CA6140车床手柄座夹具课程设计说明书Word格式文档下载.docx
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2.2.1孔的加工
该零件共有5个孔要加工:
mm是零件的主要加工面,多组面,孔与其有位置尺寸度要求,因而是后续工序的主要精基准面,需精加工且尽早加工出来;
mm孔与mm有平行度要求,也要精加工;
mm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。
2.2.2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mm孔作为后续工序的精基准面,需精加工;
φ45mm圆柱大端面以及mm孔端面粗铣既可。
2.2.3槽的加工
该零件仅有2个槽需加工:
mm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mm孔上表面有mm的尺寸要求,而加工键槽时很难以mm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。
2.2.4螺纹孔的加工
M10mm螺纹孔是本组成员本次夹具设计的重点工序,它与mm孔和mm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mm孔,进而以该孔为精基准加工出所有的孔,面,槽,螺纹孔等。
3.工艺规划设计
3.1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。
3.2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。
3.2.1粗基准的选择
粗基准选择应为后续加工提供精基准,由于该零件毛坯没有铸孔,故只能以3个主要端面为基准,由于φ45mm小端面表面粗糙度为Ra3.2mm,若直接以大端面为粗基准,恐不能一次达到加工精度,故先以φ45mm小端面为粗基准,粗铣φ45mm大端面,再以φ45mm大端面为基准,精铣小端面,并保证尺寸43mm。
3.2.2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。
3.3工艺路线的拟定
拟定工艺路线的内容除选择定位基准外,还要选择各加工表面的加工方法,安排工序的先后顺序,确定加工设备,工艺装备等。
工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度,尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证,成批生产还应考虑采用组合机床,专用夹具,工序集中,以提高效率,还应考虑加工的经济性,以便使生产成本尽量下降。
3.3.1工艺路线方案一
Ⅰ.铣φ45mm圆柱小端面;
Ⅱ.粗铣φ45mm圆柱大端面,保证尺寸43mm;
Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔;
Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm孔;
Ⅴ.钻,扩,铰φ14H7mm孔;
Ⅵ.钻,攻M10mm螺纹孔;
Ⅶ.插键槽,保证尺寸27.3H11;
Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔;
Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm;
Ⅹ.钻,铰φ5.5mm孔;
Ⅺ.去锐边,毛刺;
Ⅻ.终检,入库。
3.3.2工艺路线方案二
Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面;
Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,保证尺寸43mm;
Ⅳ.粗铣φ14H7mm孔端面;
Ⅵ.钻,铰φ5mm圆锥孔,钻,扩,铰φ10H7mm孔;
Ⅶ.钻,攻M10螺纹孔;
Ⅷ.插键槽,保证尺寸27.3H11mm
3.3.3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,而方案二是先粗铣大端面,再加工小端面;
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,方案一没有铣φ14mm小端面,但由于φ14mm孔有严格深度要求,故最好还是粗铣一遍.
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,方案二将φ5mm圆锥孔φ10mm孔的加工合并在一道工中,虽然减少了装夹次数,简化了工艺设计,但在一道工序中完成这两个钻孔,由于两孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工时产生的轴向力等等都相差较大,且两孔的加工精度要求都较高,显然组合机床不适用。
如果采用摇臂钻床,对于大批量生产,则要频繁更换钻头刀具,大大增加了劳动强度,降低了生产效率,因此,决定还是将两个孔分开加工。
综上所述,零件的最后加工路线如下:
3.3.4工艺方案的确定
Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面,以φ45mm圆柱小端面为定位基准;
Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,以φ45mm大端面为定位基准;
Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔,以φ45mm圆柱大端面为定位基准;
Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准;
Ⅴ.粗铣φ14mm孔端面,利用φ45mm圆柱小端面,φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,保证尺寸43mm;
Ⅵ.钻,扩,铰φ14H7mm孔,定位与Ⅴ工序相同,保证孔深度25mm;
Ⅶ.钻,攻M10mm螺纹孔,定位与Ⅴ工序相同;
Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔,定位与Ⅴ工序相同;
Ⅸ.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;
Ⅹ.铣槽,定位与Ⅴ工序相同,保证尺寸30mm;
Ⅺ.钻,铰φ5.5mm孔,定位与Ⅴ工序相同;
Ⅻ.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;
ⅩⅢ.终检,入库。
3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定
CA6140车床手柄座零件材料为HT200,毛坯重量约为0.73kg,生产类型为大批生产,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。
查表确定加工余量:
砂型铸造,材料为灰铸铁,机器造型,公差等级为CT8~12,取CT10,加工余量等级E~G,取G.
切削余量:
查表,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:
查表,基本尺寸小于100mm,取3.2mm;
基本尺寸小于63mm,取2.8mm。
3.4.1φ45mm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,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,其余量值规定,对于小端面（≤50mm）为1.0~2.0mm,现取1.8mm。
表3.2-27粗铣平面的厚度偏差（≤30mm）为―0.25~―0.39mm,现取―0.30mm。
精铣:
由《加工工艺手册》表3.2-25,其余量规定值为1.0mm。
故铸造毛坯的基本尺寸为431.21.81.0=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:
431.21.81.0=47mm;
毛坯的最小尺寸:
47-1.4=45.6mm;
毛坯的最大尺寸:
471.4=42.8mm;
粗铣大端面后的最大尺寸:
431.01.2=5.2mm;
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:
:
431.0=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mm
3.4.2φ14H7mm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431.2=44.2mm,故:
431.2=44.2mm;
44.21.4=45.6vmm;
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mm
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,仅荒铣即可,故不再一一赘述分析。
3.5其他尺寸极其加工余量的确定
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《加工工艺手册》,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《加工工艺手册》表3.2-10,加工该孔的工艺为:
钻→扩→铰
钻孔:
φ23mm;
扩孔:
φ24.8mm2Z=1.8mm（Z为单边加工余量）;
铰孔:
φ25H8mm。
（2）φ10H7mm孔,Ra=1.6mm;
根据《加工工艺手册》表3.2-9,加工该孔的工艺为:
钻→粗铰→精铰
φ9.8mm;
粗铰:
φ
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