CA6140车床手柄座夹具设计说明书

第2章、手柄座的机械加工工艺设计2.1.确定毛坯的制造形式零 件材料为HT200，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。

2.2.基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

(1)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。

根据这个基准选择原则，现选取825H φ孔的下端面作为粗基准，利用一组共两块V 形块分别支承825H φ和13R 作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。

(2)精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

这在后面还要专门计算，此处不再重复。

2.3.工艺路线的拟定制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

（1）工艺路线方案一：工序一：备料 工序二：铸造毛坯工序三：粗铣上、下表面，精铣下表面；工序四：钻825H φ孔；工序五：插键槽6H9；工序六：铣槽14⨯43 mm ；工序七：钻、拉孔710H φ；工序八：钻孔5.5φ；工序九：钻、扩714H φ螺纹孔；工序十：钻、钳5φ锥销通孔、M10-7H ；工序十一：终检。

（2）工艺路线方案二：工序一：备料 工序二：铸造毛坯工序三：钻825H φ；工序四：粗铣上、下表面；工序五：精铣下表面；工序六：插键槽6H9 mm ；工序七：铣槽14 mm ⨯43 mm ；工序八：钻孔5.5φ；工序九：钻、拉孔710H φ；工序十：钻、扩714H φ；工序十一：钻、钳5φ锥销通孔、M10-7H ；工序十二：终检。

（3）、工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工825H φ的孔，再以825H φ的孔的孔为基准加工710H φ的孔。

方案二则是先加孔825H φ后再加工上下表面，再加工孔710H φ，此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本。

经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工825H φ及插键槽，最后完成对710H φ的孔的定位。

显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。

综上所述，零件的具体工艺过程如下：工序一：备料 工序二：铸造毛坯工序三：粗铣、半精铣45φ凸台端面，选用X51立式铣床；工序四：钻，扩，铰825H φ内孔，选用Z535立式钻床；工序五：钻，粗铰，精铰710H φ孔，选用Z525立式钻床；工序六：铣槽23.0014+mm ，选用X63卧式铣床；工序七：钻、粗铰、精铰714H φ螺纹孔，选用Z525立式钻床；工序八：钻底孔，攻螺纹孔M10mm ，选用Z525立式钻床；工序九：钻5φ锥销通孔，选用Z525立式钻床；工序十：拉键槽6H9mm ；工序十一：钻槽底通孔钻5.5φ，选用Z525立式钻床；工序十二：终检。

2.4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140车床手柄座零件材料为HT200,毛坯重量约为0.73kg ，生产类型为中批量生产，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。

查《机械制造工艺学课程设计指导书》确定加工余量：砂型铸造，机器造型，材料为灰铸铁，查表5-2可知，公差等级CT 为8~12,选取CT10，查表5-3可知，要求的机械加工余量等级为E~G,选取G 。

切削余量：查表5-4可知， 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 。

铸件公差等级为CT10：查表5-1，基本尺寸小于100mm ，取3.2mm ；基本尺寸小于63mm ，取2.8mm 。

（1）φ45mm 圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求，φ45mm 圆柱两端面经过两道工序，先粗铣φ45mm 圆柱大端面，再粗，半精铣φ45mm 圆柱小端面，各步余量如下：粗铣：由《机械加工工艺手册》表3.2-23，其余量值规定，对于大端面（≤50mm ）为1.0~2.0mm ，现取1.8mm ；对于小端面，取为1.2mm 。

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

半精铣：由《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-2，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＋1.8＋1.0＝47mm ；毛坯的最小尺寸：47－1.4＝45.6mm ；毛坯的最大尺寸：47＋1.4＝48.4mm ；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 。

精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。

故精铣后尺寸为43错误!未找到引用源。

（2）φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求，φ14H7mm孔端面仅由粗铣得到，故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心线的毛坯基本尺寸为43＋1.2＝44.2mm，故：毛坯的名义尺寸：43＋1.2＝44.2mm；毛坯的最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6mm；毛坯的最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。

粗铣后尺寸应于零件图尺寸相同，但由于零件图纸并未给出具体的公差等级，现按前面粗铣平面厚度偏差取－0.28mm。

故粗铣后的尺寸为43其他毛坯尺寸由于零件图纸未做具体的工序尺寸要求，且对后面诸孔，槽的加工影响不大，仅粗铣即可。

（3）其他尺寸及其加工余量的确定其他工序尺寸包括5个孔，2个槽，1个螺纹孔的基本尺寸，现仅分析主要的5个孔的加工余量及尺寸偏差。

5个孔均不铸出，机械加工出来，根据《简明手册》，由于5个孔的表面粗糙度要求均较高，所以都要经过精铰工序，具体工序尺寸和加工余量为：（1）φ25H8mm孔，Ra＝1.6mm；根据《简明手册》表2.3-9，加工该孔的工艺为：钻→扩→铰钻孔：φ23mm；扩孔：φ24.8mm 2Z＝1.8mm（Z为单边加工余量）；铰孔：φ25H8mm。

（2）φ10H7mm孔，Ra＝1.6mm；根据《简明手册》表2.3-8，加工该孔的工艺为：钻→粗铰→精铰钻孔：φ9.8mm；粗铰：φ9.96mm；精铰：φ10H7mm。

（3）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm；根据《简明手册》表3.2-9，加工该孔的工艺为：钻→扩→粗铰→精铰钻孔：φ13.0mm；扩孔：φ13.85mm；粗铰：φ13.95mm；精铰：φ14H7mm。

（4）φ5mm圆锥孔，Ra＝1.6mm；由于零件图纸未给出具体的公差等级，现也按H7公差等级加工，按表3.2-9，加工该孔的工艺为：钻→精铰钻孔：φ4.8mm；精铰：φ5H7mm。

（5）φ5.5mm孔，Ra＝12.5mm由于也未给出公差等级，现同样按φ5mm圆锥孔加工方式：钻→精铰钻孔：φ4.8mm；精铰：φ5.5H7mm 。

2.5.确定各工序切削用量及基本工时(1)工序三 铣、半精铣45φ凸台端面1）粗铣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 mm Z =Z050d mm =，180min T =（《切削》表3.7和《切削》表3.8）20/min c V m =查（《切削》表3.9）01000100020127.4(/min)50c V n rd ππ⨯===⨯查查 按机床选取160/min n r =机实际切削速度：1605025.12(/min)10001000n c n d 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/min f V mm =横向基本工时：45200.43(min)150t +== 2）半精铣45φ凸台端面：加工余量为Z=1mm切削速度为20/min c V m =127.4/min n r =查选用主轴转速为160/min n r =机工作台进给量：0.156160144(/min)f z V f Zn mm ==⨯⨯=机基本工时：45200.65(min)100t +== (2)工序四：钻→扩→粗、精铰825H φ通孔1）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 mm r =机（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）15/min c V m =查（《切削》表2.15）硬度200－217 1000100015208(/min)23c V n r D ππ⨯===⨯查查 按机床选取195/min n r =机（《工艺》表4.2－5）实际切削速度：2319514.08(/min)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》表6.2－5） 2）扩孔mm 084.0080.24+φ：选择mm 80.24φ高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）由《切削》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》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。

由《切削》表2.15得14/min c V m =钻，故： min)/(7~7.41421~3121~31m V V c c =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=钻()min)/(89~608.247~7.410001000r D V n c =⨯⨯==ππ 按机床选取68/min n r =机24.8685.29(/min)1000c Dn V m ππ⨯⨯===机机1000 基本工时：124383 1.1(min)680.72l l l t n f ++++===⨯机机3）铰825H φ孔：选择mm 25φ高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17），由《切削》表2.24得r mm f /5.1~0.1=，mm a p 25.0~15.0=，m in /8~4m V c =，由《工艺》表4.2－16得 1.22/f mm r =机，min)/(102~5125)8~4(10001000r D V n c c =⨯⨯==ππ 按机床选取68/min n r =机，则： 2568 5.34(/min)1000V m π⨯⨯==机基本工时：1243830.65(min)68 1.22l l l t n f ++++===⨯机机 (3)工序五：钻→粗铰→精铰710H φ孔1）钻10φ孔：选择mm 8.9φ高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得0.17/f mm r =机 23/min c V m =查（《切削》表2.15） 01000100023747.4(/min)9.8c V n rd ππ⨯===⨯查查 按机床选取960/min n r =机 09.896029.54(/min)10001000c d n V r ππ⨯⨯===机机基本工时：1243430.31(min)9600.17l l l t n f ++++===⨯机机 2）粗铰mm 96.9φ孔：选择mm 96.9φ的高速钢铰刀（《工艺》表2.11） 由《切削》表2.24和《工艺》表4.2－15查得 1.3/f mm r =机6/min c V mm =查 0100010006191.85(/min)9.96c V n rd ππ⨯===⨯查查 按机床选取195/min n r =机 09.961956.1(/min)10001000c d n V mm ππ⨯⨯===机机基本工时：1243230.19(min)195 1.3l l l t n f ++++===⨯机机3）精铰mm 10φ孔：选择mm 10φ的铰刀0.8/f mm r =机6/min c V mm =查 0100010006191.1(/min)10c V n rd ππ⨯===⨯查查 按机床选取195/min n r =机 0101956.123(/min)10001000c d n V mm ππ⨯⨯===机机 基本工时：1243230.31(min)1950.8l l l t n f ++++===⨯机机 (4)工序六：铣mm 24.0014+的槽 选用高速钢粗齿盘状铣刀 0125d mm =，Z=81)、根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27查的：粗铣38mm e a =︿ 选定5mm e a =因走刀次数N=30135+=8.6次 故走刀次数N 为9次，最后一次e a =3mm 。