ⅣⅢ車床后托架加工工藝設計摘要本課題的題目是車床后托架的加工工藝及夾具設計。我們研究的目標車床型號為CA6136，第一步我們需要做的是仔細分析我們拿到的零件圖，通過零件圖研讀出工件的大體結構、內(nèi)部構造，對技術要求了解透徹，然后為每一個表面選擇適合它的合理的加工方法，然后匯總所得信息并根據(jù)所得信息擬定出幾套較合理的工藝規(guī)程，在擬定工藝過程的同時，需要明確各工序所需的安裝工位，確定各工序的加工設備和工藝所需裝備，該工序的夾具、刀具及量具等各種工具以及加工所需要用到的機床，確定切削三要素，機床主軸轉(zhuǎn)速，機床運行時的進給量，切削深度，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的時間，用來驗證能否達到工廠生產(chǎn)要求。機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，在整個機械加工過程中，夾具除了夾緊固定被加工零件，還要求保證加工零件的位置精度，提高加工生產(chǎn)率，所以需要選擇相應的零部件來實現(xiàn)定位。關鍵詞：后托架；加工工序；工藝；加工余量目錄TOC\o"1-3"\h\u273991緒論 I1緒論1.1選題背景工作位置是在車床床身的尾部，用于加工細長桿時支承工件，加強固定和提高車床剛度，從而提高加工精度。后托架零件主要構造是其三杠孔，分別用于安裝光杠、絲杠和操縱杠，以及用于導通油路的毛線孔和油蓋螺絲孔固定螺絲孔，這些部位的加工精度到后托架零件的使用性能，間接影響到車床的加工精度，因此合理設置其加工規(guī)程并設計高效實用的專用夾具，就顯得尤為重要。后托架屬于車床中的基本構件之一，大批量生產(chǎn)，依據(jù)后托架零件圖編寫機械加工工藝規(guī)程，為企業(yè)加工后托架提供理論依據(jù)，利于提高工件質(zhì)量，完善產(chǎn)品，提高經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效率。1.2CA6136車床后托架研究內(nèi)容及目的學習研究制定機械加工工藝規(guī)程就是本課題研究目的。因為需要具體詳細的說明加工過程，并按照零件圖上要求的技術要求完成加工，所以需要制定機械加工工藝規(guī)程和加工工藝路線。首先我們要去查閱大量資料了解車床后托架的結構，認真研讀零件圖,從研究零件圖的過程中提高我們的識圖能力,通過識圖、分析圖來繪圖，讓識圖能力和繪圖能力得到同步提升。通過這次設計,對加工過程、尺寸的確定、工藝路線和加工余量都能得到更加深入的了解。能重溫以前學到的東西,為以后做準備。3、分析各種工件夾緊和安裝。夾具在進行加工操作時,為了完成所需要的工序,正確快捷地安裝各種工件。這在確保準確性、提高生產(chǎn)效率、減少勞動力等方面發(fā)揮著巨大的作用。安裝的位置和對錯嚴重地影響了其加工的精度,安裝是否方便和迅速,能夠直接影響到輔助工作時間多少,影響到生產(chǎn)率。這對于本次設計既是一個難點也可能是一個重點。1.3CA6136車床后托架及夾具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀就目前國內(nèi)外情況發(fā)展來看，機械制造加工工藝的發(fā)展非常迅速。近幾年各國許多學術研究者在多個領域展開深入研究，也取得了許多成就，但是距離實際中應用還是有一段距離的。目前國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展飛快，早期制造業(yè)大多使用剛性機加工零件，以至于改型周期長。隨著國內(nèi)對各式零件的需求日益增多，加工所用的設備和加工工藝也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變。夾具在生產(chǎn)與制造的過程中起著很大的作用，在裝備工藝中也是主要的部分。在各種車床的使用中都是不可或缺的部分，它可以保證機械產(chǎn)品的質(zhì)量，能提高產(chǎn)品的生產(chǎn)精度。讓操作人員的工作更簡單而輕松。讓機床能夠完成更復雜的加工，縮短制造時間，對于機械制造的發(fā)展具有重要意義。2工藝設計2.1零件圖分析圖2-1零件圖分析零件圖可得：它是一個外形看起來像是一個長方體的鑄造件。詳細結構特點和技術要求如下：1、孔,,要求粗糙度，準確度等級，為了符合加工孔的位置精度要求，基準為底平面，平行度公差為。2、底平面為其他孔的定位基準。粗糙度要求，平面度公差為。3、為錐孔，粗糙度；、粗糙度。4、沒有標出加工要求的其余加工表面是不去除材料加工。5、將孔口端面銑平。6、螺紋孔加工成。2.2毛坯分析及熱處理加工2.2.1材料的選擇及熱處理加工材料：零件的毛坯材料選擇灰鑄鐵（），由資料[1]得力學性能：表2-1的性能參數(shù)表2-1的性能參數(shù)工作條件：磨檫面間壓力小于等于，承受中等載荷的零件熱處理加工：選用石墨化退火，消除可能出現(xiàn)的白口組織，便于切削加工。2.2.2毛坯的結構確定結構工藝要求：1、鑄件的壁厚應均勻，合適，不能發(fā)生突發(fā)狀況。2、鑄造圓角不得有尖角。3、為便于起模，鑄件結構要盡可能的簡易，更要有合適的起模斜度。4、為避免冷卻時鑄件發(fā)生意外，所以肋的厚度和分布要恰當。形狀和尺寸確定的要求：形狀簡單，基準一致，加工方便，便于裝夾，方便維修，結構統(tǒng)一。2.3設計中考慮的主要問題2.3.1加工方法選取原則所選加工方法首先必須要適應零件材料的可加工性和生產(chǎn)類型，并且需要保證能夠適應工廠現(xiàn)有的設備條件和工人所掌握的技術及能力?？紤]加工方法所耗經(jīng)濟，能否滿足精度要求，盡最大可能提高加工效率，2.3.2加工階段的劃分按照各區(qū)域的作用和加工性質(zhì)可以大體分為以下三個階段：1、粗加工階段粗加工是大進給的切削掉多余金屬部分，為下一階段提供定位基準，粗加工可以盡早發(fā)現(xiàn)毛坯的不足，避免花費不必要的時間和精力。粗加工的粗糙度通常為Ra80~100um，公差等級一般為IT11-IT12。2、半精加工階段半精加工是做好一些次要面完整的加工為最后的精加工做好充足的準備，確保給精加工留有合適的加工余量。大多數(shù)情況下半精加工的粗糙度為，公差等級為。3、精加工階段精加工是去除所有余量,使所有表面符合圖紙要求。為了防止或減少不必要的損傷工件表面，特將精加工放在最后一階段。通常精加工的粗糙度為Ra10~1.5um，公差等級為IT6-IT7。2.3.3加工順序的安排工件的加工過程一般包含機械加工，輔助工序和熱處理三種。各工序常遵循以下原則（表2-2加工工序安排原則）安排加工順序：表2-2加工工序安排原則2.4工藝過程分析CA6136車床后托架的加工工藝的路線擬定工藝路線在制定工藝過程中是至關重要的一步。所以在擬定方案之前應大量調(diào)查研究做好充足準備并設計好多個方案，然后進行仔細比對，最后確定一個最為合理的方案。表2-3加工表面參考參數(shù)主要工序的路線1、按照孔的技術要求查資料[2]]得：，；查資料[3]得：公差等級。孔公差等級。孔公差等級。依據(jù)技術要求選擇最合適的加工方式，確定加工路線，查表（2-3加工表面參考參數(shù)）得孔加工路線：鉆孔→粗鉸孔→精鉸孔2、同理孔、粗糙度，得加工路線：鉆→擴3、同理孔粗糙度，得加工路線：粗鉸孔→精鉸孔4、同理底平面粗糙度得加工路線：粗銑平面→精銑平面→細銑平面加工路線的確定：1、方案如果零件滿足所有技術要求，為提高生產(chǎn)率，可以考慮選用專用機床對該零件進行大批量生產(chǎn)，由于考慮到成本問題件，特擬訂方案以供選擇。見下表2-4：表2-4加工工藝路線方案工序號A方案B方案內(nèi)容定位基準內(nèi)容定位基準1粗、精銑底平面?zhèn)让?外圓粗銑底平面?zhèn)让?外圓2鉆、擴三杠孔底面+側面精銑底平面?zhèn)让?外圓3粗鉸三杠孔：底面+側面細精銑底平面?zhèn)让?外圓4粗銑油槽底面+側面鉆、擴三杠孔：底面+側面5精鉸三杠孔：底面+側面粗鉸三杠孔：底面+側面6锪鉆孔底面+側面精鉸三杠孔：側面+兩孔7鉆孔和孔底面+側面粗銑油槽底面+側面8擴孔底面+側面锪鉆孔底面+側面9精鉸錐孔底面+側面鉆孔和孔底面+側面10锪、鉆孔和孔底面+側面擴孔底面+側面11去刺邊精鉸錐孔：底面+側面12鉆、孔底面+孔锪鉆孔：、底面+側面13攻螺紋底面+孔鉆、孔底面+孔14細精銑底平面?zhèn)让?孔攻螺紋底面+孔15倒角去刺邊倒角去刺邊16最后檢驗最后檢驗2、論證方案(1)A方案中考慮到被加工表面不連續(xù)且加工表面積不大，且受切削力過大易變形，不能夠確保該面的平面度公差。所以選擇在1和14時在銑床上加工底平面，所以A方案銑平面生產(chǎn)效率更高。(2)A方案在11工序時進行倒角去刺邊，為保證以后的定位和裝配更加可靠，且能保證生產(chǎn)安全，防止工人受傷。(3)因為底平面是以后工序的中的一個重要定位面，為保證定位更加精準，所以A方案中將銑底平面放在第一工序進行加工。(4)A方案為避免劃傷零件影響裝配質(zhì)量，影響美觀，故把細精銑底平面安排在最后。通過以上幾步論證分析：最后確定A方案為最合理且最經(jīng)濟的方案。具體的過程見下表：表2-5加工工藝路線工序號工種工作內(nèi)容說明1鑄造砂型尺寸：長：mm寬：mm高：mm2清理出去多余部分及砂土3熱處理加工退火處理選用石墨化退火，消除可能出現(xiàn)的白口組織，便于切削加工。4初步檢驗檢驗毛坯質(zhì)量5粗銑、精銑底平面夾具;立式銑床6鉆、擴鉆三杠孔夾具;搖臂鉆床78粗、精鉸三杠孔：夾具；搖臂鉆床9將、、夾具；搖臂鉆床10使達到尺寸要求11锪孔mm、mmmm到要求尺寸12使錐孔達到要求尺寸131去除刺邊14、15攻螺紋16使底平面達到尺寸要求夾具；立式銑床17倒角去刺18最終檢驗19保潔防銹2.5設計工序2.5.1工序基準的選擇工序基準是工序每一步加工時用的基準，是能夠和定位基準重合的，簡而言之它就是用作定位的某點、線、面。在工序圖中用來確定工序所加工表面加工過后的位置尺寸與精度的基準，是保證精度和形位公差關鍵的一步。2.5.2工序尺寸的確定三杠孔中心軸線間的尺寸鏈的計算：1、尺寸鏈圖（如圖2-2）圖2-2尺寸鏈圖2、：（2-1）得：=0、中間偏差=0、、、=2.5.3加工余量加工余量的確定經(jīng)查閱資料[3]得下表：表2-6加工余量的確定表面內(nèi)容極限偏差粗糟度余量備注01底平面粗銑平面精銑平面細精銑02三杠孔鉆孔擴鉆孔粗鉸孔精鉸孔03锪04鉆孔49+5mm深擴孔05鉆孔粗鉸精鉸06M6鉆螺紋孔攻螺紋07鉆孔2.5.4加工設備和工藝裝備機床的選用:銑加工用立式銑床，鉆、擴、鉸及攻絲用搖臂鉆床。刀具的選用:刀具角度為、、、、、材料為的高速鋼銑刀。鉆頭的選用：長短麻花鉆、麻花鉆、群鉆、擴孔鉆、錐柄擴孔鉆、帶導柱平底锪鉆。鉸刀的選用：錐柄機用鉸刀、4號錐直柄鉸刀。2.5.5切削用量及工時定額銑底平面1、粗銑查資料得：取，，，，；則：主軸轉(zhuǎn)速（2-2）取銑削速度（2-3）（2-4）刀具切入時?。海?-5）刀具切出時?。翰橘Y料[4]可得：（2-6）2、精銑：同上可得：取，，；得，，，。3、細精銑：同上可得：取，，；得，，，。鉆、擴、鉸、锪孔加工的切削用量及工時定額1、鉆、擴、鉸孔三杠孔的切削用量及工時定額鉆孔加工：孔：由資料[5]?。哼M給量,切削速度，；由式（2-2）得：機床主軸轉(zhuǎn)速，取由式（2-3）得：實際切削速度鉆頭切入長度：（2-7）鉆頭切出長度：取查資料[4]可得：孔：同上可得：，，；得，取，，，，，?？祝和峡傻茫?，，；得，取，，，，。擴孔加工:孔：查資料[5]取，，切削深度，；由式（2-2）得：，取由式（2-3）得：被切削層長度：由式（2-7）得：刀具切出長度：取根據(jù)式（2-6）可得：孔：同上可得：取，，；得，取，，，，，?？祝和峡傻茫喝?，，；得，取，，，，，鉸孔加工:孔：查資料[5]?。?；由式（2-2）得:，取由式（2-3）得:被切削層長度：由式（2-7）得：鉸圓柱孔時，查資料[5]得：根據(jù)式（2-6）可得：孔：同上可得：取，；得，得，，，，，?？祝和峡傻茫喝?，；，得，，，，，。2、孔、、、、的切削用量及工時定額將、、、鉆到直徑孔：查資料[5]得：進給量,切削速度，切削深度；由式（2-3）得：，取由式（2-4）得：被切削層長度：由式（2-7）得：刀具切出長度：，取根據(jù)式（2-6）可得：孔：同上可得：取，，切削深度；得，取，，，，取，?？祝和峡傻茫喝。?，切削深度；得，取，，，取，，。3、锪孔（、、）：查資料[5]得：進給量,切削速度；則孔：，，；取，；則由式（2-6）得：孔：同上可得：，，；取，，，得?？祝和峡傻茫海?，；取，，，得。4、鉆：查資料[5]得：進給量,切削速度，切削深度；由式（2-3）得：，取由式（2-4）得：被切削層長度：由式（2-7）得：刀具切出長度：取根據(jù)式（2-6）可得：螺紋孔M6的切削用量及工時定額鉆孔查資料[5]得：進給量,切削速度，切削深度；由式（2-3）得：，取由式（2-4）得：被切削層長度：由式（2-7）得：刀具切出長度：取根據(jù)式（2-6）可得：攻絲：查資料[5]得：螺距，，；由式（2-3）得：，取由式（2-4）得：根據(jù)式（2-7）可得：3夾具設計夾具在工藝裝備中是非常關鍵的組成部分，在加工過程中也是必不可少的，主要起到一個加緊固定作用，固定加緊的同時更要保證能夠提高生產(chǎn)率，保證定位準確率，所以說夾具的要求是很高的，夾具的質(zhì)量問題對零件加工影響非常大，所以保證質(zhì)量也是至關重要的。3.1鉆三杠孔夾具設計3.1.1定位基準的選擇將底平面作為定位精基準是因為底平面在底平面在加工孔之前已經(jīng)進行過銑平面加工且精準。所以將底平面作為定位基準。將左端面作為定位基準是因為三杠孔三軸線間有位置公差要求，要想滿足三孔軸線間的位置公差要求，則需要選擇左端面作為定位基準。工件整體定位則選擇底面加兩側面來固定工件的位移。3.1.3切削力及夾緊力的計算查資料[6]得：切削力公式：（3-1）得：切削扭矩公式：（3-2）得：按靜力平衡原理，在工件收夾緊力、切削力時，及時發(fā)現(xiàn)加工過程中最不利于夾緊的瞬間，并計算出理論意義上的夾緊力。為確保夾緊的可靠性，因此實際加緊力的最終數(shù)值需再乘以安全系數(shù)。由資料[6]得：（3-3）取，，得：夾緊力計算：查資料[6]得：，，，，，，得：該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖3-1如下：圖3-1受力簡圖查資料[6]得：原動力計算公式（3-4）得：（3-5）以上數(shù)據(jù)綜合所得：結論：選用螺旋加緊結構完成該工作是可行的。3.1.4誤差分析與計算孔的軸線與零件左側面的線性公差要求為最普通的工藝，所有機床基本都可以保證。查資料[4]可知：取m（中等級）得：尺寸偏差為由資料[6]可得：1、定位誤差：2、夾緊誤差：（3-6）（3-7）（3-8）得，3、加工誤差（因磨損導致）：4、位置誤差：各誤差總和：分析上述條件可知，設計的三杠桿夾具能夠滿足加工精度要求。結論關于CA6136車床后托架的加工工藝及夾具設計，通過分析零件圖，查閱各類書籍、手冊進行了一系列的計算，擬定多個方案，最后使加工精度得到了提高，并對三杠孔部位進行了更加精準的計算，為三杠孔專用夾具進行了設計，使加工時精度更高，更容易滿足加工精度要求。經(jīng)過這么長時間的努力，通過本次的畢業(yè)設計，使之前學到的知識得到了升華，更透徹的明白了資料的查閱及運用，通過本次對車床后托架加工及夾具設計使我在校期間學到的知識得以綜合運用，在機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計方面得到了剛進一步的了解使所學知識更加全面的完善，掌握了基礎的一些設計思路，學會了設計切入點的運用，更正了設計思路，提高了分析解決問題的能力，得到了動手操作的機會，在操作過程中對所學理論知識得到了驗證，對機床的運用更加了解，進一步規(guī)范了制圖要求，培養(yǎng)了不會就查的好習慣，對標準、手冊等更加了解。我國機械行業(yè)發(fā)