CA6140车床刀架座加工工艺规程及工装设计.docx

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1、CA6140 车床刀架座加工工艺规程及工装设计序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部根底课、技术根底课以及大局部专业课之后进展的.这是我们在进展毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练 ,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就个人而言，我期望能通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进展一次适应性训练，从中熬炼自己分析问题、解决问题的力气。由于个人力气所限，设计尚有很多缺乏之处，恳请教师赐予指导。名目序言1名目2一、零件的分析3一 零件的作用3二 零件的工艺分析3二、工艺规程设计4(一)确定毛坯的制造形式4二基面的选择4三制定工艺路线41

2、. 工艺路线方案一42. 工艺路线方案二53. 工艺方案的比较与分析6四机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸确实定6三、夹具设计7一、设计时留意的问题7二、夹具设计7定位基准的选择7切削力及夹紧力计算7定位误差分析8夹具设计及操作说明8参考文献9致谢10一、零件的分析一 零件的作用题目所给定的零件是 C6140 车床刀架座。其作用是通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定、夹紧、转换，为车工供给便利同时也节约了大量的关心时间，大大提高了生产效率。二 零件的工艺分析该零件属于箱壳类零件，构造较为简洁，但规章。某些加工面和孔的尺寸精度，位置精度，外表粗糙度要求比较高。工艺分析如下：1. 以 48

3、H7 孔为中心加工外表这一组加工外表包括：车床刀架座上下外表，以及 8M16、3M12 螺纹孔。2. 以 C6140 车床刀架座下外表为基准面加工外表这一组加工外表包括：8M16、3M12 螺纹孔，R9 槽，R4 槽， 48H7 孔， 60H9 孔以及 16H7 孔。3. 以 C6140 车床刀架座上外表为基准面加工外表这一组加工外表包括： 16H7 孔， 19.2 孔。上面几组加工面中有确定的位置要求，主要是：（1） 上外表相对于 48H7 孔的中心线的全跳动为 0.05；（2） 16H7 孔中心线相对于下底面的垂直度要求公差为 100：0.1；（3） 下底面要求平面度为 0.05，且相对于

4、 48H7 孔的中心线的全跳动为0.05；（4） 四侧面的平面度要求为 0.05。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为 45 钢。考虑零件在使用过程中所受冲击不大，零件外轮廓构造比较简洁，应选择锻造毛坯。二基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面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，加工工艺过程中回问题百出， 更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进展。（1） 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件，则应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准。依据这个基准选择原则，现选

5、取上下外表互为粗基准进展加工。（2） 精基准的选择。主要应当考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应当进展尺寸换算，这在以后还要特地计算，此处不再重复。三制定工艺路线制定工艺路线得动身点,应当是使零件的几何外形、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的状况下,可以考虑承受万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量下降。1. 工艺路线方案一工序一 以下外表为粗基准,粗铣上外表工序二 以上外表为粗基准，粗铣下外表工序三 在专用夹具上粗铣四侧面工序四 上下底面互为标准，磨削上外表工序五 上下外表互为基准

6、，精铣下外表工序六 钻孔40工序七 粗，精镗孔60 并倒角3 45o工序八 粗，精镗孔48 ， 48.2 ，并倒角3 45o 工序九 插 R4 槽工序十 铣 R9 槽，到达外表粗糙度 6.3工序十一 粗，精铣四侧面槽 132mm38mm,槽的上外表粗糙度到达 Rz50，下外表粗糙度到达 3.2，并倒角4 45工序十二 钻，攻 8-M16 螺纹工序十三 钻，攻 3-M12 螺纹工序十四 钻，铰孔 16H7 工序十五 钻，铰孔 10H72. 工艺路线方案二工序一 钻孔40工序二 粗，精镗孔60 并倒角3 45o工序三 粗，精镗孔48 ， 48.2 ，并倒角3 45o 工序四 以下外表为粗基准,粗铣

7、上外表工序五 以上外表为粗基准，粗铣下外表工序六 在专用夹具上粗铣四侧面工序七 上下底面互为标准，精铣上外表工序八 粗，精镗孔f 48 ，f 48.2 ，并倒角3 45 工序九 参观插 R4 槽工序十 铣 R9 槽，到达外表粗糙度 6.3工序十一 粗，精铣四侧面槽 132mm38mm,槽的上外表粗糙度到达 Rz50，下外表到达 3.2，并倒角4 45o工序十二 钻，攻 8-M16 螺纹工序十三 钻，攻 3-M12 螺纹工序十四 钻，铰孔 16H7 工序十五 钻，铰孔 10H73. 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方安案的特点在于：方案一是先加工主要的几组外表，然后以这几个外表为基准，加工后续的

8、孔 40， 48， 60；而方案二恰好相反，先加工孔 40， 48， 60，然后以孔的内外表为定位基准加工几个外表。虽然孔定位比较准确，但是以孔定位时铣上下两外表不是很便利，而且孔的深度是由几个外表所打算的，先加工孔不免造成工时延长。所以方案二不是很适宜。方案一与方案二刚好相反，做了加工工艺中的先面后孔，面加工好了以后孔的尺寸就根本不用测量。面加工时可以用专用夹具夹紧和定位，解决了定位与夹紧的问题。综合以上分析，先选择确定方案一。四机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定四方刀架的材料是 45 钢，硬度 207241HB，生产类型中批量，锻造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工外表的机

9、械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：查机械制造工艺设计简明手册以下称工艺手册表 2.22.5， 1.铣削上下外表及四侧面的加工余量：粗铣 5mm精铣 0.5mm 2.镗孔余量： 粗镗： 48 孔 3.8mm 60 孔 9.5mm 精镗： 48 孔 0.2mm 60 孔 0.5mm三、夹具设计为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过分析，打算设计第十二道工序钻 8-M16 的螺纹底孔的专用夹具，本夹具将用在钻床上。一、设计时留意的问题利用本夹具主要用来加工 8-M16 的螺纹底孔，由于还要攻螺纹，所以这个孔没有外表粗糙度要求。因此本工序的加工精度简洁保证，主要考虑如何定

10、位夹紧以节约操作时间提高生产率。二、夹具设计定位基准的选择由零件图知，加工 8-M16 的螺纹底孔最适宜的方法是以 48mm 孔的内外表以圆柱心轴定位。心轴的工作外表一般按h7、g6 或 f7 制造，装卸工件便利、但定心精度不高。为了减小因协作间隙而造成的工件倾斜，工件常以孔和端面联合定位。因而要求工件定位孔与定位端而之间、心轴的圆柱工作表而与端而之间有较高的垂直度最好能在一次装夹中加工出来。所以再设计一固定心轴和供给端面的夹具体底座。夹紧则用一块圆形压板和螺母就可以了。x,y 方向的移动自由度由心轴限制，转动自由度则由夹具体的上外表限制。z 方向的移动自由度由夹具体的上外表限制，转动自由度则

11、由分度台把握。因此工件的定位为完全定位， 所以这确定位方案可行。切削力及夹紧力计算钻孔刀具为高速钢麻花钻 15mm钻孔时的轴向力查机械设计手册F = 9.81CFd ZF0f yF kFC= 81, ZFF= 1.0, yF= 0.8,kF= 1.0则F = 9.81 81151.0 0.30.8 1.0 = 4529N由于工件所受加紧力与切削力方向相互平行且竖直向下，故 z 方向夹紧即可，不需太大的加紧力，固定即可。由于钻削的时候在 x,y 方向的水平的分力很小，心轴完全可以承受，故这里不再计算水平方向的分力。定位误差分析前面已经谈到心轴的定心精度不高，而这里心轴是最主要的定位，所以我们这里

12、就只分析心轴的定位的误差。心轴的工作外表一般按 h7、g6 或 f7 制造，在前述中是以 48mm 孔的内外表以圆柱心轴定位的，所以依据设计和阅历这里确定心轴和孔的协作尺寸为0.025H 748。由零件图查手册可知 48H7 的公差数值为48+，和 48K6 的公K 60差数值为48-0.002 ，两协作处产生的最大侧向间隙为-0.018Db= 0.025 - (-0.018) = 0.043max由此而引起的零件最大转角 a 为Db0.043tan a =max= 0.001792R24则a = 0.103即最大侧隙能够满足零件的精度要求。夹具设计及操作说明工件在夹具中装夹包括定位相夹紧两个

13、过程。工件的定位是指在夹具中，工件的定位基准与定位元件相接触或协作，从而使同一批工件在夹具中都能获得正确的位置这就是工件在夹具中定位的实质。工件的正确定位将保证加工精度的稳定性工件的定位是夹具设计中的一个重要问题。前面已经确定心轴完全能够承受水平方向的切削力，所以心轴的尺寸可以依据被加工零件的尺寸确定，固定心轴的夹具体的尺寸也可依据阅历得到。考虑到钻 8 个孔需要分度，这里引入端齿分度台，由于端齿分度台是通用件， 所以这里不必设计，安装到钻床上即可。为了提高加工效率，可设计一钻套。由于是钻同一尺寸的孔，故可设计一固定钻套。其尺寸依据所钻孔的直径，可查设计手册得到。钻床夹具的装配图及夹具体零件图

14、分别见图纸。参考文献1 赵家齐等.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，19872 王小华.机床夹具图册.北京：机械工业出版社，20233 吴圣庄.金属切削机床概论.北京：机械工业出版社，19934 王先逵.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，20235 徐鸿本.机床夹具设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2023.36 王伯平.互换性与测量技术.北京：机械工业出版社，2023.4机械加工工艺过程综合卡片零件号零件名称生产类型84012刀架座批量工序简图机床立 式铣床X52K致谢感谢周教授，杨教师，在本次课程设计期间赐予的帮助和指导。由于时间和水平有限，本设计难免存在缺点和错误

15、，望教师批判指正。工安装工工序序工位步说明I11粗铣上外表II 11粗铣下外表立 式铣床X52K12III 134粗铣四侧面立 式铣床X52KIV 11精铣上外表11精铣下外表立 式铣床X52K立 式铣床X52K1VI12钻、扩孔f 60mm 钻孔f 40mm扩孔f 55mm立 式钻床Z575粗、精镗孔f 60mm1123并倒角3 45 粗镗孔f 59.8mm 精镗孔f 60mm倒角3 45T68粗 、 精 镗 孔f 48mm、f 48.2mm并倒角3 451 粗镗孔f 47.6mm12 精镗孔f 48H7mm3 精镗孔f 48.2mm4倒角3 45T681111插 R4 槽铣 R9 槽插床B

16、5020立 式铣床X52K1XI123粗、精铣四侧面槽 132mm38mm并倒角4 45 粗铣四侧面槽精铣四侧面槽倒角4 45立 式铣床X52K钻、攻 8-M16 螺纹XII1 钻f 15mm 底孔12 攻 M16 螺纹钻、攻 3-M12 螺纹1立式钻床Z535钻 2- f 11mm 深XIII12立式钻床Z535326mm 螺纹底孔钻f 11mm 深 85mm4螺纹底孔攻M12 深 26mm 螺纹攻M12 深 30mm 螺纹钻、绞孔f 16H7扩孔f 19.2mm1XIV1钻、绞孔f 16H72扩孔f 19.2mm立式钻床Z535立式XV11钻、绞孔f 10H7钻床Z535材料45 钢编制日

17、期毛坯重量6.05kg指导毛坯种类锻件审核夹具刀量走走刀切削进主轴切削工时定额(min)或刀给根本关心服关心次长度深度量转数速度时间时间务工具具具数(mm)(mm)(mm/r)(r/min)(m/min)专用立160夹具铣卡板2422.5mm/min37.526.52.37刀立专用夹具铣刀卡板21422.560mm/min37.526.52.37专用夹具立铣刀卡板21422.560mm/min37.526.52.3715专用夹具麻花钻197200.519524.51塞规4016017.50.48447.62.841专用夹具立铣卡板2422.560mm/min37.526.52.37刀专用立铣卡

18、板21422.56037.526.52.37夹具刀mm/min镗刀2461.90.250074.80.92铣刀塞规2460.10.18001211.15塞规镗刀1602.40.250093.90.6专用夹具1600.10.1800150.73铣刀样板16816专用夹具90 倒1140.10.18001210.18角钻样板168专用夹具专用夹具立铣刀塞规1264560mm/min37.52.10.43f 18mm立铣刀114224.9卡尺60mm/min37.52.12.36专用夹具f 1811420.130mm/min1508.54.7mm171325.50.322257.80.44塞规194

19、5.50.322257.80.51261.221957.30.111361.221957.30.15麻 花4142150专用夹具麻 花钻f 15塞规1397.50.3222510.60.54M16丝锥1391.221959.80.16专用夹具麻 花钻f 11M12丝锥专用夹具麻 花钻f 1615280.3222511.30.72塞规扩 孔钻f1294.10.3275045.20.1219.218专用夹具钻塞规12550.322257.10.351019零件号84012材料45 钢编制零件名称CA6140 刀架毛坯重6.05kg指导座量生产类型批量毛坯种类锻件审核机械加工工艺过程综合卡片安夹刀量

20、走走切工装工工序简图机具刀刀削序工步床或次位辅具具数长深助工具度(mm)度)(mm)立式专立I11粗铣上表面铣床X52 K用夹具铣刀卡板21422.5立式专立II11粗铣下表铣床用铣卡21422.5面X52K夹具刀板i2012III13粗铣四侧面立式铣床X52 K专用夹具立铣刀卡板21422.5i4立式专立IV11精铣上表铣床用铣卡21422.5面X52夹刀板iK具立式专立V11精铣下表铣床用铣卡21422.5面X52夹刀板iK具21钻、扩孔f 60mm1197200VI1钻孔f 40mm立式 专钻床 用Z575夹具麻花钻f 4塞规216017.50扩f 55mm孔0粗、精镗孔f 60mm并

21、倒 角1VII123 45粗 镗 孔f 59.8mmT68专用夹具镗刀塞规1602.401600.1031精 镗 孔f 60mm铣刀样板倒角3 4522粗、精镗孔1f 48.2mm2461.90镗塞VII12，并倒角T68专刀规2460.10I33 45用夹1140.104粗 镗 孔f 47.6mm精 镗 孔f 48H7mm具90倒角钻样板1f 48mm、精 镗 孔f 48.2mm倒角4623 45IX11插 R4 槽插床B50 20专用夹具X11铣 R9 槽立式铣床专用X52K夹具立铣刀f 1 塞规8mm12645i23粗、精铣四侧面槽立1132mm 38mm，并立式专铣刀114224.9X

22、I 123倒角4 45粗铣四侧面槽精铣四侧面槽倒角4 45铣床X52 K用 f 1 卡夹尺 1具8mm41421420.1ii钻 、 攻8-M16 螺麻1纹花1397.50XII 1钻f 15mm立式 专 钻钻床 用 f 1 塞2Z535夹规 1391底孔攻 M16 螺纹钻 、 攻具 5M16丝锥13-M12 螺1325.50XII1纹钻2- f 11mm麻花立式 专 钻塞95.5I2钻床用 f 1 规 140深 26mmZ535夹3螺纹底孔具 11261钻f 11mm4M12136124深 85mm螺纹底孔攻 M12 深丝锥26mm 螺纹攻 M12 深30mm 螺纹钻、绞孔f 16H7扩孔XIV11麻花钻f 1f 19.2mm立式钻床Z535专用夹具152806塞规2钻、绞孔f 16H71294.10扩孔扩孔钻ff 19.2mm19.22510立式专麻XV11钻、绞孔钻床用花塞 12550f 10H7Z535夹具钻f规26