CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计
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目录一、后托架零件的分析 (2)1.1后托架的用途及作用 (2)1.2后托架的工艺分析 (2)1.3确定后托架零件的生产类型、及制造方法 (2)二、工艺规程设计 (2)2.1定位基准的选择 (2)2.2 制定工艺路线 (3)2.2.1.表面加工方法的选择 (3)2.2.2加工阶段的划分 (3)2.2.3采用工序的集中的原则 (3)2.2.4 确定工艺路线 (4)2.3加工设备及工艺装备的选用 (7)2.4 工序基准、工序尺寸、加工余量的确定 (8)2.4.1 工序基准的选择 (8)2.4.2工序尺寸的确定 (8)2.4.3加工余量的确定 (9)2.5切削用量和时间定额的计算 (11)三、专用夹具设计 (20)3.1 铣平面夹具设计 (20)3.1.1 定位基准的选择 (20)3.1.2 切削力及夹紧分析计算 (20)3.2 钻三杠孔夹具设计 (21)3.2.1定位基准的选择 (21)3.2.2 切削力及夹紧力的计算 (22)3.3 钻底孔夹具设计 (23)3.3.1 定位基准的选择 (23)3.3.2切削力及夹紧力的计算 (23)一、后托架零件的分析1.1后托架的用途及作用机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段。
在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。
因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。
对于CA6140车床后托架零件。
后托架在CA6140车床床身的尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向开关，起加强固定作用；在ø40mm 与ø30.2mm 之间的孔为毛线孔，用于导通油路；旁路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后托架的工艺分析由零件图1-1可得：CA6140车床后托架是铸造件，从整体形状来看类似长方体。
根据要求主要是加工孔和底平面。
具体特点和技术要求如下：① 精加工孔mm 025.0040+φ, mm 02.002.30+φ, mm 03.005.25+φ要求达到的精度等级为8~7IT IT 。
粗糙度为um Ra 6.1=，且以底平面为基准，要求平行度公差为07.0，主要满足加工孔的位置精度。
② 其他各个孔的加工都要以底平面为定位基准。
所以，底平面的形位公差要达到设计要求。
③ mm 202φ-、mm 132φ-粗糙度为50=Rz ；mm 202φ-为锥孔，且粗糙度为um Ra 6.1=。
④ 其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。
1.3确定后托架零件的生产类型、及制造方法零件材料为HT200，采用铸造。
由于零件年产量为5000件，已达大批量生产水平，故采用铸造精度较高的金属型铸造，生产率很高，可以免去每次造型。
二 工艺规程设计2.1定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
（1）精基准的选择从CA6140机床后托架零件图分析可知，底面A 为设计基准，选其为精基准可以实现设计基准和工艺基准重合，遵循“基准统一”原则。
（2）粗基准的选择因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择侧面孔40φ、2.30φ底面作为粗基准加工底面A ，可以为后续工序准备好精基准。
2.2 制定工艺路线2.2.1.表面加工方法的选择 （1）平面的加工由参考文献[1]《指导教程》表1-8和表1-19可以确定，底面的加工方案：粗铣——精铣（97IT IT -），粗糙度为 6.3~0.8，一般不淬硬的平面加工，平面度为0.02，满足加工要求。
（2） 孔的加工方案⑴．由于孔的表面粗糙度为1.6，查参考文献[1]《指导教程》表1-7选侧面三孔（03.005.25φ，02.002.30φ，025.0040φ）的加工顺序为：粗镗——半精镗——精镗。
⑵．而顶面的四个孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是50Rz ，所以我们采用一次钻孔的加工方法，132φ-的孔选择的加工方法是钻，因为是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了132φ-的孔基础上再用锪孔钻锪到202φ-，而另一组13φ和102φ-也是一组阶梯的孔，不同的是是锥孔，起表面粗糙度的要求是6.1=Ra ，根据参考文献[1]《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1-7对102φ-的孔选用钻—粗铰—精铰加工方法。
3.2.2加工阶段的划分该后托架的加工质量要求较高，可将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（后托架底面）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗镗孔40φ、2.30φ、5.25φ。
在半精加工阶段，完成孔40φ、2.30φ、5.25φ半精镗，阶梯孔的钻、锪和铰加工和加工螺纹孔、进油孔，在精加工阶段，进行后托架底面的精铣加工。
2.2.3采用工序的集中的原则选用工序集中原则安排后托架的加工工序。
该后托架的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
2.2.4 确定工艺路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。
主要工序的加工工艺路线① 根据孔mm 025.0040+φ的技术要求，由资料[7]《公差与配合技术手册》得：25+=es ，0=ei ；根据公式25=-=ei es T ；查资料[6]《互换性与技术测量》表1-8得： 精度等级为7IT 。
同理可得：孔mm 02.002.30+φ精度等级为7IT 。
孔mm 03.005.25+φ精度等级为8IT 。
由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：钻——粗铰——精铰② 根据孔mm 202φ-、mm 132φ-粗糙度为50Rz ，查资料[7]《公差与配合技术手册》得：Ra 与Rz 有一定的线性关系：971.05.4Ra Rz =即： 939.11=Ra查《公差与配合技术手册》表33-，取um Ra 5.12=由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为：钻孔——扩孔③ 孔mm 102φ-锥孔粗糙度为um Ra 6.1=由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为： 粗铰——精铰④ 底平面A 粗糙度为um Ra 6.1=由上述的技术要求（粗糙度和精度等级），选择合理、经济的加工方式，查表1.3可得孔的加工工艺路线为： 粗铣——精铣——细铣CA6140后托架加工工艺路线的确定 ① 加工工艺路线方案在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。
但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。
见下表：表1.4 加工工艺路线方案工序号方案Ⅰ方案Ⅱ工序内容定位基准工序内容 定位基准010 粗刨底平面A 侧面和外圆 粗、精铣底平面A侧面和外圆020 精铣底平A 粗 侧面和外圆 钻、扩孔：40φ 2.30φ、5.25φ底面和侧面030 细精铣底平A 侧面和外圆 粗铰孔：40φ、2.30φ、5.25φ 底面和侧面040 钻、扩孔：40φ 2.30φ、5.25φ底面和侧面粗铣油槽底面和侧面050 粗铰孔：40φ、2.30φ、5.25φ底面和侧面精铰孔：40φ、2.30φ、5.25φ底面和侧面060 精铰孔：40φ、2.30φ、5.25φ 侧面和两孔锪钻孔：42φ 底面和侧面 070 粗铣油槽底面和侧面钻：10φ、13φ 底面和侧面 080 锪钻孔：42φ 底面和侧面 扩孔13φ 底面和侧面 090 钻：10φ、13φ 底面和侧面 精铰锥孔：10φ底面和侧面110 扩孔13φ 底面和侧面 锪钻孔：10φ、13φ底面和侧面120 精铰锥孔：10φ底面和侧面去毛刺130 锪钻孔：10φ、13φ底面和侧面钻：6M 、6φ 底面和孔5.25φ 140 钻：6M 、6φ 底面和孔5.25φ攻螺纹6M底面和孔5.25φ150 攻螺纹6M 底面和孔5.25φ 细精铣底平面A侧面和孔160 倒角去毛刺 倒角去毛刺 170检验检验② 加工工艺路线方案的论证a.方案Ⅱ中的010和150工序在铣床上加工底平面，主要考虑到被加工表面的不连续，并且加工表面积不是很大，工件受太大的切削力易变形，不能保证平面的平面度公差。
方案Ⅰ比方案Ⅱ铣平面生产效率底，采用铣较经济合理。
b.方案Ⅱ在012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。
c.方案Ⅱ在010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。
d.方案Ⅱ把细精铣底平面A 安排在后工序中，是以免划伤而影响美观及装配质量。
e.方案Ⅱ符合粗精加工分开原则。
由以上分析：方案Ⅱ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1.5 加工工艺路线工序号 工 种 工作内容 说 明010铸砂型铸造铸件毛坯尺寸：长：mm 220 宽：mm 60 高：mm 46.69020 清砂 除去浇冒口，锋边及型砂030热处理 退火石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工040 检验 检验毛坯050 铣 粗铣、精铣底平面A 工件用专用夹具11--JC 装夹；立式铣床)52(K X 060 钻 钻、扩钻： mm mm mm 5.252.3040φφφ、、 工件用专用夹具21--JC 装夹；摇臂钻床)3025(Z070 铣 粗铣油槽080 铰 粗、精铰孔：mm mm mm 5.252.3040φφφ、、 工件用专用夹具21--JC 装夹；摇臂钻床)3025(Z090 钻将孔132φ-、102φ-、202φ-钻到直径mm d 10=110扩孔钻 将132φ-扩孔到要求尺寸120 锪孔钻 锪孔mm 42φ、mm 202φ- m m 13φ到要求尺寸工件用专用夹具31--JC 装夹；摇臂钻床)3025(Z 130 铰 精铰锥孔102φ- 140 钳 去毛刺 150 钻 钻孔6M 、6φ160 攻丝 攻螺纹6M 170 铣 细精铣底平面A 工件用专用夹具21--JC 装夹；立式铣床)52(K X 180 钳 倒角去毛刺 190 检验210 入库清洗，涂防锈油2.3加工设备及工艺装备的选用机床的选用查资料[1]《机械加工工艺手册》可得： 立式铣床)52(K X ，主要用于铣加工。
