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车床CA6140支架机械加工工艺及夹具设计
发布时间：2017-10-13 点击次数：次
1、概述
支架类零件广泛应用于机床、汽车、拖拉机等机械的变速箱中，作为变速箱变速的控制元件。以其良好的操纵性和良好的稳定性得到广泛应用，该零件的制造工艺虽然简单，但其过程涉及了机械加工工艺的多方面，具有一定代表性，本文将对该类零件的加工工序进行一次全面的阐述。
2、零件工艺分析
（1）零件的作用、材料、形状特征。该零件为支架，采用HT200 材料，灰铸铁可承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的铸件。有较好的耐热性和良好的减振性，铸造性较好。该支架的结构较复杂，也适于用铸造的方法制造。
（2）技术要求。
图1 各加工面示意图
零件的材料为HT200，硬度适中，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，支架中间圆柱体连有两翼板，以下是支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求，如图1 所示。
（1）A 面：φ40mm,Ra为6.4μm
（2）B 面：φ35mm, 对A面有垂直度要求，不垂直度为0.02mm，Ra为12.5μm
（3）C 孔：φ30mm，Ra为12.5μm
（4）D 孔：花键，φ28H7，Ra为1.6μm。键槽6H7，Ra为1.6μm
（5）E 面：L×B=88×22mm，Ra为6.3μm, Ra为12.5μm
（6）F 槽：通槽，槽宽18mm, Ra为6.3μm；槽深22mm
（7）G 孔：M10，深30mm。
（8）H 孔：M22×1.5，与C 孔通。
（9）I 孔：丝孔，M8
（10）L 面：对F 槽有对称度要求，不对称度为0.20；对B面有垂直度要求，不垂直度为0.10
（11）M 孔：鱼眼坑，φ26mm，深3mm。
3、工艺过程设计
（1） 毛坯—零件综合图设计。在仔细分析了零件的基础上，选择零件的加工方法，首先从毛坯开始。在毛坯的选择上，既要考虑它的工艺行，又要考虑到经济性，综合两项因素进行毛坯的选择。
毛坯的选择。毛坯的类型有：铸件、锻件、型材、焊接件、压制件、冲压件等，由于本零件是中批生产，则优先考虑锻件和铸件，虽然成本高，但提高了生产率，零件材料为HT200。零件在机床运行过程中所受冲击不大，结构又比较简单，在考虑零件的力学性能，形状大小等因素后，选择铸件。
图2 毛坯—零件综合图
（2）加工余量的确定。完成某一道工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量。加工余量的确定通常有三种方法：①经验估计法：这是工艺人员根据经验进行估算。所有加工余量一般偏大。②查表修正法：以生产实践和实验研究的资料制成的表格为依据，应用时再结合加工实际情况进行修正。③分析计算法：根据一定的试验资料和计算公式进行计算，这样确定的余量比较经济合理，因受切削条件的改变和实验数据不全所限，应用较少。
查表法举例:①铣削加工。查《金属机械加工工艺人员手册》P1050 表13-27 平面的刨、铣、磨、刮加工余量（mm）摘要，按表确定好工件半精铣时的加工余量为1.5,则可确定工件粗
铣时的加工余量为6 (总的加工余量7.5- 半精铣时的加工余量1.5）。
车削加工查。《金属机械加工工艺人员手册》P1039 表13-4 轴在粗车外圆后，精车外圆的加工余量（mm）。按表查得车R68 孔及端面时精车的加工余量为1.2mm, 则可以确定粗车时的加工余量为6.3mm(未加工前总的加工余量7.5mm- 精车时的加工余量1.2mm)。其它工序的加工余量也可按此法确定。
4、典型工装设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量，降低劳动强度,需要设计专用夹具，本夹具将用于卧式铣床。刀具为YG8 细齿硬质合金面铣刀。
定位夹紧方案的确定。正如前面所述，为了提高生产率，我们采用只需要将工件安装至夹具上，而不需要重复定位的夹具。
（1）定位。在整个夹具中，采用支承板和定位销定位,分别限制六个自由度。底面的三个支承板限制两个自由度,侧面的两个支承板,限制三个自由度,定位销限制一个自由度。
（2）夹紧。①对夹紧装备的基本。要求在夹紧过程中，工件应能保持在既定位置，即在夹紧力作用下，工件不应离开定位支撑。②夹紧力方向的确定。使定位基准与定位元件接触良好，保证定位可靠。与工件刚度最大的方向一致，以减少工件变形，与工件受到的切削力、重力方向一致。③夹紧点的确定。应正对支撑元件或位于支撑元件所在平面，作用点位于工件刚性最好的部位。尽量靠近加工表面。
5、结论
支架作为变速机构中的常用零件，以其经济性与实用性还将长期存在。工序间采用专用夹具，虽然设计周期有所延长，但大大缩短了生产周期，提高了生产效率，同时提高了加工精度，降低了产品的不合格率。随着技术的不断更新，工艺的不断完善，支架类零件的加工方法也将取得长足发展。
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支架类零件广泛应用于机床、汽车、拖拉机等机械的变速箱中，作为变速箱变速的控制元件。以其良好的操纵性和良好的稳定性得到广泛应用，该零件的制造工艺虽然简单，但其过程涉及了机械加工工艺的多方面，具有一定代表性，本文将对该类零件的加工工序进行一次全面的阐述。
2、零件工艺分析
（1）零件的作用、材料、形状特征。该零件为支架，采用HT200 材料，灰铸铁可承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的铸件。有较好的耐热性和良好的减振性，铸造性较好。该支架的结构较复杂，也适于用铸造的方法制造。
（2）技术要求。
图1 各加工面示意图
零件的材料为HT200，硬度适中，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，支架中间圆柱体连有两翼板，以下是支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求，如图1 所示。
（1）A 面：φ40mm,Ra为6.4μm
（2）B 面：φ35mm, 对A面有垂直度要求，不垂直度为0.02mm，Ra为12.5μm
（3）C 孔：φ30mm，Ra为12.5μm
（4）D 孔：花键，φ28H7，Ra为1.6μm。键槽6H7，Ra为1.6μm
（5）E 面：L×B=88×22mm，Ra为6.3μm, Ra为12.5μm
（6）F 槽：通槽，槽宽18mm, Ra为6.3μm；槽深22mm
（7）G 孔：M10，深30mm。
（8）H 孔：M22×1.5，与C 孔通。
（9）I 孔：丝孔，M8
（10）L 面：对F 槽有对称度要求，不对称度为0.20；对B面有垂直度要求，不垂直度为0.10
（11）M 孔：鱼眼坑，φ26mm，深3mm。
3、工艺过程设计
（1） 毛坯—零件综合图设计。在仔细分析了零件的基础上，选择零件的加工方法，首先从毛坯开始。在毛坯的选择上，既要考虑它的工艺行，又要考虑到经济性，综合两项因素进行毛坯的选择。
毛坯的选择。毛坯的类型有：铸件、锻件、型材、焊接件、压制件、冲压件等，由于本零件是中批生产，则优先考虑锻件和铸件，虽然成本高，但提高了生产率，零件材料为HT200。零件在机床运行过程中所受冲击不大，结构又比较简单，在考虑零件的力学性能，形状大小等因素后，选择铸件。
图2 毛坯—零件综合图
（2）加工余量的确定。完成某一道工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量。加工余量的确定通常有三种方法：①经验估计法：这是工艺人员根据经验进行估算。所有加工余量一般偏大。②查表修正法：以生产实践和实验研究的资料制成的表格为依据，应用时再结合加工实际情况进行修正。③分析计算法：根据一定的试验资料和计算公式进行计算，这样确定的余量比较经济合理，因受切削条件的改变和实验数据不全所限，应用较少。
查表法举例:①铣削加工。查《金属机械加工工艺人员手册》P1050 表13-27 平面的刨、铣、磨、刮加工余量（mm）摘要，按表确定好工件半精铣时的加工余量为1.5,则可确定工件粗
铣时的加工余量为6 (总的加工余量7.5- 半精铣时的加工余量1.5）。
车削加工查。《金属机械加工工艺人员手册》P1039 表13-4 轴在粗车外圆后，精车外圆的加工余量（mm）。按表查得车R68 孔及端面时精车的加工余量为1.2mm, 则可以确定粗车时的加工余量为6.3mm(未加工前总的加工余量7.5mm- 精车时的加工余量1.2mm)。其它工序的加工余量也可按此法确定。
4、典型工装设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量，降低劳动强度,需要设计专用夹具，本夹具将用于卧式铣床。刀具为YG8 细齿硬质合金面铣刀。
定位夹紧方案的确定。正如前面所述，为了提高生产率，我们采用只需要将工件安装至夹具上，而不需要重复定位的夹具。
（1）定位。在整个夹具中，采用支承板和定位销定位,分别限制六个自由度。底面的三个支承板限制两个自由度,侧面的两个支承板,限制三个自由度,定位销限制一个自由度。
（2）夹紧。①对夹紧装备的基本。要求在夹紧过程中，工件应能保持在既定位置，即在夹紧力作用下，工件不应离开定位支撑。②夹紧力方向的确定。使定位基准与定位元件接触良好，保证定位可靠。与工件刚度最大的方向一致，以减少工件变形，与工件受到的切削力、重力方向一致。③夹紧点的确定。应正对支撑元件或位于支撑元件所在平面，作用点位于工件刚性最好的部位。尽量靠近加工表面。
5、结论
支架作为变速机构中的常用零件，以其经济性与实用性还将长期存在。工序间采用专用夹具，虽然设计周期有所延长，但大大缩短了生产周期，提高了生产效率，同时提高了加工精度，降低了产品的不合格率。随着技术的不断更新，工艺的不断完善，支架类零件的加工方法也将取得长足发展。
您只要致电：021-60641703 021-60766769 (0)15216837090(张经理)
我们可以解答C6140普通车床电气技能实训考核装置,数控机床、普通机床系列相关疑问!
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