CA6140车床手柄座说明书Word格式.docx

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（五）工序顺序的安排10

（六）确定加工路线11

加工余量、工序尺寸和公差的确定11

四、夹具设计13

（一）夹具设计13

（二）定位方案15

五、设计体会21

六、参考文献22

CA6140手柄座课程设计说明书

一、课程设计的目的和要求

（一）课程设计的目的

机械制造工艺学课程设计是在学完机械制造工艺学（或数控加工工艺学），

生产实习后进行的一个教学环节。

要求学生在设计中能初步学会综合运用所学

过的工艺基本理论，在下述几方面得到锻炼

a）巩固、扩大工艺课所学内容；

b）在教师指导下，运用所学知识，独立完成工业设计，并受到工艺技术工作的实际训练

c）学会查阅，准确使用设计资料，图表和手册。

二、零件的分析

（一）零件的作用分析

题目所给的零件是CA6140车床的手柄座。

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：

向上扳动手柄18，杆20向外移动曲柄21及齿扇17顺时针转动，齿条轴22向右移动，并通过拨叉23带动滑套12向右移动，滑套12内孔的两端为锥孔，中间为圆柱。

滑套12向右移动时将元宝销6的右端向下压，元宝销顺时针转动，其下端凸缘推动装在Ⅰ轴内孔中的杆7向左移动，并通过销5带动压块8向左压紧，主轴正传。

同理，将手柄18扳至下端位置时，离合器右半部压紧，主轴反转。

当手柄18处于中间位置时，离合器脱开，主轴停转。

（二）零件的结构分析

该零件是CA6140车床操纵部分的组成零件之一，该手柄座的作用就相当于一个连杆。

车床外部手柄的运动是通过CA6140车床手柄座传递到车床内部实现人为对机床的操纵。

手柄与该零件通过φ25mm孔连接，机床内部零件通过φ10mm孔与手柄座连接，即CA6140车床手柄座的作用是实现运动由外部到内部的传递。

（三）零件的工艺分析

CA6140车床手柄座的加工表面分四种，主要是孔的加工，圆柱端面的加工，槽的加工，螺纹孔的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证Ra1.6mm的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：

a）孔的加工

该零件共有5个孔要加工：

φ25H8mm孔需要精加工；

φ14H7mm孔是不通孔，特别注意该孔的加工深度；

φ5mm圆锥孔及φ5.5mm孔虽是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精铰。

b）面的加工

该零件共有3个端面要加工：

φ45mm圆柱小端面精度要求较高，同时也是配合φ25H8mm孔作为后续工序的精基准面，需精加工；

φ45mm圆柱大端面以及φ25H8mm孔端面粗铣既可。

c）槽的加工

该零件仅有2个槽需加工：

φ25H8mm孔上键槽两侧面粗糙度为Ra1.6mm，需精加工，底面加工精度要求不高，但与φ25H8mm孔上表面有尺寸要求，而加工键槽时很难以φ25H8mm孔上表面为定位基准，因而要特别注意尺寸链的推算，保证加工尺寸要求；

深槽要注意加工深度，由于表面粗糙度为Ra6.3mm，半精铣即可。

d）螺纹孔的加工

M10mm螺纹孔是重点工序，它与φ25H8mm孔和φ25H8mm孔中心线有角度要求，同时中心线与φ45mm圆柱端面有11mm的尺寸位置要求。

由以上分析可知，该零件的加工应先加工φ45mm圆柱两端面，再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的φ25H8mm孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。

三、工艺规程设计

（一）确定生产类型和毛坯的制造形

a）确定生产类型

由设计要求给出：

生产类型为中等批量；

零件材料为HT200（灰铸铁）

b）毛坯的制造形

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，已达中批生产的水平，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，只铸出φ25孔其他都不铸出，留待后续机械加工，更经济实惠。

（二）基面的选择

基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

a）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φ25H8孔的下端面作为粗基准，利用一组共两块V形块分别支承φ25H8和

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

b）精基准的选择

精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，前面已多次提过以φ25mm孔为第一精基准，φ45mm圆柱小端面作为基准先加工出φ25mm孔，然后作为辅助基准面配合φ25mm孔加工后续工序中的孔，面，槽，螺纹等。

（三）工艺路线的拟定

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的集合形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使用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。

a）确定加工方法

加工表面

精度

表面

粗糙

确定加工方法

φ45mm小端面

IT7

3.2

粗铣→半精铣

φ25H8mm孔

IT8

1.6

钻→扩→铰

键槽

IT9

6.3

粗铣

φ10H7mm孔

钻→粗铰→精铰

φ14H7mm孔

M10mm螺纹孔

钻→攻

φ5.5mm孔

IT7～8

钻→精铰

φ5mm圆锥孔

大槽

IT8～11

b）工艺路线方案一

工序Ⅰ.铣φ45mm圆柱小端面；

工序Ⅱ.粗铣φ45mm圆柱大端面,保证尺寸43mm；

工序Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔；

工序Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm孔；

工序Ⅴ.钻,铰φ14H7mm孔;

工序Ⅵ.钻,攻M10mm螺纹孔;

工序Ⅶ.插键槽,保证尺寸27.3H11mm;

工序Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔;

工序Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm;

工序Ⅹ.钻,铰φ5.5mm孔;

工序Ⅺ.去锐边,毛刺;

工序Ⅻ.终检,入库。

c）工艺路线方案二

工序Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面;

工序Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,保证尺寸43mm;

工序Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔;

工序Ⅳ.粗铣φ14H7mm孔端面;

工序Ⅵ.钻,铰φ5mm圆锥孔,钻,扩,铰φ10H7mm孔;

工序Ⅶ.钻,攻M10螺纹孔;

工序Ⅷ.插键槽,保证尺寸27.3H11mm

d）工艺方案的比较与分析

上述两个方案区别在两点:

一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度要求的小端面，再加工大端面，且方案一中小端面只粗铣达不到精度要求。

而方案二是先粗铣大端面,再加工小端面；

由于零件大端面没有明确做加工要求，所以尽量省去大端面的加工使定位更集中准确，更加节省工时。

二是方案一将φ5mm圆锥孔和φ10mm孔按部就班顺序加工,而方案二显得更灵活聪明,看出这两个孔的定位方式,夹紧方式相同,故而在一台机床上同时加工出来.另外,方案二有粗铣φ14mm小端面,但由于零件要求中没有设计所以不用粗铣，简化方案节省时间降低成本.

两套方案显然方案二更简洁更符合要求,但正如前面所分析的，可以省去大端面的加工。

e）综上所述零件的最后加工工艺路线

工序Ⅰ.粗铣，半精铣φ45mm圆柱小端面，以φ45mm大端面为定位基准；

工序Ⅱ.钻,扩,铰φ25H8mm孔,以φ45mm圆柱小端面为定位基准；

工序Ⅲ.钻,扩,铰φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准；

工序Ⅳ.钻,铰φ14H7mm孔,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准,保证孔深度25mm；

工序Ⅴ.钻,攻M10mm螺纹孔，以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准；

工序Ⅵ.钻,铰φ5mm圆锥孔，以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准；

工序Ⅶ.插键槽,为便于加工，以φ45mm圆柱小端面,φ10H7mm孔和φ14H7mm孔端面定位,同时要保证尺寸27.3H11mm；

工序Ⅷ.铣槽,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准，保证尺寸30mm；

工序Ⅸ.钻,铰φ5.5mm孔，以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准；

工序Ⅹ.去锐边，毛刺，尤其注意φ25H8mm孔表面可能因为钻M10mm螺纹孔以及插槽带来的表面鳞次损伤；

工序ⅩⅠ.终检。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为HBS207~241，毛坯的重量约为1Kg，生产类型为中批量生产，采用砂型铸造。

铸件机械加工余量：

基本尺寸小于100为3.5mm一侧加工余量；

2.5mm双侧加工每侧加工余量值。

铸件尺寸公差数值：

基本尺寸小于100mm，取3.2mm；

基本尺寸小于63mm，取2.8mm。

《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-1

a）φ45mm圆柱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，再半精铣φ45mm圆柱小端面，各步余量如下：

粗铣：

由《机械加工工艺手册（第一卷）》表3.2-23只对于小端面（≤50mm）粗铣余量规定为1.0～2.0mm，现取2mm。

则精铣加工余量1.5mm

，由《实用机械加工工艺手册》表6-31知粗铣平面的厚度偏差（≤30mm）为-0.25～-0.39mm，现取-0.30mm。

故铸造毛坯的基本尺寸为43+2+1.5=46.5mm又根据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差为2.8mm。

故：

毛坯的基本尺寸：

43+2+1.5=46.5mm；

毛坯的最小尺寸：

46.5-1.4=45.1mm；

毛坯的最大尺寸；

46.5+1.4=47.9mm；

粗铣小端面后的最大尺寸：

43+1.5=44.5mm；

粗铣小端面后的最小尺寸：

44.5-0.30=44.2mm；

b）其他尺寸及其加工余量的确定

其他尺寸包括5个孔，2个槽，1个螺纹孔的基本尺寸，现仅分析只要的5个孔德加工余量及尺寸偏差。

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《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8，加工该孔的工艺为：

钻孔：

φ23mm；

扩孔：

φ24.8