2055 CA6140车床手柄φ14H7孔钻床夹具设计

CA6140车床手柄Φ14H7孔钻床夹具设计（一） 机械加工工艺规程设计第一章 手柄座的工艺分析及生产类型的确定1．1 手柄座的用途其余图1 CA6140车床手柄座零件图题目所给的零件是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。

1.2 手柄座的技术要求表1-1手柄座零件技术要求表1.3 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mm 14φ孔端面均有要求切削加工，mm 5.5φ孔端面、mm 10φ孔端面、mm 14φ孔端面和mm 25φ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mm 5φ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mm 25φ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：1.3.1 孔的加工φ孔凸台端面）是零件该零件共有5个孔要加工：φ45mm外圆凸台端面（mm25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φ孔有平行度要求，也需要精加工；φ14mm是面，需精加工出来；φ10mm孔与mm25不通孔，特别注意该孔的加工深度；φ5mm圆锥孔虽是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精铰。

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。

1.3.2 面的加工该零件共有4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，需精加工；φ45mm圆柱大端面、φ25mm孔端面以及φ14mm孔端面粗铣既可。

1.3.3 槽的加工该零件仅有2个槽需加工：φ25mm孔上键槽两侧面粗糙度为Ra1.6mm，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Ra6.3mm，半精铣即可。

1.3.4 螺纹孔的加工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圆柱两端面，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。

第二章确定生产类型和毛坯的制造形式2.1 确定手柄座生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别为8%和2%。

所以：N=5000件/年⨯（1+8%）⨯（1+2%）=5500件/年手柄座重量为0.73kg ，由参考文献【1】表1-3知，手柄座为轻型零件；由参考文献【1】表1-4知，该手柄座类型为大批生产。

2.2 确定毛坯的制造形式零件材料为HT15-33，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用砂型铸造。

由于零件上孔都较小，且都有严格的表面精度要求，故都不铸出，留待后续机械加工反而经济实用。

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，且生产类型为大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用机器造型铸造，而且还要保证造型铸造毛坯的拔模斜度不大于2°，铸造圆角半径为R3~5。

第三章 拟定手柄座工艺路线3.1 定位基准的选择定位基准分为粗基准和精基准的选择 3.1.1 精基准的选择根据该手柄座零件的技术要求和装配要求，选择手柄座mm 033.0025+φ孔及mm45φ外圆凸台端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，遵循了“基准统一”原则。

又因为轴孔mm 033.0025+φ的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工手柄座脚上孔mm 015.0010+φ和孔mm 018.0014+φ以及其他的孔和表面，实现了设计基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的位置度要求及mm 015.0010+φ孔轴线和mm 033.0025+φ孔轴线的平行度要求。

选用手柄座mm 45φ外圆凸台端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该手柄座上的尺寸多以该端面作为设计基准。

选用mm 033.0025+φ孔及mm 45φ外圆凸台端面作为精基准，夹紧力可作用在手柄座mm 033.0025+φ孔的大端面上，夹紧稳定可靠。

3.1.2 粗基准的选择粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于该零件毛坯没有铸孔，故只能以3个主要端面为基准，由于φ45mm小端面表面粗糙度为Ra3.2mm，若直接以大端面为粗基准，恐不能一次达到加工精度，故先以φ45mm小端面为粗基准，粗铣φ45mm大端面，再以φ45mm大端面为基准，精铣小端面，并保证尺寸43mm。

3.2 表面加工方法的确定根据手柄座零件图上各加工尺寸精度和表面粗糙度，确定加工零件各表面的加工方法，如表3-1所示。

表3-1零件表面的加工方法3.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：3.3.1 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。

粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。

一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。

粗糙度为Ra80~100μm。

3.3.2 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。

半精加工的公差等级为IT9~IT10。

表面粗糙度为Ra10~12.5μm。

3.3.3 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保证零件的形状位置几精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤。

精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为 Ra1~1.25μm。

3.4 工艺路线方案的拟定与比较拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。

工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。

3.4.1 工艺路线方案一1）粗铣手柄座φ45mm圆柱左右两端面；2）半精铣φ45mm圆柱凸台端面，保证尺寸43mm；3）钻—粗铰—精铰φ25H8mm孔；4）拉键槽，保证尺寸27.3H11；5）钻—粗铰—精铰φ10H7mm孔；6）铣槽，保证尺寸14mm，深度43mm；7）粗铣φ14H7mm孔端面，保证尺寸43mm；8）钻—粗铰—精铰φ14H7mm孔；9）钻—攻M10mm螺纹孔；10）钻—铰φ5mm圆锥孔；11）钻—铰φ5.5mm孔；12）去锐边，毛刺；13）清洗；14）终检，入库；3.4.2 工艺路线方案二1）粗铣手柄座φ45mm圆大端面；2）粗铣—半精铣φ45mm圆柱小端面，保证尺寸43mm；3）钻—粗铰—精铰φ25H8mm孔；4）钻—粗铰—精铰φ10H7mm孔；5）钻—粗铰—精铰φ14H7mm孔；6）粗铣—半精铣槽保证尺寸14mm，深度43mm；7）拉键槽，保证尺寸27.3H11mm；8）钻—攻M10螺纹孔；9）钻—铰φ5.5mm孔；10）钻—铰φ5mm圆锥孔；11）去锐边，毛刺；12）清洗；13）终检，入库；3.4.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案区别在:一是方案一以手柄座φ45mm圆柱左右两端面互为基准加工两端面；方案二先粗铣φ45mm圆柱大端面，再粗铣—半精铣φ45mm圆柱小端面；二是方案二没有铣φ14mm孔端面，但由于φ14mm孔有严格深度要求，故最好还是粗铣一遍。

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，选取工艺方案一。

手柄座工艺路线及设备，工装的选用如下表3-2：表3-2手柄座工艺路线及设备，工装的选用第四章机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定4．1 查表确定加工余量CA6140车床手柄座零件材料为HT15-33，毛坯重量约为0.73kg，生产类型为大批生产，采用砂型铸造生产。

由于所有孔均有精度要求，且尺寸小，均不铸出。

故仅确定三个端面的相关尺寸。

砂型铸造，材料为灰铸铁，机器造型，公差等级为CT8~12，取CT10，加工余量等级E~G ，取G切削余量：查表， 基本尺寸小于100mm ，加工余量为 1.4mm ；基本尺寸小于63mm ，加工余量为0.7mm 。

铸件公差等级：查表，基本尺寸小于100mm ，取3.2mm ；基本尺寸小于63mm ，取2.8mm 。

4.2 φ45圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量确定根据工序要求，φ45mm 圆柱两端面经过两道工序，先粗铣φ45mm 圆柱大端面，再粗，精铣φ45mm 圆柱小端面，各步余量如下：粗铣：由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-23，其余量值规定，对于小端面（≤50mm ）为1.0~2.0mm ，现取1.6mm 。

表3.2-27粗铣平面的厚度偏差（≤30mm ）为―0.25~―0.39mm ，现取―0.30mm 。

精铣：由《加工工艺手册》表3.2-25，其余量规定值为1.0mm 。

故铸造毛坯的基本尺寸为43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm 。

又根据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差为2.8mm 。

故：毛坯的名义尺寸：43＋1.2＋1.6＋1.0＝46.8mm ； 毛坯的最小尺寸：46.8－1.4＝45.4mm ； 毛坯的最大尺寸：46.8＋1.4＝48.2mm ；粗铣大端面后的最大尺寸：43＋1.0＋1.2＝45.2mm ； 粗铣大端面后的最小尺寸：45.2－0.30＝44.9mm ； 粗铣小端面后的最大尺寸：:43＋1.0＝44mm ； 粗铣小端面后的最小尺寸：:44－0.30＝43.7mm 。