裝配圖后托架（6140）（銑、鏜、鉆）

裝配圖后托架（6140）（銑、鏜、鉆）,裝配,托架 安徽機電職業(yè)技術學院 數(shù)控系畢業(yè)設計（論文） 安徽機電職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計 設計題目：CA6140車床后托架夾具設計 指導教師：江德松 姓 名：吳德舉 班 級：數(shù)控3051班級 系 （部）：數(shù)控工程系 一、畢業(yè)設計（論文）的主要內容 1、 進行CA6140車床后托架加工工藝分析，制定工藝方案。 分析CA6140車床后托架的形狀、尺寸、工藝性及使用要求 ； 確定合適的工藝方法； 確定工序數(shù)量、工序的組合和先后順序，制定幾套可行方案，選擇一個經濟合理的方案。 2、制定工藝卡片和工序卡片； 3、夾具設計。 二、畢業(yè)設計（論文）的基本要求 1、在規(guī)定的時間內按時按量完成設計任務； 2、要會查閱相關資料和手冊； 3、注意結合工廠實際進行零件加工方案的分析； 4、注意設計說明書的完整性和統(tǒng)一性； 5、會運用相關軟件。 三、應收集的資料及主要參考文獻 1、CA6140車床后托架零件圖 2、機械加工余量手冊 3、機械加工工藝設計手冊 4、機床夾具設計手冊 5、相關書籍（數(shù)控加工工藝、機床夾具、公差配合與技術測量、工程材料、機械設計） 四、畢業(yè)設計（論文）進度計劃 起 迄 日 期 工 作 內 容 備 注 2008年10──12月 1、工藝方案的確定。2、機械加工工藝卡片完成。3、零件圖、毛呸圖的完成。 1、工序卡片的完成。2、書寫說明書。 3、計算切削工時。 1、查夾具手冊，設計夾具。2、畫夾具裝配圖。3、畫夾具零件圖。4、完成裝配圖實體。5、檢查修改，完成打印。 目 錄 1、 序言.......................................4 2、 機床夾具介紹...............................5 3、 機床夾具的定位及夾緊.......................8 四、零件的分析.................................19 五、工藝規(guī)程設計...............................20 六、夾具設計...................................35 七、畢業(yè)總結...................................38 八、參考文獻...................................39 一、序 言 畢業(yè)設計在我們學完大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。 二、機床夾具介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。 2.1夾具的現(xiàn)狀幾生產對其提出新的要求 現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求： （1）能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期 （2）能裝夾一組相似性特征的工件 （3）適用于精密加工的高精度的機床 （4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術 （5）采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率 2.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面： 1、精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高 對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.2~0.5um。 2、高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 3、柔性化 夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調 組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。 4、標準化 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 三、機床夾具的定位及夾緊 一、概述 在機械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，一接受施工或檢測的裝置。 1、機床夾具的概念 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。 2、 機床夾具的組成 （1）機床夾具的基本組成部分 1）定位裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。 2）夾具裝置 該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過程中正確位置不變。 3）夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構成一個整體。 （2） 機床夾具的其他特殊元件或裝置 1）連接元件 根據(jù)機床的特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如機床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 2）對刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對刀快調整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。 3）導向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導刀具加工中的正確位置。 4）其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、預出器個平衡快等。這些元件或裝置需要專門設計。 3、 機床夾具的分類 根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種： （1） 通用夾具 可加工一定范圍內不同工價的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉工作臺等。它們有很大的通用性，無需調整或稍加調整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠生產，作為機床附件供應給用戶。 由于使用通用夾具夾緊工件比較費時，操作復雜，生產效率低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產，在產品固定的大批量生產中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。 （2） 專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某道工序專門設計的夾具。所以結構緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設計與制造。 專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動強度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴大機床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設計的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設計制造周期較長。當產品更換時，往往因無法再使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產。 （3）成組夾具 根據(jù)成組技術原來技術的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點是，在通用的夾具體上，只需對夾具的部分元件稍加調整或更換，即可用于組內的不同工件的加工。 （4）組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產品更換時，不存在夾具“報廢”問題。因為它可以拆開，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產品試制和單件小批生產使用。由于組合夾具還具有縮短生產準備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點，特別適用于新產品的試制和多品種小批量生產。 （5）隨行夾具 隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。自動線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔負的裝夾任務外，還擔負自動線輸送工件的任務。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。 除了上述分類外，夾具還可以按照動力來源不同分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。 4、 機床夾具在機械加工中的作用 夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產中起的作用很大，所以在機械加工中的應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用： （1）保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，所以在機械加工中，可以保證工件各個表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。 （2）提高勞動生產率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或，產品質量穩(wěn)定，對操作工人的技術水平的要求可以降低，有利于提高生產率和降低成本。 （3）擴大機床工藝范圍和改變機床用途 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。這是在生產條件有限的也器中常用的一種技術改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床的作用。 （4）改善勞動條件和保證生產安全 使用專用機床夾具可減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，保證安全生產。 2、 工件的裝夾方式 工件在機床上的裝方式有以下三種方法： （1） 直接找正法 在機床上根據(jù)工件上有關基準直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術水平。此法一般多用于單件小批生產和精度要求特別高的場合。 （2） 劃線找正法 在機床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。 此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。 （3） 用夾具裝家 即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機床獲得正確位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產。 上述用裝夾工件的方法有以下幾個特點： 1） 工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。 2） 由于夾具預先在機床上已調整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置。 3） 通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 3、 基準及其分類 機器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關系，是離不開基準的。不明確基準就不無法確定表面的位置。 基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 1、 設計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。 2、 工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。 （1） 裝配基準 裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置的基準，稱為裝配基準。 （2） 測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。 （3） 工序基準 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。 （4） 定位基準 工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。 需要說明的是，作為基準的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。 4、 工件的定位 1、 工件定位的基本原理 工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。 1、 六點定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則” 。 2、 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 （1） 完全定位 六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 （2） 不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 （3） 欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。 （4） 過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法： 一種是提高定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。 一種是改變定位元件的結構，使定位元件在重復限制自由度的部分不起定位作用。 5、 常見定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結構、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用等因素。 1、 工件及平面定位 （1） 主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 1）固定支承 2）可調支承 3）自位支承 （2） 輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 1）螺旋式輔助支承 2）自位式輔助支承 3）推引式輔助支承 4）液壓鎖緊的輔助支承 2、 工件以圓柱空定位 （1） 圓柱銷 （2） 圓錐銷 （3） 圓柱心軸 3、工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 六、工件的夾緊 在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產生振動，以保證加工精度和安全生產。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 1、 夾緊裝置的組成及基本要求 1、 夾緊裝置的組成 （1） 力源裝置 （2） 中間傳動機構 作用如下： 1）改變夾緊作用力的方向 2）改變夾緊作用力的大小 3）具有一定的自鎖性能 （3）夾緊元件 2、對夾緊裝置的基本要求 （1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 （2）夾緊力的大小要適當 （3）夾緊裝置要操作方便 （4）結構要進湊簡單，有良好的結構工藝性，盡量使用標準件 二、夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結構特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結構形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結構的設計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。 1、 夾緊力方向的確定 （1） 夾緊力方向應垂直于主要定位基準面 （2） 夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2、 夾緊力作用點的選擇 （1） 應能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產生位移或偏轉。 （2） 應盡量避免或減少工件的夾緊變形 （3） 夾緊力作用點應盡量靠近加工部位 3、 夾緊力大小的估算 （1） 首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2） 常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。 （3） 對重型工件應考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。 （4） 分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力 （5） 將計算夾緊力再乘以K，即得實際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5； 當夾緊力與切削力相反時，K=2.5~3 。 3、 典型夾緊結構 1、 斜楔夾緊結構 2、 螺旋夾緊結構 （1） 單個螺旋夾緊結構 （2） 螺旋壓板夾緊結構 （3） 偏心夾緊機構 4、 定心夾緊機構 當加工尺寸的工序基準是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機構，所以，定心夾緊機構主要用于要求準確定心或對中的場合。 （1） 螺旋式定心夾緊機構 （2） 杠桿式定心夾緊機構 （3） 楔式定心夾緊機構 （4） 彈簧筒夾式定心夾緊機構 （5） 膜片卡盤定心夾緊機構 （6） 波紋套定心夾緊機構 （7） 液性塑料定心夾緊機構 7、 專用夾具設計 一、對機床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個方面： （1） 穩(wěn)定地保證工件的加工精度 （2） 提高機械加工的勞動生產率 （3） 結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件 （4） 應能夠降低工件的制造成本 （5） 適當提高夾具元件的通用化和標準化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成 本 2、 專用夾具設計方法和步驟 1、 明確設計任務，收集設計資料 2、 擬訂夾具結構方案，繪制夾具草圖 （1） 確定工件的定位方案，設計定位裝置，并對夾緊力進行估算，以確保夾緊可靠 （2） 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置 （3） 確定刀具的引導方式，選擇或設計引導元件或對刀元件 （4） 確定其他元件或裝置的結構形式，如定位鍵、分度裝置等 （5） 確定夾具的總體結構及夾具在機床上的安裝方式。對夾具的總體結構最好能擬訂出幾個不同的方案，畫出草圖，經過分析比較，選擇最佳方案 3、 繪制夾具總圖 （1） 選擇操作者工作時正對的位置為主視圖 （2） 用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面以及加工表面畫在各視圖相應的位置上，待加工面上的加工余量可用網(wǎng)紋線表示。在夾具總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面的線條 （3） 依次畫出定位、夾緊、導向元件或裝置的具體結構，再畫出夾具體，將各元件或裝置連成一個整體 （4） 在總圖上標注尺寸（包括輪廓尺寸、聯(lián)系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技術要求 （5） 繪制夾具零件圖。在夾具中的非標準零件都要繪制零件圖，并按總圖要求確定零件的尺寸、公差及技術條件 3、 夾具總圖技術要求的制訂 1、 夾具總圖上應標注的尺寸和公差 （1） 夾具外形的最大輪廓尺寸 （2） 影響定位精度的尺寸 （3） 影響對刀精度的尺寸和公差 （4） 影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差 （5） 影響夾具精度的尺寸和公差 （6） 其他裝配尺寸及公差 2、 夾具總圖上公差值的確定 （1） 與加工尺寸有直接對應關系的夾具公差δJ （2） 其他裝配尺寸的配合性質及公差等級 3、 夾具總圖上應標注 4、 的技術要求 四、 零件的分析 一、零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床后托架。后拖架是在加工超出床身長度的細長桿零件時，用來支撐工件的機床附件，通常半自動機床使用較多，主要起支撐作用和固定作用。 二、零件的工藝分析 CA6140車床后拖共有三組加工表面，他們相互之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1、 加工φ40孔 2、 加工φ30.2孔 3、 加工φ25.5孔 這三組加工圓孔之間有著一定的位置要求，主要是： （1） φ40孔與底面的平行度公差為100：0.07。 （2） Φ30.2孔與底面的平行度公差為100：0.07,相對于φ40孔的平行度公差為100：0.08。 （3） Φ25.5孔與底面的平行度公差為100：0.07,相對于φ40孔的平行度公差為100：0.08。 （4） 粗糙度要求都是1.6μm ，且都處于同一高度（35±0.07）。 由以上分析可知，有一個面和一個锪平面有尺寸精度要求，而且有一定的表面粗糙度要求。對于這三組孔，可以設計一專用夾具，將三孔同時加工出來，因是大批量生產，保證其加工精度。 五、工藝規(guī)程設計 一、確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，采用鑄造。由于零件年產量為5000件，已達大批量生產水平，故采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。 二、基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；娴倪x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （1） 粗基準的選擇 因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇底面作為粗基準加工三個孔。再加底面的三個支撐釘一共限制六自由度，達到完全定位。 （2） 精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，在此不在重復。 三、制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 級等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采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率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案： 工序Ⅰ：銑面A長為120mm 工序Ⅱ：磨消A面 工序Ⅲ：锪平，保證Ra=6.3 工序Ⅳ：鉆φ13的孔，锪φ20孔到12mm 工序Ⅴ：鉆2-φ9.8的孔，粗鉸2-φ9。96的孔，精鉸2-φ10的孔，锪2-φ13的孔到40 工序Ⅵ：鉆φ25的孔，φ28的孔，擴φ39，鉆φ28，鉆φ24的孔 工序Ⅶ：粗鏜φ39.5,精鏜φ39.8，粗鏜φ29.5,精鏜φ30,粗鏜φ25,精鏜φ25.3 工序Ⅷ：磨孔φ40，φ30.2，φ25.5的孔 工序Ⅸ：鉆φ6的孔，φ5.1的孔，攻M6的螺紋 工序Ⅹ：檢查 以上工藝過程祥見“機械加工工藝卡片”。 四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為HT200，硬度170~220HBS，毛坯重量為3.05kg。生產類型為大批生產，采用金屬模鑄造毛坯。 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加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、 銑底面A為120mm方向的加工余量及公差 查《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）表3.1-24，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公差等級CT分為5~7級，選用5級。 查表3.1-21，得鑄件尺寸公差為0.82mm 查表3.1-27，得此鑄件機械加工余量等級為5~7級，選用5級 查表3.1-26，得加工余量值為2.5mm 2、 孔(φ40mm、φ30.2mm、φ25.5mm) ①如孔尺寸為，參照《工藝孔的加工余量分配手冊》表3.2-10，確定 鉆孔：φ38mm 擴孔：φ39mm 粗鏜：φ39.5mm 精鏜：φ39.8mm 磨： φ40mm ②如孔尺寸為，參照《工藝孔的加工余量分配手冊》表3.2-10，確定 鉆孔：φ28mm 粗鏜：φ29.6mm 精鏜：φ30mm 磨： φ30.2mm ③如孔尺寸為，參照《工藝孔的加工余量分配手冊》表3.2-10，確定 鉆孔：24mm 粗鏜：φ24.9mm 精鏜：φ25.3mm 磨： φ25.5mm 3、 底面A長為120X18的加工余量 ①按照《工藝手冊》表3.1-21，鑄件的尺寸偏差為±0.41mm ②精銑余量：查《工藝手冊》表3.2-25，取0.1mm，因為該方向上有尺寸精度要求，表面粗糙度Ra 1.6μm，所以規(guī)定本工序精銑的加工精度為IT6級，精銑公差即零件公差為0.54mm ③粗銑余量：Z=2.0-0.1=1.9mm 粗銑公差：本工序粗銑的加工精度取IT12級，因此粗銑的加工公差為-0.35（入體方向） 由于毛坯及以后各道工序（或工序）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量和最小余量之分。 由于本設計規(guī)定的零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 毛坯名義尺寸： 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 粗銑后最大尺寸： 120+0.35=120.35mm 粗銑后最小尺寸： 120.35-0.035=120.315mm 磨后最小尺寸： 120.315-0.1=120.215mm 五、確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ：粗精銑底端面A 1、粗銑底端面 ①進給量 查《工藝手冊》表9.4-1粗銑每齒進給量af為0.2~0.3mm/z取0.125mm/z,此工序采用φ40硬質合金面銑刀，查表9.2-2得齒數(shù)為2 所以進給量f=afz=0.125X2=0.25mm/r ②銑削速度 按《工藝手冊》表9.4-8，銑削速度的計算公式 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系數(shù)kv(見《工藝手冊》表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1 所以：v=90(m/min) ③主軸轉速 n=1000V/πID=1000X90/3.14X40=800(r/min) ④切削工時 查《工藝手冊》表9.4-31，切削工時計算公式： 其中l(wèi)1=0.5d0+(0.5-1)=21 l2=1~2取2 vf=af*z*n=0.15X4X174=104.4 所以：tm= 0.67(min) 2、 精銑底端面 ①進給量 根據(jù)《工藝手冊》表9.4-1，精銑每轉進給量f=0.15mm/r ②銑削速度 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系數(shù)kv(見《工藝手冊》表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8 所以： V=60(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =130(r/min) ④切削工時 其中l(wèi)1=0.5d0+(0.5-1)=21 l2=1~2取2 vf=f*n=1.0X130=130 所以：tm=0.54(min) 工序Ⅱ：磨削A面 ①進給量 查《工藝手冊》表3-106，得f=0.05mm/z ②銑削速度 查《工藝手冊》表3-110,得V=0.048m/min ③主軸轉速 查《工藝手冊》表4-13,得N=1500r/min 工序Ⅲ：鉆、擴φ40、φ30.2、φ25.5孔 1、鉆孔φ38mm ①進給量 查《工藝手冊》表10.4，得f為0.56~0.76mm/r取0.64mm/r ②銑削速度 根據(jù)《工藝手冊》表10.4-9，鉆、鉸孔的切削速度公式： 其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75 所以：vc=72(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min) ④切削工時 根據(jù)《工藝手冊》表10.4-43查得鉆、鉸孔時加工機動時間計算公式： 其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75 l1=2~4取3 所以：tm=0.55(min) 2、 擴孔φ39mm ①進給量 查《工藝手冊》表10.4-7，得f=1.3~1.6mm/r取1.4mm/r ②銑削速度 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) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X3.77/3.14X22=55(r/min) ④切削工時 其中l(wèi)f=(d-dw/2)+3=3.25 l1=10~45取30 所以：tm=2.21(min) 3、 鉆φ28mm ①進給量 查《工藝手冊》表10.4-1，得f=0.56~0.76mm/r取0.60mm/r ②銑削速度 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) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min) ④切削工時 其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75 l1=2~4取3 所以：tm=0.5(min) 4、 鉆φ24mm ①進給量 查《工藝手冊》表10.4-1,得f為0.46~0.66mm/r取0.54mm/r ②銑削速度 根據(jù)《工藝手冊》表10.4-9，鉆、鉸孔的切削速度公式： 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) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min) ④切削工時 其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75 l1=2~4取3 所以：tm=0.56(min) 工序Ⅳ：粗、精鏜φ40mm、φ30.2mm、φ25.5mm 1、 粗鏜φ39.5mm ①進給量 查《工藝手冊》表8.4-1，得f為0.14~0.35mm/r取0.25mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=20(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=0.44(min) 2、 精鏜φ39.8mm ①進給量 查《工藝手冊》表8.4-1，得f為0.10~0.25mm/r取0.12mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=0.62(min) 3、 粗鏜φ29.6mm ①進給量 查《工藝手冊》表8.4-1，得f為0.10~0.35mm/r取0.12mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=0.62(min) 4、 精鏜φ30mm ①進給量 查《工藝手冊》表8.4-1，得f為0.10~0.25mm/r取0.12mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=0.62(min) 5、 粗鏜φ24.9mm ①進給量 查《工藝手冊》表8.4-1，得f為0.10~0.35mm/r取0.12mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=20(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=0.44(min) 6、 精鏜φ25.3mm ①進給量 查《工藝手冊》表8.4-1，得f為0.10~0.25mm/r取0.12mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=0.62(min) 工序Ⅴ：磨孔φ40mm、φ30.2mm、φ25.5mm 1、 磨孔φ40mm ①進給量 查《工藝手冊》表3-101和3-110，得f為0.04mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=12(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=6.25(min) 2、 磨孔φ30mm ①進給量 查《工藝手冊》表3-101和3-110，得f為0.04mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=18(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=3.57(min) 3、 磨孔φ25.5mm ①進給量 查《工藝手冊》表3-101和3-110，得f為0.04mm/r ②銑削速度 其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60 所以：vc=20(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=3.57(min) 工序Ⅵ：鉆φ6、φ5.1的孔 1、 鉆φ6mm的孔 ①進給量 查《工藝手冊》表10.4-1，得f為0.16~0.26mm/r取0.22mm/r ②銑削速度 其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75 所以：vc=100(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75 l1=2~4取3 所以：tm=2.37(min) 2、 鉆φ5.1mm的孔 ①進給量 根據(jù)《工藝手冊》表9.4-1精銑每轉進給量f=0.18mm/r ②銑削速度 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系數(shù)kv(見《工藝手冊》表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8 所以：v=100(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中l(wèi)1=0.5d0+(0.5-1)=21 l2=1~2取2 vf=f*n=0.15X130=130 所以：tm= 3.33(min) 工序Ⅶ：攻M6螺紋 ①進給量 根據(jù)《工藝手冊》表9.4-1精銑每轉進給量f=0.15mm/r ②切削速度 其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1，修正系數(shù)kv(見《工藝手冊》表9.4-11)即： kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8 所以：v=4.8(m/min) ③主軸轉速 n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min) ④切削工時 其中 l2=0~3取2 所以：t=3.57(min) 工序Ⅷ：檢查 最后，將以上各工序切削用量、額定工時的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工序卡片。 六、夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 一、設計主旨 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ40、φ30.2及φ25.5孔進行加工，三組孔尺寸精度要求為IT7，表面粗糙度Ra1.6μm，鉆、鏜、磨就足以滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。 2、 夾具設計 1、定位基準的選擇 本夾具用于在搖臂鉆床上加工后托架的三桿孔，工件以底平面限制三個自由度、側面和蓋板平面為定位基準。為了縮短輔助時間，采用螺旋夾緊機構。 2、 切削力及夾緊力的計算 刀具：硬質合金刀具，φ24mm，Z=4mm ①切削力 查《機床夾具設計手冊》表1-2-9,得銑削力計算公式： 式中P───鉆削力 t───鉆削深度，72mm Sz───每齒進給量，0.15mm D───鉆刀直徑，24mm B───鉆削寬度，1.5mm Z───鉆刀齒數(shù)，4 所以：P=490X241.0X0.150.74X24-1.0X1.50.9X4 =856(N) ②夾緊力 查《機床夾具設計手冊》表1-2-11,查得工件以孔定位時所需夾緊力計算公式： 式中Q───夾緊力 K───安全系數(shù) D───工件與支撐面接觸的最大長度，120mm u1───工件與支撐面之間的摩擦系數(shù)，0.2 u2───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù)，0.16 D1───壓板直徑，36mm D2───支撐面直徑，50mm d───支撐釘?shù)闹睆剑?0mm 安全系數(shù)K=K0K1K2K3K4K5K6 其中 K0───基本安全系數(shù)，1.2 K1───加工性質，1.2 K2───刀具鈍化程度，1.3 K3───切削特點，1.0 K4───夾緊力的穩(wěn)定性，1.3 K5───手動夾緊時的手柄位置，1.0 K6───僅有力矩時工件回轉時工件與支撐面接觸的情況，1.0 所以：K=1.2X1.2X1.3X1.0X1.3X1.0X1.0=2.4336 則所需夾緊力Q=4436(N) 查《機床夾具手冊》表1-2-26，查得螺旋夾緊機構夾緊力的計算公式： 式中WQ───產生的夾緊力 MK───實際所需夾緊力，4436N r1───螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑，0 ───螺桿端部與工件間的摩擦角， a───螺紋升角，00471 r2───螺紋中徑一半，11.675 ───螺旋副當量摩擦角，80321 ───除夾緊機構之外的效率，0.85~0.95 WQ= 計算得出WQ=6989N大于所需夾緊力4436N，故本夾具可安全工作。 3、定位誤差的分析 ①零件圖樣上規(guī)定φ40mm與其位置公差0.10的轉角公差為750，故要求φ30mm 的公差小于750，則符合要求。 ②零件圖樣上規(guī)定φ30.2mm與其位置公差0.10的轉角公差為1000，故要求φ25.5mm的公差小于1000，則符合要求。 ③零件圖樣上有φ40mm的孔以A面為基準的平行度要求為100：0.07，則為35mm時為0.0245,與其要求公差為0.014,則符合要求。 ④零件圖樣上有φ30.2mm，以A、B為基準的平行度要求分別為100：0.07和100:0.08,算得結果分別為：0.024和0.028，也是符合要求。 七、畢業(yè)設計的心得體會 時至今日，幾個禮拜的畢業(yè)設計終于可以畫上一個句號了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中呀！沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年