ca6140車床后托架加工工藝及夾具設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 爭取最好的經濟效益。在制訂工藝規程時應注意下列問題：1. 技術上的先進性在制訂工藝規程時，要了解國內外本行業的工藝技術的發展水平，通過必要的工藝試驗，積極采用先進的工藝和工藝裝備。避免陳舊落后的工藝。2. 經濟上的合理性在一定的生產條件下，可能會出現幾種能保證零件技術要求的工藝方案，此時應通過核算或相互對比，選擇經濟上最合理的方案，使產品的能源、材2 / 55料消耗和生產成本最低。3. 有良好的勞動條件在制訂工藝規程時，要注意保證工人操作時有良好而安全的勞動條件。因此，在工藝方案上要注意采用機械化或自動化措施，以減輕工人繁雜的體力勞動 [1]。 制訂工藝規程時的原始資料制訂工藝規程時的原始資料主要有：1. 產品圖樣及技術條件：如產品的裝配圖及零件圖。2. 產品的工藝方案：如產品驗收質量標準、毛坯資料等。3. 產品零部件工藝路線表或車間分工明細表。以了解產品及企業的管理情況。4. 產品的生產綱領(年產量)。以便確定生產類型。5. 本企業的生產條件。為了制訂的工藝規程切實可行，一定要了解和熟悉本企業的生產條件。如毛坯的生產能力、工人的技術水平以及專用設備與工藝裝備的制造能力、企業現有設備狀況等。6. 有關工藝標準。如各種工藝手冊和圖表，還應熟悉本企業的各種企業標準和行業標準。7. 有關設備及工藝裝備和資料。對于本工藝規程選用的設備和工藝裝備應有深入地了解，如規格、性能、新舊程度和現有精度等。8. 國內外同類產品的有關工藝資料。工藝規程的制訂，要經常研究國內外有關工藝資料，積極引進適用的先進的工藝技術，不斷提高工藝水平，以獲得最大的經濟效益 [1]。 制訂工藝規程的步驟1. 計算零件的生產綱領、確定生產類型。2. 分析產品裝配圖樣和零件圖樣。主要包括零件的加工工藝性、裝配工藝性、主要加工表面及技術要求，了解零件在產品中的功用。3. 確定毛坯的類型、結構形狀、制造方法等。4. 擬訂工藝路線。包括選擇定位基準、確定各表面的加工方法、劃分3 / 55加工階段、確定工序的集中和分散的程度、合理安排加工順序等。5. 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6. 選擇設備及工藝裝備。7. 確定切削用量及計算時間定額。8. 填寫工藝文件 [1]。 工藝文件格式將工藝文件的內容，填入一定格式的卡片，即成為生產準備和施工依據的工藝文件。常用的工藝文件的格式有下列幾種。 機械加工工藝過程卡這種卡片以工序為單位，簡要地列出整個零件加工所經過的工藝路線(包括毛坯制造、機械加工和熱處理等)。它是制訂其它工藝文件的基礎，也是生產準備、編訂其它工藝文件的基礎，也是生產準備、編排作業計劃和組織生產的依據。在這種卡片中，由于各工序的說明不夠具體，故一般不直接指導工人操作，而多作為生產管理方面使用。但在單件小批生產中。由于通常不編制其它較詳細的工藝文件，而就以這種卡片指導生產。 機械加工工藝卡片機械加工工藝卡片是以工序為單位，詳細地說明整個工藝過程的一種工藝文件。它是用來指導工人生產和幫助車間管理人員和技術人員掌握整個零件加工過程的一種主要技術文件，是廣泛用于成批生產的零件和重要零件的小批生產中。機械加工工藝卡片內容包括零件的材料、重量、毛坯種類、工序號、工序名稱、工序內容、工藝參數、操作要求以及采用的設備和工藝裝備等。 機械加工工序卡片機械加工工序卡片是根據機械加工工藝卡片為一道工序制訂的。它更詳細地說明整個零件各個工序的要求，是用來具體指導工人操作的工藝文件。在這種卡片上要畫工序簡圖，說明該工序每一工步的內容、工藝參數、操作4 / 55要求以及所用的設備及工藝裝備。一般用于大批大量生產的零件。因此，一個合格的適應市場的機械制造廠家必須要重視并完善工藝制度。先進的工藝文件是我們科學組織生產，保證高質量產品的重要依據。完善機械加工工藝規程及工藝文件勢在必行 [1]。 夾具設計的基本要求1. 工裝夾具應具備足夠的強度和剛度。夾具在生產中投入使用時要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應具備足夠的強度和剛度。2. 夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產品外形、尺寸符合圖樣要求。即不能答應工件松動滑移，又不使工件的拘束度過大而產生較大的拘束應力。3. 良好的工藝性。所設計的夾具應便于制造、安裝和操作，便于檢驗、維修和更換易損零件。設計時還要考慮車間現有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素，降低夾具制造成本。4. 夾具體的確定。夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，綜合考慮結構合理性、工藝性、經濟性、標準化以及各種夾具體的優缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體。夾具體的外形尺寸在繪制夾具總圖時，根據工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定 [2]。5 / 55第 2 章 CA6140 機床后托架加工工藝編制 CA6140 機床后托架的工藝性分析及毛坯的選擇 CA6140 機床后托架結構的工藝性CA6140 機床后托架的是 CA6140 機床的一個重要零件，因為其零件尺寸較小，結構形狀也不是很復雜，但側面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側面三杠孔的粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。心線和底平面有平面度的公差要求。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關鍵和重要的。 CA6140 機床后托架的技術要求加工過程中分三組加工。底面加工、側面三杠孔加工、頂面的四個孔以及左視圖上的兩個孔。⑴ 以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是 ，平面度公差要求是 。⑵ 側面的三孔加工，分別為 ， ， ，??02.???粗糙度要求 ，要求的精度等級分別是 ， ， 。. 8IT7I⑶ 以頂面為住加工面的四個孔，分別是以 和 為一組的1?階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是 ， ，以及以 的階梯孔，其中 是裝配鉸孔，其中 孔的表面粗糙度要求102??102??2?是 ， ， 是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是 。 .6Ra6 / 55圖 21 CA6140 機床后托架零件圖 CA6140 機床后托架毛坯的選擇CA6140 機床后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結構細密，能承受較大的壓力，m3~1占用生產的面積較小。因為 CA6140 機床后托架的重量只有 ,而年產量是 5000 件，由《機械加工工藝手冊》 [3]表 可知是中批量生產。 加工工藝過程的設計 工藝過程的組成機械加工工藝過程是按一定的順序逐步進行的。為了便于組織生產，合理使用設備和勞力，以確保加工質量和提高生產效率，機械加工工藝過程由工序、安裝、工位、和工步等組成。1. 工序一個或一組工人在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程稱為工序。7 / 552. 安裝在某一工序中，有時需要對零件進行多次裝夾加工，工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。3. 工位為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占的每一個位置，稱為工位。4. 工步一道工序（一次安裝或一個工位）中，可能需要加工若干個表面只有一把刀具，也可能雖只加工一個表面，但卻要用若干把不同的刀具。在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續完成的那一部分工序，稱為一個工步。5. 行程有些工步，由于余量較大或其他原因，需要用同一把刀具，對同以表面進行多次切削，這樣，刀具對工件每切削一次就稱為一次行程 [4]。 定位基準的選擇1. 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。選擇粗基準時，一般應遵循的原則：⑴ 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面為粗基準。如果工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。⑶ 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。8 / 55⑷ 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證 CA6140機床后托架在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從 CA6140 機床后托架零件圖分析可知，選擇側面三孔作為 CA6140 機床后托架加工粗基準 [4]。2. 精基準的選擇⑴ 用設計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差，即所謂“ 基準重合”原則。⑵ 當工件以某一組精基準定位可以較方便的加工其它各表面時，應盡可能在多數工序中采用此組精基準定位，即所謂“ 基準統一” 原則。 選作統一基準的表面，一般都應是面積較大、精度較高的平面、孔以及其它距離較遠的幾個面得組合，例如：箱體零件用一個較大的平面和兩個距離較遠的孔作精基準；軸類零件用兩個頂尖孔作精基準；圓盤類零件用其端面和內孔作精基準。⑶ 當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，而該加工表面與其它表面之間的位置精度則要求由先行工序保證，即遵循“自為基準 ”的原則。例如在最后磨削床身導軌面時，為了使加工余量小而均勻以提高導軌面的加工精度和磨削生產率，可在磨頭上裝百分表，在床身下裝可調支承，以導軌面本身為精基準調整找正，其它都是以加工表面本身作為精基準的例子。⑷ 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，在選擇精基準時，可遵循“互為基準 ”的原則。例如加工精密齒輪，當高頻淬火把齒面淬硬后，需再進行磨齒。因其淬硬層較薄，所以磨削余量應小而均勻，這樣就得先以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，以保證齒面余量均勻。⑸ 精基準的選擇應使定位準確，夾緊可靠。為此，精基準的面積與被加工表面相比，應有較大的長度和寬度，以提高其位置精度 [4]。9 / 55 加工階段的劃分零件加工時，往往不是依次加工完各個表面，而是將各表面的粗、精加工分開進行，為此，一般都將整個工藝過程劃分幾個加工階段，這就是在安排加工順序時所應遵循的工藝過程劃分階段的原則。按加工性質和作用的不同，工藝過程可劃分如下幾個階段：1. 粗加工階段這個階段的主要作用是切去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準，因此主要是提高生產率問題。2. 半精加工階段這個階段的作用是為零件主要表面的精加工做好準備，并完成一些次要表面的加工，一般在熱處理之前進行。3. 精加工階段對于零件上精度和表面粗糙度要求高的表面，還要安排精加工階段。這階段的任務主要是提高加工表面的各項精度和降低表面粗糙度。有時由于毛坯余量特別大，表面十分粗糙，在粗加工前還需要去黑皮的加工階段，稱為荒加工階段。為了及時地發現毛坯的缺陷的減少運輸工作量，通常把荒加工放在毛坯車間中進行。此外，對零件上精度和表面粗糙度要求特別高的表面還應在精加工后進行光整加工，稱為光整加工階段。劃分加工階段的原因：⑴ 粗加工時切去的余量較大，因此產生的切削力和切削熱都較大，功率的消耗也較多，所需要的夾緊力也大，從而在加工過程中工藝系統的受力變形、受熱變形和工件的殘余應力變形也都大，不可能達到高的加工精度和表面質量，需要有后續的加工階段逐步減小切削用量，逐步修正工件的原有誤差。此外各加工階段之間的時間間隔相當于自然時效，有利于使工件消除殘余應力和充分變形，以便在后續加工階段中得到修正。⑵ 粗加工階段中可采用功率大而精度一般的高效率設備，而精加工階段中則應采用相應的精密機床。這樣，既發揮了機床設備的各自性能特點，又可延長高精密機床的使用壽命。⑶ 零件的工藝過程中插入了必要的熱處理工序，這樣也就使工藝過程10 / 55以熱處理為界，自然的劃分為幾個各具不同特點和目的的加工階段。此外，劃分加工階段還有兩個好處：一是粗加工后可及早發現毛坯的缺陷，及時修補或報廢。 二是零件表面的精加工安排在最后，可防止或減少表面損傷。零件加工階段的劃分也不是絕對的，當加工質量要求不高、工件剛度足夠、毛坯質量高和加工余量小，可以不劃分加工階段。工藝過程劃分加工階段是指零件加工的整個過程而言，不能以某一表面的加工和某一工序的加工來判斷 [4]。 各表面加工方案的確定零件表面的加工方法，首先取決于加工表面的技術要求。但應注意，這些技術要求不一定就是零件圖所規定的要求，有時還可能由于工藝上的原因而在某些方面的加工要求，或由于被作為精基準而可能對其提出更高的加工要求。當明確了各加工表面的技術要求后，即可據此選擇能保證該要求的最終加工方法，并確定需幾個工步和各工步的加工方法。所選擇的加工方法，應滿足零件的質量、良好的加工經濟性和高的生產效率的要求。為此，選擇加