《CA6140车床手柄轴加工工艺设计（3稿）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CA6140车床手柄轴加工工艺设计（3稿）（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目目 录录 1. 引言 1 2. 零件的工艺分析及生产类型的确定 2 2.1 零件的作用 .2 2.2 零件的工艺分析 .3 2.3 零件的生产类型 .3 3. 确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3 3.1 零件结构分析 .4 3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 .4 3.3 设计毛坯图 .6 4. 选择加工方法，制定工艺路线 6 4.1 定位基准的选择 .6 4.2 零件表面加工方法 .7 4.3 制定工艺路线 .8 5. 工序设计 9 5.1 选择加工设备与工艺装备 .9 5.2 确定工序尺寸 10 6. 确定切削用量及基本时间 12 6.1 工序切削用量及基本时间的确定
2、12 6.2 工序切削用量及基本时间的确定.14 6.3 工序切削用量及基本时间的确定 16 6.4 工序切削用量及基本时间的确定 16 6.5 工序 先钻孔，粗镗17 6.6 工序 钻螺纹底孔，工序 攻丝.17 6.7 工序切削用量及基本时间的确定.17 7. 加工工艺过程卡 18 7.1 工序卡片 19 7.2 工序卡片 21 8. 结论 .22 参考文献 22 1 CA6140 车床手柄轴加工工艺设计 YL 湛江师范学院 摘要：摘要：本文首先介绍了手柄轴的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了加工工艺路 线设计、工序设计以及工艺卡的填写。 关关键词键词：CA6140 车床；手柄轴；
3、工艺路线；工序设计 CA6140 lathe shaft handle design process Y L Zhanjiang Normal University, Abstract:This paper first introduces the role of the handle shaft and process analysis, followed by determining blank size, and then proceed to the processing line of design, process design and process to fill cards
4、Key words:CA6140 lathe; Handle shaft; Process Route;Process design 1 1 引言引言 在现代工业生产中，普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的 65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。而 CA6140 机床广泛应用于机械加工 行业中，本设计主要针对 CA6140 机床的手柄轴进行设计。 而在轴类零件中，工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效 益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理。在轴类零件的加工过 程中，通常都要安排适当的热处理，以保证零件的力学性能和加工精度，并改善切削 加工
5、性。一般毛坯锻造后安排正火工序，而调质处理则安排在粗加工后，以消除粗加 工产生的应力及获得较好的金相组织。通常，轴的精度越高，为保证其精度的稳定性， 其材料及热处理要求也越高，需要进行的热处理次数越多。 另外，手柄轴的主要任务是将手柄通过链传动使轴转动，因此手柄轴是传动的关 键零件。在设计中注意零件的经济性和使用性，尽量降低加工时的成本，减少工人的 2 劳动强度。 2 零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定 2.1 零件的作用 轴类零件是机器中的主要零件之一，而题目 CA6140 车床手柄轴在车床是起传递扭 矩的作用，例如车床变速。其结构特点是长度大于直径的回旋体。手柄轴
6、大端即手柄 座是通过用沉头螺纹孔 14×3.5 M10-6H 与手柄配合，起到连接作用，再通过两个 5N9mm 的键槽与平键的过渡配合来实现传递扭矩，外圆 20mm 与轴承连接。零件图如 图 1、图 2 所示。 图 1 2.2 零件的工艺分析 零件的结构及其工艺性分析： 通过对该零件图的重新绘制，知原样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。 该零件属于轴类零件，其结构呈阶梯状。 3 图 2 零件技术要求分析： 从该手柄轴零件图可知，两支承轴径分别为 15.2mm 和 20g6mm，两个配合轴径 分别为 16js6mm 和 20js6mm,手柄座等五个重要表面。该零件的主要技术要
7、求为： 两支承轴径 15.2mm 和 20g6mm，两个配合轴径 16js6mm 和 20js6mm。表面 粗糙度 Ra1.6m. 键槽 5N9，表面粗糙度 Ra3.2m，键槽深度为 170-0.1mm. 在手柄座钻 M10H6 的沉头螺纹孔。 2.3 零件的生产类型 零件是车床上的手柄轴，质量约为 1.21kg，查表 2-1可知其属轻型零件，生产 2 类型为大批量生产。 3 确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图确定机械加工余量，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3.1 零件结构分析 4 该零件的材料为 45 钢。考虑到零件通过螺纹孔、键槽传递力矩， 15.2mm、20mm 与轴承连接，在工作过
8、程中承受较大的冲击、剪切载荷和扭矩，为 使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，因此应该选择锻件。由于零件属于大 批量生产，而且零件的轮廓尺寸（122mm）不大，形状结构简单，阶梯轴台阶直径相差 较大，为减少材料消耗和机械加工劳动量，从提高生产率、保证加工精度上考虑，可 以采用模锻成形。 3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 参见钢质摸锻件的公差及机械加工余量按 GB/T123622003 确定2。要确定毛坯 的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 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。 锻件质量 f 根据零件成品质量约为 1.21kg，估算 f=
9、2.3kg。 锻件形状复杂系数 S S=f/n 该锻件为圆形假设其最大直径为 46mm，长 126mm，则由公式得 n=/4×46×126×7.85×10=3.7 kg 6? S=2.3/3.7=0.62 由于 0.62 介于 0.32 和 0.63 之间，故该零件的形状复杂系数 S 属 S2级。 锻件材质系数 由于该锻件材料为 45 号钢，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 1 级。 零件表面粗糙度 由零件图知，手柄座（抛光镀鉻）处 Ra 为 0.8µm,轴15.2mm,16mm,20mm 处的表? 面 Ra 为
10、1.6µm，其余各加工表面 Ra 3.25µm。 3.2.1 确定机械加工余量 根据锻件质量、零件粗糙度、形状复杂系数查表 59，由此表查得单边余量在 2 厚度方向为 1.72.2mm，水平方向为 1.72.2mm，即锻件各外径的单面余量为 1.72.2mm，各轴向尺寸的单面余量为 1.72.2mm。锻件的沉头螺纹孔的单面余量按表 510 查得为 2.0mm。 3.2.2 确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra1.6µm。Ra1.6µm 的表面， 5 余量要适当增大。 分析本零件，除手柄座（用抛光镀鉻加工）处 Ra 为 0.8&#
11、181;m,15.2mm,16mm,20mm 处的表面 Ra 为 1.6µm，其余各加工表面? Ra 3.25µm。因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可， （由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据中的小值。当表面需粗加工和半精加 工时，可取其较大值）手柄座需加工达到 Ra 为 0.8µm，由 537得知直径余量为 2 0.1mm。 综上所述，确定毛坯尺寸见表 1。 表 1 柄轴毛坯（锻件）尺寸 / 零件尺寸单面加工余 量 锻件尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸 4034614210 16js6220122 2 及 1.7 125.7 20g
12、622482 2 及 1.7 85.7 15.71.719.120 2 及 1.7 23.7 20js6224 15.21.718.6 3.2.3 确定毛坯尺寸公差 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 22 得。本零件毛坯允许偏差见表 2。 表 2 手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许偏差 /mm 锻件尺寸偏差根据锻件尺寸偏差根据 46+1.4 -0.4 125.7+1.5 -0.7 24+1.2 -0.4 85.7+1.4 -0.6 19.1+1.2 表 5-7 2 23.7+1.1 表 5-6 2 6 -0.4-0.5 18+1.0 -0.4 3.3 设计毛
13、坯图 （1） 确定圆角半径 锻件的外圆角半径按表 5-12确定。 为简化起见，本锻件以 2 台阶高度 H=16-25 进行确定。结果为： 外圆角半径 r=6 以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。 （2）确定模锻斜度 根据表 5-11确定模锻斜度。 2 外模锻斜度 =5° （3）确定分模位置 由于毛坯为轴类锻件，应采用轴向分模，这样可冲内孔，使材 料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程中错移，选择最大 直径（即圆盘处）的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线，如图 3。 （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，
14、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。零 件毛坯尺寸要求图 4、图 5。 图 3 4 选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 4.1 定位基准的选择 本零件是一端带螺纹孔的阶梯轴，其中心轴零件的设计基准，为便于保证各加工 7 表面间的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造 工作，故采用“基准统一”原则，采用中心轴作为精基准。 由于本零件全部表面都需要加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。由于外圆 40mm 上有分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，而零件是以中心轴作为 基准的零件精度要求的表面，为保证其精度要求，故
15、选用毛零件外圆 20g6mm 为粗基 准。 图 4 图 5 4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆，螺纹孔，端面，槽等，材料为 45 钢。以公差等级和表面 粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。 40 圆锥面表面要求粗糙度为 Ra0.8µm，需粗车、半精车、精车、抛光，而 8 15.2 外圆面未注公差尺寸，根据 GB1800-79 规定其公差等级按 IT12，表面粗糙度为 Ra15µm，粗车即可。 15.70+0.2mm 外圆面 其公差等级查得为 IT12,粗车即可表 5-14。 32 20g6mm 和 20js6mm 外圆面 其公差等级为 IT
16、6, 表面粗糙度为 Ra1.6µm，需 粗车，半精车，精车，表 5-14。 2 14×3.5mm 内孔 为未标注公差尺寸，公差等级按 IT14，表面粗糙度为 Ra6.3µm,先钻 10 的孔，再只需粗镗即可，表 5-15。 2 M10-6Hmm 螺纹孔 其与 14×3.5mm 内孔同轴，加工方法：需先用 8.7 的 钻头钻螺纹底孔. 再用 M10 的丝锥攻丝。 5N9mm 键槽 其槽宽和槽深的公差等级都为 IT9，表面粗糙度为 Ra3.2µm 需粗 铣，精铣（表 5-16） 。 2 小头的端面 由于此端面精度要求不高，表面粗糙度为 Ra6.3，经粗车即可。 4.3 制定工艺路线 工序：以 20mm 外圆面作为定位基准，粗车 40mm 外圆面及端面(约 1.5mm 单边余 量)，粗车端面（切削余量 1.5） ；掉
