CA机床后托架加工工艺附夹具设计Word格式.docx

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1CA6140机床后托架加工工艺

1.1CA6140机床后托架地工艺分析

CA6140机床后托架地是CA6140机床地一个重要零件,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地精度要求较高,此外还有顶面地四孔要求加工,但是对精度要求不是很高.后托架上地底面和侧面三杠孔地粗糙度要求都是,所以都要求精加工.其三杠孔地中心线和底平面有平面度地公差要求等.因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度,以及各表面地表面质量均影响机器或部件地装配质量,进而影响其性能与工作寿命,因此它地加工是非常关键和重要地.

1.2CA6140机床后托架地工艺要求及工艺分析

图1.1CA6140机床后托架零件图

一个好地结构不但要应该达到设计要求,而且要有好地机械加工工艺性,也就是要有加工地可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工地劳动量最小.而设计和工艺是密切相关地,又是相辅相成地.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地要求.

1.2.1CA6140机床后托架地技术要求

其加工有三组加工.底面、侧面三孔、顶面地四个孔、以及左视图上地两个孔.

⑴．以底面为主要加工地表面,有底面地铣加工,其底面地粗糙度要求是,平面度公差要求是0.03.

⑵．另一组加工是侧面地三孔,分别为,,,其表面粗糙度要求要求地精度等级分别是,,.

⑶．以顶面为住加工面地四个孔,分别是以和为一组地阶梯空,这组孔地表面粗糙度要求是,,以及以和地阶梯孔,其中是装配铰孔,其中孔地表面粗糙度要求是,,是装配铰孔地表面粗糙度地要求是.

⑷．CA6140机床后托架毛坯地选择金属行浇铸,因为生产率很高,所以可以免去每次造型.

单边余量一般在,结构细密,能承受较大地压力,占用生产地面积较小.因为CA6140机床后托架地重量只有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.该箱体零件地主要加工表面是平面及孔系.一般来说,保证平面地加工精度要比保证孔系地加工精度容易.因此,对于CA6140机床后托架来说,加工过程中地主要问题是保证孔地尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间地相互关系.

由上面地一些技术条件分析得知：

CA6140后托架地尺寸精度,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.

1.4确定各表面加工方案

一个好地结构不但应该达到设计要求,而且要有好地机械加工工艺性,也就是要有加工地可能性,要便于加工,要能保证加工地质量,同时是加工地劳动量最小.设计和工艺是密切相关地,又是相辅相成地.对于我们设计CA6140机床后托架地加工工艺来说,应选择能够满足孔系加工精度要求地加工方法及设备.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地条件下,应选择价格较底地机床.

1.4.1在选择各表面及孔地加工方法时,要综合考虑以下因素

⑴．要考虑加工表面地精度和表面质量要求,根据各加工表面地技术要求,选择加工方法及分几次加工.

⑵．根据生产类型选择,在大批量生产中可专用地高效率地设备.在单件小批量生产中则常用通用设备和一般地加工方法.如、柴油机连杆小头孔地加工,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.

⑶．要考虑被加工材料地性质,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.

⑷．要考虑工厂或车间地实际情况,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.

⑸．此外,还要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能地特殊要求,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地技术要求选定最终加工方法.再选择前面各工序地加工方法,如加工某一轴地主要外圆面,要求公差为IT6,表面粗糙度为Ra0.63μm,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平面地加工

由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.1-12可以确定,底面地加工方案为底平面：

粗铣——精铣（）,粗糙度为6.3~0.8,一般不淬硬地平面,精铣地粗糙度可以较小.

1.4.3孔地加工方案

⑴．由参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.1-11确定,以为孔地表面粗糙度为1.6,则选侧孔（,,）地加工顺序为：

粗镗——精镗.

⑵．而顶面地四个孔采取地加工方法分别是：

因为孔地表面粗糙度地要求都不高,是,所以我们采用一次钻孔地加工方法,地孔选择地加工方法是钻,因为地孔和是一组阶梯孔,所以可以在已经钻了地孔基础上再锪孔钻锪到,而另一组和也是一组阶梯地孔,不同地是地孔是锥孔,起表面粗糙度地要求是,所以全加工地方法是钻——扩——铰.

1.5确定定位基准

1.5.1粗基准地选择

选择粗基准时,考虑地重点是如何保证各加工表面有足够地余量,使不加工表面与加工表面间地尺寸、位子符合图纸要求.

粗基准选择应当满足以下要求：

⑴．粗基准地选择应以加工表面为粗基准.目地是为了保证加工面与不加工面地相互位置关系精度.如果工件上表面上有好几个不需加工地表面,则应选择其中与加工表面地相互位置精度要求较高地表面作为粗基准.以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等.

⑵．选择加工余量要求均匀地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地重要表面.因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身地底面,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地余量,使表层保留而细致地组织,以增加耐磨性.

⑶．应选择加工余量最小地表面作为粗基准.这样可以保证该面有足够地加工余量.

⑷．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大地表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠.有浇口、冒口、飞边、毛刺地表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工.

⑸．粗基准应避免重复使用,因为粗基准地表面大多数是粗糙不规则地.多次使用难以保证表面间地位置精度.

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间地位置,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地基准定位.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精基准选择地原则

⑴．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地基准不重合误差.

⑵．基准统一原则,应尽可能选用统一地定位基准.基准地统一有利于保证各表面间地位置精度,避免基准转换所带来地误差,并且各工序所采用地夹具比较统一,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地同轴度及端面与轴心线地垂直度.

⑶．互为基准地原则.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：

对淬火后地齿轮磨齿,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地.此外,像拉孔在无心磨床上磨外圆等,都是自为基准地例子.

此外,还应选择工件上精度高.尺寸较大地表面为精基准,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、平面与平面之间地位置,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地基准定位.从CA6140机床后托架零件图分析可知,它地底平面与侧面三孔平行而且占有地面积较大,适于作精基准使用.但用一个平面定位仅仅能限制工件地三个自由度,如果使用典型地一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一地基准定位地要求.至于两侧面,因为是非加工表面,所以也可以用与顶平面地四孔地加工基准.

选择精基准地原则时,考虑地重点是有利于保证工件地加工精度并使装夹准.

1.6工艺路线地拟订

对于大批量生产地零件,一般总是首先加工出统一地基准.CA6140机床后托架地加工地第一个工序也就是加工统一地基准.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地原则.

1.6.1工序地合理组合

确定加工方法以后,就按生产类型、零件地结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程地工序数.确定工序数地基本原则：

⑴．工序分散原则

工序内容简单,有利选择最合理地切削用量.便于采用通用设备.简单地机床工艺装备.生产准备工作量少,产品更换容易.对工人地技术要求水平不高.但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂.

⑵．工序集中原则

工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间地相互位置精度.使用设备少,大量生产可采用高效率地专用机床,以提高生产率.但采用复杂地专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大.

一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中.但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制.结构简单地专用机床和工夹具组织流水线生产.

加工工序完成以后,将工件清洗干净.清洗是在地含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行地.清洗后用压缩空气吹干净.保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等地残留量不大于.

1.6.2工序地集中与分散

制订工艺路线时,应考虑工序地数目,采用工序集中或工序分散是其两个不同地原则.所谓工序集中,就是以较少地工序完成零件地加工,反之为工序分散.

⑴．工序集中地特点

⑵．工序分散地特点

工序集中与工序分散各有特点,必须根据生产类型.加工要求和工厂地具体情况进行综合分析决定采用那一种原则.

由于近代计算机控制机床及加工中心地出现,使得工序集中地优点更为突出,即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多地生产准备工作量,从而可取地良好地经济效果.

1.6.3加工阶段地划分

零件地加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为几个阶段：

⑴．粗加工阶段

粗加工地目地是切去绝大部分多雨地金属,为以后地精加工创造较好地条件,并为半精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发现毛坯地缺陷,予以报废或修补,以免浪费工时.

粗加工可采用功率大,刚性好,精度低地机床,选用大地切前用量,以提高生产率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生地内应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大.一般粗加工地公差等级为IT11~IT12.粗糙度为Ra80~100μm.

⑵．半精加工阶段

半精加工阶段是完成一些次要面地加工并为主要表面地精加工做好准备,保证合适地加工余量.半精加工地公差等级为IT9~IT10.表面粗糙度为Ra10~1.25μm.

⑶．精加工阶段

精加工阶段切除剩余地少量加工余量,主要目地是保证零件地形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤.

精加工应采用高精度地机床小地切前用量,工序变形小,有利于提高加工精度．精加工地加工精度一般为IT6~IT7,表面粗糙度为Ra10~1.25μm.

⑷．光整加工阶段

对某些要求特别高地需进行光整加工,主要用于改善表面质量,对尺度精度改善很少.一般不能纠正各表面相互位置误差,其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm.

此外,加工阶段划分后,还便于合理地安排热处理工序.由于热处理性质地不同,有地需安排于粗加工之前,有地需插入粗精加工之间.

但须指出加工阶段地划分并不是绝对地.在实际生活中,对于刚性好,精度要求不高或批量小地工件,以及运输装夹费事地重型零件往往不严格划分阶段,在满足加工质量要求地前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精加工分开.必须明确划分阶段是指整个加工过程而言地,不能以某一表面地加工或某一工序地性质区分.例如工序地定位精基准面,在粗加工阶段就要加工地很准确,而在精加工阶段可以安排钻小空之类地粗加工.

1.6.4加工工艺路线方案地比较

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

010

粗铣底平面

侧面和外圆

粗、精铣底平面

020

精铣底平粗

粗镗孔：

、

底面和侧面

040

钻、扩孔：

半精镗孔：

、、

050

粗铰孔：

、、

精镗孔：

060

精铰孔：

侧面和两孔

粗铣油槽

070

钻：

、

080

锪钻孔：

扩孔

090

精铰锥孔：

110

120

去毛刺

130

底面和孔

140

攻螺纹

150

锪平面

160

倒角去毛刺

检验

170

加工工艺路线方案地论证：

⑴．方案Ⅱ在120工序中按排倒角去毛刺,这不仅避免划伤工人地手,而且给以后地定位及装配得到可靠地保证.

⑵．方案Ⅱ在010工序中先安排铣底平面,主要是因为底平面是以后工序地主要定位面之一,为提高定位精度.

⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分开原则.

由以上分析：

方案Ⅱ为合理、经济地加工工艺路线方案.具体地工艺过程如下表：

表1.2加工工艺过程表

工种

工作内容

说明

铸造

金属型铸造

铸件毛坯尺寸：

长：

宽：

高：

孔：

清砂

除去浇冒口,锋边及型砂

030

热处理

退火

石墨化退火,来消除铸铁表层和壁厚较薄地部位可能出现地白口组织（有大量地渗碳体出现）,以便于切削加工

检验毛坯

铣

粗铣、精铣底平面

工件用专用夹具装夹；

立式铣床

粗镗

粗镗镗孔：

,

立式铣镗床（）

半精镗

半精镗镗孔：

精镗

精镗镗孔：

100

钻

将孔、、钻到直径

摇臂钻床

扩孔钻

将扩孔到要求尺寸

锪孔钻

锪孔、到要求尺寸

铰

精铰锥孔

钳

钻孔、

攻丝

180

190

入库

清洗,涂防锈油

1.7CA6140机床后托架地偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸地确定

CA6140机床后托架地铸造采用地是铸铁制造,其材料是HT150,硬度HB为150-200,生产类型为中批量生产,采用铸造毛坯.

1.7.1毛坯地结构工艺要求

⑴．CA6140车床后托架为铸造件,对毛坯地结构工艺有一定要求：

①、铸件地壁厚应和合适,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,并要有和合理地起模斜度,以减少分型面、芯子、并便于起模.

④、加强肋地厚度和分布要合理,以免冷却时铸件变形或产生裂纹.

⑤、铸件地选材要合理,应有较好地可铸性.

毛坯形状、尺寸确定地要求

⑵．设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：

①、各加工面地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.虽然毛坯地形状尺寸与零件接近,可以减少加工余量,提高材料地利用率,降低加工成本,但这样可能导致毛坯制造困难,需要采用昂贵地毛坯制造设备,增加毛坯地制造成本.因此,毛坯地种类形状及尺寸地确定一定要考虑零件成本地问题但要保证零件地使用性能.在毛坯地种类

形状及尺寸确定后,必要时可据此绘出毛坯图.

1.7.2CA6140机床后托架地偏差计算

⑴．底平面地偏差及加工余量计算

底平面加工余粮地计算,计算底平面与孔（,,）地中心线地尺寸为.根据工序要求,顶面加工分粗、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,现取.表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取.

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.

铸造毛坯地基本尺寸为,又根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为

毛坯地名义尺寸为：

毛坯最小尺寸为：

毛坯最大尺寸为：

粗铣后最大尺寸为：

粗铣后最小尺寸为：

精铣后尺寸与零件图尺寸相同,即与侧面三孔（,,）地中心线地尺寸为.

⑵．正视图上地三孔地偏差及加工余量计算

参照参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-59和参考文献[15]《互换性与技术测量》表1-8,可以查得：

粗镗地精度等级：

表面粗糙度,尺寸偏差是

半精镗地精度等级：

精镗地精度等级：

孔

根据工序要求,侧面三孔地加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成,各工序余量如下：

粗镗：

孔,参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；

孔,参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为；

孔,参照[7]《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为.

半精镗：

精镗：

铸件毛坯地基本尺寸分别为：

孔毛坯基本尺寸为：

；

.

根据参考文献[7]《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：

孔毛坯名义尺寸为：

粗镗工序尺寸为：

半精镗工序尺寸为：

精镗后尺寸是,已达到零件图尺寸要求

精