CA6140車床套工藝

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1、目 錄機械制造裝備及夾具課程設(shè)計任務(wù)書1 第一章概述一、課程設(shè)計的目的和要求4第二章機械加工工藝規(guī)程的制定二、機械加工工藝規(guī)程的制定5三、加工工藝規(guī)程設(shè)計61、確定毛坯的制造形式62、加工工藝方案一73、加工工藝方案二74、工藝路線分析比較85、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定86、確定切削用量及基本工時8第三章機床夾具設(shè)計四、夾具設(shè)計121、問題提出122、夾具設(shè)計12參考文獻14CA6140車床套課程設(shè)計第一章 概述一、 課程設(shè)計的目的和要求機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)（或數(shù)控加工工藝學(xué)）的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用所學(xué)過的工藝基本理論，機械制造

2、工藝學(xué)課程設(shè)計題目，制定CA6140車床套的機械加工工藝規(guī)程，在下述幾方面得到鍛煉：（1） 鞏固、擴大工藝課所學(xué)內(nèi)容；（2） 在教師的指導(dǎo)下，運用所學(xué)知識，獨立完成工藝設(shè)計。（3） 學(xué)會查閱，正確使用設(shè)計資料，圖表和手冊。要求如下：（1）零件圖 1張（2）毛坯工件綜合圖 1張（3）機械（數(shù)控）加工工藝卡 1套（4）課程設(shè)計說明書 1份（1） 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型（2） 分析零件圖（3） 繪制毛坯工件綜合圖（4） 擬定工藝路線（5） 確定加工余量和工序尺寸（6） 確定切削用量及時間定額（7） 選擇設(shè)備及工藝裝備（8） 填寫工序卡（9） 整理設(shè)計說明書第二章 機械加工工藝規(guī)程的制定二、 機械

3、加工工藝規(guī)程的制定1、 確定生產(chǎn)類型CA6140車床套，零件材料為#45鋼，生產(chǎn)類型小批量，鑄造圓鋼。2、 生產(chǎn)綱領(lǐng)No零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）Q產(chǎn)品的年生產(chǎn)量（1000臺/年）n每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（1件/臺）a%備品的百分率（10%）b%廢品的百分率（1%）No=Q x N (1+a%+b%)=1000x1(1+10%+1%)=1110/年（屬于中型小量生產(chǎn)）3、分析零件圖，繪制零件圖（1） 熟悉零件圖零件的分析零件的作用：題目所給的零件是CA6140車床套。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起支撐軸的作用，換檔，撥動相關(guān)齒輪與不同的齒輪嚙合，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度

4、和扭矩的作用。零件上方的8H9孔與操縱機構(gòu)相連，下方尺寸5H9處是用于控制齒輪的，通過上方的力撥動下方的齒輪變速。零件的工藝分析：CA6140車床套共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求。分析如下：; 以25H7為中心的一組加工表面，這一組加工表面有：25H7、45m6、32、3x0.5槽和孔7等。以尺寸90為中心的一組加工表面，這一組加工表面包括：兩端面、孔8H9R5、槽5H9等。這二組加工面有一定的關(guān)聯(lián)要求即第二組尺寸和第一組尺寸相關(guān)聯(lián)要求。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表面和一端面為精基準加工另外一組加工面。加工要求制訂 零件上槽口的加工要求是：保證寬度25H

5、7，深度55mm，表面粗糙度底面為1.6并要求兩側(cè)面對孔25的軸心線對稱，公差為3.2； 零件的加工工藝過程安排是在加工槽口之前，除孔8H9尚未進行加工外，其他各面均已加工達到圖紙要求。三、工藝規(guī)程設(shè)計1、確定毛坯的制造形式：零件材料為45，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，長度較短，故選擇圓鋼毛坯并一件下兩件。基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干

6、個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取45 m6外圓毛坯面作為粗基準，車床的三爪卡盤裝夾車削45m6等相關(guān)加工面。精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)，現(xiàn)選取下端面、槽5H9和孔25H7。2、制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下可以考慮采用通用機床配以專用工卡具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降 。加工工藝

7、路線方案一:工序一 調(diào)質(zhì)工序二 夾45m6毛坯外圓，車45m6至44.6、齊端面、70、42、鉆孔25H7底孔24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。工序三 滲碳，淬火工序四 車45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔25H7工序五 銑開襠尺寸5H9工序六 鉆孔713工序七 銑尺寸29，保證尺寸59.5工序八 鉆孔8H9、擴R5工序九 檢查工序十 入庫工藝路線方案二:工序一 調(diào)質(zhì)工序二 夾45m6毛坯外圓，車45m6至44.6、齊端面、70、42、鉆孔25H7底孔24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。工序三 滲碳，淬火工序

8、四 車45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔25H7工序五 銑尺寸29，保證尺寸59.5工序六 銑開襠尺寸5H9工序七 鉆孔713工序八 鉆孔8H9、擴R5工序九 檢查工序十 入庫3、工藝路線分析比較: 工藝路線一與工藝路線二的差別在于對銑尺寸29，保證尺寸59.5的加工安排，工藝路線一以底面、孔25H7和槽5H9定位加工尺寸29，能很好的保證孔的軸線與面的平行度要求，后序仍以此基準加工其他尺寸，能很好的保證尺寸公差和行位公差的要求，所以此次設(shè)計依據(jù)工藝路線一來開展設(shè)計。4、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定CA6140車床套，零件材料為45，生產(chǎn)類型大批量，鑄造圓鋼。據(jù)以上原始資料及加工

9、路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 內(nèi)孔的加工余量及公差查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取25H7內(nèi)孔余量為2。車削加工余量為：粗車 1.6mm，精車 0.4mm，由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。5、確立切削用量及基本工時工序二 夾45m6毛坯外圓，車45m6至44.6、齊端面、70、42鉆孔25H7底孔24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片加工條件工件材料：45圓鋼。機床：C6116車床。刀具：YG15硬質(zhì)合金車刀.車切削用量：

10、因為切削量不大，故可以選擇ap1=3mm。查車刀后刀面最大磨損及壽命：查機械加工工藝師手冊表27-11，車后刀面最大磨損為1.01.5mm。查機械加工工藝師手冊表27-11，壽命T=180min切削速度按最大尺寸設(shè)計：即：按最大外圓處75計算切削速度查表機械加工工藝師手冊，Vc=算得 Vc64mm/s，n=439r/minVf=490mm/s，據(jù)C6116車床參數(shù)，選擇nc=475r/minVfc=475mm/s則實際切削速度Vc=3.14*75*475/2*1000=55.93m/min校驗機床功率： 查切削手冊Pcc=2.1kw而機床所能提供功率為10W，PcmPcc。故校驗合格。車削參數(shù)

11、最終確定：ap=1.8mm，nc=475r/minVfc=475mm/s，Vc=55.93m/min， fz=0.16mm/r。計算車削基本工時45處工時：T車（75-45）xL/ 2ncff=6x40/475*0.16=3.12min32處工時：T車（75-42）L/ ncff=（75-42）/2x475x0.16=2.86min70處工時：T車（75-70）L/ 2x3xncff=（75-70）/2x475x0.16=1.3min齊端面工時： T車75L/3* 2ncff=75/3x2x475x0.16=6.5minT13.12+2.86+1.3+6.513.78掉頭加工工時相同，即：T2

12、13.78。切斷工時：T370/3*2*475*0.160.15T總13.78*2+0.1527.71min工序四：車45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔25H7加工條件工件材料：45圓鋼。機床：C6116車床。切削用量:因為是精加工，切削量不大，故可以選擇ap1=0.2mm，1次走刀即可完成所需尺寸。查車刀后刀面最大磨損及壽命 :查機械加工工藝師手冊表27-11，車后刀面最大磨損為1.01.5mm。查機械加工工藝師手冊表27-11，壽命T=180min計算切削速度 按機械加工工藝師手冊， Vc68mm/s，n=439r/minVf=490mm/s，因是精加工，為取得搞的加工精度和表面粗糙度

13、，故選擇高的轉(zhuǎn)速。據(jù)C6116車床參數(shù)，選擇nc=625r/minVfc=574mm/s則實際切削速度Vc=3.14x45x625/2x1000=44.15m/min校驗機床功率 查切削手冊Pcc=1.1kw而機床所能提供功率為10W，PcmPcc。故校驗合格。車削參數(shù)最終確定ap=0.2mm，nc=625r/minVfc=574mm/s，Vc=44.15m/min，fz=0.16mm/r計算車削基本工時45m6處工時：T1L/ ncff=40/625x0.16=0.4min25H7處工時：T2L/ ncff=90/625x0.16=0.82minT總0.4+0.821.22min工序五 銑開

14、襠尺寸5H9 加工條件工件材料：45圓鋼。機床：XA62臥式銑床。刀具：高速鋼圓柱銑刀深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2.5mm nc=475r/minVfc=475mm/s，V c=44.5m/min， fz=0.16mm/z。計算基本工時tm2L/ Vf=2x(5+9)/475=0.05min。工序六 鉆孔713 加工條件工件材料：45,圓鋼。機床：XA62臥式銑床。刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度ap=3, ,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=18mm。刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=7mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o120，標準13x90度锪鉆。切削用量查

15、切削手冊 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊）為0.50.8mm，壽命 切削速度查切削手冊 修正系數(shù) 故 。查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。計算工時 工序七 銑尺寸29，保證尺寸59.5。. 加工條件工件材料：45,圓鋼。機床：XA62臥式銑床。刀具：高速鋼圓柱銑刀,銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=4mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=44.75m/min，fz=0.16mm/z。

16、計算基本工時tm4xL/ Vf=4x（42+30）/475=0.6min。 工序八 鉆孔8H9、擴R5 加工條件工件材料：45,圓鋼。機床：Z3032鉆床。刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=8H7mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o120，d10。 切削用量查切削手冊 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削手冊）為0.50.8mm，壽命 切削速度查切削手冊 修正系數(shù) 故 。查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。計算工時T總2x0.070.14min工序九

17、 檢查工序十 入庫第三章 機床夾具設(shè)計四、夾具設(shè)計經(jīng)過研究，決定設(shè)計第六、七、八道工序的工裝夾具。鉆孔7131、問題的提出在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔7和內(nèi)孔25H7以及和槽5H9槽的位置要求，由于公差要求較低，因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。2、夾具設(shè)計 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇25H7孔和底面以及槽5H9為基準，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。切削力和卡緊力計算本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。鉆削力 ：由于鉆削力很小，計算時可忽略。夾緊力為 2取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 F=S1

18、*S2*S3*S4*F=41.1N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 定位誤差分析本工序采用25H7孔和底面以及槽5H9定位，加工基準和設(shè)計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機構(gòu)。 銑尺寸29，保證尺寸59.51、問題的提出在給定的零件中，對本序加工的主要考慮尺寸59.5和厚度尺寸29，因此，本夾具的重點應(yīng)在夾具的準確定位和卡緊的方便與快速性上。2、夾具設(shè)計 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇25H7孔和底面以及槽5H9為加工基準，保證加工基準和設(shè)計基準重合

19、，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。 切削力和加緊力的計算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。鉆削軸向力 ：扭矩 夾緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=31.5N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。定位誤差分析由于加工基準和設(shè)計基準重合，所以能很好的保證了加工精度。卡具設(shè)計及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機構(gòu)。鉆孔8H9、擴R51、問題的提出在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔8H和端面的位置要求以及和

20、槽5H9槽的位置要求，由于公差要求較低，因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。2、夾具設(shè)計定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇25H7孔和底面以及槽5H9為基準，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。切削力和卡緊力計算本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。鉆削力 ：由于鉆削力很小，計算時可忽略。夾緊力為 1.5取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=53.3N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 定位誤差分析本工序采用25H7孔和底面以及槽5H9定位，加工基準和設(shè)計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具的夾緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機構(gòu)。參考文獻（1）機械精度設(shè)計基礎(chǔ) 科學(xué)出版社出版 孫玉芹、孟兆新主編（2）機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社（3）機械加工工藝實用手冊（4）夾具工程師手冊 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 劉文劍等編（5）機床夾具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 李慶壽主編（6）公差配合與測量技術(shù) 機械工業(yè)出版社 （7）切削加工簡明實用手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 （8）機床制造工藝與夾具 機械工業(yè)出版社 （9）金屬切削原理與刀具 機械工業(yè)出版社 （10）機械制造工藝學(xué) 機械工業(yè)出版