CA6140手柄轴车床设计

一零件的工艺分析及生产类型的确定

1. 零件的工艺性分析

通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。该零件属轴类回转体零件，它的所有表面均需切屑加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。表面粗糙度要求较高需经多次切削才能满足要求，手柄处镀铬，在镀铬之前须进行抛光处理以使镀铬均匀。本零件的最难加工的地方就是在斜面上钻孔，且要保证孔与键槽成0

45，需要专用夹具。总体来说，本零件的工艺性较好。

2. 零件的生产类型

依设计的题目知：生产纲领N = 30000万/年，生产类型为大批大量生产

零件是机床CA6140的手柄轴，质量为0.445Kg.

二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

1. 选择毛坯

该材料为45钢。该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。零件属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸锻成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。

2．确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差

钢质摸锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，，应先确定如下各项因素。

（1）锻件公差等级由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。

（2）锻件质量Mf 根据零件0.445kg,估算为mf=1.0kg.

（3）锻件形状复杂系数S

S=Mf/Mn

该锻件为圆形，假设其最大直径为φ46mm,长126mm

Mn = 1.6kg

1

S = 1/1.6 = 0.62

故该零件的形状复杂系数S属S2级。

（4）锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。

（5）零件表面粗糙度由零件图可知，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra =

1.6,圆锥面处Ra=0.8，其余均为6.3。

3. 确定机械加工余量

根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表5-9，由此得单边余量在厚度方向为1.7-2.2mm，水平方向亦为1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量为1.7-2.2mm。

4．确定毛坯尺寸

上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。Ra小于1.6m的表面，余量要适当加大。

分析本零件，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均为6.3，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。

综上所述，确定毛坯尺寸见下表

手柄轴毛坯（锻件）尺寸

5. 确定毛坯尺寸公差

毛坯尺寸公差根据锻件质量，材质系数，形状复杂系数从表5-6，表5-7中查的。本零件毛坯尺寸允许偏差见下表

手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许偏差

6．设计毛坯图

（1）确定圆角半径

锻件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按表5-13确定。

分析本锻件可确定外圆角R2, R3

内圆角R3

(2) 确定模锻斜度

按表5-11，外模锻斜度α= 3°

（3）确定分模位置

由于毛坯为轴类锻件，应采取轴向分模。

为了便于起模及便于发现上，下模在模锻过程中的错移，选择最大直径即圆锥面处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。

（4）确定毛坯的热处理方式

钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化，均匀的组织，从而改善加工性。

三选择加工方法，制定工艺路线

1.定位基准的选择

以φ44的外圆和端面为粗基准，以φ17.2的外圆和端面为精基准。

2.零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有外圆，端面，键槽，倒角，倒圆，沟槽，锥面，孔，螺纹。（1）φ17.2的外圆面，未标注公差尺寸，表面粗糙度Ra 1.6，需要粗车，半精车，精车

（2）φ20的外圆，公差等级IT6，需要粗车，半精车，精车。

（3）圆锥面，为保证镀铬均匀，在镀铬之前圆锥面需要粗车，半精车，精车，保证Ra = 1.6 然后抛光。

（4）槽3x2.15 表面粗糙度为Ra3.2,需要粗车，半精车

槽1.5x1 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可。

槽3x0.5 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可

(5) 两孔的表面粗糙度Ra6.3 需钻，扩

（6）键槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗铣，半精铣。

（7）端面本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗车即可满足要求，但是小端面作为精基准应该粗车，半精车

3制定工艺路线

方案一

工序1 正火

工序2 以φ20mm处的外圆及端面定位，车大端面，粗车φ41的外圆

工序3 以粗车后的φ40mm处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车φ17.2mm 的

外圆，粗车φ20mm的外圆，车1.5mm×1mm沟槽，粗车3mm×0.5mm沟槽，粗车3mm×2.15mm沟槽

工序4 以粗车的φ20mm的外圆及端面定位，半精车，精车φ40mm的外圆。工序5 以精车后的φ40mm的外圆及端面定位，半精车，φ17.2mm的外圆，半精车φ20mm的外圆，半精车3mm×2.15 mm的沟槽

工序6 精车φ17.2mm的外圆，精车φ20mm的外圆，车倒角。

工序7 以φ20mm的外圆定位，粗车，半精车，精车圆锥面。

工序8 粗铣，半精铣键槽

工序9 抛光

工序10 镀铬

工序11 钻，扩φ14mm孔及φ8.5mm的螺纹孔

工序12 攻螺纹

工序13 去毛刺

工序14 终检

方案二

工序1 正火

工序2 粗车小端面，粗车φ17.2mm的

外圆，粗车φ20mm的外圆粗车，车1.5mmx1mm沟槽，粗车3mmx0.5mm沟槽，粗车3mm×2.15mm沟槽

工序3 粗车大端面及φ41mm的外圆

工序4 半精车小端面，半精车，φ17.2mm的外圆，半精车φ20mm的外圆，半精车3mm×2.15mm的沟槽，车倒角

工序5 精车φ17.2mm的外圆，精车φ20mm的外圆

工序6 以加工过的φ20mm外圆及端面定位，粗车圆锥面

工序7 半精车圆锥面

工序8 精车圆锥面

工序9 抛光

工序10 镀铬

工序11 钻φ14mm的孔和φ8.5mm的螺纹孔

工序12 扩φ14mm的孔和φ8.5mm的螺纹孔