CA6140车床后托架的设计

烟台大学毕业论文（设计）

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序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次较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，它是我们3年的大学成绩考核的一个很好的方式，在三年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能够通过这次毕业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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不走之处，恳请各位老师给于指教。

第一章 工 艺

一、 零件的分析

（一） 零件的作用

CA6140车床后托架在卧式机床上，当采用双向引导刀具时，且有较高的精度要求时.刀具和主轴之间采用浮动卡头连接，在动力头退回原位，刀具又已退离夹具刀套的情况下，必须采用托架来支撑刀杆，以防止刀杆产生下垂，保证在下一次工作循环中，刀具能顺利得重新进入刀套，托架的结构形式同活动钻模版相似，但其作用仅在于支撑刀杆而不作为刀具的导向，托架不起直接保证加工精度的作用，但他却直接保证机床能顺利正常的工作。

（二） 零件的工艺分析

CA6140车床托架可分为四个加工工序，他们之间有一定的位置要求。

1. 托架底座 粗糙度1.6um，平面度003。

2. 三杆孔 一个直径40的孔及其宽度为3的圆孔。

一个直径30的孔。

一个直径25.5的孔及其孔端面。

3. R 8 的两吊耳：一个M6的螺纹孔和直径6的孔

4. 托架的2-Ф10锥孔低孔，2-Ф13孔及其2-Ф20的沉头孔个加工部位存在着位置要求。

（三）设计托架时的注意事项

托架应有足够的支撑刚性，尤其在托架的轮廓尺寸的大，承托的刀具数量多，重量大的情况下，更应该注意采用必要的措施来加强托架的支撑刚性，如可增加刀杆的直径，或其烟台大学毕业论文（设计）

2 数量，采用刀杆与主轴向的连接而不与前盖连接，并适当增加其连接长度，用拉杆是刀杆与主轴箱相连，在托架下部设置支撑钉或滚轮等措施，并注意，只有中小型托架采用空心导向。

二 、 工艺规程设计

（一） 确定毛坯的制造形式

零件材料为灰铸铁，硬度HT200，考虑到机床在工作过程当不经常加速，承受交变载荷以及冲击载荷较小，因此应该选用金属模机械砂型铸造，又因为是批量生产，而且零件的尺寸不大结构对称，故可以用铸造，既保证工作的可靠性又提高了劳动生产率。

(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。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行

（1）粗基面的选择。 按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，当零件有若干个不加工表面时，则应该以与加工表面要求相对位置度较高的不加工表面为粗基准， 对于一般的轴类零件以外圆作为粗基准是完全合理的，现在选取ø40mm的外圆作表面和底面为加工右平面的粗基准，利用一组共两个V形块支撑外圆轮廓作为定位面，消除X和Y方向以及绕他们旋转的四个自由度，然后再利用支撑板支撑ø40mm的底面，用以消除Z方向以及绕他旋转的两个自由度，最终达到完全定位。

（2）精基准的选择。主要考虑设计基准与工序基准的重合问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

（三） 制定工艺路线

线制定工艺路线的出发点，应当是以零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定为批量生产的条件下，可以考虑采用专用夹具，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，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线一

工序I 三次钻托架三杠孔，分别扩，铰空Ф40、Ф30.2 、Ф25.5 和锪22端面。

工序II 四次钻固定螺钉底孔和定位销底孔，扩2-Ф13，锪沉头孔2-Ф20，Ф13

工序III 钻Ф6及M8底孔。

工序IV 攻螺纹M6。

工序V 以三杠孔为基准精铣托架底面，以达到位置要求。

工序VI 检查

工序VII 装配是精铰2-Ф10的椎孔

工艺路线二

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3 工序I 粗铣托架底面

工序II 三次钻托架三杠孔，分别扩，铰空Ф40 、 Ф30.2 、 Ф25.5 锪22端面。

工序III 以三杠孔为基准精铣托架底面，以达到位置和尺寸要求。

工序IV 四次钻固定螺钉底孔和定位销底孔，扩2-Ф13，锪沉头孔2-Ф20，Ф13。

工序V 钻Ф6及M8底孔。

工序VI 攻螺纹M6。

工序VII 检查。

工序Ⅷ 装配是精铰2-Ф10的椎孔。

工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的相同点在于都是以先面后孔为加工顺序，方案二是加工三杠孔加工完毕后，直接以三杠孔为基准，精加工托架底面，然后再以精铣厚的底面做为基准加工其他的孔，而方案一是以粗铣面为基面，完成所有孔的加工后，在精铣底面，两相对比，可以看出，因为加工孔全部在摇臂钻床上完成，古方案一工序相对比较集中，但并未减少装夹次数。钉孔，定位销、螺纹孔的加工精度不高，而方案二，就解决了上述存在的问题，可得到精度较高的零件。

（四）具体加工路线如下

工序I 粗细托架底面，利用盖板平面为基准，在斜面出加一可调支承，选、用立式车床并加专用夹具。

工序Ⅱ 用Ф24mm钻头钻三杠孔，以底平面、侧平面和盖板平面为定位基准，选用摇臂钻床，

工序Ⅲ 换Ф29的钻头，钻三杠孔中较大的俩孔，在换第三把钻头，钻Ф40的孔至

Ф39

工序Ⅳ 分别扩铰孔Ф25.5、Ф30.2、Ф40，用R22锪头锪出R22端面。

工序Ⅴ 精铣托架底面，选、用立式车床并加专用夹具。

工序Ⅵ 四次钻固定螺钉底孔和定位销底孔，扩2-Ф13、锪沉头孔2-Ф20、Ф13、以底面，侧面和顶端为定为基准，选用用摇臂钻床并加专用夹具/

工序Ⅶ 钻Ф6及M8底孔，以40和30.2两孔和侧面为定为基准，选用用摇臂钻床并加专用夹具/以实现完全定位。

工序Ⅷ 攻螺纹M6

工序Ⅸ 检查

工序Ⅹ 装配是 精铰2-Ф10的椎孔 。

(五) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140车床后托架”零件材料为灰铸铁，硬度200，毛坯重量约3.4千克，生产类型为批量生产，采用金属模机械砂型铸造。

根据以上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：

1. 尺寸要求为35+-0.07，粗糙度为1.6um，因此需要的加工步骤为粗铣-精铣《加工工艺设计手册》。 烟台大学毕业论文（设计）

4 粗铣的加工余量，z=1.5-2.0mm。

精铣的加工余量z =0.6-0.8mm。

所以毛坯的零件加工余量z=2.1-2.8mm之间。

2. 底座表面长度方向的加工余量及公差，

因其两端引起两端都与非工表面连接，故铸造件毛坯的外表面其长度可取120mm。

1. 三杠空的加工余量

零件中的三杠孔采用钻、扩、铰加工。

标准公差数值表可知：由标准公差数值表可知Ф40的孔精度为IT7，Ф30.2的孔精度为IT11-IT12。

Φ40孔的加工工序：

一次钻孔Φ25.0mm

二次钻孔Φ36.0mm

扩孔 Φ39.6mm

粗铰 Φ 39.93mm

精铰 Φ40+-0.025

Φ30.2孔的加工工序：

一次钻孔：Φ25mm

二次钻孔：Φ30mm

粗铰：Φ30.13mm

精铰 Φ30.2mm

Φ25.5孔的加工工序：

钻孔Φ25mm

粗铰 ：Φ25.4mm

精铰：Φ25.5+-0.05

2. 固定螺钉孔和定位销底孔的加工余量：

钻孔：按小头直径钻出Φ10的孔

铰孔：削销圆锥孔，2-Φ13和2-Φ20孔的加工工序

粗锪出2-Φ13和2-Φ20的阶梯孔

3.Φ5和M6孔时加工余量：

Φ5孔：钻孔6mm

M6孔： 钻孔6mm

4. 用公制粗牙机用丝锥攻螺纹。

（六）确定切削用量及其基本工时

工序Ⅰ：粗铣托架底面

1.加工条件： HT200 抗拉强度160MPa 铸造

加工要求： 刀片材料 W6Mo5Cr4V2获同等性能的其他牌号的高速钢制造，焊接柄部用45#钢65Mn或其他同等性能的合金钢制造。道具尺寸为d=20mm标准型基本尺寸L=123mm

2、切削用量的计算

粗铣托架底面沿法线的加工余量及公差查《机械加工工艺设计手册》表2-63，铸件在该方向上的长度为67mm，故长度方向偏差为正负1.3mm，长度方向的余量查表2-70知，烟台大学毕业论文（设计）

5 其余量为3.0mm，而按粗、精铣其加工余量为2.7mm，故3.0mm足以达到所要求的精度，考虑铸造斜度为三十分到一度三十分，则毛皮长度方向最大加工余量为3.5mm，粗加工的加工余量可取3.0mm，三次加工即可，切削深度为30,mm

1. 进给量f

根据《金属切削刀具与磨床标准应用手册》到刀具半径为20X20

f =150mm/min

3. 计算切削速度查《工艺手册》表9-70，根据加工材料灰铸铁，硬度150-250HB,

高速钢刀具V 范围0.25-0.35

因为粗铣，切削可取负荷大，V应取小值，故可取V=0.25m/s

2. 确定机床主轴转速

n=1000/Πd=4(r/s)

即：n s =240r/min

按机床说明书（见《设计手册》）

3. 铣削量基本时间计算

t=120mm

L=11mm

L2=2-5mm,去L2=3mm

T j=L/fmz=(L+L1+L2)*3/150=267min

Fmz为水平进给量