攻CA6140车床手柄座M10mm螺纹孔夹具课程设计说明书课程设计Word文档下载推荐.docx

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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43＋1.2＋1.8＋1.0＝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：

43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm；

毛坯的最小尺寸：

47－1.4＝45.6mm；

毛坯的最大尺寸：

47＋1.4＝42.8mm；

粗铣大端面后的最大尺寸：

43＋1.0＋1.2＝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：

:

43＋1.0＝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43＋1.2＝44.2mm，故：

43＋1.2＝44.2mm；

44.2＋1.4＝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：

φ9.96mm；

精铰：

φ10H7mm。

（3）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm；

钻→扩→粗铰→精铰

φ13.0mm；

φ13.8