CA6140機(jī)床手柄座工藝說明書

1、第一章 零件的分析1.1零件的作用及結(jié)構(gòu)分析該零件是CA6140車床操縱部分的組成零件之一，該手柄座的作用就相當(dāng)于一個連桿。車床外部手柄的運動是通過CA6140車床手柄座傳遞到車床內(nèi)部實現(xiàn)人為對機(jī)床的操縱。手柄與該零件通過25mm孔連接，機(jī)床內(nèi)部零件通過10mm孔與手柄座連接，即CA6140車床手柄座的作用是實現(xiàn)運動由外部到內(nèi)部的傳遞。1.2零件的工藝分析CA6140車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴(yán)格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證Ra的表面粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下：

2、1孔的加工該零件共有5個孔要加工：45mm是零件的主要加工面，多組面，孔與其有位置尺寸度要求，因而是后續(xù)工序的主要精基準(zhǔn)面，需精加工且盡早加工出來；10mm孔與25mm孔有平行度要求，也要精加工；14 mm是不通孔，特別注意該孔的加工深度；5mm圓錐孔及孔雖是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精鉸。1面的加工該零件只有1個端面要加工：45mm圓柱小端面精度要求較高，同時也是配合25mm孔作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)面，需精加工。1槽的加工該零件僅有2個槽需加工：25mm孔上鍵槽兩側(cè)面粗糙度為Ra，需精加工，底面加工精度要求不高，但與25mm孔上表面有mm的尺寸要求，而加工鍵槽時很難以25mm上表面為定

3、位基準(zhǔn)，因而要特別注意尺寸鏈的推算，保證加工尺寸要求；深槽要注意加工深度，由于表面粗糙度為Ra，半精銑即可。1螺紋孔的加工M10mm螺紋孔與25mm孔中心線有角度要求，同時中心線與45mm圓柱端面有11mm的尺寸位置要求。由以上分析可知，該零件的加工應(yīng)先加工45mm圓柱小端面，再以端面為基準(zhǔn)加工作為后續(xù)工序主要精基準(zhǔn)的25mm孔，進(jìn)而以該孔為精基準(zhǔn)加工出所有的孔，面，槽，螺紋孔等。第二章 CA6140車床手柄座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1毛坯的選擇零件材料為HT15-33，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復(fù)雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生

4、產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。由于零件上孔都較小，且都有嚴(yán)格的表面精度要求，故都不鑄出，留待后續(xù)機(jī)械加工反而經(jīng)濟(jì)實用。2.2基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計中的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，由于該零件毛坯沒有鑄孔，故只能以45mm大端面為粗基準(zhǔn)，粗、精銑小端面，并保證尺寸43mm。2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，前面已多次提過以25mm孔為第一精基準(zhǔn)，45m

5、m圓柱小端面作為基準(zhǔn)先加工出25mm孔，然后作為輔助基準(zhǔn)面配合25mm孔加工后續(xù)工序中的孔，面，槽，螺紋等。2.3工藝路線的擬定擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。2工藝路線方案一.粗、半精銑45mm圓柱小端面，保證尺寸43mm；.鉆,擴(kuò),鉸25H8mm孔；.鉆,擴(kuò),鉸10H7mm孔；.鉆,擴(kuò),鉸14H7mm孔；.鉆,攻M10mm

6、螺紋孔；.；.銑槽,保證尺寸14mm,深度30mm；.鉆,鉸孔；.鉆,鉸5mm圓錐孔；.去銳邊,毛刺；.終檢,入庫。2工藝路線方案二.粗銑、半精銑45mm圓柱小端面,保證尺寸43mm；.鉆,擴(kuò),鉸25H8mm孔;.鉆,鉸5mm圓錐孔,鉆,擴(kuò),鉸10H7mm孔；.鉆,擴(kuò),鉸14H7mm孔；.鉆,攻M10螺紋孔；.；.銑槽,保證尺寸14mm,深度30mm；.鉆,鉸孔；.去銳邊,毛刺；.終檢,入庫。2工藝方案的比較與分析上述兩個方案區(qū)別是方案一將5mm圓錐孔和10mm孔按部就班順序加工，而方案二顯得更靈活聰明,看出這兩個孔的定位方式,夾緊方式相同，故而在一臺機(jī)床上同時加工出來。但正如前面所分析的，方

7、案二將5mm圓錐孔10mm孔的加工合并在一道工序中，雖然減少了裝夾次數(shù)，簡化了工藝設(shè)計，但在一道工序中完成這兩個鉆孔，由于兩孔的加工深度、加工刀具尺寸、加工時產(chǎn)生的軸向力等等都相差較大，且兩孔的加工精度要求都較高，顯然組合機(jī)床不適用。如果采用立式鉆床，對于大批量生產(chǎn)，則要頻繁更換鉆頭刀具，大大增加了勞動強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)效率，而且5mm圓錐孔有配鉸的要求，應(yīng)該放在最后加工，因此，決定還是將兩個孔分開加工。綜上所述，零件的最后加工路線如下：2工藝方案的確定.粗銑、半精銑45mm圓柱小端面,以45mm圓柱大端面為定位基準(zhǔn);.鉆、擴(kuò)、鉸25H8mm孔,以45mm圓柱小端面為定位基準(zhǔn);.鉆、鉸10H7m

8、m孔,以25H8mm孔和45mm圓柱小端面為基準(zhǔn);.鉆、擴(kuò)、鉸14H7mm孔,以10H7mm、25H8mm孔和45mm圓柱小端面為基準(zhǔn),保證孔深度25mm;.鉆、攻M10mm螺紋孔,定位與工序相同;.插鍵槽,為便于加工,以45mm圓柱小端面,10H7mm孔和14H7mm11mm;.銑槽,定位與工序相同,保證尺寸30mm;.鉆、鉸孔,定位與工序相同;.鉆、鉸5mm圓錐孔,定位與工序相同; .去銳邊,毛刺,尤其注意25H8mm孔表面可能因為鉆M10mm螺紋孔以及插槽帶來的表面鱗次損傷;.終檢,入庫。2.4毛坯尺寸及其加工余量的確定CA6140車床手柄座零件材料為HT15-33，毛坯重量約為，生產(chǎn)類

9、型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造生產(chǎn)。由于所有孔均有精度要求，且尺寸小，均不鑄出。故僅確定三個端面的相關(guān)尺寸。查表確定加工余量：砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，機(jī)器造型，公差等級為CT810，取CT10，加工余量等級EG，取H。切削余量：查表，基本尺寸小于100mm，加工余量為；基本尺寸小于63mm，加工余量為。鑄件公差等級：查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表，基本尺寸小于100mm，??；基本尺寸小于63mm，取。2 45mm圓柱小端面毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，只需粗、半精銑45mm圓柱小端面，各步余量如下：對于小端面（50mm）粗銑余量規(guī)定為1.0，現(xiàn)取2mm。簡明手冊表銑平面其余量規(guī)定值為，由實用機(jī)

10、械加工工藝手冊表6-31知粗銑平面的厚度偏差（30mm）為0.25，現(xiàn)取。故鑄造毛坯的基本尺寸為4321.046mm。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)值，取尺寸公差為。故：毛坯的名義尺寸：4321.046mm；毛坯的最小尺寸：461.444.6mm；毛坯的最大尺寸：461.44mm；粗銑小端面后的最大尺寸：:431.044mm；粗銑小端面后的最小尺寸：:440.30。精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設(shè)計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)表2-3，粗銑精銑所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度取IT8,按入體原則取值。故精銑后尺寸為43-0.039=mm。2.其他尺寸極其加工余量的確定其他工序尺寸包

11、括5個孔，2個槽，1個螺紋孔的基本尺寸，現(xiàn)僅分析主要的5個孔的加工余量及尺寸偏差。5個孔均不鑄出，機(jī)械加工出來，由于5個孔的表面粗糙度要求均較高，所以都要經(jīng)過精鉸工序，具體工序尺寸和加工余量為：（1）25H8mm孔，Ra；根據(jù)簡明手冊表，加工該孔的工藝為：鉆擴(kuò)鉸鉆孔：23mm；擴(kuò)孔：2Z（Z為單邊加工余量）；鉸孔：25H8mm。（2）10H7mm孔，Ra；根據(jù)簡明手冊表，加工該孔的工藝為：鉆粗鉸精鉸鉆孔：；粗鉸：；精鉸：10H7mm。（3）14H7mm孔，Ra；根據(jù)簡明手冊表2.3-8，加工該孔的工藝為：鉆擴(kuò)粗鉸精鉸鉆孔：；擴(kuò)孔：；2Z（Z為單邊加工余量）；粗鉸：；精鉸：14H7mm。（4）5

12、mm圓錐孔，Ra；由于零件圖紙未給出具體的公差等級，現(xiàn)也按H7公差等級加工，按表，加工該孔的工藝為：鉆精鉸鉆孔：；精鉸：5H7mm。（5）孔，Ra。由于也未給出公差等級，現(xiàn)同樣按5mm圓錐孔加工方式：鉆精鉸鉆孔：mm；精鉸：7mm。確定各工序切削用量及基本工時2.5.1工序：銑45mm圓柱小端面機(jī)床：X51立式銑床 刀具：高速鋼端銑刀，直徑D=50mm，齒數(shù)Z=6（1）粗銑45mm小端面 銑削余量Z=，同樣查表選取確定v=20m/min， =/Z，則主軸轉(zhuǎn)速n= =，按機(jī)床選取n=160r/min，則v=/min，工作臺進(jìn)給量*Z*n=144mm/min，取 =150mm/min。機(jī)動工時=

13、=n。其中。輔助工時=min。（2）半精銑45mm小端面加工余量Z=，查表確定v=20m/min，=0mm/Z，則n=127.4r/min，選取n=160r/min，則v=/min.，*Z*n=96mm/min，取=100mm/min，機(jī)動工時= =0.63min。輔助工時=min。工序：鉆，擴(kuò)，鉸25H8mm孔機(jī)床：Z535立式鉆床（1）鉆孔23mm刀具：高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，D=23mm。 根據(jù)加工工藝手冊表11-266，取麻花鉆每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=/r，取v=15m/min，則n=208r/min，按機(jī)床選取n=195r/min，則v=/min.，機(jī)動工時= 其中，=43mm.則=0.63mi

14、n, =0.33min.（2）擴(kuò)孔刀具：高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，D= 雙邊余量2Z=由工藝手冊表11-266查的麻花鉆鉆孔時進(jìn)給量f=0.32mm/r，用麻花鉆擴(kuò)孔時進(jìn)給量約為鉆孔時的1.5倍，則f=0.32*1.5=/r，并由簡明f=0.43mm/r，由表11-266查得鉆孔時v=26m/min，擴(kuò)孔時切削速度約為鉆孔時的一半，v=13m/min，求得n=，查簡明5取n=195r/min，則v=15m/min。機(jī)動工時=，其中（3）鉸25H8mm孔刀具：高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，D=25mm由工藝手冊表11-282查得f=0.51mm/r,v=26m/min,并由簡明f=mm/r，求得主軸鉆速n=,

15、查簡明手冊表4.2-15取n=275r/min,則v=/min。機(jī)動工時=。其中, ，工序：鉆，鉸10H7孔機(jī)床：Z525立式鉆床（1）鉆mm孔刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=由機(jī)械加工工藝手冊查得f=0.20mm/r，修正f=/r，取v=25m/min，則n=812.4r/min按機(jī)床選取n=680r/min，則v=2m/min.，,則機(jī)動工時=0.20min，經(jīng)估算=0.22min。（2）粗鉸孔刀具：高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，D=由工藝手冊查得f=0.20mm/r，修正為f=/r,取v=21m/min，則n=r/min,按機(jī)床選取n=680r/min，則v=m/min.，,則=，=n。（3）精鉸10

16、H7孔刀具：高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，D=10mm由工藝手冊查得f=0.20mm/r，修正為f=/r,取v=21m/min，則n=r/min，按機(jī)床選取n=680r/min，則v=m/min.，, =0.28min, =0.32min。工序：鉆，擴(kuò)，鉸14H7mm孔機(jī)床：Z525立式鉆床（1）鉆孔13mm刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=13mm由機(jī)械加工工藝手冊查得f=0.20mm/r，由簡明手冊=/r，由工藝手冊查得v=2434m/min，取v=25m/min，則n=612.4r/min，按機(jī)床選取n=545r/min，則v=m/min.，,由于為盲孔，故=0mm,機(jī)動時間=0.27min, =。（2

17、）擴(kuò)孔13.85mm孔刀具：高速鋼擴(kuò)孔鉆，2Z=0.85（Z為單邊加工余量）由簡明手冊表3-54查得f=0.484mm/r,并根據(jù)機(jī)床把f修正為f=/r，v=/min，則n=287.43r/min，根據(jù)機(jī)床修正為n=272r/min，則v=/min。，則=，=0.44min。（3）粗鉸孔刀具：高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，D=由機(jī)械加工工藝手冊表11-282查得f=/r，修正為f=/r，v=24m/min，則n=547.9r/min，由機(jī)床選取n=545r/min，則v=23,87m/min，5mm，=0.28min，=0.31min。（4）精鉸14H7mm孔刀具：高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀 同上，f=/r，v

18、=24m，由機(jī)床選取n=545r/min，則v=/min，5mm，=0.28min，進(jìn)過估算=0.32min。工序：鉆，攻M10mm螺紋孔機(jī)床：Z525立式鉆床（1）鉆孔刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D= 由工藝手冊查得f=0.22/r，取f=/r，由金屬切削原理與刀具查得v=20m/min，則n=749r/min，按機(jī)床選取n=680r/min，則v=18m/min。=0.08min，輔助時間=0.08min。（2）攻螺紋M10mm刀具：高速鋼錐柄機(jī)用絲錐 d=10，p=mm(p為導(dǎo)程) 取孔螺紋進(jìn)給量等于絲錐螺紋螺距p，即f=1.5mm/r，由工藝手冊查得v=m/min，則n=283r/min，

19、按機(jī)床選取n=272r/min，則v=m/min.，機(jī)動時間=0.04min，輔助時間=0.08min。工序：插6H9mm內(nèi)孔鍵槽機(jī)床：B5020插床 刀具：根據(jù)工藝手冊表11-339選取插刀中的切刀插刀進(jìn)給量f=0.18/dst，根據(jù)簡明手冊表4.2-44知滑枕每往復(fù)一次工作臺進(jìn)給量（mm）：縱向：0.08 橫向：0.08，滑枕工作行程速度1.7/min，鍵槽深度27.3-25=，槽寬6mm，取f=/dst，滑枕工作行程速度v=5m/min，插床每分鐘的雙行程次數(shù)，其中L=，系數(shù)k=0.650.93，取k=0.8，=43mm, 查簡明手冊=35mm，則=35.6， H=h+1=2.3+1=，

20、機(jī)動時間=0.46min，=0.39min。工序：銑mm槽 機(jī)床：X63T臥式銑床（1）粗銑12mm槽刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀 直徑D=200mm 寬度12mm 齒數(shù)28由工藝手冊表11-94查得銑削速度為1520m/min，選取v=15m/min，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=23.87r/min，根據(jù)簡明手冊表4.2-39選取n=28r/min，則v=/min。銑刀每齒進(jìn)給量=0.03/z，銑削鑄鐵進(jìn)給量可增加，即0.042/z，銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)進(jìn)給1.176，則機(jī)床工作臺進(jìn)給量為32.928/min，根據(jù)簡明手冊表4.2-40選取f=28mm/min。機(jī)動工時，其中=+（13）=83mm, =5mm,

21、=，則，輔助時間=0.31min。（2）精銑14mm槽刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀 直徑D=200mm 寬度14mm 齒數(shù)28工作臺進(jìn)給量選取f=20mm/min，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速仍為n=28r/min，則機(jī)動時間，0.31min。工序：鉆，鉸5.5mm孔機(jī)床：Z525立式鉆床（1）鉆mm孔刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=5.2mm 由工藝手冊表11-266查得f3mm/r，由金屬切削原理及刀具表7-4取v=20m/min，則n=1224r/min，按機(jī)床選取n=960r/min，則v=m/min.鉆削機(jī)動工時=，其中=, ,=,則=, =0.33min。（2）鉸5.5mm孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀，

22、D=5.5mm 由機(jī)械加工工藝手冊表11-283查得f=0.15mm/r，根據(jù)簡明手冊表取f=/r，取v=8m/min，則n=463r/min，按機(jī)床選取n=545r/min，則v=/min。鉸削背吃刀量=，由機(jī)械加工工藝手冊=，=22mm, =，則鉸削機(jī)動時間= ，=0.33min。 工序：鉆，鉸5mm圓錐孔機(jī)床：Z525立式鉆床（1）鉆4.5mm孔刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=由工藝手冊表11-266查得鉆頭進(jìn)給量f=3mm/r左右，由簡明手冊f=3mm/r，由表11-266取v=20m/min，則n=1415r/min，按機(jī)床選取n=1360r/min，則v=m/min。機(jī)動工時=, 其中

23、=, =2mm, =9mm, 則=0.1min，輔助時間min。（2）按圓錐孔大端直徑手動锪出倒角，進(jìn)給量f=/r，刀具：高速鋼锪鉆。（3）鉸5mm圓錐孔刀具：米制圓錐鉸刀由工藝手冊表11-282查得進(jìn)給量f=0.15mm/r，按簡明手冊mm/r，取v=20m/min，則n=1415r/min，按機(jī)床選取n=1360r/min，那么v=m/min，鉸削背吃刀量=，由簡明手冊查得=，其中=，那么=0.06min，=0.33min。第三章 鉆3.1 問題的提出本夾具主要用來加工手柄座上的5.5孔，這個孔對14mm深槽有一定的位置要求。在加工本道工序時，零件上其他孔及端面已經(jīng)加工出來了，定位較容易解

24、決。本夾具主要考慮的是此孔位于14mm凹槽底部，必須采用一加長鉆套，另外，為了方便從側(cè)面將零件取出，必須將鉆套提起，即鉆套應(yīng)能轉(zhuǎn)動，因此應(yīng)該設(shè)計一轉(zhuǎn)動裝置。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知14mm深槽中心線重合，定位時，采用一面兩銷定位，即采用已經(jīng)加工過的45mm圓柱小端面、25H8孔和10H7孔進(jìn)行定位，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊。3.3 切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼錐柄麻花鉆 直徑 f=/r由金屬切削原理及刀具表7-3查得鉆削時軸向力、扭矩及功率的計算公式：軸向進(jìn)給力公式：扭矩計算公式：切削消耗功率（單位KW）查表得到=420, =1.0, =0.8, =0.206, =2.

25、0, =0.8, =1, =1,可求得軸向進(jìn)給力F=420=427N扭矩M=m切削消耗功率P=計算切削力時，要將安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=，其中為基本安全系數(shù)1.5，為加工性質(zhì)系數(shù)1.1，為刀具鈍化系數(shù)1.1，為斷續(xù)切削系數(shù)1.1，所以軸向進(jìn)給力=FK=852.5N，選用氣缸直接壓緊。夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)f=0.25，為克服軸向進(jìn)給力實際夾緊力N應(yīng)為N=，則N=3410N，氣缸選用100mmpa時，氣缸推力3925N，已經(jīng)大于所需的3410N夾緊力，故本夾具可安全工作。3.4 定位誤差分析（1）零件圖樣規(guī)定45圓柱小端面與5.5孔中心線距離為17+7=24mm，45圓柱小端面為定位面，先計算45圓柱小端面的定位誤差?，F(xiàn)取小端面半精銑后公差等級為9級，可求得45圓柱小端面端面距離L=mm，即最大定位誤差為0.115-（-0.443）=。（2）零件圖樣還規(guī)定10mm孔與25mm孔的平行度誤差為100：0.2，25mm孔的尺寸為mm，10mm孔的尺寸為mm，與