CA6140手柄座钻直径10孔的夹具毕业设计论文

机械制造工艺及夹具课程设计说明书

题目：手柄座零件机加工工艺及钻Φ10孔夹具设计

设计者周沛泽

班级机自101

指导教师叶永东

工学院机械系

2013年6月7日

目录

一、引言 (4)

二、设计任务分析 (4)

三、机械加工工艺规程设计 (7)

（一）、确定毛坯、绘制毛坯简图 (7)

3.1.1选择毛坯 (7)

3.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (7)

（二）、拟定手柄座工艺路线 (7)

3.2.1定位基准的选择 (7)

3.2.2表面加工方法的确定 (8)

3.2.3加工阶段的划分 (9)

3.2.4工艺路线方案的确定 (10)

（三）、加工余量、工序尺寸和公差的确定 (12)

3.3.1工序4：钻—铰Φ14mm孔各数据的确定 (12)

（四）、切削用量、时间定额的计算 (13)

3.4.1切削用量的计算 (13)

3.4.2时间定额的计算 (15)

四、机床夹具设计 (18)

（一）、夹具体的设计 (18)

4.1.1定位方案设计 (18)

4.1.2定位误差分析 (18)

（二）、导向装置的设计 (19)

（三）、夹紧装置设计 (20)

五、设计总结评价 (20)

六、参考文献 (21)

引言

本次设计是设计CA6140车床手柄座，我们首先对手柄座的结构特征、用途以及其工艺规程进行了详细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，并能保证加工质量。由于手柄座各表面的精度要求一般，所以我们在加工一些主要平面时先粗铣然后半精铣，加工一些孔时要进行钻、铰工序，因为手柄座的加工质量将直接影响其性能和使用寿命，所以每一道工序都必须要达到其加工要求。

此外，本设计的生产类型是中批生产，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本设计是设计加工CA6140车床手柄座φ10mm孔工序的夹具。

关键词：CA6140车床手柄座；专用夹具设计；工艺规程

二、设计任务分析

1）、手柄座的用途

题目所给的零件是CA6140车床的手柄座。它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均

不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。 2）、手柄座的技术要求

表1-1手柄座零件技术要求表 加工表面

尺寸偏差（mm ）

公差及精度等级 表面粗糙度值RA （m ） 形位公差（mm ） Φ45凸台面 43

IT12 3.2 mm 25φ孔 033

.0025+φ IT8 3.2 m m 14φ孔 018.0014+φ IT7 3.2

m m 10φ孔

015.00

10+φ IT7 3.2

mm 5φ圆锥孔 5φ

IT7 3.2 mm 5.5φ孔

5.5φ

IT8 12.5 10M 螺纹孔

IT7 12.5 键槽 03.006+ IT10 12.5 槽mm 14 23.00

14+ IT11

12.5

3）、审查手柄座的工艺性

分析零件图可知，手柄座左右两端面和孔端面均有要求切削加工，孔端面、孔端面、孔端面和孔凸台端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度，而螺纹孔M10和圆锥孔的端面均为圆柱面保证孔的加工精度较困难；另外在轴向方向上的孔凸台端面作为定位基准加工要求较其他端面高。主要工作表面虽然加工精度也相对较高，但也可以

在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见该零件的工艺性较好。

现将主要加工面分述如下：

该零件共有5个孔要加工：φ45mm外圆凸台端面（孔凸台端面）是零件的主要加工面，其他的面、孔与其有位置尺寸度要求，因而是后续工序的主要精基准面，需精加工出来；φ10mm孔与孔有平行度要求，也需要精加工；φ14mm是不通孔，特别注意该孔的加工深度；φ5mm圆锥孔需精铰，φ5.5mm油孔表面粗糙度有Ra3.2μm的要求，因此对其也应该要进行精铰。

该零件共有1个端面要加工：φ45mm外圆凸台端面精度要求较高，同时也是配合φ25mm孔作为后续工序的精基准面，需半精加工。

该零件仅有2个槽需加工：φ25mm孔上键槽两侧面粗糙度为Ra12.5mm，无需精加工，底面加工精度要求不高，加工键槽时很难以φ45mm外圆端面为定位基准，因而工序尺寸的计算较复杂；而槽14mm两侧面粗糙度均为Ra12.5mm，粗铣即可。

M10mm螺纹孔的加工，它与φ10mm孔和φ25mm孔连心线有30°角度要求，同时螺纹孔中心线与φ45mm圆柱端面有11mm的尺寸位置要求。

由以上分析可知，该零件的加工应先加工φ45mm圆柱凸台端面，再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的φ25mm孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。

4)、确定手柄座生产类型

依设计题目知：Q=2000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别为10%和1%。

所以：N=2000件/年（1+10%）（1+1%）=2222件/年

由参考文献【1】表1-4知，手柄座为轻型零件；由参考文献【1】表1-5知，该手柄座类型为中批生产。

三、机械加工工艺规程设计

（一）、确定毛坯、绘制毛坯简图 3.1.1选择毛坯

由于该手柄座在工作过程中不经常变动，受力不大，毛坯选用铸件，该手柄座轮廓尺寸不大，且生产类型为中批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用机器造型铸造，毛坯的拔模斜度为5°，铸造圆角半径为R3~5，选择在左视图中中心平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。 3.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

毛坯总余量的确定：由参考文献【1】表2-1、表2-2和2-5，对于中批量生产砂型机器造型，取尺寸公差等级为10级，加工余量等级为G 级；再由参考文献【1】表2-4查得每侧加工余量数值为1.4mm ；故取mm R 13凸台端面的毛坯总加工余量为：mm z 4.1=总。

粗铣余量：mm z 4.1=粗铣

mm 45φ外圆凸台端面毛坯加工总余量为：mm z 4.1=总。

半精铣余量：mm z 0.1=半精铣； 粗铣余量：mm z 4.0=粗铣；

手柄座大端面毛坯加工总余量为：mm z 4.1=总。 粗铣余量：mm z 4.0=粗铣。

(二）、拟定手柄座工艺路线

3.2.1定位基准的选择