CA6140后托架設計說明書

1、設計說明設計要求：CA6140車床后托架，年產量為5000件（大批生產）。設計任務：設計后托架加工工藝規(guī)程，并對指定工序進行夾具設計。設計內容：1.對零件進行工藝分析；2.確定毛坯制造方式，繪制毛坯簡圖；3.制定零件的機械加工工藝路線，填寫機械加工工藝過程卡；4.對指定工序，選擇機床及夾、量、刀具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量，填寫工藝工程卡；5.對指定工序進行機床夾具設計計算和結構設計，畫夾具裝配圖；6.對夾具的一個零件設計零件圖；7.編寫設計說明書。課程設計題目制定CA6140車床后托架的加工工藝，設計后托架的2-10錐孔底孔和2-13孔及其2-20 沉孔的鉆床夾具設計說明

2、書1 CA6140車床后托架的零件分析1.1后托架的結構和作用 后托架在CA6140車床床身尾部，三個孔分別裝絲桿、光桿、操作桿，起支撐作用和固定作用，是CA6140機床的一個重要零件。其零件尺寸較小，結構形狀不是很復雜，側面三桿孔精度要求較高。側面三桿孔的粗糙度要求的Ra1.6，所以要求精加工。其三桿孔的中心線和底平面有平面度的公差要求。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關鍵和重要的。1.2后托架的技術要求表面尺寸偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度Ra（m） 形位公差后托架底面120x600.1

3、4IT111.640孔4000.0250.025IT71.630.2孔30.20+0.20.2IT121.625.5孔25.50+0.30.3IT131.640孔中的油槽3Rz50三桿孔相鄰兩孔中心距離630.05IT10三桿孔圓心與底平面的距離350.07IT116和M6孔6Rz5013、220階梯孔132-206.3Rz50210裝配錐孔2-101.62132136.3锪平426.3主要有四組加工：底平面銑加工、三桿孔、固定螺釘孔和定位銷底孔、以及6和M6孔的加工。1.3 審查后托架的工藝性分析零件圖知，底平面軸向方向銑削了一個低槽，減少了加工平面，又使底平面的加工精度更容易得到；底平面平

4、面度要求可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證了三桿孔的位置精度；同時三桿孔軸線相對平面A和軸線B的平行度要求也提高了孔系的裝配精度和形位精度。另外，該零件除主要定位和工作表面外，企業(yè)表面加工精度均較低，不需在機床上進行加工，鑄造出來的工件精度已達到其要求；而主要工作表面雖然加工精度較高，也可在正常生產條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。1.4確定后托架的生產類型Q=5000臺/年，m=1件/臺，a%=3%和b%=0.5%N=Qm（1+a%）（1+b%）=5175.75件后托架重量為3.05kg，屬于輕型零件，生產類型為大批生產。2 CA6140車床后托架的工藝規(guī)

5、程設計2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1.1選擇毛坯零件材料為灰鑄鐵，硬度為HT200，考慮到機床在工作過程中不經常加速，承受交變載荷以及沖擊載荷較小，因此應該選用金屬模機械砂型鑄造，又因為是批量生產，而且零件的尺寸不大，故可以用鑄造，這樣既可以保證工作的可靠性又提高了勞動生產率。2.1.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量由參考文獻1表2-12-5可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。1、 公差等級由后托架的功用和技術要求，確定該零件的公差等級CT為810,選10級。2、 鑄件重量已知機械加工后托架的重量為3.05kg,由此可初估計機械加工前鑄件毛坯的重量為4.5k

6、g。3、 零件表面粗糙度由零件圖可知，該后托架各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6um。根據(jù)上述因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于下表中。表2-1 后托架毛坯尺寸公差及機械加工余量鑄件重量/kg公差等級CT4.510項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注底面A與三孔中心 距離3521.3表2-3、2-42.1.3繪制后托架鑄造毛坯圖由確定后的毛坯基本尺寸和尺寸公差畫出毛坯簡圖，所有孔系都為不鑄出孔。如文件袋附圖所示。2.2擬定后托架的工藝路線2.2.1定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。（1） 精基準的選擇 從CA

7、6140機床后托架零件圖分析可知，底面A為設計基準，選其為精基準可以實現(xiàn)設計基準重合，遵循“基準統(tǒng)一”原則。（2） 粗基準的選擇因為零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄造精度較高，所以選擇側面孔40、30.2底面作為粗基準加工底面A，可以為后續(xù)工序準備好精基準。2.2.2 表面加工方法的確定根據(jù)后托架零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定工件各表面的加工方法，如下表所示。表3-1加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra加工方案備注A端面IT111.6粗銑-精銑參考文獻1 查表 1-7 1-8 2-13Rz50、6.3鉆-锪2-101.6鉆-鉸40mmIT71.6鉆、擴、粗鉸、精鉸30.2IT121

8、.6鉆、粗鉸、精鉸25.5IT131.6鉆、粗鉸、精鉸2-20沉孔Rz50、6.3鉆、锪鉆13沉孔Rz50鉆、锪鉆R22端面6.3锪6長孔IT12Rz50鉆6螺紋孔鉆-攻螺紋2.2.3加工階段的劃分該后托架加工工質量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。在粗加工階段，先將精基準加工好，使后續(xù)工序可采用其作精基準定位加工，保證加工精度。在半精加工階段，完成孔的鉆、擴和鉸加工。在精加工階段，保證各加工表面的加工精度和表面粗糙度。2.2.4工序原則的選擇選用工序集中原則安排后托架的加工工序，該零件的生產類型為大批量生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且可

9、使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔肋時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置度要求。2.2.5工序順序的安排機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，先加工精基準后托架的底面。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面三個孔，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工后托架底面，后加工孔。2.2.6確定工藝路線工序1：粗、精銑底面A工序2：鉆、擴、粗鉸、精鉸三桿孔工序3：銑40油槽工序4：锪R22端面工序5：鉆孔2-13、10工序6：锪孔13、2-20工序7：鉆6、M6螺孔工序8：攻M6螺

10、紋工序9：倒角、去毛刺工序10：檢驗2.3機床設備及工藝裝備的選擇2.3.1機床設備的選擇查閱參考文獻2機械加工工藝手冊可得：立式銑床，主要用于銑削加工；搖臂鉆床Z35，可用于鉆、擴、鉸及攻絲。2.3.2工藝裝備的選擇查資料2機械加工工藝手冊可得：1. 刀具：高速鋼套式面銑刀，直柄麻花鉆、直柄短麻花鉆、直柄長麻花鉆、帶導柱直柄平底锪鉆2. 其他設備的選用夾具：夾具采用專用的銑、鉆、夾具量具選用：塞規(guī)，螺紋塞規(guī)、多用游標卡尺、內徑千分尺輔助設備：銼刀、鉗子等2.4加工余量、工序尺寸和公差的確定1 、210的加工余量、工序尺寸和公差的確定查參考文獻1表2-28可得，10孔的精鉸余量Z=0.04mm

11、；粗鉸余量Z=0.08mm；鉆孔余量Z=9.8mm。查表1-20可確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT7；粗鉸：IT9；鉆孔：IT12。根據(jù)結果，再查表知每個工步的公差值分別為，精鉸：0.015mm；粗鉸：0.036；鉆：0.15mm。綜上所述，加工10孔的工序尺寸及公差分別為，精鉸：100+0.015mm；粗鉸：9.960+0.036mm；鉆孔：9.80+0.15mm2.5后托架切削用量和時間定額的計算一、切削用量的計算2.5.1粗、精銑A底面的切削用量計算工步1：粗銑底面A1) 背吃刀量的確定 取2) 進給量的確定 由由參考文獻1表5-7，按機床功率為=5kw,工件-夾具系統(tǒng)剛度為中

12、等條件選取，該工步的每齒進給量取為0.15mm/z3) 銑削速度的計算 由表5-9按鑲齒銑刀、的條件選取，銑削速度可取為40m/min，由公式可求得該工步銑刀轉速n=159.15r/min，參照由參考文獻1表4-15所列X51型立式銑床的主軸轉速，取轉速n=160r/min。再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=40.21m/min。工步2：精銑底面A1) 背吃刀量的確定 取2) 進給量的確定 參考由參考文獻1表5-8表面粗糙度的條件選取，該工步的每轉進給量取為0.3mm/r銑削速度的計算 由參考文獻1表5-9按鑲齒銑刀、，的條件選取，銑削速度可取為，由公式可求得該工步銑刀轉速n=

13、279.32r/min，參照參考文獻1表4-15所列X51型立式銑床的主軸轉速，取轉速。再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度2.5.2鉆孔9.8、2-13的切削用量計算工步1：鉆孔9.81）背吃刀量的確定 取ap=4.9mm。2）進給量的確定 由參考文獻1表5-22，選取該工步的每轉進給量0.15mm/r。3）切削速度的的計算 由表5-22按工件材料為鑄鐵HT200，取20m/min，由公式可求得該工步鉆頭轉速n=649.61r/min。由表4-6所列搖臂鉆床Z35主軸轉速范圍，取轉速n=670r/min，再由公式，可求出實際速度v=20.63m/min工步2：鉆孔131） 背吃刀量

14、的確定 取ap=6.5mm。2）進給量的確定 由參考文獻1表5-22，選取該工步的每轉進給量0.25mm/r。3）切削速度的的計算 由表5-22按工件材料為鑄鐵HT200，取20m/min，由公式可求得該工步鉆頭轉速n=489.71r/min。由表4-6所列搖臂鉆床Z35主軸轉速范圍，取轉速n=530r/min，再由公式，可求出實際速度v=21.65m/min2.5.3锪13、2-20孔工步一：锪13孔1）背吃刀量的確定 取ap=1.6mm。2）進給量的確定 由參考文獻1表5-22，選取該工步的每轉進給量0.32mm/r。3）切削速度的的計算 由表5-22按工件材料為鑄鐵HT200，取20m/

15、min，由公式可求得該工步鉆頭轉速n=489.70r/min。由表4-6所列搖臂鉆床Z35主軸轉速范圍，取轉速n=420r/min，再由公式，可求出實際速度v=17.15m/min工步二：锪2-20孔1）背吃刀量的確定 取ap=3.5mm。2）進給量的確定 由參考文獻1表5-22，選取該工步的每轉進給量0.4mm/r。3）切削速度的的計算 由表5-22按工件材料為鑄鐵HT200，取20m/min，由公式可求得該工步鉆頭轉速n=318.47r/min。由表4-6所列搖臂鉆床Z35主軸轉速范圍，取轉速n=335r/min，再由公式，可求出實際速度v=21.05m/min2.5.4鉸2-10裝配孔工

16、步一：粗鉸2-101）背吃刀量的確定 取ap=0.08mm。2）進給量的確定 由參考文獻1表5-31，選取該工步的每轉進給量0.4mm/r。3）切削速度的的計算 取5m/min，由公式可求得該工步鉆頭轉速n=159.79r/min。由表4-6所列搖臂鉆床Z35主軸轉速范圍，取轉速n=170r/min，再由公式，可求出實際速度v=5.32m/min工步二：精鉸2-101）背吃刀量的確定 取ap=0.02mm。2）進給量的確定 由參考文獻1表5-31，選取該工步的每轉進給量0.32mm/r。3）切削速度的的計算 取5m/min，由公式可求得該工步鉆頭轉速n=159.15r/min。由表4-6所列搖

17、臂鉆床Z35主軸轉速范圍，取轉速n=170r/min，再由公式，可求出實際速度v=5.34m/min二、時間定額的計算2.5.5鉆2-10、2-13的基本時間計算對10孔，由參考文獻1表5-41，鉆孔的基本時間可由公式求得，其中l(wèi)=65mm， l2取2mm， =4.94mm。由公式可求得tj1=42.95s，另一10孔，tj2=14.89s對13孔，由參考文獻1表5-41，鉆孔的基本時間可由公式求得，其中l(wèi)=65mm， l2取2mm， =5.91mm。由公式可求得tj3=33.02s，另一13孔，tj4=11.73s。該工序tj=tj1+tj2+tj3+tj4=42.95s+33.02s+14

18、.89s+11.73s=102.59s2.5.6锪13、2-20孔锪13孔：tj=l+l1fn=18.75s锪2-20孔，tj=l+l1fn=6.27s 6.27sX2=12.54s該工序tj=18.75s+12.54s=31.29s2.5.7 鉸錐孔2-10粗鉸2-10 查表5-42，取l1=0.19mm，l2=13mm；l=20，f=0.4mm/r，n=170r/min，求得tj1=29.29s tj=2tj1=58.57s。精鉸2-10 查表5-42，取l1=0.19mm，l2=13mm；l=20，f=0.32mm/r，n=170r/min，求得tj1=36.61s tj=2tj1=73

19、.21s。2.5.8輔助時間的計算輔助時間與基本時間之間的關系為，本設計取，則各工序的輔助時間分別為：工序1的輔助時間：tf=0.15tj=0.15102.59s=15.39s工序2的輔助時間：tf=0.15tj=0.1531.29s=4.69s工序3的輔助時間：粗鉸：tf=0.15tj=0.1558.57s=8.79s精鉸：tf=0.15tj=0.1573.21s=10.98s2.5.9其他時間的計算除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作場地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于本設計中后托架的生產類型為大批量生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工

20、作場地時間是作業(yè)時間的，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的，本設計中均取為則各工序的其他時間可按關系式計算，它們分別為：工序1的其他時間：tb+tx=6%15.39s+10.59s=7.08s工序2的其他時間：tb+tx=6%4.69s+31.29s=2.16stb+tx=6%8.79s+58.57s=4.04stb+tx=6%10.98s+73.21s=5.05s2.5.10 單件時間tdj的計算工序1:tdj=102.59s+15.39s+7.08s=125.06s工序2：tdj=:31.29s+4.69s+2.16s=38.14s工序3：粗鉸：tdj1=58.57s+8.79s+4.04s=71.4s精鉸：tdj2=73.21