手柄座工艺Word文档格式.docx
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教研室主任：
2013年6月22日
前言
机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学所有基础课，技术基础课以及大多数专业课以后进行的，这是我们在进行毕业设计以前对所有各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实质的训练，所以，它在我们四年的大学生活中据有重要的地位。
本次课程设计内容包含部件的剖析，工艺路线的拟订，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装置图以及夹具底座部件图的绘制等。
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
进行了生产实习以后的一个重要的实践教课环节。
学生经过设计能获
得综合运用过去所学过的所有课程进行机械制造工艺及构造设计的
基本能力，为此后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和
准备。
它要修业生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知
识，进行部件加工工艺规程的设计。
其目的以下：
①培育学生解决机械加工工艺问题的能力。
经过课程设计，娴熟
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，正确地解决一个部件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工
艺尺寸确立等问题，保证部件的加工质量，初步具备设计一其中等复
杂程度部件的能力。
②培育学生熟习并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
一、部件的剖析
1.1部件的作用
该部件是CA6140车床操控部分的构成部件之一，该手柄座的作用就相当于
一个连杆。
车床外面手柄的运动是经过CA6140车床手柄座传达到车床内部实现
人为对机床的操控。
手柄与该部件经过φ25mm孔连结，机床内部部件经过φ10mm
孔与手柄座连结，即CA6140车床手柄座的作用是实现运动由外面到内部的传达。
1.2部件的工艺剖析
CA6140车床手柄座的加工表面分四种，主假如孔的加工，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地点度要乞降必定的表
面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证的表面粗拙度，因此
需精加工，现将主要加工面分述以下：
1.2.1孔的加工
该部件共有5个孔要加工：
φ45mm是部件的主要加工面，多组面，孔与其有地点尺寸度要求，因此是后续工序的主要精基准面，需精加工且尽早加工出来；
φ10mm孔与R13mm有平行度要求，也要精加工；
φ14mm是不通孔，特别注意该孔的加工深度；
φ5mm圆锥孔虽是小孔，但因为表面粗拙度要求高，仍需精铰。
φ油孔是本构成员本次夹具设计的要点工序，它与槽14mm的小端面有7mm
的尺寸地点要求，而且其孔的加工精度有R3.2的要求，所以对其也应当要进行
精铰。
1.2.2面的加工
该部件共有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φ25mm孔作为后续工序的精基准面，需精加工；
φ45mm圆柱大端面以及
φ25mm孔端面粗铣既可。
1.2.3槽的加工
该部件仅有2个槽需加工：
φ25mm孔上键槽双侧面粗拙度为，需精加工，底面加工精度要求不高，但与R13mm孔上表面有30mm的尺寸要求，而加
工键槽时很难以φ45mm上表面为定位基准，因此要特别注意尺寸链的计算，保
证加工尺寸要求；
深槽要注意加工深度，因为表面粗拙度为，半精铣即
可。
螺纹孔的加工
M10mm螺纹孔的加工，它与R13mm孔和φ25mm孔中心线有30°
角度要求，
同时中心线与φ45mm圆柱端面有11mm的尺寸地点要求。
由以上剖析可知，该部件的加工应先加工φ45mm圆柱两头面，再以端面为
基准加工作为后续工序主要精基准的φ25mm孔，从而以该孔为精基准加工出所
有的孔，面，槽，螺纹孔等。
二、工艺规程设计
绘制铸件毛坯图
技术要求
未注明锻造圆角R3-R5
2.1确立毛坯的制造形式
部件资料为HT200，依据选择毛坯应试虑的要素，该部件体积较小，形状较复杂，表面面采纳不去除资料方法获取粗拙度要求，因为部件生产种类为成批，大量生产，而砂型锻造生产成本低，设施简单，故本部件毛坯采纳砂型锻造。
2.2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，能够使加工质量获取保证，生产率获取提升，不然，不只使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成部件大量报废，使生产没法正常进行。
粗基准的选择
粗基准选择应为后续加工供给精基准，因为该部件毛坯没有铸孔，故只好以3个主要端面为基准，因为φ45mm小端面表面粗拙度为，若直接以大端面为粗基准，恐不可以一次达到加工精度，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。
2.2.2精基准的选择
精基准主要考虑怎样保证加工精度和装夹方便，前方已多次提过以φ25mm
孔为第一精基准，φ45mm圆柱小端面作为基准先加工出φ25mm孔，而后作为辅
助基准面配合φ25mm孔加工后续工序中的孔，面，槽，螺纹等。
三、拟订工艺路线
3.1工艺路线的制定
制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，安排工序的先后次序，确立加工设施，工艺装备等。
工艺路线的制定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及地点精度等技术要求获取合理保证，成批生产还应试虑采纳组合机床，专用夹具，工序集中，以提升效率，还应试虑加工的经济性，以便使生产成本尽量降落。
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.扩,铰φ25+0.0330mm孔;
Ⅳ.钻,扩,铰φ10+0.0150mm孔;
Ⅴ.钻,扩,铰φ14+0.0180mm孔;
Ⅵ.钻,攻M10mm螺纹孔;
Ⅶ.插键槽,保证尺寸27.3+0.10mm;
Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔;
Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm;
Ⅹ.钻,铰φ孔;
Ⅺ.去锐边,毛刺;
Ⅻ.终检,入库。
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φ14+0.0180mm孔端面;
Ⅵ.钻,铰φ5mm圆锥孔,钻,扩,铰φ10+0.0150mm孔;
Ⅶ.钻,攻M10螺纹孔;
Ⅷ.插键槽,保证尺寸27.3+0.10mm
3.1.3工艺方案的比较
上述两个方案差别在两点:
一是方案一先加工有表面精度要求的小
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孔循规蹈矩次序加工,而方案二显得更灵巧聪慧,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.此外,方案一没有铣φ14mm小端面,但因为φ14mm孔有严格深度要求,故最好仍是粗铣一遍.
两套方案明显方案二更简短更切合要求,但正如前方所剖析的,方案二将
φ5mm圆锥孔φ10mm孔的加工归并在一道工中,固然减少了装夹次数,简化了工艺设计,但在一道工序中达成这两个钻孔,因为两孔的加工深度,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，明显组合机床不合用。
假如采纳摇臂钻床，关于大量量生产，则要屡次改换钻头刀具，大大增添了劳动强度，降低了生产效率，所以，决定仍是将两个孔分开加工。
综上所述，部件的最后加工路线以下：
工艺方案确实定
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.扩,铰φ25+0.0330mm孔,以φ45mm圆柱大端面为定位基准;
Ⅳ.钻,扩,铰φ10+0.0150mm,以φ25+0.0330mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准;
Ⅴ.粗铣φ14+0.0180mm孔端面,利用φ45mm圆柱小端面,φ25+0.0330mm
孔和φ10+0.0150mm孔定位,保证尺寸43mm;
Ⅵ.钻,扩,铰φ14+0.0180mm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,φ10+0.0150mm孔和
φ14+0.0180mm孔端面定位,同时要保证尺寸27.3+0.10mm;
Ⅹ.铣槽,定位与Ⅴ工序相同,保证尺寸30mm;
Ⅺ.钻,铰φ孔,定位与Ⅴ工序相同;
Ⅻ.去锐边,毛刺,特别注意φ25+0.0330mm孔表面可能因为钻M10mm螺纹孔以及插槽带来的表面鳞次损害;
ⅩⅢ.终检,入库。
四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
CA6140车床手柄座部件资料为HT200,毛坯重量约为0.73kg，生产种类为大
批生产，采纳砂型锻造生产。
毛坯锻造时能够将φ25孔直接锻造出来，因为其余孔均有精度要求，且尺寸小，均不铸出。
故仅确立三个端面的有关尺寸。
查表确立加工余量：
砂型锻造，资料为灰铸铁，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；
基本尺寸小于63mm，加工余量为
。
铸件公差等级：
查表，基本尺寸小于100mm，取；
基本尺寸小于63mm，取。
4.1φ45mm圆柱两头面毛坯尺寸及加工余量计算
依据工序要求，φ45mm圆柱两头面经过两道工序，先粗铣φ45mm圆柱大端
面，再粗，精铣φ45mm圆柱小端面，各步余量以下：
粗铣：
由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-23，其余量值规定，关于小
端面（≤50mm）为，现取。
表3.2-27粗铣平面的厚度误差（≤30mm）
为―0.25~―，现取―。
精铣：
由《加工工艺手册》表3.2-25，其余量规定值为。
故锻造毛坯的基本尺寸为43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm。
又依据前方铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差为。
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＝；
毛坯的最大尺寸：
47＋1.4＝；
粗铣大端面后的最大尺寸：
43＋1.0＋1.2＝；
粗铣大端面后的最小尺寸：
45.2－0.30＝；
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＝。
精铣后尺寸与部件尺寸相同，但因为设计部件图纸并未给出详细的公差等
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。
4.2中心线端面毛坯尺寸及加工余量计算
依据工序要求，φ25+0.0330mm孔中心线距离小端面的毛坯基本尺寸为43
＋1.2＝，故：
43＋1.2＝；
44.2＋1.4＝；
44.2－1.4＝。
因为φ25+0.0330mm孔有8精度要求，Ra＝；
依据《加工工艺手册》表3.2-10，加工该孔的工艺为：
扩→铰
所以查《适用机械加工工艺手册》表3-9得其孔的加工余量为2～5mm，我
们取为3mm，故：
扩孔：
φ2Z＝（Z为单边加工余量）；
铰孔：
φ25+0.0330mm。
毛坯φ25mm孔的尺寸为：
25-3=22mm
4.3φ14+0.0180mm孔端面毛坯尺寸及加工余量计算
依据工序要求，φ14+0.0180mm孔端面仅由粗铣获取，故φ14+0.0180mm
孔端面距φ25+0.0330mm孔中心线的毛坯基本尺寸为43＋1.2＝，故：
粗铣后尺寸应于部件图尺寸相同，但因为部件图纸并未给出详细的公差等
级，现按前方粗铣平面厚度误差取－。
故粗铣后的尺寸为
其余毛坯尺寸因为部件图纸未做详细的工序尺寸要求，且对后边诸孔，槽的加工
影响不大，仅荒铣即可，故不再一一赘述剖析。
4.4其余尺寸极其加工余量确实定
其余工序尺寸包含5个孔，2个槽，1个螺纹孔的基本尺寸，现仅剖析主要
的5个孔的加工余量及尺寸误差。
5个孔均不铸出，机械加工出来，依据《加工工艺手册》，因为5个孔的表
面粗拙度要求均较高，所以都要经过精铰工序，详细工序尺寸和加工余量为：
（1）φ10+0.0150mm孔，Ra＝；
依据《加工工艺手册》表3.2-9，加工该孔的工艺为：
钻→粗铰→精铰
钻孔：
φ；
粗铰：
精铰：
φ10+0.0150mm。
（2）φ14+0.0180mm孔，Ra＝；
钻→扩→粗铰→精铰
2Z＝（Z为单边加工余量）；
φ14+0.0180mm。
（3）φ5mm圆锥孔，Ra＝；
因为部件图纸未给出详细的公差等级，现也按H7公差等级加工，按表3.2-9，加工该孔的工艺为：
钻→精铰
φ5H7mm。
（4）φ孔，Ra＝。
因为也未给出公差等级，现相同按φ5mm圆锥孔加工方式：
φ。
五、确立切削用量及基本工时
工序Ⅰ：
粗铣φ45mm圆柱大端面
机床：
X51立式铣床
选择铣刀半径为
25mm，齿数
Z=6（见《工艺手册》表
3.1－27）
fZ
0.15mm/Z
d0
50mm，T
180min
（《切削》表
3.7和《切削》表
3.8）
Vc查
20m/min
3.9）
1000Vc查
100020
127.4（r/min）
n查
50
按机床选用n机
160r/min
实质切削速度：
Vc机
n机dn
16050
1000
25.12（m/min）
工作台每分钟进给量：
Vf
fZZn机
0.156160144（mm/min）
铣床工作台进给量：
Vf横向
150mm/min
基本工时：
t
45
20
0.43（min）
150
工序Ⅱ：
半精铣φ45mm圆柱小端面
加工余量为Z=1mm
切削速度为Vc20m/min
127.4r/min
采纳主轴转速为n机
工作台进给量：
Vf
fzZn机
6
160
144（mm/min）
t
4520
0.65（min）
100
5.3工序Ⅲ：
钻→扩→粗、精铰φ25+0.0330mm通孔
Z535立式钻床
⑴钻孔φ23mm：
选择φ23mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6）
f机
0.43mm/r（《切削》表和《工艺》表
4.2－16）
15m/min（《切削》表）硬度200－217
100015
D
208（r/min）
23
195r/min（《工艺》表－5）
Dn机
195
14.08（m/min）
l
l1
l2
43
8
3
0.64（min）（《工艺》表
6.2－5）
n机f机
⑵扩孔φ：
选择φ高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）
由《切削》表2.10得扩孔钻扩φ孔时的进给量f
0.7~0.8mm/r，
并由《工艺》表4.2－16
取f机
0.72mm/r
，扩孔钻扩孔时的切削速度
Vc
1
~
Vc钻。
2
由《切削》表2.15得Vc钻
14m/min，故：
Vc钻
4.7~7（m/min）
14
n
1000Vc
4.7~7
60~89（r/min）
68r/min
Vc机
24.868
5.29（m/min）
68
1.1（min）
⑶铰φ25+0.0330mm孔：
选择φ25mm高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17），
由《切削》表
得f
1.0~1.5mm/r，ap0.15~0.25mm，
4~8m/min，
由《工艺》表4.2－16得f机
1.22mm/r，
nc
（4~8）
25
51~102（r/min）
68r/min，则：
V机
5.34（m/min）
l1l2
5.4工序Ⅳ：
钻→粗铰→精铰φ10+0.0150mm孔
⑴钻φ10mm孔：
选择φ高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）
2.7和《工艺》表
4.2－16查得f机
0.17mm/r
Vc查23m/min（《切削》表
2.15）
747.4（r/min）
960r/min
d0n机
960
29.54（r/min）
ll1
4
0.31（min）
⑵粗铰φ孔：
选择φ的高速钢铰刀（《工艺》表2.11）
2.24和《工艺》表
4.2－15查得f机
1.3mm/r
Vc查6mm/min
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