机械制造技术课程设计-CA6140主轴加工工艺及钻4×φ23孔夹具设计.docx
摘要CA6140车床主轴加工工艺规程及其钻4×23孔的夹具设计,CA6140车床主轴材料45钢，大批量生产。由所给的资料知，首先查找CA6140车床主轴相关资料，轴的形状要求，对CA6140车床主轴结构形状进行分析，接着对产品结构和工艺性进行分析，编写工艺（参考典型零件工艺分析与加工、机械切削工人实用手册），然后在工艺内选择加工4x23孔工序设计专用夹具，并拆画非标零件图（参考机床夹具设计与使用一本通）。CA6140车床主轴材料45钢，属于棒料，再由机械切削工人实用手册查出CA6140车床主轴各加工表面的毛坯余量，绘制出毛坯图，选择刀具、机床和量具等，并计算出各加工表面的工时。再以六点定位原理，选择夹具定位机构，计算分析定位误差，接着再参考常用夹紧机构和CA6140车床主轴形状结构，选择合适的夹紧机构夹紧工件，计算出切削力和夹紧力，并校核，最后一步设计引导装置。关键词：CA6140车床主轴；夹具设计；工艺分析AbstractCA6140LatheSpindleProcessingProcedureandFixtureDesignforDrilling423Holes,CA6140LatheSpindleMaterial45Steel,MassProduction.Accordingtothegivendata,firstfindouttherelevantdataofthemainshaftoftheCA6140latheandtheshaperequirementsoftheshaft,analyzethestructuralshapeofthemainshaftoftheCA6140lathe,thenanalyzetheproductstructureandmanufacturability,compiletheprocess(referto"ProcessAnalysisandProcessingofTypicalParts"and"PracticalManualforMechanicalCuttingWorkers"),thenselecttheprocessofprocessing423holesintheprocesstodesignthespecialfixture,anddrawthenon-standardpartdrawing(referto,All-in-OneGeneralforDesignandUseofMachineToolFixtures").CA6140lathespindlematerial45steelbelongstobarstock.ThenPracticalManualforMechanicalCuttingWorkers"isusedtofindouttheblankallowanceofeachmachinedsurfaceofCA6140lathespindle,drawtheblankmap,selecttools,machinetoolsandmeasuringtools,andcalculatetheworkinghoursofeachmachinedsurface.Basedonthesix-pointpositioningprinciple,thefixturepositioningmechanismisselected,andthepositioningerroriscalculatedandanalyzed.Then,referringtothecommonclampingmechanismandthemainshaftshapestructureofCA6140lathe,theappropriateclampingmechanismisselectedtoclamptheworkpiece,thecuttingforceandclampingforcearecalculated,checked,andfinallytheguidingdeviceisdesigned.Keywords:CA6140lathespindle；Fixturedesign；Processanalysis摘要1Abstract2目录11零件分析21. 1CA6140车床主轴的结构分析21.2 CA6140车床主轴毛坯制造形式21.3 CA6140车床主轴机械加工余量22工艺规程设计42. 1定位基准的选择42.2制定加工工艺路线43选择切削用量、确定时间定额63.1工序0363. 2工序04113. 3工序05123. 4工序06143. 5工序07163. 6工序08203. 7工序09213. 8工序10223. 9工序12263. 10工序13293. 11工序14303. 12工序15333. 13工序16373. 14工序17383. 15工序18394钻床夹具设计414. 1问题的提出415. 2夹具定位分析416. 3定位误差分析427. 4钻削力和夹紧力计算448. 5引导装置459. 6夹具装配图47结论48参考文献491零件分析1.1 CA6140车床主轴的结构分析我设计的依据是CA6140车床主轴图和任务书，CA6140车床主轴右边为带孔圆盘体，左边空心阶梯轴。图1-1CA6140车床主轴1.2 CA6140车床主轴毛坯制造形式CA6140车床主轴零件材料为45钢，密度夕=7.85g/c,大批量生产，带肩棒料毛坯。1.3 CA6140车床主轴机械加工余量CA6140车床主轴总长870mm,除盘之外最大直径中120mm,零件长度与基本尺寸比：870/120=7.25,由机械制造工艺设计简明手册（以后简称工艺手册）表2234知，12Omm的毛坯直径中125mm。再由工艺手册表2.2-35知，端面加工余量8mm。图1-2CA6140车床主轴毛坏图2工艺规程设计2.1 定位基准的选择基准选择正确与否关系到CA6140车床主轴成本和质量问题，如果基准选择不合理，会增加夹具的设计难度和产品的生产周期，故基准选择对于整个产品的加工是相当重要的。要选择合适的基准，分析CA6140车床主轴零件图，主要配合面,中120h8外圆粗糙度RaO.8、100外圆粗糙度RaO.8、89y6外圆粗糙度RaO.8、80h5外圆粗糙度Rao.8、75.25锥外圆粗糙度RaO.8、70h6外圆粗糙度RaO.8、106.73外圆粗糙度Rao.8和63.348锥孔粗糙度Ra0.8o以工件中63.348锥孔、52孔作为定位精基准。至于粗基准的选择，通过我翻阅的资料知，选择工件外圆毛坯作为定位粗基准。2.2 制定加工工艺路线方案一：工序01：锻造工序02：调质处理工序03：粗车右端面；钻中心孔；粗车195外圆；粗车6106.73外圆；粗车195右端面工序04：粗车左端面；钻中心孔工序05：钻423孔；孔口倒角工序06：钻48孔；扩中65x40孔工序07：粗车195左端面；粗车各外圆，需要粗、半精、精加工的留0.5；粗车各退刀槽；粗车52锥孔工序08：粗车各螺纹工序09：半精车左侧各外圆（需要粗、半精、精加工）留0.1工序10：半精车中106.73外圆；半精车195右端面留0.1；半精车中63.348锥孔工序11：局部高频淬火工序12：精车丁106.73外圆;精车丁序5右端面工序13：精车左侧各外圆（需要粗、半精、精加工）工序14：钻、攻2xM10螺纹工序15：惚中19沉孔；钻、攻M8螺纹工序16：铳R6键槽工序17：滚花键工序18：钻中4孔工序19：去毛刺工序20：检验至图纸要求工序21：包装、入库方案二：工序01：锻造工序02：调质处理工序03：粗车右端面；钻48孔；扩中65x40孔；粗车中195外圆；粗车中106.73外圆；粗车195右端面；掉头粗车左端面；粗车中52锥孔工序04：粗车195左端面；粗车各外圆，需要粗、半精、精加工的留0.5；粗车各退刀槽；粗车各螺纹；半精车各外圆（需要粗、半精、精加工）留0.1工序05：钻4x23孔；孔口倒角；钻、攻2xM10螺纹；钩中19沉孔；钻、攻M8螺纹工序06：铳R6键槽工序07：滚花键工序08：钻64孔工序09：局部高频淬火工序10：精车各外圆（需要粗、半精、精加工）工序11：去毛刺工序12：检验至图纸要求工序13：包装、入库方案一与方案二区别在于，方案二工序相对集中，大部采用通用设备，在一台设备上同时加工许多位置，也就是反复装夹，这样做的好处就是不需要另外购买设备，坏处就是产品精度不易保证，对技术工人的水平要求较高。而方案一则大部分采用专用夹具，虽然制造夹具的成本比较高，但产品精度易保证，且对工人技术水平要求不高，便于实现自动化，故采用方案一。3选择切削用量、确定时间定额3.1工序03工序03：粗车右端面；钻中心孔；粗车中195外圆；粗车106.73外圆；粗车中195右端面工步一：粗车右端面1 .机床选择CA6140车床主轴右端面，粗糙度Ral2.5,由工艺简明手册表1.4-7知,加工方案为粗车，车床型号为C620-1。2 .刀具选择由机械加工工艺简明速查手册表8-30,选择硬质合金车刀。3 .车削深度与由CA6140车床主轴零件知右端面，加工余量8.0mm,粗糙度Ral2.5,由工艺简明手册表1.4-7知，加工方案为粗车，如果一次加工完成，切削层有点大，故分四次走刀完成，故车削深度的=2.0mm4 .切削速度UCA6140车床主轴材料为45钢，由机械加工工艺简明速查手册表5.23知,粗车的切削速度U=I50300mmin,在此取v=150mmin5 .进给量/CA6140车床主轴材料为45钢，由机械加工工艺简明速查手册表5.23知,粗车工件右端面的进给量=0.7mmrImm而由工艺简明手册表4.2-9知,卧式车床C620-1进给量里在0.7mmrImmyr之间有0.71mm/r>0.8Imm/r、0.91mm/r和0.96mmr,在此取f=0.91mm/r。6 .主轴转速IOOOvd1000x150l25r/min 382min由工艺简明手册表4.2-8知，与382rmin相近的转速为3807mi,故主轴转速=380/7min7 .工时计算由工艺简明手册表6.2-1知粗车工件右端面的机动时间计算公式:Tk-i,l=-+i+373Jh2123=-+(23)=-+(23)=(4.05.0)mm吆院tg45o4=35,4为试切附加长度，依据机械制造工艺设计简明手册表6.2-2知，Z3=5式中d=125mm,J0=Omm>1=4.5mm»I2=4mm,3=5f=0.91mmr,n=380rmin,=150mmin,走刀次数i=4l,T62.5+4,5÷4+5.CQrC-则Tr,=×4mm0.879mm20.91×380工步二：钻中心孔A=cfg(+(l2)Z2=O.=A=1!' fil fil17.9 + 4 + 00.91x380nin 0.063 min
