CA6140车床手柄座零件的机械加工工艺规程及钻床夹具毕业设计论文

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Φ14孔夹具设计设计者吕凯班级机自102指导教师叶永东2013年6月30日1 设计手柄座零件的机械加工工艺规程1.1. 零件工艺性分析 1.1.1 手柄座的作用题目所给的零件是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。

1.1.2 手柄座的技术要求根据手柄座的零件图纸将该手柄座的全部技术要求列于表中。

表1-1 手柄座零件技术要求表加工表面 尺寸及偏差（mm ） 公差及精度等级 表面粗糙度Ra(um)形位公差Φ25孔 250033.0+ IT8 3.2Φ5.5孔 5.5 IT13 12.5 槽左表面IT13 12.5槽上表面 1424.0+ IT8 12.5槽下表面 14024.0+IT8 12.5Φ45圆柱45 IT13 6.3Φ10孔10015.0+ IT73.2Φ14孔 140018.0+IT7 3.2槽内表面 14024.0+IT8 12.5键槽 6003.0+IT5 12.5Φ5锥销通孔5 IT13 3.2 M10螺纹孔10IT712.51.1.3 审查手柄座的工艺性手柄座的加工共有两组加工表面，它们相互之间有一定的要求。

现分述如下： （1）以工件的上下表面为中心加工孔和槽。

钻Φ10H7的孔，钻Φ14H7的孔，钻Φ5.5 mm 的孔，铣14mm*43mm 的槽，钻Φ5mm ，钻M10H7并配加钳工加工。

其中主要加工孔Φ10H7。

（2）以Φ25 mm 的孔为中心加工表面和孔。

铣上下表面，钻Φ10H7，钻Φ14H7的孔，钻Φ5.5 mm 的孔，钻Φ5mm ，钻M10H7并配加钳工加工。

有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。

1.1.4 确定手柄座的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。

1.2 机械加工工艺规程设计 1.2.1 选择毛坯由零件要求可知，零件的材料为ZG230-450，考虑到本零件在具体工作的受力情况，手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。

在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用，我们选择砂型机器造型及壳型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批或大批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。

1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由《机械加工工艺手册》表 2.3-5，确定此铸造毛坯的尺寸公差和机械加工余量如下表所示：表2-1 手柄座铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量表项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm备注φ25孔双侧加工1.0 1.2 24±0.6 表2—3 表2—4上下面高度43 单侧加工0.7 1.443.7±0.7表2—3表2—4R13外圆单侧加工0.2 1.1 13.2±0.55表2—3表2—4φ45轴双侧加工1.4 1.4 46.4±0.7表2—3表2—41.2.3 毛坯设计1.2.3.1 确定圆角半径铸造圆角为3—5mm.。

1.2.3.2 确定拔模斜度拔模斜度为：5°。

1.2.3.3 确定分模位置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。

1.2.4 绘制闸板铸造毛坯简图由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如下所示：图3-1 闸板铸造毛坯简图1.2.1.3 拟定手柄座工艺路线1.3.1 定位基准的选择基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。

基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。

定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

1.3.1.1 精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，主要考虑的是基准的中和问题。

当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。

1.3.1.2 粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

对于一般的箱体零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。

但对于零件来说Φ25 mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证。

对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的上下表面互为基准，再利用四爪卡盘卡住车Φ25 mm。

利用内孔Φ25 mm及键槽定位进行钻Φ10mm，在Φ25 mm中以长心轴、键槽及零件的下表面进行自由定位，达到完全定位。

1.3.2 表面加工方法的确定表3-1 闸板零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注底面IT13 6.3 粗铣表1-11Φ25孔IT8 3.2 钻-扩-铰表1-10键槽各面IT11 12.5 粗铣表1-11槽上下表面IT8 12.5 粗铣表1-11Φ10孔IT7 3.2 钻-铰表1-10Φ5.5孔IT13 12.5 钻表1-10Φ14孔IT7 3.2 钻-铰表1-10Φ5孔IT13 3.2 钻-铰表1-10M10螺纹孔IT7 12.5 攻螺纹表1-121.3.3 加工阶段的划分可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。

，在粗加工阶段。

首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；1.3.4 工序的集中与分散选用工序集中原则，生产类型为大批或者中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。

1.3.5 工序顺序的安排1.3.5.1 机械加工工序1.3.5.1.1 遵循“先基准后其他”原则1.3.5.1.2 遵循“先粗后精”原则1.3.5.1.3 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。

1.3.5.1.4 遵循“先面后孔”1.3.6 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了闸板的工艺路线。

表3-2 闸板工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床装备刀具量具1 粗铣/半精铣下表面卧式铣床X62高速钢套式面铣刀游标卡尺2 钻扩铰Φ25H8 mm立式钻床Z535高速钢锥柄麻花钻，高速钢锥柄机用铰刀内径千分尺、塞规3 钻、铰孔Φ10H7立式钻床Z525高速钢锥柄麻花钻，高速钢锥柄机用铰刀内径千分尺、塞规4 插键槽6H9卧式铣床X63键槽铣刀游标卡尺、塞规5 铣槽14*43mm立式钻床Z525高速钢镶齿三面刃铣刀游标卡尺6 钻、铰孔Φ5.5 mm立式钻床Z525高速钢锥柄麻花钻，硬质合金锥柄机用铰刀内径千分尺、塞规7 钻、铰Φ14H7立式钻床Z525高速钢锥柄麻花钻，高速钢扩孔钻，高速钢锥柄铰刀内径千分尺、塞规8 钻、铰Φ5mm立式钻床Z525麻花钻、锥柄机用1：50锥度销子铰刀内径千分尺、塞规9 钻攻M10mm 摇臂钻床z37莫氏锥柄阶梯麻花钻、丝锥卡尺、螺纹赛规10 去毛刺钳工台平锉11 清洗清洗机12 终检游标卡尺、内径千分尺、塞规、螺纹塞规1.3.加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为HBS65～87，毛坯的重量约为1Kg ，生产类型为中批量生产，采用砂型铸造。

相关数据参见零件图。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序2表2-21 表1-10 表2-30825H φ 余量 精度 标准公差值 工序尺寸 钻孔23.0 IT12 0.21扩孔24.8IT100.084mm084.0080.24+φ铰25IT80.03325033.0+1.4.切削用量及工时定额的确定1．工序Ⅰ的切削用量及基本工时的确定：铣、半精铣45φ凸台端面。

⑴铣45φ凸台端面：选择铣刀半径为25mm ，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27） 0.15/f m m Z=Z 050d mm =，180min T =（《切削手册》表3.7和《切削》表3.8） 20/min c V m =查（《切削手册》表3.9） 010********127.4(/min)50c V n rd ππ⨯===⨯查查 按机床选取160/mi n n r =机 实际切削速度：1605025.12(/m i n )10001000nc nd V m ππ⨯⨯===机机工作台每分钟进给量：0.156160144(/min)f V f Zn mm ==⨯⨯=Z 机 铣床工作台进给量：150/mi n f V mm =横向 基本工时：45200.43(m i n )150t +== ⑵半精铣45φ凸台端面： 加工余量为Z=1mm 切削速度为20/mi n c V m = 127.4/mn r =查 选用主轴转速为160/mi nn r =机 工作台进给量：0.156160144(/mif z V f Zn mm ==⨯⨯=机 基本工时：45200.65(m i n )100t +== 2．工序Ⅱ的切削用量及基本工时的确定：钻→扩→粗、精铰825H φ通孔。

⑴钻孔mm 23φ：选择mm 23φ高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6） 0.43/f m m r =机（《切削手册》表2.7和《工艺手册》表4.2－16） 15/m i c V m =查（《切削手册》表2.15）硬度200－217 1000100015208(/min)23c V n r D ππ⨯===⨯查查 按机床选取195/mi n n r =机（《工艺手册》表4.2－5） 实际切削速度：2319514.08(/m i n )c V m ππ⨯⨯===机机Dn 10001000基本工时：1243830.64(min)1950.43l l l t n f ++++===⨯机机（《工艺手册》表6.2－5） ⑵扩孔mm 084.0080.24+φ：选择mm 80.24φ高速钢锥柄扩孔钻（《工艺手册》表3.1－8）由《切削手册》表 2.10得扩孔钻扩mm 80.24φ孔时的进给量r mm f /8.0~7.0=，并由《工艺手册》表4.2－16取0.72/f mm r =机，扩孔钻扩孔时的切削速度钻c c V V ⎪⎭⎫⎝⎛=21~31。