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1、1 机 械 制 造 技 术 与 装 备课 程 设 计 说 明 书设计题目：“CA6140 车床手柄座”零件的机械加工工艺规程及10H7孔加工夹具设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：设 计 者：指导教师：日期2014 年 6 月 20 日南昌航空大学科技学院1 目录一、序言. 2 二、零件的分析. 错误！未定义书签。2.1 零件的作用 . . 错误！未定义书签。2.2 设计目的 . . 错误！未定义书签。2.3 零件的工艺分析. . 3三、工艺规程设计. 4 3.1 毛坯设计 . . 4 3.2 工艺设计 . . 4 3.3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定. 9 四、夹具设计.
2、错误！未定义书签。4.1 定位方案的确定. . 错误！未定义书签。五、设计小结. 25 六、参考文献. 错误！未定义书签。南昌航空大学科技学院2 2 一、序言机械制造技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学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际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言， 我希望能通过这次课程设计对自己未来将要从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己的分析问题、 解决问题的能力， 为今后能够很好的从事机械工程设计、制造行业和参加祖国的“四化”建设打下一个良好的
3、基础。加工 CA6140车床手柄座 84005的数量为 10000件，为大批量生产。二、零件的分析2.1 零件的作用该零件时 CA6140车床操纵部分的组成零件之一，该手柄座的作用就相当于一个连杆。车床外部手柄的运动是通过CA6140车床手柄座传递到车床内部实现人为对机床的操纵。手柄与该零件通过 25mm 孔连接，机床内部零件通过10mm 孔与手柄座连接，即CA6140车床手柄座的作用是实现运动由外部到内部的传递。2.2 设计目的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之后的一个重要的实践教学环节。 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结
4、构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、 走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下：培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计， 熟练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，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。南昌航空大学科技学院3 3 2.3 零件的工艺分析CA6140车
5、床手柄座的加工表面分四种，主要是孔的加工，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位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证Ra1.6mm 的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：2.3.1孔的加工该零件共有 5 个孔要加工： 45mm 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；10mm 孔与 R13mm有平行度要求，也要精加工；14mm 是不通孔，特别注意该孔的加工深度；5mm 圆锥孔虽是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精铰。5.5mm油孔是本组成员本次夹具设计的重
6、点工序，它与槽14mm 的小端面有 7mm 的尺寸位置要求，并且其孔的加工精度有R3.2的要求，因此对其也应该要进行精铰。2.3.2面的加工该零件共有 3 个端面要加工： 45mm 圆柱小端面精度要求较高，同时也是配合25mm孔作为后续工序的精基准面，需精加工；45mm 圆柱大端面以及 25mm 孔端面粗铣既可。南昌航空大学科技学院4 4 2.3.3槽的加工该零件仅有 2 个槽需加工： 25mm 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R13mm 孔上表面有 30mm 的尺寸要求，而加工键槽时很难以45mm上表面为定位基准，因而要特别注意尺寸链的推算，保证加
7、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。2.3.4螺纹孔的加工M10mm 螺纹孔的加工，它与R13mm 孔和 25mm 孔中心线有 30角度要求，同时中心线与 45mm 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45mm 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25mm 孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。三、工艺规程设计3.1 毛坯设计零件材料为 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
8、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 工艺设计3.2.1基准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。（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 个主要端南昌航空大学科技学院5 5 面为基准，由于 45mm 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
9、达到加工精度，故先以45mm 小端面为粗基准，粗铣45mm 大端面，再以 45mm 大端面为基准，精铣小端面，并保证尺寸43mm 。完全定位 , 然后进行铣削。（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25mm 孔为第一精基准， 45mm 圆柱小端面作为基准先加工出25mm 孔，然后作为辅助基准面配合25mm孔加工后续工序中的孔，面，槽，螺纹等。3.2.2制定工艺路线制定工艺路线得出发点, 应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证 , 在生产纲领已确定的情况下, 可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具, 并尽量使工序集中来提高生产率
10、。考虑到先面后孔的加工原则，合理具体加工工艺如下：（1）工艺路线方案方案一：工序一：备料工序二：铸造毛坯工序三：粗铣上、下表面，精铣下表面；工序四：钻825H孔；工序五：插键槽6H9 ；工序六：铣槽 14 43 mm ；工序七：钻、拉孔710H；工序八：钻孔5.5；工序九：钻、扩714H螺纹孔；工序十：钻、钳5锥销通孔、 M10-7H ；工序十一：终检。南昌航空大学科技学院6 6 方案二：工序一：备料工序二：铸造毛坯工序三：钻825H；工序四：粗铣上、下表面；工序五：精铣下表面；工序六：插键槽6H9 mm ；工序七：铣槽 14 mm 43 mm ；工序八：钻孔5 .5；工序九：钻、拉孔710H
11、；工序十：钻、扩714H；工序十一：钻、钳5锥销通孔、 M10-7H ；工序十二：终检。（2）工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工825H的孔，再以825H的孔的孔为基准加工710H的孔。方案二则是先加孔825H后再加工上下表面，再加工孔710H，此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本。经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工825H及插键槽，最后完成对710H的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。（3）工艺方案的确定综上所述，零件的具体工艺过程如下：工序一：备料工序二
12、：铸造毛坯工序三：粗铣、半精铣45凸台端面，选用 X5020B立式铣床；南昌航空大学科技学院7 7 工序四：钻，扩，铰825H内孔，选用 Z5040立式钻床；工序五：钻，粗铰，精铰710H孔，选用 Z5025立式钻床；工序六：铣槽24.0 014mm ，选用 X6030卧式铣床；工序七：钻、粗铰、精铰714H螺纹孔，选用 Z5040立式钻床；工序八：钻底孔，攻螺纹孔M10-H7mm，选用 Z5025立式钻床；工序九：钻5锥销通孔，选用 Z5025立式钻床；工序十：拉键槽 6H9mm；工序十一：钻槽底通孔钻5 .5，选用 Z5025立式钻床；工序十二：终检。工序工序内容定位基准010 粗铣上、下
13、表面，精铣45端面零件先以下表面粗铣上表面，然后上表面为基准粗铣下表面，并以下表面为基准精铣上表面020 钻、扩、粗铰、精铰825H通孔以45 端面为第一基准下端面为第二基准030 钻、扩、粗铰、精铰714H孔以825H为 第一基准， 45 端面为第二基南昌航空大学科技学院8 8 准040 钻、扩、粗铰、精铰710H孔以825H为 第一基准 45 端面和14 孔定位050 插键槽以825H为 第一基准 45 端 面和10 孔定 位南昌航空大学科技学院9 9 3.3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.3.1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
14、 0.73kg ，生产类型为大批生产，采用砂型铸造生产。毛坯铸造时可以将25孔直接铸造出来，由于其余孔均有精度要求，且尺寸小，均不铸出。故仅确定三个端面的相关尺寸。060 粗铣 1443 槽以825H为 第一基准 45 端 面和14 孔定 位070 钻5.5通孔以825H为 第一基准 45 端 面和10 孔定 位080 钻 M10螺纹底孔， 攻 M10螺纹定位同上南昌航空大学科技学院10 10 查表确定加工余量：砂型铸造，查表材料成型表4-7，表 4-5 材料为灰铸铁，机器造型，加工余量等级取G.公差等级为 CT810,取 CT10 ，基本尺寸小于 100mm ，取 3.2mm ；基本尺寸小于
15、63mm ，取 2.8mm 。切削余量：查机械制造工艺设计简明手册表2.2 2.5 ，基本尺寸小于 100mm ，加工余量为 2.5mm ；基本尺寸小于 63mm ，加工余量为 0.7mm 。3.3.2 45mm 圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量计算根据工序要求， 45mm 圆柱两端面经过两道工序，先粗铣45mm 圆柱大端面，再粗，精铣 45mm 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 1.02.0mm，现取 1.5mm 。表 3.2-27 粗铣平面的厚度偏差（ 30mm ）为0.250.39mm ，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431.2 1.5 1.0 46.7mm 。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.
