ca6140车窗后托架课程设计说明书.doc

序 言大三下学期我们进行了机械制造技术基础课程的学习。为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行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,我们进行了本次课程设计。通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。一、零件的分析1.1 零件的作用 题目所给的是CA6140车床后托架。后托架在CA6140车床车身的尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向开关，其加强固定作用。在与之间的孔为毛线孔，用于导通油路；旁边的螺纹孔是连接油盖的；正面的四个孔将后托架固定于车床尾部。1.2 零件的工艺分析 CA6140机床后托架的是CA6140机床的一个重要零件，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的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.3零件的技术要求 其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。另一组加工是侧面的三孔，分别为，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是，。 以底面为基准加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。CA6140机床后托架毛坯的选择金属铸造，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，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为CA6140机床后托架的重量只有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。二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，由于后托架主要用于在加工超出床身长度的细长杆零件时，用来支撑工作机床附件，主要起支撑和固定作用，承受静载荷，因此选用铸件，有零件年产量较大，属大批生产的水平，且零件的轮廓尺寸不大，可采用金属性铸造，这可大量减少切削加工的劳动量，提高材料的利用率，降低了机械加工成本。2.2 基准的选择2.2.1粗基准的选择与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，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的基准定位。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的加工表面作为粗基准）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。2.2.2 精基准的选择根据精基准的选择原则，要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，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的基准定位。从CA6140机床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。三、制定工艺路线 见下表：表1.1加工工艺路线方案比较表工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准10粗铣底平面侧面和外圆粗铣底平面侧面和外圆20精铣底平侧面和外圆粗镗孔：、 锪 R22端面底面和侧面30钻、扩孔：、 底面和侧面钻、孔扩、孔底面和侧面40粗铰孔：、 底面和侧面钻螺纹底孔、钻孔底面和顶面两孔50精铰孔：、 侧面和两孔精铣底面A三杠孔和侧面60粗铣油槽底面和侧面半精镗镗孔：，精镗：底面和顶面两孔70锪钻孔：底面和侧面去毛刺80钻：、底面和侧面攻螺纹底面和侧面90扩孔底面和侧面加工油槽100精铰锥孔：底面和侧面检验入库110锪钻孔：、底面和侧面120钻：、底面和孔130攻螺纹底面和孔140检验加工工艺路线方案的论证：方案在120工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。方案在10工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。方案符合粗精加工分开原则。由以上分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表1.2加工工艺过程表工序号工 种工作内容说 明10铣粗铣底平面工件用专用夹具装夹；立式铣床（X6132）20粗镗粗镗镗孔：，锪R22端面工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）30钻、扩钻、孔扩、孔工件用专用夹具装夹；摇臂钻床40钻钻螺纹底孔、钻孔工件用专用夹具装夹；摇臂钻床50铣精铣底平面A工件用专用夹具装夹；立式铣床（X6132）60镗半精镗镗孔：， 精镗工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（）70钳攻螺纹钳工80去毛刺90镗加工油槽100检验入库清洗，涂防锈油 工序：铣面A长为120mm 工序：磨消A面 工序：锪平，保证Ra=6.3 工序：钻13的孔，锪20孔到12mm 工序：钻2-9.8的孔，粗铰2-9。96的孔，精铰2-10的孔，锪2-13的孔到40 工序：钻25的孔，28的孔，扩39，钻28，钻24的孔 工序：粗镗39.5,精镗39.8，粗镗29.5,精镗30,粗镗25,精镗25.3 工序：磨孔40，30.2，25.5的孔 工序：钻6的孔，5.1的孔，攻M6的螺纹 工序：检查以上工艺过程祥见“机械加工工艺卡片”。四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140机床后托架的铸造采用的是铸铁制造，其材料是HT200，硬度HB为150-200，生产类型为批量生产，采用铸造毛坯。CA6140机床后托架的偏差计算正视图上的三孔的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：孔：粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是孔粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是孔粗镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是半精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是精镗的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是根据工序要求，侧面三孔的加工分为粗镗、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： 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。精镗： 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。铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为：；孔毛坯基本尺寸为：；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：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；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孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：；半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即：孔毛坯名义尺寸为：；毛坯最大尺寸为：；毛坯最小尺寸为：；粗镗工序尺寸为：半精镗工序尺寸为：精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即零件材料为HT200，硬度170220HBS，毛坯重量为3.05kg。生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：铣底面A为120mm方向的加工余量及公差 查机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表3.1-24，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公差等级CT分为57级，选用5级。查表3.1-21，得铸件尺寸公差为0.82mm查表3.1-27，得此铸件机械加工余量等级为57级，选用5级查表3.1-26，得加工余量值为2.5mm孔(40mm、30.2mm、25.5mm)如孔尺寸为，参照工艺孔的加工余量分配手册表3.2-10，确定 钻孔：38mm 扩孔：39mm 粗镗：39.5mm 精镗：39.8mm 磨： 40mm如孔尺寸为，参照工艺孔的加工余量分配手册表3.2-10，确定 钻孔：28mm 粗镗：29.6mm 精镗：30mm 磨： 30.2mm如孔尺寸为，参照工艺孔的加工余量分配手册表3.2-10，确定 钻孔：24mm 粗镗：24.9mm 精镗：25.3mm 磨： 25.5mm底面A长为120X18的加工余量按照工艺手册表3.1-21，铸件的尺寸偏差为0.41mm精铣余量：查工艺手册表3.2-25，取0.1mm，因为该方向上有尺寸精度要求，表面粗糙度Ra 1.6m，所以规定本工序精铣的加工精度为IT6级，精铣公差即零件公差为0.54mm粗铣余量：Z=2.0-0.1=1.9mm粗铣公差：本工序粗铣的加工精度取IT12级，因此粗铣的加工公差为-0.35（入体方向）由于毛坯及以后各道工序（或工序）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量和最小余量之分。由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。毛坯名义尺寸： 120+2*2=124mm毛坯最大尺寸： 124+0.55=124.55mm毛坯最小尺寸： 124-0.55=123.45mm粗铣后最大尺寸： 120+0.35=120.35mm粗铣后最小尺寸： 120.35-0.035=120.315mm磨后最小尺寸： 120.315-0.1=120.215mm工序60半精镗、精镗CA6140侧面三杠孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：（1）半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取：机床主轴转速，由式（1.1）有，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：(2)半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取：机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：(3)半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.5）有：（4）精镗孔切削深度：，半精镗后孔径进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.2）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有： 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.6）有：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间，由式（1.7）有：本工序所用的机动时间：五、确定切削用量及基本工时工序：粗精铣底端面A1、粗铣底端面 进给量 查工艺手册表9.4-1粗铣每齿进给量af为0.20.3mm/z取0.125mm/z,此工序采用40硬质合金面铣刀，查表9.2-2得齿数为2 所以进给量f=afz=0.125X2=0.25mm/r 铣削速度 按工艺手册表9.4-8，铣削速度的计算公式 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系数kv(见工艺手册表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1 所以：v=90(m/min) 主轴转速 n=1000V/ID=1000X90/3.14X40=800(r/min) 切削工时 查工艺手册表9.4-31，切削工时计算公式： 其中l1=0.5d0+(0.5-1)=21 l2=12取2 vf=af*z*n=0.15X4X174=104.4 所以：tm= 0.67(min) 精铣底端面 进给量 根据工艺手册表9.4-1，精铣每转进给量f=0.15mm/r 铣削速度 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系数kv(见工艺手册表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8 所以： V=60(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =130(r/min) 切削工时 其中l1=0.5d0+(0.5-1)=21 l2=12取2 vf=f*n=1.0X130=130 所以：tm=0.54(min)工序：磨削A面 进给量 查工艺手册表3-106，得f=0.05mm/z 铣削速度 查工艺手册表3-110,得V=0.048m/min 主轴转速 查工艺手册表4-13,得N=1500r/min工序：钻、扩40、30.2、25.5孔1、钻孔38mm 进给量 查工艺手册表10.4，得f为0.560.76mm/r取0.64mm/r 铣削速度 根据工艺手册表10.4-9，钻、铰孔的切削速度公式： 其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75 所以：vc=72(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min) 切削工时 根据工艺手册表10.4-43查得钻、铰孔时加工机动时间计算公式： 其中lf=(dw/2)+3=13.75 l1=24取3 所以：tm=0.55(min)扩孔39mm 进给量 查工艺手册表10.4-7，得f=1.31.6mm/r取1.4mm/r 铣削速度 其中cv=15.6、zv=0.2、yv=0.5、xv=0.1、m=0.3、T=120 所以：vc=28.8(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X3.77/3.14X22=55(r/min) 切削工时 其中lf=(d-dw/2)+3=3.25 l1=1045取30 所以：tm=2.21(min)钻28mm 进给量 查工艺手册表10.4-1，得f=0.560.76mm/r取0.60mm/r 铣削速度 其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75 所以：vc=64.8(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min) 切削工时 其中lf=(dw/2)+3=13.75 l1=24取3 所以：tm=0.5(min)钻24mm 进给量 查工艺手册表10.4-1,得f为0.460.66mm/r取0.54mm/r 铣削速度 根据工艺手册表10.4-9，钻、铰孔的切削速度公式： 其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75 所以：vc=64.8(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min) 切削工时 其中lf=(dw/2)+3=13.75 l1=24取3 所以：tm=0.56(min)工序：粗、精镗40mm、30.2mm、25.5mm粗镗39.5mm 进给量 查工艺手册表8.4-1，得f为0.140.35mm/r取0.25mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=20(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=0.44(min)精镗39.8mm 进给量 查工艺手册表8.4-1，得f为0.100.25mm/r取0.12mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=0.62(min)粗镗29.6mm 进给量 查工艺手册表8.4-1，得f为0.100.35mm/r取0.12mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=0.62(min)精镗30mm 进给量 查工艺手册表8.4-1，得f为0.100.25mm/r取0.12mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=0.62(min)粗镗24.9mm 进给量 查工艺手册表8.4-1，得f为0.100.35mm/r取0.12mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=20(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=0.44(min)精镗25.3mm 进给量 查工艺手册表8.4-1，得f为0.100.25mm/r取0.12mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=0.62(min)工序：磨孔40mm、30.2mm、25.5mm磨孔40mm 进给量 查工艺手册表3-101和3-110，得f为0.04mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=6.25(min)磨孔30mm 进给量 查工艺手册表3-101和3-110，得f为0.04mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=18(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=3.57(min)磨孔25.5mm 进给量 查工艺手册表3-101和3-110，得f为0.04mm/r 铣削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=20(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中 l2=03取2 所以：t=3.57(min)工序：钻6、5.1的孔钻6mm的孔 进给量 查工艺手册表10.4-1，得f为0.160.26mm/r取0.22mm/r 铣削速度 其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75 所以：vc=100(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切削工时 其中lf=(dw/2)+3=13.75 l1=24取3 所以：tm=2.37(min)钻5.1mm的孔 进给量 根据工艺手册表9.4-1精铣每转进给量f=0.18mm/r 铣削速度 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系数kv(见工艺手册表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8 所以：v=100(m/min) 主轴转速 n=1000vc/dw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) 切