機械制造工藝課程設(shè)計任務(wù)書（2014~2015學(xué)年）設(shè)計題目設(shè)計“CA6140車床后托架”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備學(xué)院名稱電氣工程與自動化學(xué)院機械工程系專業(yè)（班級）12機械設(shè)計姓名（學(xué)號）起訖日期20XX年5月27號至6月17號指導(dǎo)教師下發(fā)任務(wù)書日期20XX年5月27日安徽大學(xué)機械制造工藝課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目設(shè)計“CA6140車床后托架”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備主要內(nèi)容繪制所加工零件的零件圖。2.繪制所加工零件的毛坯圖。3.編制所加工零件的機械加工工藝過程綜合卡。4．繪制所要加工表面工序的工序卡。5．繪制所要加工表面工序的夾具裝配圖及夾具體零件圖。6．夾具裝配圖及夾具體零件圖CAD電子檔一份。7．編寫設(shè)計說明書一份。應(yīng)收集的資料所要設(shè)計零件的零件圖，零件的生產(chǎn)批量（年產(chǎn)3萬件），課程設(shè)計指導(dǎo)書，以及與設(shè)計有關(guān)的參考資料。設(shè)計進(jìn)度計劃1．熟悉零件，畫零件圖1天2.繪制所加工零件的毛坯圖1天3．編制所加工零件的機械加工工藝過程綜合卡及繪制所要加工表面工序的工序卡2天4．繪制所要加工表面工序的夾具裝配圖5天5.繪制夾具體零件圖2天6.CAD繪圖2天7．編寫設(shè)計說明書一份1天8.準(zhǔn)備及答辯1天主要參考文獻(xiàn)1.鄒青，呼詠。《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》（第2版）。機械工業(yè)出版社，2013。2.趙家齊。機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書，機械工業(yè)出版社，1997，12。3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，上海工業(yè)大學(xué)主編。機床夾具設(shè)計，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983。4.李易民。機械制造工藝設(shè)計簡明手冊。機械工業(yè)出版社，1994。5.艾興，肖詩綱。切削用量簡明手冊。機械工業(yè)出版社，1994。6．《機床家具設(shè)計手冊》。上?？萍汲霭嫔纾?993。指導(dǎo)教師意見請各位同學(xué)按照設(shè)計任務(wù)書要求的設(shè)計任務(wù)按時按質(zhì)完成設(shè)計任務(wù)，并隨時與指導(dǎo)教師溝通其設(shè)計方案。備注課程設(shè)計成績評定書審閱課程設(shè)計成績評定書審閱答辯學(xué)生姓名李院生專業(yè)(班級)12機械設(shè)計學(xué)號Z41214002課題名稱：設(shè)計“CA6140車床后托架”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備指導(dǎo)教師過程檢查評語：指導(dǎo)教師簽字：年月日指導(dǎo)教師評語：建議成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日第頁目錄1.CA6140車床后托架的加工工藝設(shè)計 21.1CA6140車床后托架的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求 21.2確定加工工藝路線 32.毛坯及加工余量 62.1毛坯材料及熱處理 62.2毛坯的尺寸結(jié)構(gòu)確定 63.鉆M6螺紋底孔工序 83.1鉆M6螺紋底孔參數(shù) 83.2鉆M6螺紋底孔時間 84.專用夾具設(shè)計 94.1研究原始質(zhì)料 94.2定位基準(zhǔn)的選擇 94.3切削力及夾緊力的計算 94.4誤差分析與計算 104.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 115.課程設(shè)計小結(jié) 12

第一章CA6140車床后托架的加工工藝設(shè)計機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段；是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)；也是企業(yè)品種上，質(zhì)量上，水平上，產(chǎn)品更新上，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過一定的工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結(jié)合現(xiàn)場的具體條件，對零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來。對于某個具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來看，可能其中有種方案比較合理且切實可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬定較為合理的工藝過程。1.1CA6140車床后托架的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求CA6140車床后托架是鑄件，從整體形狀來看類似長方體，下圖1和圖2分別為零件的二維圖和三維圖。具體特點和技術(shù)要求如下：①精加工孔,,要求達(dá)到的精度等級為。粗糙度為，且以底平面為基準(zhǔn)，要求平行度公差為，主要滿足加工孔的位置精度；②其他各個孔的加工都要以底平面為定位基準(zhǔn)。所以，底平面的形位公差要達(dá)到設(shè)計要求；③、粗糙度為；為錐孔，且粗糙度為；④其余未注要求的加工表面為不去除材料加工。圖1.CA6140車床后托架的三維圖1.2確定加工工藝路線后托架材料為HT200（灰口鑄鐵），形狀較復(fù)雜，精度要求不高，可采用砂型鑄造或者熔模鑄造。從經(jīng)濟(jì)方面出發(fā)，選擇砂型鑄造，鑄件公差等級為CT13，加工余量等級選擇G級，鑄件毛坯尺寸長寬高為。表1.CA6140車床后托架加工表面要求加工表面經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度加工方案備注銑A面Ra=1.6粗銑-精銑表1-11鉆孔Rz=50鉆表1-10鉆孔Ra=1.6粗鏜——半精鏜——精鏜表1-10鉆孔Ra=1.6粗鏜——半精鏜——精鏜表1-10鉆孔Ra=1.6粗鏜——半精鏜——精鏜表1-10鉆孔Rz=50鉆表1-10螺紋孔M66H鉆——絲錐攻內(nèi)螺紋表1-12錐孔Ra=1.6鉆——擴——粗鉸——精鉸表1-10主要工序的加工工藝路線：①根據(jù)孔的技術(shù)要求，由資料《公差與配合技術(shù)手冊》得：，；根據(jù)公式得精度等級為。同理可得：孔精度等級為，孔精度等級為。但是表面粗糙程度Ra值為1.6，由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1-10可得孔的加工工藝路線為：孔：鉆——擴——粗鉸——精鉸；孔：鉆——擴——粗鉸——精鉸；孔：鉆——擴——粗鉸——精鉸。②根據(jù)孔、粗糙度為，與有一定的線性關(guān)系：，即： 查《公差與配合技術(shù)手冊》，取。由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1-10可得孔的加工工藝路線為：：鉆孔——擴孔；：鉆孔。③孔錐孔粗糙度為，由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1-10可得孔的加工工藝路線為：粗鉸——精鉸。④孔，粗糙度為，取。由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式，查表1-10可得孔的加工工藝路線為：鉆孔。⑤螺紋孔M6⑥底平面A粗糙度為。由上述的技術(shù)要求（粗糙度和精度等級），選擇合理、經(jīng)濟(jì)的加工方式。第二章毛坯及加工余量2.1毛坯材料及熱處理毛坯材料為灰鑄鐵HT200，由《機械加工工藝手冊》可得其力學(xué)性能如下表所示?；诣T體一般的工作條件：①承受中等載荷的零件；②磨檫面間的單位面積壓力不大于490KPa?；诣T鐵HT200中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大。因此使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶?，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。表2.灰鑄鐵HT200的性能參數(shù)牌號鑄件壁厚最小抗拉強度硬度鑄件硬度范圍金相組織HT1502.5-1010-2020-3030-50175145130120H175150-200鐵素體+珠光體2.2毛坯的尺寸結(jié)構(gòu)確定由于后托架外表面精度要求不高，材料為鑄鐵，工件形狀復(fù)雜，考慮到生產(chǎn)成本，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表1-6，選擇砂型鑄造。為提高生產(chǎn)效率和減少人工勞動強度，選方法為砂型鑄造機器造型和殼型。下圖為毛坯的零件圖，具體尺寸計算過程如下：①初定毛坯尺寸長寬高為。考慮到后托架底面表面粗糙度和平面度要求高，查文獻(xiàn)[2]的表2-24和表2-25得，取平面第一次粗加工余量為，銑平面加工余量為，故取高為。②三個孔的加工精度要求較高為，且它屬于內(nèi)腔機械加工。由得，查文獻(xiàn)[2]表2-2得毛坯鑄件公差等級CT=12。查表2-3得鑄件尺寸公差等級CT=5mm，查表2-4得，鑄件的機械加工余量RMA=0.5mm。則孔的毛坯尺寸為，孔的毛坯尺寸為，孔的毛坯尺寸為。

鉆M6螺紋底孔工序3.1鉆M6螺紋底孔參數(shù)鉆M6螺紋底孔，預(yù)孔的直徑為，孔深為17mm。根據(jù)文獻(xiàn)[2]表4-5~表4-7，選用鉆床為搖臂鉆床Z3025，可用于鉆、擴、鉸及攻絲。由于加工材料為鑄鐵，鉆頭的選用材料為高速鋼，由表3-2選取鉆柄為直柄短麻花鉆。3.2鉆M6螺紋底孔時間切削用量及時間定額計算如下：①鉆孔余量，確定背吃刀量；②確定進(jìn)給量：查表5-22和表4-7，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；③計算切削速度：查表5-22，取切削速度。由式可得，。查表4-6得搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速1000r/min，可求出該工序的實際鉆削速度為15.71m/min；④鉆孔的基本時間由公式，式中，取為1mm,則；⑤輔助時間，則。

第四章專用夾具設(shè)計機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，在整個加工構(gòu)成中，夾具不僅僅是為了夾緊、固定被加工零件，設(shè)計合理的夾具，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。各種專用夾具的設(shè)計質(zhì)量，將直接影響被加工零件的精度要求，在機械加工工藝過程中起到重要的作用。在設(shè)計的過程當(dāng)中，應(yīng)深入生產(chǎn)實際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，在進(jìn)行具體設(shè)計。4.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆M6螺紋底孔。加工時除了要滿足粗糙度Rz=50要求外，還應(yīng)滿足孔的位置公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了銑平面加工。因此，選底平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)）。選擇左端面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的位置公差要求。的兩個孔分別安裝圓柱短銷和削邊銷，削邊的方向為兩個孔的連心線。采用一面兩銷的結(jié)構(gòu)，限制工件的六個自由度。4.3切削力及夾緊力的計算因為采用HT200為工件原材料，HT200的HB值為，取其硬度為190HB。夾緊元件接觸工件為未加工過的毛坯表面工件與夾具支撐面接觸為已加工表面=0.16，，。切削力及夾緊力的計算如下：①查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-8得：；②切削力由得：；③切削扭矩由式得：；④實際所需夾緊力由得：（取，，）。⑤杠桿夾緊時產(chǎn)生的夾緊力由式得：；。4.4誤差分析與計算該夾具以底面、側(cè)面和頂面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由互換性與技術(shù)測量》表可知：取為中等級，即尺寸偏差為、。誤差分析與計算如下：①定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致，故定位誤差；②夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小，即；③磨損造成的加工誤差通常不超過；④夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即；⑤誤差總和：；從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在搖臂鉆床上加工后托架的M6螺紋底孔。工件以底平面、兩個銷定位基準(zhǔn)，在支承釘和支承板上實現(xiàn)完全定位。采用壓板和螺母夾緊工件，該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。采用心軸的結(jié)構(gòu)，一方面可與工件的側(cè)面起定位的作用，另一方面連接壓板起夾緊的作用。夾具體通過定位銷和內(nèi)六角螺釘連接鉆模板，鉆模板有一通孔置有可換鉆套，鉆頭通過孔對工件進(jìn)行鉆M6螺紋底孔。圖3.CA6140車床鉆M6螺紋底孔夾具三維圖

第五章課程設(shè)計小結(jié)在一個夏日的夜晚，我完成了一次為期三周的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計。通過本次的課程設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解。同時也意識到自己識圖繪圖的能力太過薄弱，專業(yè)設(shè)計能力太差。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全