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呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 1 页 共 44 页 前言 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门 的发展，业影响到国计民生和国防力量的加强。因此，各国都把机械制造业放 在首要位置。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧，各大公司都把高新技术 注入机械产品的开发中，作为竞争取胜的重要手段。随着科技的发展，机械产 品和机械制造技术的内涵正在不断发生着变化，工程技术人员不仅要学习和掌 握计算机技术等方面的新知识、新技术，而且还要熟悉机械制造业的工艺方法 和实际生产的夹具应用的新知识，运用全新概念重新优化组合，这就要求我们 在学习中注重联系实际，更好的将理论知识应用到生产中去。 面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制造业面临着严重的挑战。我 们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境存 在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大 的困难。但另一方面，随着我国改革的的不断深入，对外开放的不断扩大，为 我国机械制造业业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。作为新时代的一 名大学生，我们有责任承担建设祖国的任务；作为一名机械制造业的大学生， 我们有信心使新时代的机械制造业更加蓬勃向上；作为一名即将步入社会的大 学生，我们有能力；用自己所学的文化知识去开辟机械行业的新局面，在这次 毕业设计中，我们将大学三年来所学的知识都运用其中，融会贯通，也充分的 认识到作为一名合格的机械行业工作者应具备的知识、文化、能力水平。 在这次设计中，我们小组的所有成员都积极参加，完成各种工作。充分的 体现了小组的团结协作的作用，也加深了彼此的友谊。此次的毕业设计为我们 以后步入社会工作打下了基础，使我们能够成为一名合格的机械制造方面的人 才。 此次毕业设计的顺利完成，是老师和我们小组全体成员的努力的结果，在 此对于老师的辛勤指导我们表示最衷心的感谢！ 这次设计的主要内容有： 1.零件分析，零件图的绘制。 2.确定工艺路线及基本计算。 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 2 页 共 44 页 3.钻床夹具设计及装配图的绘制。 4.绘制数控加工铣削零件图及编程。 5.完成毕业设计说明书的写作。 摘要 毕业设计是经过大学几年的理论性教育，使我们对机械制造这门学科有了 理论上的大体认识。毕业设计是在校大学生唯一一次大规模的将所学的知识融 会贯通的机会，是学生走上社会的良好过度，走向工作岗位的入门之课。 毕业设计让我们知道了自己知识储备的不足，加深我们对所学知识的理解 和消化，同时也学到了设计中许多要注意的细节性的知识，掌握了设计的基本 工艺原理；这次毕业设计提高了我们自己发现问题、分析问题和解决问题的能 力，使我们收益匪浅，达到了预期的效果，这对自己以后的工作有极大的推进 作用。同时也让我们对知识的系统、全面和深入的了解；对今后要从事的事业 有了更进一步的了解。 这次毕业设计的目的是通过设计能够获得运用过去所学的全部课程进行工 艺以及结构设计的基本能力，为将来的工作奠定基础。通过此次毕业设计我们 学到知识和获得的技能： 1.了解了机械制造行业的发展历程、现阶段的发展概况、未来发展情况 以及机械制造的过程。 2.能够熟练的运用大学所学的相关知识，学会查阅机械设计手册进行设 计，同时，能够独立设计出生产应用的零件和夹具。 3.能够运用机械制造工艺学课程中的基本理论和知识，正确的解决零件 在加工过程中的定位，夹紧以及工艺路线的制定，尺寸的计算问题， 保证零件的加工。 4.能够通过设计学到机械中的结构设计能力，通过夹具设计，应当获得 根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理能保证加 工工效和加工质量的夹具。 5.能够对零件的图纸进行分析、判断；更好的应用计算机进行设计，能 够紧密的将计算机应用到设计当中。 能够独立对零件进行数控编程，了解和掌握数控技术在机械制造所占有的 位置。 关键词：钻床夹具；工艺过程；机械加工；工艺；切削用量；数控编程； 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 3 页 共 44 页 前言前言 .1 摘要摘要 .2 第一章 机械加工工艺规程设计4 1.1 CA6140 机床后托架的工艺分析.4 1.2 CA6140 机床后托架的工艺要求及工艺分析.4 1.2.1 CA6140机床后托架的技术要求4 1.3 加工工艺过程.5 1.4 确定各表面加工方案.5 1.4.1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素.5 1.4.2 平面的加工.6 1.4.3孔的加工方案6 1.5 确定定位基准.6 1.5.1 粗基准的选择.6 1.5.2 精基准选择的原则.7 1.6 工艺路线的拟订.7 1.6.1工序的合理组合8 1.6.2 工序的集中与分散.8 1.6.3 加工阶段的划分.9 1.6.4 加工工艺路线方案的比较.9 1.7 CA6140 机床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.12 1.7.1 毛坯的结构工艺要求.12 1.7.2 CA6140机床后托架的偏差计算13 1.8 确定切削用量及基本工时（机动时间）.15 1.8.1 工序1：粗、精铣底面15 第二章第二章 机床夹具设计机床夹具设计 .31 1、 夹具设计过程中的问题夹具设计过程中的问题31 2、定位基准的选择、定位基准的选择.31 3、定位元件的选择定位元件的选择.31 第三章 数控编程设计31 1. 常用编程指令及编程方法.31 设计总结设计总结 .40 参考文献参考文献 .41 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 4 页 共 44 页 致谢致谢 .42 第一章 机械加工工艺规程设计 1.1 CA6140 机床后托架的工艺分析 零件的作用：本零件为 CA6140 车床后托架，用于机床和光杠，丝杠的连 接。 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6 . 1Ra 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。 1.2 CA6140 机床后托架的工艺要求及工艺分析 图 1.1 CA6140 机床后托架零件图 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的 劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加 工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 5 页 共 44 页 1.2.1 CA6140 机床后托架的技术要求 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。6 . 1Ra 另一组加工是侧面的三孔，分别为，其表面 3 . 0 0 5 . 25 2 . 0 0 30 025 . 0 0 40 粗糙度要求 要求的精度等级分别是，。6 . 1Ra7IT7IT7IT 以顶面为住加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯132202 空，这组孔的表面粗糙度要求是，以及以和的阶50Rz3 . 6Ra132102 梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，10213250Rz ，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。3 . 6Ra1023 . 6Ra CA6140 机床后托架毛坯的选择金属行浇铸，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。 mm31 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。 1.3 加工工艺过程 由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说， 保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于 CA6140 机床后 托架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔 和平面之间的相互关系。 由上面的一些技术条件分析得知：CA6140 后托架的尺寸精度，形状相关度 以及位置精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。 1.4 确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳 动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计 CA6140 机床后托架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加 工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经 济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。 1.4.1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求， 选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 6 页 共 44 页 小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加 工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削 加工。 要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而 有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法 和设备，推广新技术，提高工艺水平。 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求， 工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。 再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为 IT6，表面粗糙度为 Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准 备工序可为粗车半精车淬火粗磨。 1.4.2 平面的加工 由参考文献7机械加工工艺手册表 2.1-12 可以确定，底面的加工方案为 底平面：粗铣精铣（） ，粗糙度为 6.30.8，一般不淬硬的平面， 97ITIT 精铣的粗糙度可以较小。 1.4.3 孔的加工方案 由参考文献7机械加工工艺手册表 2.1-11 确定，以为孔的表面粗 糙度为 1.6，则选侧孔（，）的加工顺序为：钻扩 3 . 0 0 5 . 25 2 . 0 0 30 025 . 0 0 40 粗铰精铰 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，所以我们采用一次钻孔的加工方50Rz 法，的孔选择的加工方法是钻，因为的孔和是一组阶梯132202132 孔，所以可以在已经钻了的孔基础上再锪孔钻锪到，而另一组132202 和也是一组阶梯的孔，不同的是的孔是锥孔，起表面粗糙132102102 度的要求是，所以全加工的方法是钻扩铰。6 . 1Ra 1.5 确定定位基准 1.5.1 粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加 工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加 工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 7 页 共 44 页 选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均 匀、外形对称、少装夹等。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨 面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工 床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少 的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的 加工余量。 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定 位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时 需经初加工。 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 多次使用难以保证表面间的位置精度。 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，选择侧面三孔作为 CA6140 机床后托架加工粗基准。 1.5.2 精基准选择的原则 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免 定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保 证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹 具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作 为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多 书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准 反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基 准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工 表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外， 像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳 固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 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 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 8 页 共 44 页 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。 1.6 工艺路线的拟订 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。CA6140 机床后 托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、 精加工顶平面。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 1.6.1 工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设 备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的 机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不 高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人 数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证 这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床， 以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费 事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但 由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具 组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1% c9080 苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证 零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。 mg200 1.6.2 工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个 不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序 分散。 工序集中的特点 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和 生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些 表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以 提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事， 生产准备工作量大。 工序分散的特点 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 9 页 共 44 页 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的 机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不 高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具 体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但 由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具 组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突 出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量， 从而可取的良好的经济效果。 1.6.3 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条 件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷， 予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提 高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生 的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备， 保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为 Ra101.25m。 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工 精度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。 光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精 度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为 IT5IT6, 表面粗糙度为 Ra1.250.32m。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 10 页 共 44 页 度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶 段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不 把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就 要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 1.6.4 加工工艺路线方案的比较 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 1.1 加工工艺路线方案比较表 方案方案工序号 工序内容定位基准工序内容定位基准 010 粗铣底平面A底面和侧面粗、精铣底平 面A 侧面和外圆 020 精铣底平粗A底面和侧面钻、扩孔： 40 、 2 . 30 5 . 25 底面和侧面 040 钻、扩孔： 40 、 2 . 30 5 . 25 底面和侧面粗铰孔： 、40 2 . 30 、 5 . 25 底面和侧面 050 粗铰孔： 、40 2 . 30 、 5 . 25 底面和侧面精铰孔： 、40 2 . 30 、 5 . 25 底面和侧面 060 精铰孔： 、40 2 . 30 、 5 . 25 侧面和两孔 粗铣油槽 底面和侧面 070 粗铣油槽底面和侧面 钻：、10 13 底面和侧面 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 11 页 共 44 页 080 锪钻孔：42 底面和侧面 扩孔 13 底面和侧面 090 钻：、10 13 底面和侧面精铰锥孔： 10 底面和侧面 110 扩孔 13 底面和侧面锪钻孔： 10 、 13 底面和侧面 120 精铰锥孔： 10 底面和侧面去毛刺 130 锪钻孔： 10 、 13 底面和侧面 钻：、6M6 底面和孔 5 . 25 140 钻：、6M6 底面和孔 5 . 25 攻螺纹6M底面和孔 5 . 25 150 攻螺纹6M底面和孔 5 . 25 倒角去毛刺 160 倒角去毛刺检验 170 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 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。 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 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 12 页 共 44 页 010 铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸： 长： 宽： mm220mm60 高：mm70 孔：、 5 . 21 2 . 2636 020 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工件用专用夹具装夹；立 式铣床)52(KX 060 钻，扩钻，扩孔： ， 03 . 0 0 5 . 25 02 . 0 0 30 025 . 0 0 40 工件用专用夹具装夹；摇 臂钻床 Z3040X16 070 铣粗铣油槽 080 粗铰粗铰： ， 03 . 0 0 5 . 25 02 . 0 0 30 025 . 0 0 40 工件用专用夹具装夹；摇 臂钻床 Z3040X16 090 精铰精铰： ， 03 . 0 0 5 . 25 02 . 0 0 30 025 . 0 0 40 工件用专用夹具装夹；摇 臂钻床 Z3040X16 100 钻 将孔、132102 钻到直径202mmd10 110 扩孔钻 将扩孔到要求尺寸132 120 扩孔钻 扩孔、到要求尺13202 寸 130 铰 精铰锥孔102 工件用专用夹具装夹； ZA5025 立式钻床 140 钳去毛刺 150 钻 钻孔、6M6 160 攻丝攻螺纹6M 工件用专用夹具装夹； ZA5025 立式钻床 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 13 页 共 44 页 170 钳倒角去毛刺 180 检验 190 入库清洗，涂防锈油 1.7 CA6140 机床后托架的偏差，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，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。 1.7.1 毛坯的结构工艺要求 CA6140 车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。 、铸造圆角要适当，不得有尖角。 、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯 子、并便于起模。 、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。 毛坯形状、尺寸确定的要求 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 、各加工面的几何形状应尽量简单。 、工艺基准以设计基准相一致。 、便于装夹、加工和检查。 、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困 难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类 形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛 坯的种类 形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 1.7.2 CA6140 机床后托架的偏差计算 底平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余粮的计算，计算底平面与孔（，）的 3 . 0 0 5 . 25 2 . 0 0 30 025 . 0 0 40 中心线的尺寸为。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步07 . 0 35 余量如下： 粗铣：由参考文献5机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2-23。其余量值规 定为，现取。表 3.2-27 粗铣平面时厚度偏差取。mm4 . 37 . 2mm0 . 3mm28. 0 精铣：由参考文献7机械加工工艺手册表 2.3-59，其余量值规定为 。mm5 . 1 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 14 页 共 44 页 铸造毛坯的基本尺寸为，又根据参考文献7机械加工390 . 10 . 335 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 公差为。mm1 . 1 毛坯的名义尺寸为：390 . 10 . 335 毛坯最小尺寸为：mm45.3855 . 0 39 毛坯最大尺寸为：mm55.3955 . 0 39 粗铣后最大尺寸为：mm360 . 135 粗铣后最小尺寸为：mm72.3528 . 0 36 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（， 3 . 0 0 5 . 25 2 . 0 0 30 ）的中心线的尺寸为。 025 . 0 0 4007 . 0 35 主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： 30 0 5 . 25 钻的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是12ITumRa15mm21 . 0 扩的精度等级： IT=11, 表面粗糙度 ,尺寸偏差是 0.13mm umRa10 粗铰的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是10ITumRa5mm084 . 0 精铰的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是7ITumRa6 . 1mm21 . 0 孔 20 0 2 . 30 钻的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是12ITumRa15mm25 . 0 扩的精度等级：IT = 11, 表面粗糙度 ,尺寸偏差是 umRa10mm16 . 0 粗铰的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是10ITumRa5 . 2mm1 . 0 精铰的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是7ITumRa6 . 1mm025 . 0 孔 025 . 0 0 40 扩的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是12ITumRa15mm25 . 0 粗铰的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是10ITumRa5 . 2mm1 . 0 精铰的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是7ITumRa6 . 1025 . 0 根据工序要求，侧面三孔的加工分为钻、扩，粗铰、精铰三个工序完成， 各工序余量如下： 钻： 第一次到，第二次到 3 . 0 0 2515523 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 15 页 共 44 页 第一次到，第二次到 2 . 0 0 2 . 30152 .28 扩： 3 . 0 0 5 .25 3 . 25 2 . 0 0 2 . 30995.29 025 . 0 0 4075.39 粗铰： 3 . 0 0 5 .2544.25 2 . 0 0 2 . 3013.30 025 . 0 0 4093.39 精铰： 30 0 5 . 255 .25 20 0 2 . 30 2 . 30 025 . 0 0 4040 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 孔毛坯基本尺寸为：； 30 0 5 . 25mm 5 . 218 . 02 . 125 .25 孔毛坯基本尺寸为：； 20 0 2 . 30mm2 .268 . 02 . 12 2 . 30 孔毛坯基本尺寸为：。 025 . 0 0 40mm368 . 02 . 1240 顶面两组孔和，以及另外一组的锥孔和132202102132 毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参1IT50Rz 照参考文献7机械加工工艺手册表 2.3-47，表 2.3-48。确定工序尺寸及加 工余量为： 第一组：和132202 加工该组孔的工艺是：钻扩锪 钻孔： 10 扩孔： （Z 为单边余量）13mmZ32 锪孔： （Z 为单边余量）207mm2Z 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 16 页 共 44 页 第二组：的锥孔和102132 加工该组孔的工艺是：钻锪铰 钻孔： 10 锪孔： （Z 为单边余量）13mmZ42 铰孔： 10 1.8 确定切削用量及基本工时（机动时间） 1.8.1 工序 1：粗、精铣底面 机床：双立轴圆工作台铣床KX52 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数VCW r418 mmD63 6Z 粗铣 铣削深度： p ammap3 每齿进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表 2.4-73，取 f a 铣削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表 2.4-81，Zmmaf/18 . 0 V 取smV/2 . 1 机床主轴转速：n ， 式min/97.363 6314 . 3 602 . 110001000 0 r d V n min/370rn （1.1） 实际铣削速度： 式 V sm nd V/22. 1 601000 3706314. 3 1000 0 （1.2） 进给量： 式 f VsmmZnaV ff /66 . 6 60/370618 . 0 （1.3） 工作台每分进给量： m fmin/ 6 . 399/66 . 6 mmsmmVf fm ：根据参考文献机械加工工艺手册表 2.4-81, amma60 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76 刀具切入长度： 1 l 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 17 页 共 44 页 式（1.4）) 31 ()(5 . 0 22 1 aDDl mm98.24)31 ()606363(5 . 0 22 取mml25 1 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 式 1j tmin26 . 0 6 .399 22576 21 1 m j f lll t （1.5） 精铣： 铣削深度： p ammap5 . 1 每齿进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取 f a 铣削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-Zmmaf/15 . 0 V 81，取smV/5 . 1 机床主轴转速，由式（1.1）有：n ， min/96.454 6314 . 3 605 . 110001000 0 r d V n min/460rn 实际铣削速度，由式（1.2）有： V sm nd V/52 . 1 601000 4606314 . 3 1000 0 进给量，由式（1.3）有： f VsmmZnaV ff /9 . 660/460615 . 0 工作台每分进给量： m fmin/414/9mmsmmVf fm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml76 刀具切入长度：精铣时 1 lmmDl63 1 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1。 机动时间，由式（1.5）有： 2j tmin33. 0 414 26376 21 2 m j f lll t 本工序机动时间min59 . 0 33. 026 . 0 21 jjj ttt 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 18 页 共 44 页 1.8.2 扩、铰40mm 孔、钻、扩、铰30.2mm 孔、25.5mm 孔 1.加工条件： 工件材料：HT200，=200MPa、铸造 b 加工要求：钻、扩、铰40mm、30.2mm、25.5mm 孔 刀具：高速钢麻花钻头、硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀 机床：Z3040X16 摇臂钻床 2.计算切削用量及加工工时 （1）扩孔至39.75mm 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-41 取 f=1.0mm/z v=0.43m/s n =3.4 r/s s 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=15mm t =22s=0.37min w fn yL w 0 . 13 1560 （2）铰40mm 孔 由参考文献切削用量手册表 31 取 f=2.5 mm/r 由参考文献切削用量手册表 33 取 cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-36 取 Kv=0.9 由参考文献切削用量手册表 32 取后刀面最大磨损限度为 0.8mm 刀具耐用度 T=7200s v=0.29m/s v yvxvmm zv wv K fapT dc 1 60 9 . 0 5 . 2125 . 0 720060 40 6 . 15 5 . 01 . 03 . 03 . 01 2 . 0 n =2.31r/s=138.5r/min s w d v 1000 4014 . 3 29 . 0 1000 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 19 页 共 44 页 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =140 r/min=2.33r/s w 实际切削速度 v=0.293m/s 1000 w wwn d 1000 33 . 2 4014 . 3 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=15mm t =13s=0.22min w fn yL w 5 . 233 . 2 1560 （3）钻28mm 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=1.0 mm/r L=60mm3dw取 K=1 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =3.98r/s=238.9r/min s w d v 1000 2814 . 3 35 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =236 r/min=3.93r/s w 实际切削速度 v=0.346m/s 1000 w wwn d 1000 93. 32814 . 3 切削深度 a =14mm e 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=11mm t =18s=0.3min w fn yL w 0 . 193 . 3 1160 （4）扩孔至29.9mm 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-41 取 f=0.8mm/z v=0.46m/s n =4.9 r/s s 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=12mm 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 20 页 共 44 页 t =18s=0.31min w fn yL w 8 . 09 . 4 1260 （5）铰30.2mm 孔 由参考文献切削用量手册表 31 取 f=2.5 mm/r 由参考文献切削用量手册表 33 取 cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-36 取 Kv=0.9 由参考文献切削用量手册表 32 取后刀面最大磨损限度为 0.8mm 刀具耐用度 T=7200s v=0.265m/s v yvxvmm zv wv K fapT dc 1 60 9 . 0 5 . 215 . 0 720060 2 . 30 6 . 15 5 . 01 . 03 . 03 . 01 2 . 0 n =2.79r/s=167.7r/min s w d v 1000 2 . 3014 . 3 265 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =170 r/min=2.83r/s w 实际切削速度 v=0.269m/s 1000 w wwn d 1000 83 . 2 2 . 3014 . 3 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=12mm t =10s=0.17min w fn yL w 5 . 283 . 2 1260 （6）钻23mm 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=0.75 mm/r L=60mm3dw取 K=1 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =4.85r/s=290.8r/min s w d v 1000 2314 . 3 35 . 0 1000 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 21 页 共 44 页 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =300 r/min=5r/s w 实际切削速度 v=0.359m/s 1000 w wwn d 1000 52314 . 3 切削深度 a =11.5mm e 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=9mm t =18.4s=0.31min w fn yL w 75 . 0 5 960 （7）扩孔至25.2mm 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-41 取 f=0.8mm/z v=0.44m/s n =5.6 r/s s 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=10mm t =16s=0.26min w fn yL w 8 . 06 . 5 1060 （8）铰25.5mm 孔 由参考文献切削用量手册表 31 取 f=2.0 mm/r 由参考文献切削用量手册表 33 取 cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-36 取 Kv=0.9 由参考文献切削用量手册表 32 取后刀面最大磨损限度为 0.8mm 刀具耐用度 T=7200s v=0.09m/s v yvxvmm zv wv K fapT dc 1 60 9 . 0 0 . 215 . 0 720060 5 . 25 6 . 15 5 . 01 . 03 . 03 . 01 2 . 0 n =1.124r/s=67.4r/min s w d v 1000 5 . 2514 . 3 09 . 0 1000 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 22 页 共 44 页 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =67 r/min=1.12r/s w 实际切削速度 v=0.09m/s 1000 w wwn d 1000 12 . 1 5 . 2514 . 3 切削工时： L=60mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=10mm t =31.25s=0.52min w fn yL w 212 . 1 1060 1.8.3 锪平 R22mm 平面 钻20mm、13mm 孔 1.加工条件： 工件材料：HT200，=200MPa、铸造 b 加工要求：钻20mm、13mm 孔 刀具：钻头 机床：ZA5025 立式钻床 2.计算切削用量及加工工时 （1）钻孔20mm 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=0.72 mm/r L=13mm3dw取 K=1 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =5.57r/s=334.4r/min s w d v 1000 2014 . 3 35 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =335r/min=5.58r/s w 实际切削速度 v=0.35m/s 1000 w wwn d 1000 58. 52014 . 3 切削深度 a =10mm e 切削工时： L=60mm L 为加工长度 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 23 页 共 44 页 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=6mm t =5s=0.08min w fn yL w 72 . 0 58 . 5 613 （2）钻13mm 孔 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=0.6 mm/r L=5mm3dw取 K=1 由参考文献机械加工工艺实用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =8.57r/s=514.5r/min s w d v 1000 1314 . 3 35 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =500r/min=8.3r/s w 实际切削速度 v=0.34m/s 1000 w wwn d 1000 3 . 81314 . 3 切削深度 a =6.5mm e 切削工时： L=5mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=6mm t =2.2s=0.04min w fn yL w 6 . 03 . 8 65 1.8.4 钻10mm 锥孔 1.加工条件： 工件材料：HT200，=200MPa、铸造 b 加工要求：钻10mm 锥孔 刀具：钻头 机床：ZA5025 立式钻床 2.计算切削用量及加工工时 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=0.5 mm/r L=18mm3dw取 K=1 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 24 页 共 44 页 由参考文献机械加工工艺实用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =11.12r/s=668.8r/min s w d v 1000 1014 . 3 35 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =670r/min=11.17r/s w 实际切削速度 v=0.35m/s 1000 w wwn d 1000 17.111014 . 3 切削深度 a =5mm e 切削工时： L=18mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=5mm t =4s=0.07min w fn yL w 5 . 017.11 518 1.8.5 钻、铰 2-20mm、2-13mm 孔 1.加工条件： 工件材料：HT200，=200MPa、铸造 b 加工要求：钻、铰 2-20mm、2-13mm 孔 刀具：钻头 机床：ZA5025 立式钻床 2.计算切削用量及加工工时 （1）钻19mm 孔 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=0.72 mm/r L=12mm3dw取 K=1 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =5.87r/s=352r/min s w d v 1000 1914 . 3 35 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =355r/min=5.92r/s w 呼伦贝尔学院工程技术系机制专业毕业论文 第 25 页 共 44 页 实际切削速度 v=0.353m/s 1000 w wwn d 1000 92 . 5 1914 . 3 切削深度 a =9.5mm e 切削工时： L=12mm L 为加工长度 由文献切削用量手册表 22 取钻削入切量和超切量 y+=8mm t =5s=0.08min w fn yL w 72 . 0 92 . 5 812 （2）钻12mm 孔 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-33 取 f=0.6 mm/r L=65-12=53mm5dw取 K=0.9 则 f=0.60.9=0.54 mm/r 由参考文献机械加工工艺设计使用手册表 15-37 取 v=0.35m/s n =9.3r/s=557.3r/min s w d v 1000 1214 . 3 35 . 0 1000 按机床参数和文献机械系统设计表 2-12 选取 n =560r/min=9.33r/s w 实际切削速度 v=0.352m/s 1000 w wwn d 1000 33 . 9 1214 . 3 切削深度 a =6mm e 切削工时： L=53mm
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