CA6140车床手柄轴零件的加工工艺规程及夹具设计

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题目：CA6140车床手柄轴零件的加工工艺规

程及夹具设计

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20**年12月5日

题目：手柄轴（CA6140车床）的加工工艺及钻8.5螺纹孔的钻床夹具设计

内容：

零件图1张

毛坯图1张

机械加工工艺过程卡片1张

机械加工工序卡片2张

夹具装配图1张

夹具体零件图1张

课程设计说明书1份

目录

一零件的工艺分析及生产类型的确定 (3)

1. 零件的工艺性分析 (3)

2. 零件的生产类型 (3)

二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (3)

1. 选择毛坯 (3)

2．确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差 (3)

3. 确定机械加工余量 (4)

4．确定毛坯尺寸 (4)

5. 确定毛坯尺寸公差 (5)

6．设计毛坯图 (5)

三选择加工方法，制定工艺路线 (6)

1.定位基准的选择 (6)

2.零件表面加工方法的选择 (6)

3制定工艺路线 (6)

四工序设计 (8)

1 选择加工设备与工艺装备 (8)

2 确定工序尺寸 (9)

五确定切削用量及基本时间 (11)

六夹具设计 (21)

七设计小结 (22)

八参考文献 (23)

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

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