ca6140手柄轴车床设计

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1、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。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 零件是机床CA6140的手柄轴，质量为0.445Kg.二 选择毛坯，确

2、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 根据零件0.445kg,估算为mf=1.0kg.（3） 锻件形状复杂系数S S=Mf/Mn

3、该锻件为圆形，假设其最大直径为46mm,长126mm Mn = 1.6kg S = 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

4、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17.2221.2224大端40圆锥面2445. 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

5、.2 表5-6244422表5-7102126 6 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，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

6、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Ra

7、6.3 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 以粗车后的40mm处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车17.2mm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

8、圆，半精车20mm的外圆，半精车3mm2.15mm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3

9、mm2.15mm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 半精车圆锥面工序8 精车圆锥面工序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。

10、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

11、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。（3） 选择刀具 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 =37mm C 钻头的选择(a) 14mm的孔 扩孔选

12、择直柄扩孔钻 d = 14mm,L =160mm l=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

13、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。2 确定工序尺寸（1）确定圆柱面的工序尺寸 圆柱面多次加工的工序至于加工余量有关。本零件个圆柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度见下表 圆柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度 /mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度及经济加工精度粗车半精车精车粗车半精车精车粗车半精车精车17.2mm外圆21.10.917.2IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.620g6mm外圆1.61.50.9IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.641mm外圆3_41_IT13Ra 6.3_（2） 确定各孔的工序尺寸加工对象工序双边余量工序尺寸及公差钻扩钻扩14mm孔1318.5mm孔71.5 （3） 确定各端面工序加工余量 /mm工序加工表面总加工余量工序加工余量2小端面21.53大端面