后托架的工艺设计及夹具设计说明

后托架的工艺设计及夹具设计

设计内容：

1.后托架零件图 1张

2.后托架毛坯图 1张

3.机械加工工艺过程卡片 1份

4.机械加工工序卡片 1套

5.夹具设计零件图 1张

6.夹具设计装配图 1张

7.课程设计说明书 1份

序言

机械设计制造工艺学课程设计是在我们学习了大学全部基础课、技术基础课以及大部分专业课程后所进行的一次比较全面的、综合性较强的实际应用学习，在工艺设计以及夹具设计过程中，通过严格的设计要求，让我们能系统的理解、应用所学知识，很好的将我们大学所学知识衔接起来。同时，从课程设计中也锻炼了我们分析、解决问题的能力，依靠自己、相信自己，通过自身的努力，将课程设计很好的完成。此外，课程设计还将有助于我们今后从事的工作，让我们对设计有一个基本的认识。

一、零件的分析

（一）后托架（CA6140车床）的作用

课程设计所给的零件是CA6140车床后托架，CA6140车床后托架安装在卧式机床上，当采用双向引导刀具时，且有较高精度时，刀具和主轴之间采用浮动长头连接，在动力头退回原位，刀具又退离夹具刀套的情况下，采用托架来支撑刀杆，以防止刀杆产生下垂，保证下次工作循环中，刀具能顺利进入刀套。所以后托架在机床上主要起支撑刀杆的作用，保证机床能顺利正常工作。

（二）CA6140车床后托架工艺分析

CA6140车床后托架有三组加工表面，它们之间有着一定的尺寸、几何、位置要求。分析如下：

1. 以侧面孔?40mm为加工中心的加工表面

这一组加工表面包括：

加工?40

的孔，同时加工孔?30.2

和?25.5

与侧面孔?40

保持着一定的平行度0.15，三孔同时与底面A保持平行度0.1。其粗造度要求都为Ra1.6，所以要精加工。

2. 加工顶面四孔

加工两个?20mm沉头落孔，两个?13mm，由于要求粗造度为Rz50，所以加工精度不高。但在加工含锥孔?10mm的孔?13mm时，锥孔加工精度要求Rz1.6，所以要精加工。

3.由于底面A粗造度为Ra1.6，平面度为0.03，所以要精加工，加工采用粗铣精铣，以保证加工精度。

由上分析，可以先进行底面A的加工，再以底面A为基准加工侧面三孔，再三孔粗加工过后，反过来加工底面，将其加工到要求的尺寸。待底面A和侧面三孔加工好了以后，加工顶面四孔和宽度为3 mm的油槽。保证加工尺寸精度、几何形状精度以及位置精度，将直接保证CA6140车床后托架的质量和性能。

二、工艺规程设计

（一）确定后托架（CA6140车床）毛坯的制造形式

零件材料为HT200，在卧式车床上后托架起支撑作用，是保证车床正常运行不可缺少的零件。后托架承受中等载荷，采用砂型铸造的方法。由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型

，这不仅简化了造型和合箱操作，还因砂型紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高，在切削加工前进行人工时效处理，消除铸件表面和壁厚较薄的部位内应力、减小工件变形。

（二）基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择要正确、合理、可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重还会造成零件大批量报废，使生产无法进行。

1. 粗基准的选择

粗基准选择应遵循以下原则：

（1）为保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工表面作为粗基准。

（2）为了保证非加工表面之间的相对位置精度要求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件表面上同时具有多个非加工表面时，应选择与加工面位置精度要求最高的非加工表面作为粗基准。

（3）有多个表面需要一次性加工时，应选择精度要求最高，或者加工余量最小的表面作为粗基准。

（4）粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。

（5）选择粗基准的表面应该平整光洁，有一定面积，无非边、浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。

所以要保证孔与孔、孔与面、面与面之间的位置精度，保证CA6140车床后托架与整个车床上统一基准，CA6140车床后托架选择侧面两铸造孔作为粗基准。

2. 精基准的选择

选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹方便，一般遵循以下原则：

（1）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。

（2）基准统一原则即应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。这样可以简化工艺规程的制定，减少夹具的数量，节约夹具设计和制造费用；减少基准的转换，更有利于保证表面间的相互位置精度。

（3）互为基准原则即对工件上两个相互位置精度要求比较高的表面进行加工时，可以利用两个表面相互作为基准，反复进行加工，以保证精度要求。

（4）自为基准原则即某些表面加工余量小而均匀时，可选择加工表面本身作为定位基准。

（5）准确可靠原则即所选基准应保证工件定位准确、安装可靠；夹具设计简单、操作方便。

考虑定位基准统一，CA6140车床后托架选择底面A作为精基准，底面A不仅与侧面三孔保持平行，而且加工面积大、平整光洁、便于装夹，加上以?40

和?30.2两孔一起，一面两孔定位，更能满足后托架与机床基准统一。

（三）制定工艺路线

1.工艺路线一：

工序1：粗铣底平面A

工序2：钻孔?40mm、?30.2mm、?25.5mm

工序3：刨削3mm油槽

工序4：粗精铰孔?40mm、?30.2mm、?25.5mm

工序5：钻孔2×?13mm、2×?10mm、2×?20mm，扩孔到孔2×?13mm、

2×?10mm、2×?20mm要求尺寸

工序6：锪孔?42mm

工序7：精饺锥孔2×?10

工序8：钻孔?6和螺纹孔M6

工序9：攻螺纹M6

工序10：精铣底平面A

工序11：检查、去毛刺、清洗、去磁和防锈

2.工艺路线二：

工序1：粗、精铣底平面A

工序2：镗孔?40mm

工序3：镗?25.5mm

工序4：镗孔?30.2mm

工序5：钻2X?10mm 扩2X?13mm

工序6：锪2X?13mm 2X?20mm

工序7：豁平面22

工序8：钻M6mm的螺纹孔和?6mm孔攻螺纹M6mm

工序9：检查、去毛刺、清洗、去磁和防锈

3. 工艺方案的比较和分析

通过两个方案的比较：方案一与方案二不同在于方案一采用先铣底平面A，再以底平面为基准钻侧面三孔；而方案二在铣削底平面A过后，先加工孔?40mm，然后以内孔?40mm为基准加工孔?25.5mm，最后加工孔?30.2mm，这样不仅严格保证了中心线与底面A的平行度0.1，同时三孔之间也保证了平行度0.15。同时在加工过程中，方案二更易于装夹、定位，严格的保证了各个尺寸间的位置精度。

因此，最后的加工路线确定如下：

工序1：粗、精铣底平面A，选用卧式铣床X52K和专用夹具

工序2：镗孔?40mm，选用卧式镗床T68和专用夹具

工序3：镗?25.5mm，选用卧式镗床T68和专用夹具

工序4：镗孔?30.2mm，选用卧式镗床T68和专用夹具

工序5：钻2X?10mm 扩2X?13mm，以三孔和底平面A定位选用Z52立式钻床加工和专用钻床夹具。

工序6：锪2X?13mm 2X?20mm，以三孔和底平面A定位选用Z525立式钻床加工和专用钻床夹具。

工序7：豁平面22

工序8：钻M6mm的螺纹孔和?6mm孔攻螺纹M6mm

工序9：检查、去毛刺、清洗、去磁和防锈

详细工艺过程见机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

CA6140车床后托架材料为HT200，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造（金属模）制造毛坯。

1. 底平面A的加工余量及偏差计算

由底平面A到三孔中心线的基本尺寸为35

，同时底平面A分为粗铣和精铣，加工余量如下：

粗铣：根据机械加工工艺手册查的其余量值规定为

，现取

。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取

。

精铣：根据机械加工工艺手册其余量值规定为

。

铸造毛坯的基本尺寸为

，又根据根据机械加工工艺手册,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表可得铸件尺寸公差为

毛坯的名义尺寸为：

毛坯最小尺寸为：

毛坯最大尺寸为：

粗铣后最大尺寸为：

粗铣后最小尺寸为：

精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即与侧面三孔（

，

，

）的中心线的尺寸为

。

2．正视图上的三孔的偏差及加工余量计算

根据机械加工工艺手册和《互换性与技术测量》，可以查得：孔

：

粗镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

半精镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

精镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

孔

粗镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

半精镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

精镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

孔

粗镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

半精镗的精度等级：

，表面粗糙度

，尺寸偏差是

精镗的精度等级：

，表面粗糙度