機械制造工藝學(xué)課件資料

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床后托架”零件的機械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè) 計 者: 劉天明指導(dǎo)老師: 蘇進展長安大學(xué)2015年1月18日目 錄序 言：2一、零件的分析：2（一）零件的作用：2（二）零件的工藝分析：2二、工藝規(guī)程的設(shè)計：3（一）確定毛坯的制造形式：3（二）基準的選擇：3(三) 制訂工藝路線：4（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定:5（五)確定切削用量及基本工時 ：6三、夾具設(shè)計：23（一）問題的提出：23（二）夾具設(shè)計：23四、總結(jié)：25五、主要參考文獻：26序 言機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝與機床夾具和大部分專業(yè)課

2、，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)課程的一次深入的全面總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在幾年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。就我個人而言，希望通過這次課程設(shè)計，對今后將從事的工作，進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，通過設(shè)計鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為回廠后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計中尚有許多不足之處，希望各位教師給予批評指教。一、零件的分析：（一）零件的作用： 后托架在CA6140車床床身的尾部，三個孔分別裝絲杠、光杠、轉(zhuǎn)向開關(guān)，起加強固定作用；在ø40mm與ø30.2mm之間的孔為毛線孔，用于導(dǎo)通油路；旁路的螺紋

3、孔是連接油蓋的；正面的四個孔將后托架固定于車床尾部。（二）零件的工藝分析： CA6140車床后托架共有兩組表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)敘述如下：1、以ø40mm孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：ø40mm，ø30.2mm及ø25.5mm的孔,兩沉頭孔為ø20mm，兩裝配鉸孔ø13mm，深孔ø6mm，螺紋M6，兩銷孔。其中，主要加工表面為ø40mm ，ø30.2mm及ø25.5mm的三個孔。2、以底面120×60mm為中心的加工表面：這一組加工表面包括底面120×6

4、0mm和锪平面。這兩組加工表面之間有一定的位置要求，主要是： ø40mm孔的軸線與底面的平行度為100：0.07； ø30.2mm孔與ø25.5mm孔的軸線與底面的平行度為100：0.07； ø30.2mm孔與ø25.5mm孔的軸線與ø40mm孔的軸線的平行度為100：0.08； 下底面的平面度誤差為0.03； 毛線孔的中心線與底面的尺寸誤差為±0.07；由此可分析知,對于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面，然后借助與專用夾具加工另一組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。二、工藝規(guī)程的設(shè)計：（一）確定毛坯的制造形式

5、： 后托架是車床CA6140的后托起部分，該零件材料為HT200，考慮到機床運行中要經(jīng)常使主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，此時，轉(zhuǎn)向開關(guān)、絲杠、光杠也進行正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的連續(xù)或瞬時運動。因此，扭矩最大 ，強度不高使用鑄件，由于零件的年產(chǎn)量為2000件，已達到中批量生產(chǎn)水平，并且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是比較合理的。（二）基準的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一，基準選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常運行。 1、粗基準的選擇：對于一般的孔類零件，以孔

6、作為粗基準完全合理，但對本零件來說，孔ø40mm為鑄造孔，不易作為精基準，故我們可以考慮以頂面加一個可調(diào)支撐作為粗基準，以此基準把底面120×60mm先加工出來，由于此頂面只限制了X、Y、Z的轉(zhuǎn)動和Z的移動4個自由度，故可以考慮選左端面為第二基準面，此二面可以限制6個自由度，達到完全定位。 2、精基準的選擇：主要應(yīng)考慮到基準重合問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)盡量進行尺寸計算。這在后面還要專門計算，此處不在重復(fù)。 (三) 制訂工藝路線： 制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在用生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下,可以

7、考慮用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，但同時也要保證質(zhì)量。除此之外，還要考慮到經(jīng)濟效果，在實際生產(chǎn)中還要考慮加工的設(shè)備，以盡量使成本降到最低。經(jīng)過小組討論及老師的相關(guān)建議下，最終確定加工路線如下： 工序10：粗、精銑底面，保證尺寸120×60mm； 工序20：鉆兩個ø13mm的孔；鉆兩個銷孔ø10mm；锪兩個沉頭孔ø20mm； 工序30：鉆孔ø38mm；鉆孔ø28mm；鉆孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面； 工序40：擴孔ø39.5mm；擴孔ø29.5mm；擴孔&#

8、248;29.5mm； 工序50：鉆螺紋孔ø5.1mm；鉆深孔ø6mm； 工序60：攻螺紋孔M6； 工序70：半精鏜ø40mm； ø30mm； ø25mm； 工序80：加工油槽； 工序90：精鏜孔ø40mm； ø30.2mm； ø25.5mm； 工序100：去毛刺； 工序110：按圖紙要求檢驗； （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定: CA6140車床后托架零件材料為HT200，硬度為200HBS，毛坯余量3.05kg,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械

9、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如下： 1、底面（120×60mm） 考慮其表面粗糙度比較高，故需粗、精銑底面，根據(jù)機械加工工藝手冊 查表8-27粗銑加工余量Z=2mm，查表8-28精銑加工余量Z=0.7mm。 2、鑄造孔查表2-70加工余量如下： 零件尺寸 單邊 毛坯 ø40mm 1.5mm ø37mm 3、其余各孔毛坯為實心孔,其不沖出孔,參照機械加工工藝手冊后確定： 查表8-15：ø25.5mm孔鉆孔到ø23.5mm；擴孔到ø24.7mm；半精鏜到ø24.9；精鏜到ø25.5mm； ø30.2mm孔鉆孔

10、到ø28mm；擴孔到ø29.3mm 半精鏜到ø29.8mm；精鏜到ø30.2mm； ø40mm孔擴孔到ø38.7mm； 半精鏜到ø39.6mm；精鏜到ø40mm； （五)確定切削用量及基本工時 ： 工序10：粗、精銑底面：1、加工條件工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：粗、精銑底面，保證尺寸120×60mm和臺階高18mm； 機床：X6132型銑床； 刀具：高速鋼圓柱形銑刀，根據(jù)金屬切削手冊表6-4取銑刀直徑d=100mm，根據(jù)金屬切削手冊表6-7查得銑刀齒數(shù)Z=14； 2、確定銑削深

11、度：參考有金屬切削手冊確定粗加工的銑削深度a=2.5mm；精加工的銑削深度a=0.5mm； 3、確定每齒進給量： 參考機械加工工藝手冊取粗銑時的每齒進給量f=0.15(mm/z)；精銑時的每轉(zhuǎn)進給量f=0.8（mm/z）； 4、確定主軸轉(zhuǎn)速： 參考實用金屬切削加工工藝手冊表8-4，取粗銑時的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min，精銑時的主軸轉(zhuǎn)速為190r/min； 5、計算銑削速度： 前面已經(jīng)確定銑刀直徑d=100mm和主軸轉(zhuǎn)速（粗銑刀時為300r/mm）。所以，相應(yīng)的銑削速度分別為： 粗銑時： 精銑時： 6、校核機床功率（只需校核粗加工即可）： 關(guān)由手冊查得功率； 取Z=14，a=2.5mm， 而由手

12、冊查得=1，=1故1，所以：起所耗功率遠小于機床功率，故可用。 7、計算基本工時： 參考機械加工工藝手冊（軟件版）確定切入和切出的行程長度，而工件的長度為，故銑刀的工作行程為。所以，基本工時為： 0.41（m/min）（粗銑時）； 1.08（m/min）（精銑時）； 工序20：鉆四個定位孔2-ø10mm和2- ø13mm；锪兩個沉頭孔ø20mm，深2mm；工步1：鉆兩個ø13mm孔1、加工條件工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：鉆錐度孔ø10mm，保證零件圖上的精度要求； 機床：Z5125A型鉆床； 刀具：，鉆頭直徑13mm

13、， 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.3（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步2：鉆兩個ø10mm孔1、加工條件工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：鉆錐度孔ø10mm，保證零件圖上的精度要求； 機床：Z5125A型鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑10mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.2（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝

14、手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步3：锪兩個沉頭孔ø20mm，深12mm1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：锪孔ø20mm 機床：Z5125A型鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑20mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.3（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工序30：鉆孔到ø28mm；ø23.5mm；锪平

15、ø25.5mm端面，深2mm； 工步1：鉆孔到ø28mm 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：鉆孔ø28mm； 機床：Z575型鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑28mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.4（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步2：鉆孔到ø23.5mm 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：鉆孔ø23.

16、5mm； 機床：Z575型鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑23.5mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.4（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步3：锪平ø25.5mm端面 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：锪平ø25.5mm端面； 機床：Z575型鉆床； 刀具：高速鋼90度锪鉆，锪鉆直徑25.5mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=

17、0.4（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速取； 5、計算基本時間： 工序40：擴孔到ø38.7mm；ø29.5mm；ø24.5mm； 工步1：擴孔到ø38.7mm 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：擴孔ø39.5mm； 機床：Z575型鉆床； 刀具：高速鋼擴孔鉆，擴孔鉆直徑38.7mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.5（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工

18、藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速取； 5、計算基本時間： 工步2：擴孔到ø29.5mm 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：擴孔ø29.5mm； 機床：Z575型鉆床； 刀具：高速鋼擴孔鉆，擴孔鉆直徑29.5mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.6（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步3：擴孔到ø24.5mm 1、加工條件：工件材料：HT2

19、00，=200HBS，鑄造； 加工需求：擴孔ø24.5mm； 機床：Z575型鉆床； 刀具：高速鋼擴孔鉆，擴孔鉆直徑24.5mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.4（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速取； 5、計算基本時間： 工序50：鉆螺紋孔ø5.2mm；鉆深孔ø6mm； 工步1：鉆螺紋孔ø5.2mm 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：鉆孔ø5.2mm； 機床：Z5125A型

20、鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑5.2mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.15（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速取； 5、計算基本時間： 工步2：鉆深孔ø6mm 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：鉆孔ø6mm； 機床：Z5125A型鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑6mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.2（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用

21、金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工序60：攻螺紋孔M6； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：攻螺紋孔M6； 機床：Z5125A型鉆床； 刀具：高速鋼麻花鉆，鉆頭直徑6mm； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取進給量f=0.2（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊中表5-6，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速取； 5、計算基本時間： 工序70：半精鏜到ø39.7mm； ø30mm； ø25.3

22、mm； 工步1：半精鏜到ø39.7mm； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：半精鏜到ø39.7mm； 機床：T68鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取進給量f=0.37（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速??； 5、計算基本時間： 工步2：半精鏜到ø30mm； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：半精鏜到ø30mm； 機床：T68鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀； 2、確

23、定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取進給量f=0.13（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速??； 5、計算基本時間： 工步3：半精鏜到ø25.3mm； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：半精鏜到ø25.3mm； 機床：T68鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取進給量f=0.13（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時

24、間： 工序80：精鏜到ø40mm；ø30.2mm；ø25.5mm； 工步1：精鏜到ø40mm； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：精鏜到ø40mm； 機床：T68鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取進給量f=0.37（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步2：精鏜到ø30.2mm； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：

25、精鏜到ø30.2mm； 機床：T68鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取進給量f=0.13（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速?。?5、計算基本時間： 工步3：精鏜到ø25.5mm； 1、加工條件：工件材料：HT200，=200HBS，鑄造； 加工需求：精鏜到ø25.5mm； 機床：T68鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀； 2、確定切削進給量： 根據(jù)實用金屬切削加工工藝手冊，取進給量f=0.13（mm/r）； 3、確定切削速度： 根據(jù)實用金屬切削加

26、工工藝手冊，取切削速度； 4、計算轉(zhuǎn)速： ，按機床實際轉(zhuǎn)速??； 5、計算基本時間： 三、夾具設(shè)計：經(jīng)過指導(dǎo)老師的布置和協(xié)商，決定設(shè)計鉆三杠孔（ø40mm，ø30.2mm及ø25.5mm）的專用夾具。（一）問題的提出：利用本夾具主要用來鉆、鉸加工孔、。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。（二）夾具設(shè)計： 1、定位基準的選擇：由零件圖可知：孔、的軸線與底平面有平行度公差要求，在對孔進行加工前，底平面進行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準（設(shè)計基準）來滿足平行度公差要求?？住⒌妮S線間有位置公差，選擇左端面為定位基準來設(shè)計鉆模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個側(cè)面來限制六個自由度。2、切削力及夾緊力的計算由資料10機床夾具設(shè)計手冊查表可得：切削力公式： 式（2.11）式中 查資料10機床夾具設(shè)計手冊表得： 即由式2.11得：切削扭矩公式 ： 式（2.12）即：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。 由資