1、 设计题目：手柄轴（CA6140 车床）的加工工艺钻 8.5 螺纹孔的钻床夹具设计学院： 班级： 学号：姓名： 指导： 1题目： 内容：2目录一、 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 零件的作用- 3 2. 热处理- 33. 零件的生产类型- 3二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.选择毛坯- 32.确定机械加工余量、毛胚尺寸和公差- 33.确定机械加工余量- 44 确定毛坯尺-45.确定毛坯尺寸公差-56.设计毛坯图-5三、选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择-62.零件表面加工方法的选择-63.制定工艺路线-6四、工序设计1.选择加工设备与工艺装备-82.确定工序尺寸-9五、确
2、定切削用量及基本时间-11六、夹具设计-20七 参考文献-223一 零件的工艺分析及生产类型的确定1. 零件的工艺性分析 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。该零件属轴类回转体零件，它的所有表面均需切屑加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。 表面粗糙度要求较高 需经多次切削才能满足要求，手柄处镀铬，在镀铬之前须进行抛光处理以使镀铬均匀。本零件的最难加工的地方就是在斜面上钻孔，且要保证孔与键槽成 ，需要专用夹具。045总体来说，本零件的工艺性较好。2. 零件的生产类型依设计的题目知：生产纲领 N = 30000 万/年 ， 生产类型为大批大量生产
3、零件是机床 CA6140 的手柄轴，质量为 0.445Kg.二 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1. 选择毛坯该材料为 45 钢。该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。零件属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸锻成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差钢质摸锻件的公差及机械加工余量按 GB/T12362-2003 确定。要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量， ，应先确定如下各项因素。（1） 锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。（2） 锻件质量 Mf 根
4、据零件 0.445kg,估算为 mf=1.0kg.（3） 锻件形状复杂系数 S 4S=Mf/Mn该锻件为圆形，假设其最大直径为 46mm,长 126mmMn = 1.6kgS = 1/1.6 = 0.62故该零件的形状复杂系数 S 属 S2 级。（4） 锻件材质系数 M 由于该零件材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属 M1 级。（5） 零件表面粗糙度 由零件图可知，除 17.2mm, 15.7mm 粗糙度 Ra = 1.6,圆锥面处 Ra=0.8，其余均为 6.3。3. 确定机械加工余量根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表 5-9，由此得单边
5、余量在厚度方向为 1.7-2.2mm，水平方向亦为 1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量为 1.7-2.2mm。4 确定毛坯尺寸上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra 大于等于 1.6m。Ra 小于1.6m 的表面，余量要适当加大。分析本零件，除 17.2mm, 15.7mm 粗糙度 Ra = 1.6, 其余均为 6.3，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。综上所述，确定毛坯尺寸见下表手柄轴毛坯（锻件）尺寸零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸17.2 2 21.2 07.22 24大端 40 圆锥面 2 4455. 确定
6、毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量，材质系数，形状复杂系数从表 5-6，表 5-7 中查的。本零件毛坯尺寸允许偏差见下表手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许偏差锻件尺寸 偏差 根据21.2 9.0324 0.1444 2.04表 5-622 0.14102 2.160126 4.160表 5-76 设计毛坯图（1） 确定圆角半径锻件的外圆角半径按表 5-12 确定，内圆角半径按表 5-13 确定。分析本锻件可确定外圆角 R2, R3内圆角 R3(2) 确定模锻斜度 按表 5-11，外模锻斜度 = 3（3）确定分模位置6由于毛坯为轴类锻件，应采取轴向分模。为了便于起模及便于发现上，下模在模锻过程中的错移
7、，选择最大直径即圆锥面处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。（4）确定毛坯的热处理方式钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化，均匀的组织，从而改善加工性。三 选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择以 44 的外圆和端面为粗基准，以 17.2 的外圆和端面为精基准。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆，端面，键槽，倒角，倒圆，沟槽，锥面，孔，螺纹。（1）17.2 的外圆面，未标注公差尺寸，表面粗糙度 Ra 1.6，需要粗车，半精车，精车（2）20 的外圆，公差等级 IT6，需要粗车，半精车，精车。（3）圆锥面，为保
8、证镀铬均匀，在镀铬之前圆锥面需要粗车，半精车，精车，保证 Ra = 1.6 然后抛光。（4）槽 3x2.15 表面粗糙度为 Ra3.2,需要粗车，半精车槽 1.5x1 表面粗糙度为 Ra6.3,粗车即可。槽 3x0.5 表面粗糙度为 Ra6.3,粗车即可(5) 两孔的表面粗糙度 Ra6.3 需钻，扩（6）键槽 5314 粗糙度 Ra6.3 需要粗铣，半精铣。（7）端面 本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗车即可满足要求，但是小端面作为精基准应该粗车，半精车3 制定工艺路线方案一工序 1 正火工序 2 以 20mm 处的外圆及端面定位，车大端面，粗车 41 的外圆工序 3 以粗车后
9、的 40mm 处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车717.2mm 的外圆，粗车 20mm 的外圆，车 1.5mm1mm 沟槽，粗车 3mm0.5mm 沟槽，粗车 3mm2.15mm 沟槽工序 4 以粗车的 20mm 的外圆及端面定位 ，半精车，精车 40mm 的外圆。工序 5 以精车后的 40mm 的外圆及端面定位，半精车， 17.2mm 的外圆，半精车 20mm 的外圆，半精车 3mm2.15 mm 的沟槽工序 6 精车 17.2mm 的外圆，精车 20mm 的外圆，车倒角。工序 7 以 20mm 的外圆定位，粗车，半精车，精车圆锥面。工序 8 粗铣，半精铣键槽工序 9 抛光工序 10 镀
10、铬工序 11 钻，扩 14mm 孔及 8.5mm 的螺纹孔工序 12 攻螺纹工序 13 去毛刺工序 14 终检 方案 二工序 1 正火工序 2 粗车小端面，粗车 17.2mm 的外圆，粗车 20mm 的外圆粗车，车 1.5mmx1mm 沟槽，粗车 3mmx0.5mm 沟槽，粗车 3mm2.15mm 沟槽工序 3 粗车大端面及 41mm 的外圆工序 4 半精车小端面，半精车，17.2mm 的外圆，半精车 20mm 的外圆，半精车 3mm2.15mm 的沟槽，车倒角工序 5 精车 17.2mm 的外圆，精车 20mm 的外圆工序 6 以加工过的 20mm 外圆及端面定位，粗车圆锥面工序 7 半精车
11、圆锥面工序 8 精车圆锥面8工序 9 抛光工序 10 镀铬工序 11 钻 14mm 的孔和 8.5mm 的螺纹孔工序 12 扩 14mm 的孔和 8.5mm 的螺纹孔工序 13 攻 M10 的螺纹工序 14 以 20mm 圆柱面及端面定位铣键槽 5mm3mm14mm工序 15 去毛刺工序 16 终检方案比较：方案二比方案一更容易保证尺寸精度，方案二以车过的 41mm 的外圆定位保证了定位精度，方案一的小端面知粗车一次可能不能保证要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比较混乱，不符合加工要求。综上所述，工艺路线应选择方案二。四 工序设计1 选择加工设备与工艺装备（1） 选择机床 根据不同的
12、工序选择机床。a 工序 1-8 是粗车合半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选 CM6125 即可。b 工序 11 钻孔，可采用专用夹具在立式钻床上加工，故选 Z525 型立式钻床。c 工序 14 是用整体硬质合金直柄立铣刀粗铣，半精铣键槽，用选用卧式铣床。考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 X62 型铣床能满足加工要求。d 工序 13 攻螺纹，需要丝锥。( 2 ) 选择夹具本零件处粗铣及半精铣槽，钻孔等工序需要专用夹具外，其他工序使用通用夹具即可，选用三抓自定心卡盘。9（3） 选择刀
13、具 根据不同的工序选择刀具A 在车床上的加工工序，一般选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用 YT 类硬质合金，粗加工用 YT5，半精加工用 YT15，精加工用 YT30.为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985）.B 铣刀按表 5-104 选直柄键槽铣刀键槽 bxh=5mmx3mm,半精铣铣刀选择直径 d = 5 mm l = 8mm L = 52mm由于粗铣后宽度方向单边余量 1mm，故粗铣时的铣刀选择 d=3mm l =5mm L =37mmC 钻头的选择(a) 14mm 的孔 扩孔选择直柄扩孔钻 d = 14mm,L =160mm l=
14、108mm钻孔是直径方向的余量 4mm，所以钻孔时选择直柄麻花钻 d = 13mm l= 151mm l1 = 101mm(b) 8.5mm 的孔 扩孔选择直柄扩孔钻 d = 8.8mm L=125mm l =81mm钻孔时直径方向余量 1.5 mm ,选用直柄麻花钻 d =7mm l =109mm l1=69mm（4） 选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求，尺寸和形状特点，选择如下。a 选择外圆量具 外圆可选用读数值 0.02，测量范围 0150 游标卡尺（表 5-108）b 选择加工轴向尺寸所用量具 轴向尺寸所用量具可选用读数值 0.05，测量范围 0150 游标卡尺（表 5-108）选择加工槽所用量具c 选择加工槽所用量具槽经粗铣，半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铣时均为 IT14；半精铣时 ，槽宽 IT13，槽深为 IT14.。均可选用读数值为 0.02mm，测量范围 0150mm 的游标卡尺进行测量。
