1、机械制造技术基础课 程 设 计 说 明 书全套图纸，加 153893706设计题目： 设计“ CA6140 车床手柄座 831015”零件的机械加工工艺规程 开始日期： 2011 年 6 月 27 日 完成日期： 2008 年 7 月 4 日 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 学校名称： 机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“CA6140 车床手柄座 831015”零件的机械加工工艺规程（年产量为 2000 件）内容： 1.零件图 1 张2.毛坯图 1 张3.机械加工工艺过程卡片 1 张4.机械加工工序卡片 1 套5.专用夹具装配图 1 张6.专用夹具专用零件图 1 张7.设计说明书 1
2、 份2011 年 6 月目 录序 言 4设计的目的 5二、零件的分析 6(一) 零件的作用 6(二)零件的工艺分析 .6三、工艺规程设计 7(一)确定毛坯的制造形式 .7(二)基面的选择 .7(1)粗基准的选择 .7(2)精基准的选择 .7(三)制定工艺路线 .7（1）工艺路线方案一 8（2）工艺路线方案二 8（3） 、工艺方案的分析： 8（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 9（五）确立切削用量及基本工时 10三、专用夹具设计 19对刀装置 20夹具与机床联接元件 20夹具体 20参考文献 21序 言机械制造技术基础课程设计是在学习完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习
3、的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在些次设计中我们主要是设计 CA6140 拨叉的机械加工工艺规程。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点。2011 年 6 月 27 日设计的目的机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结
4、构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下：培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。二、零件的分析(一) 零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床
5、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。(二) 零件的工艺分析CA6140 车床手柄座有多处加工表面，其间有一定位置要求。分
6、述如下：1以 为中心的加工表面825H这一组的加工表面有 的孔，以及上下端面， ，下端面为 的圆柱端面；孔壁82545上有距下端面 11mm、与 孔中心轴所在前视面呈 角的螺纹孔，尺寸为 M10-307H，另外还有一个尺寸为 6H9 的槽，孔与槽的总宽度为 27.3H11。2以 为中心的加工表面714H该组的加工表面有 的螺纹孔(有位置要求) ，加工时测量深度为 25mm，钻孔深714度为 28mm。上孔壁有一个 配铰的锥销通孔，该通孔有位置要求。53以 为中心的加工表面710H本组的加工表面有 的孔(两个) ，及其两个内端面 (对称)，两端面均有位置要求，710端面之间的距离为 mm。 ，孔
7、除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求 (与24.孔壁之间的平行度公差为 )825H2.04以 为中心的加工表面.这组的加工表面有 的孔，该孔通至 上的槽，并有位置要求。5. 85H由上面的分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。三、工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200。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。(二) 基面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，
8、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 孔的下端面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块分别支承 和825H 825H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,13R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，这在以后还要专门计算，此处不作介绍。(三)
9、制定工艺路线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：粗、精车 孔；825H工序五：插键槽 6H9；工序六：铣槽 14 43 mm；工序七：钻、拉孔 ； 710工序八：钻孔 ；5.工序九：钻、扩 螺纹孔；4H工序十：钻、钳 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
10、造毛坯工序三：粗、精车 ；825H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.工序九：钻、拉孔 ；710H工序十：钻、扩 ；4工序十一：钻、钳 锥销通孔、M10-7H；5工序十二：终检。（3） 、工艺方案的分析：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 的孔，再以 的孔的孔为基准加工 的孔。方案二则是先加孔825H825710H后再加工上下表面，再加工孔 ，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及插键
11、槽，最后完成对 的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少825H710H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：铣、半精铣 凸台端面和大端面，选用 X51 立式铣床；45工序四：钻，扩，铰 内孔，选用 Z535 立式钻床；82H工序五：钻，粗铰，精铰 孔，选用 Z525 立式钻床；710工序六：铣槽 mm，选用 X63 卧式铣床；24.0工序七：钻、粗铰、精铰 螺纹孔，选用 Z525 立式钻床；H工序八：钻底孔，攻螺纹孔 M10-H7mm，选用 Z525 立式钻床；工序九：钻 锥销通孔，选用 Z525 立式钻床；5工序十：拉键槽
12、 6H9mm；工序十一：钻槽底通孔钻 ，选用 Z525 立式钻床；5.工序十二：终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为 HBS6587，毛坯的重量约为 2Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸模。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：1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（ 端面） 。825H查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 2.22.5，取端面长度余量均为 2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm2内孔（ 已铸成孔）85H查工艺手册表 2
13、.22.5，取 已铸成孔长度余量为 3，即铸成孔半径为825H21mm。工序尺寸加工余量：钻孔 2mm扩孔 0.125mm3其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。（五）确立切削用量及基本工时1工序三的切削用量及基本工时的确定：铣、半精铣 凸台端面和大端面。45铣 凸台端面：45选择铣刀半径为 25mm，齿数 Z=6（见工艺手册表 3.127）0.1/fmZZ， （切削表 3.7 和切削表 3.8）5d80inT（切削表 3.9）2/icV查 01217.4(/min)5cnrd查查按机床选取 6/inr
14、机实际切削速度： 16052.1(/in)0cdV机机工作台每分钟进给量： .4/mifZn机铣床工作台进给量： 15/mif横 向基本工时： 420.3()t半精铣 凸台端面：5加工余量为 Z=1mm切削速度为 20/mincV17.4/inr查选用主轴转速为 16/ir机工作台进给量： 0.5614(/min)fzVZn机基本工时： 4520.6(min)1t粗铣大端面：进行两次铣削，第一次 Z=2mm，第二次 Z=1mm20/incVm查017.4(/in)cnrd查查选用主轴为 6/i机实际切削速度： 025.1(/min)cndV机查工作台进给量： .604(/in)fZ机基本工时：
15、 5013.5(in)t半精铣大端面：切削速度： 2/mincV17.4/inr查选用主轴为 60/i机工作台进给量： 1nfm基本工时： 5320.98(i)t2工序四的切削用量及基本工时的确定：钻扩粗、精铰 通孔。825H钻孔 ：m3选择 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表 3.16）（切削表 2.7 和工艺表 4.216）0.4/fr机（切削表 2.15）硬度 20021715incVm查01528(/min)3cnrD查查按机床选取 （工艺表 4.25）9/ir机实际切削速度： 231954.08(/min)cV机机 Dn10基本工时： （工艺表 6.25）248.6(i).ltf机
16、机扩孔 ：m084.2选择 高速钢锥柄扩孔钻（工艺表 3.18）.由切削表 2.10 得扩孔钻扩 孔时的进给量 ，并由m80.24 rmf/8.07工艺表 4.216 取 ，扩孔钻扩孔时的切削速度 。.7/fr机 钻ccV213由切削表 2.15 得 ，故：14/incV钻 min)/(7.412323cc 钻 i)/(8960.710rDVnc按机床选取 68/mir机 24.5.9(/in)10cnV机机基本工时： 2381.(i)6.7ltf机 机铰 孔：825H选择 高速钢锥柄机用铰刀（工艺表 3.117） ，m由切削表 2.24 得 ， ，rmf/5.10map25.01.，in/8
17、4Vc由工艺表 4.216 得 ，.2/fr机 min)/(1025)84(10rDVncc 按机床选取 ，则：68/minr机 2568.34(/min)10V机基本工时： 1243.i.ltnf机 机3工序五的削用量及基本工时的确定：钻粗铰精铰 孔。710H钻 孔：10选择 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）m8.9由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.17/fmr机（切削 表 2.15）23/incV查012374.(/in)9.8cnrd查查按机床选取 6/minr机0.029.54(/in)1cnVr机机基本工时： 123.1(i)6.7ltf机 机粗铰 孔：m96.选
18、择 的高速钢铰刀（工艺表 2.11）由切削表 2.24 和工艺表 4.215 查得 1.3/fmr机6/incVm查01619.85(/in).cnrd查查按机床选取 5/inr机09.61.(/min)10cnV机机基本工时： 12430.19(min)95ltnf机 机精铰 孔：m10选择 的铰刀.8/fr机6incVm查01619.(/min)cnrd查查按机床选取 5/inr机0196.23(/in)cnV机机基本工时： 1240.1(mi)58ltf机 机4工序六的切削用量及基本工时的确定：铣 的槽。24.0选用高速钢圆柱形铣刀，齿数 Z=6第一次走刀：0.25/Zfm1incV查0
19、15367.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机03751.3(/in)10cnV机机工作台进给量： .2675.2(/min)fZn机基本工时： 4310.9(mi)56.fLtV第二次走刀：15/mincV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量： 0.25637.25(/in)fZV机基本工时： 431.9(min)6.fLt5工序七的切削用量及基本工时的确定。钻 孔：m13选择 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.56）由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.3/fmr机（切削 表 2.15）14/incVm查00143(/in)cnrD
20、查查按机床选取 27/ir机13.10(/min)0cnV机机基本工时： 12843.6(i)7.ltf机 机粗铰 孔：m95.13选择 高速钢锥柄机用铰刀（工艺表 3.117）， ， ，rf/0.map15.0in/84Vci)/(29.13)84(1rDVncc按机床选取 （工艺表 4215）0/inr机min)/(13.610495.310rDnVc 机机（工艺表 4.216）.8/fmr机基本工时： 128430.1(in).ltnf机 机精铣 孔：14选择 高速钢锥柄机用铰刀（工艺表 3.117）m由切削表 2.24 查得， ，rf/0.15map15.0in/84Vci)/(29.
21、3)84(rDVncc（工艺表 4216）0.62/fmr机按机床选取 14/inn机06.5(/mi)cV机机 0基本工时： 12843.0(in).ltnf机 机6工序八的切削用量及基本工时的确定：钻 底孔，攻螺纹 M10mm。5.钻 底孔：m5.8选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.16）由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmr机（切削表 2.15）16/incVm查0016(/in)8.5cnrD查查按机床选取 4/ir机8.541(/min)100cDnV机机基本工时： 1230.(i).8ltf机 机攻螺纹 M10mm：选择 M10mm 高速钢机用丝锥等于工件
22、螺纹的螺距 ，即fp1.25/fmr7.5/mincV机 107.98(/in)cnrD查按机床选取 2/ir机6.8/incVm机基本工时： 1203.5(min)7.ltf机7工序九的切削用量及基本工时的确定：加工 的锥销通孔。钻 的圆锥孔：m5选择 的高速钢麻花钻0.1/fr机2incVm查36/nr查按机床选取 10/ir机2.5/incVm机基本工时： 832.96(min)160t铰 的孔：选择 的铰刀m50.6/fr机min)/(17.3825610rdVnc查查按机床选取 9/inr机0326.15(/in)1cnV机机基本工时： 80.mi9t8工序十一的切削用量及基本工时的
23、确定：加工 的孔。5.钻 孔：m5.选择 的高速钢锥柄麻花钻40.1/fr机 2incVm查 min)/(13268.400rdnc查查按机床选取 136/inr机 in)/(5.20.0nVc 机机基本工时： 5.23.7mi16t铰 孔：m.选择 的铰刀50.6/fr机 min)/(42.375.610rdVnc查查按机床选取 92/inr机 in)/(7.6103.0nVc 机机基本工时： min043.6392.5t三、专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计第道工序-钻孔 25H8，本夹具将用于Z525 立式钻床。
24、(1)、定位方案工件以下端面面及 R13 轴线为定位基准，采用支撑板、定位销组成定位方案，其中 定位销限制工件的两个转动和两个平动 4 个自由度，支撑板限制工件的一个平动和一个转动两个自由度。这些定位装置可以保证对零件六个自由度的限制，工件在夹具中定位，若六个自由度都被限制时，称为完全定位。 (2)定位误差分析零件的工序尺寸用定位销定位，选工件的定位基准和工序基准都在圆形截面的圆心 上。由于基准重合，不存在基准不重合误差 。基准移位误差 b=0.02mm2sindj(3)夹紧机构根据生产要求，选用气动压板夹紧机构进行夹紧，利用压板直接夹紧工件。使用气动夹紧装置，适应工件的大批量生产要求，并有效
25、的提高了工作效率。确定夹紧力的基本原则，夹紧力包括大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。应依据工件的结构特点，加工要求并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等中和考虑。1，夹紧力方向的选择夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时注意，应垂直于主要定位基准面。以保证工件夹紧的稳定性，最好与切削力和工件重力的方向一致，这样所需夹紧力最小，应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。2，夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。选择时注意：应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支承面
26、内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。3，夹紧力的计算（1）选择气动夹紧装置的气缸选择气缸类型为 QGB 无缓冲的普通气缸（查机械加工工艺装备设计手册表 3-196） ，缸径为 40mm,工作压力为 0.4Mpa,周围介质温度为-10 +80 摄氏度，输出力（在压力为0.4Mpa 时） 。推力为 50daN，拉力为 42daN。行程范围为 40 300mm。（2）数值计算夹紧力：221()4OODWP: 工作缸活塞直径O：工作缸气压力P： 动力源气缸活塞直径： 动力源气缸活塞杆外径（活塞杆直径为 0.25D 0.2D）1D：动力源气缸压力为 0.4MpaO： 当 D 小于 100mm
27、 时，取 =0.65 0.80，这里 D=40mm，取 =0.80= 30mm ， =0.25 =10mm。1经计算：夹紧力： 221()4OODWP代入数值得到：2230.3.4)0.8.6102Mpam对刀装置采用直角对刀块及平塞尺对刀。夹具与机床联接元件采用四个标准定为键，每两个定位键用螺钉固定在夹具体底面同一条直线位置上，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向的正确位置。要保证定位键的宽度与机床工作台 T 型槽相匹配的要求。定位键可以承受一定的铣削扭矩，减轻夹紧螺栓、夹具体与机床的负荷，加强夹具加工过程的稳定性。夹具体上设置四个坐耳，夹具在机床工作台上定位后，用 T形螺栓和螺母及垫片把夹具
28、与机床固定夹紧。夹具体夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。夹具体设计时应满足一下基本要求：1 有足够的强度和刚度2 减轻重量，便于操作3 安放稳定，可靠4 尺寸稳定，有一定的精度5 结构稳定，工艺性好6 排屑方便7 使用安全参考文献1. 朱绍华，黄燕滨等编. 机械加工工艺. 北京：机械工业出版社，1996.92. 廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，2000.13. 钱祥生等编著. 开目 CAPP 软件自学教程第 2 版. 北京：机械工业出版社，2006.84. 张胜文，赵良才编. 计算机辅助工艺设计CAPP 系统设计. 北京：机械工业出版社，2005.1
