mm的孔;
钻两个销孔ø
10mm;
锪两个沉头孔ø
20mm;
工序30:
钻孔ø
38mm;
28mm;
23.5mm;
锪平孔ø
25.5mm端面;
工序40:
扩孔ø
39.5mm;
29.5mm;
工序50:
半精镗ø
40mm;
30mm;
25mm;
工序60:
精镗孔ø
30.2mm;
25.5mm;
工序70:
钻螺纹孔ø
5.1mm;
钻深孔ø
6mm;
工序80:
攻螺纹孔M6;
工序90:
加工油槽,去毛刺;
工序100:
按图纸要求检验;
2、工艺方案二:
20mm
工序80:
工序100:
3、工艺方案的比较分析:
以上两个工艺方案的特点在于:
方案一是先加工以底面为中心的表面,再以此为基准加工3个孔及其他相关的孔;
方案二却恰恰相反,先加工3个孔,再以孔定位加工底面。
根据后托架的作用和两个方案的比较分析,由于ø
40m,ø
30.2mm,ø
25.5mm这三个孔的轴线平行度要求较高。
因此,选用底面为基准时,加工孔的精度一定的越高越好。
因此,方案二的工序不太合适,我们采用方案一的大致顺序。
经过分析,方案一的加工顺序是先粗加工、精加工一组表面,再粗加工、精加工另外一组平面。
这看上去大致是合理的,但仔细推敲后,发现仍然有不太符合工艺原则,现将改进的工艺过程具体分析如下:
加工油槽;
工序90:
去毛刺;
工序110:
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:
CA6140车床后托架零件材料为HT200,硬度为200HBS,毛坯余量为3.05kg,生产类
型为中批生产,采用铸造毛坯。
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、工序尺寸和毛坯尺寸如下:
1、底面(120×
60mm)
考虑其表面粗糙度比较高,故需粗、精铣底面,其加工余量Z=2mm。
2、其余各铸造孔加工余量如下:
零件尺寸单边毛坯
mm1.5mmø
37mm
3、其余各孔由于直径较小,故只能为实心孔,其毛坯不能铸造出孔,参照《机械加工工艺手册》后确定:
25.5mm孔————钻孔到ø
扩孔到ø
24.7mm;
半精镗到ø
24.9;
精镗到ø
30.2mm孔————钻孔到ø
29.3mm
半精镗到ø
29.8mm;
40mm孔—————扩孔到ø
38.7mm;
39.6mm;
(五)确定切削用量及基本工时:
粗、精铣底面:
1、加工条件
工件材料:
HT200,σ
=200HBS,铸造;
加工需求:
60mm和台阶高18mm;
机床:
X6132型铣床;
刀具:
高速钢圆柱形铣刀,根据《金属切削手册》表6-4取铣刀直径d=100mm,根据《金属切削手册》表6-7查得铣刀齿数Z=14;
2、确定铣削深度:
参考有《金属切削手册》确定粗加工的铣削深度a
=2.5mm;
精加工的铣削深度a
=0.5mm;
3、确定每齿进给量:
参考《机械加工工艺手册》(软件版)取粗铣时的每齿进给量f
=0.15(mm/z);
精铣时的每转进给量f=0.8(mm/z);
4、确定主轴转速:
参考《实用金属切削加工工艺手册》表8-4,取粗铣时的主轴转速为150r/min,精铣时的主轴转速为190r/min;
5、计算铣削速度:
前面已经确定铣刀直径d=100mm和主轴转速(粗铣刀时为300r/mm)。
所以,相应的铣削速度分别为:
粗铣时:
精铣时:
6、校核机床功率(只需校核粗加工即可):
关由手册查得功率
;
取Z=14,
,
,a
=2.5mm,
而
由手册查得
=1,
=1故
1,所以:
起所耗功率远小于机床功率,故可用。
7、计算基本工时:
参考《机械加工工艺手册》(软件版)确定切入和切出的行程长度
,而工件的长度为
,故铣刀的工作行程为
。
所以,基本工时为:
0.41(m/min)(粗铣时);
1.08(m/min)(精铣时);
钻四个定位孔(2-ø
10mm和2-ø
13mm);
20mm,深2mm;
工步1:
13mm孔
钻锥度孔ø
10mm,保证零件图上的精度要求;
Z5125A型钻床;
刀具:
,钻头直径13mm,
2、确定切削进给量:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.3(mm/r);
3、确定切削速度:
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取切削速度
4、计算转速:
,按机床实际转速取
5、计算基本时间:
工步2:
10mm孔
高速钢麻花钻,钻头直径10mm;
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.2(mm/r);
5、计算基本时间:
工步3:
20mm,深12mm
1、加工条件:
锪孔ø
20mm
高速钢麻花钻,钻头直径20mm;
工序30:
钻孔到ø
锪平ø
25.5mm端面,深2mm;
工步1:
28mm
1、加工条件:
Z575型钻床;
高速钢麻花钻,钻头直径28mm;
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.4(mm/r);
工步2:
23.5mm
高速钢麻花钻,钻头直径23.5mm;
工步3:
25.5mm端面
高速钢90度锪钻,锪钻直径25.5mm;
工序40:
24.5mm;
38.7mm
高速钢扩孔钻,扩孔钻直径38.7mm;
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.5(mm/r);
29.5mm
高速钢扩孔钻,扩孔钻直径29.5mm;
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.6(mm/r);
24.5mm
高速钢扩孔钻,扩孔钻直径24.5mm;
工序50:
5.2mm;
5.2mm
高速钢麻花钻,钻头直径5.2mm;
根据《实用金属切削加工工艺手册》中表5-6,取进给量f=0.15(mm/r);
6mm
高速钢麻花钻,钻头直径6mm;
工序60:
工序70:
39.7mm;
25.3mm;
T68镗床;
硬质合金镗刀;
根据《实用金属切削加工工艺手册》,取进给量f=0.37(mm/r);
根据《实用金属切削加工工艺手册》,取切削速度
根据《实用金属切削加工工艺手册》,取进给量f=0.13(mm/r);
工序80:
三、夹具设计:
为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。
经过指导老师的布置和协商,决定设计精镗三杠孔(ø
mm)的专用夹具。
此夹具将用于T68卧式镗床。
刀具采用硬质合金镗刀,对工件的三杠孔分别进行镗削加工。
(一)问题的提出:
本夹具主要用来精镗三杠孔(ø
mm)。
这三个孔
的轴线与底面的平行度、各个孔的轴线的平行度都有一定的技术要求。
因在本次加工前所有要求表面均已加工完毕。
因此,精度已经不是主要问题。
所以,在本次加工中主要应考虑如何提高劳动生产率、降低劳动强度、改善劳动条件上。
(二)夹具设计:
1、定位基准的选择:
由夹具零件图知,三个孔的轴线与底面的距离有要求,底面已经精加工。
因此,以底面为定位精基准。
又因
2、定位误差分析:
(1)定位元件尺寸及公差的确定:
夹具的2个定位元件为支撑板和定位心轴,查夹具设计手册知,镗床夹具的误
差是工件表面的误差的1/2左右。
考虑到实际情况,我们取1/3,故支撑板的平行度要求为0.02,定位心轴的轴线与底面的公差为±
0.02mm。
因此,后拖架底面的最大倾斜距离为0.04mm,而最小为-0.04mm。
故由此可一起最大转角为:
,所以
即大间隙满足零件的精度要求。
(2)计算ø
40mm,ø
30.2mm及ø
25.5mm三孔间的平行度误差:
零件ø
40mm孔与回转镗模的内径的最大间隙为:
回转镗模的孔长为50mm,则由上述间隙引起的最大倾角为:
,即
为镗孔的最大平行度误差。
因为三孔的平行度公差为100:
0.07和100:
0.08,显然夹具的
=0.5:
100〈0.7:
100〈0.8:
100
故上述平行度误差是允许的。
3、夹具设计及操作的简要说明:
如前所述,在设计夹具时,应考虑提高劳动生产率,为此,应首先着眼于机动夹紧,而不采用手动夹紧。
但是此零件用机动夹紧过于浪费,从经济上考虑应该用手动夹紧,方便、简单、易于操作。
由于是精加工,镗削余量十分小,镗削力自然就小。
因此,更适合采用手动夹紧。
经过唐老师的耐心指导,以及相关工具书的查阅,本夹具总的感觉还是比较紧凑的。
四、总结:
通过这次课程设计,使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。
通过这次课程设计,使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验,学会了查图表、资料、手册等工具书。
通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。
总之,通过这次课程设计使我受益匪浅,为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。
在此,衷心感谢唐其林、唐毅