2022年CA机床后托架加工工艺及夹具设计.docx
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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者: PanHongliang仅供个人学习目录1 CA6140 机床后托架加工工艺1.1 CA6140 机床后托架的工艺分析CA6140 机床后托架的是CA6140 机床的一个重要零件,由于其零件尺寸较小,结构形欢迎下载精品学习资源状也不是很复杂,但侧面三杠孔和底面的精度要求较高,此外仍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面度的公差要求等;由于其尺寸精度、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,
2、因此它的加工是特殊关键和重要的;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当达到设计要求,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;而设计和工艺是亲热相关的,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;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;另一组加工是侧面
3、的三孔,分别为,其表面粗糙度要求要求的精度等级分别是,;以顶面为住加工面的四个孔,分别是以和为一组的阶梯空,这组孔的表面粗糙度要求是,以及以和的阶梯孔,其中是装配铰孔,其中孔的表面粗糙度要求是,是装配铰孔的表面粗糙度的要求是; CA6140 机床后托架毛坯的选择金属行浇铸,由于生产率很高,所以可以免去每次造型;单边余量一般在,结构细密,能承担较大的压力,占用生产的面积较小;由于 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
4、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简洁;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,处理好孔欢迎下载精品学习资源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,形状机关度以及位置机精度要求都很高,就给加工带来了困难,必需重视;1.4 确定各表面加工方案一个好的结构不但应当达到设计要求,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;设计和工艺是亲热相关的,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
5、中意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;在中意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,依据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工;依据生产类型选择,在大批量生产中可专用的高效率的设备;在单件小批量生产中就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,接受钻、扩、铰加工方法;而在大批量生产时接受拉削加工;要考虑被加工材料的性质,例如,淬火钢必需接受磨削或电加工;而有色金属由于磨削时简洁堵塞砂轮,一
6、般都接受精细车削,高速精铣等;要考虑工厂或车间的实际情形,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,仍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 Ra0.63 m,并要求淬硬时,其最终工序选用精度,前面预备工序可为粗车半精车淬火粗磨;欢迎下载精品学习资源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.
7、8,一般不淬硬的平面,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,就选侧孔(,)的加工次序为:粗镗精镗;而顶面的四个孔实行的加工方法分别是:由于孔的表面粗糙度的要求都不高,是,所以我们接受一次钻孔的加工方法, 的孔选择的加工方法是钻,由于的孔和是一组阶梯孔,所以可以在已经钻了的孔基础上再锪孔钻锪到,而另一组和也是一组阶梯的孔,不同的是的孔是锥 孔,起表面粗糙度的要求是,所以全加工的方法是钻扩铰;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
8、加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求;粗基准选择应当中意以下要求: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;假如工件上表面上有好几个不需加工的表面,就应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、形状对称、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
9、可能选择平整、光滑、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位精确夹紧牢靠;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;欢迎下载精品学习资源粗基准应防止重复使用,由于粗基准的表面大多数是粗糙不规章的;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 精基准选择的原就基准重合原就;即尽可能选择设计基准作为定位基准;这样可以防止定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差
10、;基准统一原就,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,防止基准转换所带来的误差,并且各工序所接受的夹具比较统一,从而可削减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;互为基准的原就;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;自为基准原就;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
11、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,仍应选择工件上精度高;尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固牢靠;并考虑工件装夹和加工便利、夹具设计简洁等;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,假如使用典型的一面两孔定位方法,就可以中意整个加工过程中基本上都接受统一的基准定位的要求;至于两侧面,由于是非加工表面,所以也可以用与顶平面的
12、四孔的加工基准;选择精基准的原就时,考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准;欢迎下载精品学习资源1.6 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件,一般总是第一加工出统一的基准;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;具体支配是先以孔定位粗、精加工顶平面;后续工序支配应当遵循粗精分开和先面后孔的原就;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就:工序分散原就工序内容简洁,有利选择最合理的切削用量;便于接受通用设备;简洁的机床工艺装备;生产预备工作量少,产品更换简洁;对
13、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,生产治理复杂;工序集中原就工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应削减了操作工人数和生产面积,也简化了生产治理,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,大量生产可接受高效率的专用机 床,以提高生产率;但接受复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整修理费事,生产预备工作量大;一般情形下,单件小批生产中,为简化生产治理,多将工序适当集中;但由于不接受专用设备,工序集中程序受到限制;结构简洁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.
14、1%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;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,接受工序集中或工序分散是其两个不同的原就;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,相应削减了操作工人数和欢迎下载精品学习资源生产面积,也简化了生产治理,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,大量生产可接受高效率的专用机床,以提高生产率;但接受复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整修理费
15、事,生产预备工作量大;工序分散的特点工序内容简洁,有利选择最合理的切削用量;便于接受通用设备;简洁的机床工艺装备;生产预备工作量少,产品更换简洁;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,生产治理复杂;工序集中与工序分散各有特点,必需依据生产类型;加工要求和工厂的具体情形进行综合分析准备接受那一种原就;一般情形下,单件小批生产中,为简化生产治理,多将工序适当集中;但由于不接受专用设备,工序集中程序受到限制;结构简洁的专用机床和工夹具组织流水线生产;由于近代运算机把握机床及加工中心的显现,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
16、的生产预备工作量,从而可取的良好的经济成效;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,为以后的精加工制造较好的条件,并为半精加工,精加工供应定位基准,粗加工时能及早发觉毛坯的缺陷, 予以报废或修补,以免铺张工时;粗加工可接受功率大,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 Ra80100 m;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
17、主要表面的精加工做好预备,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;欢迎下载精品学习资源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 .另外精加工工序支配在最终,可防止或削减工件精加工表面损耗;精加工应接受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Ra101.25 m;光整加工阶段对某些要求特殊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;一般不能订正各表面相互位置误差,其精度等级一
18、般为IT5IT6,表面粗糙度为 Ra1.250.32 m;此外,加工阶段划分后,仍便于合理的支配热处理工序;由于热处理性质的不同,有的需支配于粗加工之前,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确定的;在实际生活中,对于刚性好,精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,在中意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;必需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精确,而在精加工阶段可以支配钻小空之类的粗加工;1.6.4 加工工艺路线方案
19、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接受专用机床,以便提高生产率;但同时考虑到经济成效,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工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010粗铣底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆020精铣底平粗侧面和外圆粗镗孔:底面和侧面040钻、扩孔:底面和侧面、半精镗底面和侧面、孔:、050粗铰孔:、底面和侧面精镗孔:、底面和侧面060精铰孔:、侧面和两孔粗铣油槽底面和侧面欢迎下载精品学习资源070粗铣油槽底面和侧面钻:、底面和侧面080锪钻孔:底面和侧面扩孔底面和侧面090钻
20、:、底面和侧面精铰锥孔:底面和侧面110扩孔底面和侧面锪钻孔:、底面和侧面120精铰锥孔:底面和侧面去毛刺130锪钻孔:、底面和侧面钻:、底面和孔140钻:、底面和孔攻螺纹底面和孔150攻螺纹底面和孔锪平面160锪平面倒角去毛刺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,这不仅防止划伤工人的手,而且给以后的定位及装配得到牢靠的保证;方案在 010 工序中先支配铣底平面,主要是由于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就;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
21、表工序号工 种工作内容说明010铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸:长:宽: 高:孔:、020清砂除去浇冒口,锋边及型砂030热处理退火石墨化退火,来排除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能显现的白口组织(有大量的渗碳体显现),以便于切削加工欢迎下载精品学习资源040检验检验毛坯050铣粗铣、精铣底平面工件用专用夹具装夹;立式铣床060粗镗粗镗镗孔:工件用专用夹具装夹;立,式铣镗床()070铣粗铣油槽080半精镗半精镗镗孔:工件用专用夹具装夹;立,式铣镗床()090精镗精镗镗孔:工件用专用夹具装夹;立,式铣镗床()100钻将孔、钻到直径工件用专用夹具装夹;摇110扩孔钻将扩孔到要求尺寸臂钻床120锪孔钻锪孔、
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