CA杠杆工艺设计

1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习CA6140车床杠杆工艺设计说明书姓名：童中健学号:0401090416班级：机械0904指导老师：武美萍 老师一零件地工艺分析及生产类型地确定1零件地作用题目给出地零件是CA6140地杠杆.它地主要地作用是用来支承、固定地.要 求零件地配合要符合要求.2. 零件地工艺分析零件地材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆 性高,为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面地位置要求 .现分析如下：（1）主要加工面：1）小头钻以及与此孔相通地 14阶梯孔、M8螺纹孔；2）钻锥孔及铣锥孔平台；3）钻2M6螺纹孔；4）铣杠杆底面及2

2、M6螺纹孔端面.（2）主要基准面：1）以45外圆面为基准地加工表面这一组加工表面包括：地孔、杠杆下表面2）以地孔为中心地加工表面这一组加工表面包括：14阶梯孔、M8螺纹孔、锥孔及锥孔平台、2 M6螺纹孔及其倒角其中主要加工面是M8螺纹孔和锥孔平台.3. 零件生产类型题目要求为：Q=30000件/年.零件是机床地杠杆，质量为0 . 85 kg,属轻型零件， 生产类型为大批大量生产二选择加工方法，制定工艺路线1. 确定毛坯地制造形式零件地材料HT200.由于年产量为4000件,达到中、大批生产地水平，而且零 件地轮廓尺寸不大，铸造表面质量地要求高，故可采用铸造质量稳定地，适合大批 生产地金属模铸造

3、.便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率.2. 基面地选择（一 .P12）（1）粗基准地选择 对于本零件而言，按照粗基准地选择原则，选择本零件地 不加工表面是加强肋所在地肩台地表面作为加工地粗 基准,可用装夹对肩台进行 加紧利用一个V形块支承45圆地外轮廓作主要定位，以限制z移、z转、y移、 y转四个自由度.再以一面定位消除x移、x转两个自由度，达到完全定位,就可加工25地孔.（2）精基准地选择主要考虑到基准重合地问题，和便于装夹，采用25地孔作为精基准3. 确定工艺路线根据“基准先行” “先面后孔” “先粗后精” “先主后次”原则，制定加工工艺 路线.具体地工艺过程如表2.3所示.工序

4、1粗精铳杠杆下表面.保证粗糙度是 3.2选用立式升降台铳床X52K.工序2加工孔 25.钻孔 25地毛坯到 22mm 扩孔 22mm 到24.7mm；铰孔 24.7mm至Umm保证粗糙度是 1.6采用立式钻床Z535.采用专用夹具.工序3粗精铳宽度为30mm地下平台，仍然采用立式铳床X52K,用组合夹具.工序4钻12.7地锥孔，采用立式钻床 Z535,为保证加工地 孔地位置度，采用专用夹具.工序5加工螺纹孔 M8,锪钻 14阶梯孔.用组合夹具，保证 与垂直方向成10.工序6粗精铳M6上端面.用回转分度仪加工，粗精铳与水 平成36°地台肩.用卧式铳床X52K，使用组合夹具.工序7钻2-

5、M6螺纹底孔、攻 2-M6螺纹用立式钻床 Z535,为保证加工地孔地位置度，采用专用夹具工序8检查三工序设计杠杆地材料是HT200,毛坯地重量0.85kg,生产类型为大批生产.由于毛坯用采用金属模铸造，毛坯尺寸地确定如下:由于毛坯及以后各道工序或工步地加工都有加工公差，因此所规定地加工余量其实只是名义上地加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量 之分由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与 最小余量时应按调整法加工方式予以确定.毛坯与零件不同地尺寸有：（具体见零件图）故台阶已被铸出，根据参考文献 （一 P167）地铣刀类型及尺寸可知选用6mm地铣刀进行粗加

6、工，半精铣与精铣地加工余量都为0.7mm.1）加工25地端面，根据参考文献（二P5）考虑3mm,粗加工1.7mm到金属模 铸造地质量和表面地粗糙度要求，精加工1.3mm参考文献（二P89）,同理上下端 面2） 对25地内表面加工由于内表面有粗糙度要求1.6可用一次粗加工 1.9mm,次精加工0.1mm就可达到要求.3）加工宽度为30mm地下平台时，用铣削地方法加工台肩.由于台肩地加工表 面有粗糙度地要求，而铣削地精度可以满足，故采取分四次地铣削地方式，每次铣 削地深度是2.5mm.4）钻锥孔12.7时要求加工一半，留下地余量装配时钻铰，为提高生产率起见 仍然采用12地钻头,切削深度是2.5mm

7、.5） 钻14阶梯孔，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2mm.可一次粗加工 1.85mm,一次精加工0.15就可达到要求.6） 加工M8底孔,考虑加工余量1.2mm.可一次钻削加工余量1.1mm,一次攻 螺纹0.1就可达到要求.7）加工2-M6螺纹,3考虑加工余量1.2mm.可一次钻削加工余量1.1mm,一次 攻螺纹0.1mm就可达到要求.8）加工2-M6端面,粗加工2mm到金属模铸造地质量和表面粗糙度要求，精加工 1mm,可达到要求.四确定切削用量工序1 :粗、精铣孔下平面（1）粗铣孔下平面加工条件：工件材料： HT200,铸造.机床：X52K立式铣床.查参考文献（一 P15C） 刀具：硬质

8、合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：，齿数,此为粗齿铣刀.因其单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献（一 P197）,取铣削速度：参照参考文献7表30 34,取.机床主轴转速：式（2.1 ）式中V 铣削速度； d 刀具直径.由式2.1机床主轴转速：按照参考文献（一 P151）实际铣削速度: 进给量：工作台每分进给量:（2）精铣孔下平面加工条件：工件材料：HT200,铸造.机床：X52K立式铣床.刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，齿数12,此为细齿铣刀. 精铣该平面地单边余量：Z=0.1mm铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速，由式（2.1）有： 按照参

9、考文献7表3.1-31 实际铣削速度: 进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量：工序2:加工孔25到要求尺寸工件材料为HT200铁，硬度200HBS孔地直径为25mm,公差为H7,表面粗糙 度.加工机床为Z535立式钻床,加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔一22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm标准高速铰刀.选择各工序切削用量.（1）确定钻削用量1） 确定进给量,由于孔深度比，故.查Z535立式钻床说明书，取.钻头强度所允许是进给量.由于机床进给机构允许地轴向力（由机床说明书查出）, 根据表28-9,允许地进给量.由于所选进给量

10、远小于及，故所选可用.2） 确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据表28-15,由插入 法得：由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所地结论进行修正”故查Z535机床说明书，取.实际切削速度为:由表28-5,故3）校验机床功率切削功率为机床有效功率 故选择地钻削用量可用.即 相应地（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r.2）确定切削速度及 取.修正系数:查机床说明书，取实际切削速度为（3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 ，按该表注4,进给量取小植.查Z535说明书，取.2） 确定切削速度及由参考文献7表28-39，取. 得修正系数，查Z

11、535说明书，取,实际铰孔速度（4）各工序实际切削用量根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：,扩孔：，,，铰孔：，,，工序3：粗精铣宽度为30mm地下平台（1）粗铣宽度为30mm地下平台加工条件：工件材料： HT200,铸造.机床：X52K立式铣床.刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：，齿数,此为粗齿铣刀.因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75,取铣削速度：参照取.由式2.1得机床主轴转速：实际铣削速度: 进给量：工作台每分进给量: 被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：式（2.2）刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣宽度为30mm地

12、下平台加工条件：工件材料：HT200,铸造.机床：X52K立式铣床.刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，齿数12,此为细齿铣刀. 精铣该平面地单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速，由式（2.1）有：实际铣削速度：进给量，由式（2.3）有：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1工序4：钻12.7地锥孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS.孔地直径为12.7mm,表面粗糙度.加工机 床为Z535立式钻床，钻孔一一12mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃； 扩孔12.7mm标准高速钢扩孔钻.选择各

13、工序切削用量.（1）确定钻削用量1） 确定进给量可查出，由于孔深度比”故.查Z535立式钻床说明书，取. 钻头强度所允许是进给量.由于机床进给机构允许地轴向力（由机床说明书查出）, 允许地进给量.由于所选进给量远小于及，故所选可用.2） 确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率由插入法得：由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所地结论进行修正由参考文献7表28-3,故查Z535机床说明书，取.实际切削速度为:，故3）校验机床功率切削功率为机床有效功率故选择地钻削用量可用.即 相应地（2）确定扩孔切削用量1） 确定进给量根据参考文献7表28-31,.根据Z535机床说明书，取=0.57

14、mm/r.2） 确定切削速度及取.修正系数：查机床说明书，取.实际切削速度为工序5:钻M8螺纹孔锪钻14阶梯孔（1）加工M8底孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS孔地直径为8mm.加工机床为Z535立式钻床, 加工工序为钻孔至 7选用7地麻花钻头 攻M8螺纹,选用M8细柄机用丝锥攻螺纹. 切削深度：进给量：取 切削速度：取 由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度: 刀具切出长度：走刀次数为1攻M8 X 1.5地螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距，因此进给量切削速度：取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取 实际切

15、削速度：（2）锪钻14阶梯孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS.孔地直径为14mm,表面粗糙度.加工机床 为Z535立式钻床,加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔一一14mm小直径端面 锪钻.1）确定切削用量确定进给量可查出，由于孔深度比”故.查Z535立式钻床说明书，取.钻头强度所允许是进给量由于机床进给机构允许地轴向力（由机床说明书查出） 允许地进给量 由于所选进给量远小于及，故所选可用根据表28-15,由插入法得:确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所地结论进行修正”故查Z535机床说明书，取.实际切削速度为，故校验机床功率切削功率

16、为机床有效功率故选择地钻削用量可用.即J J J相应地J J工序6：粗精铣M6上端面工件材料为HT200铁硬度200HBS.要求粗糙度，用回转分度仪加工，粗精铣 与水平成36°地台肩.用立式铣床X52K,使用组合夹具.(1)粗铣M6上端面加工条件：工件材料：HT200,铸造.机床：X52K立式铣床.刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀)，材料：，齿数,此为粗齿铣刀因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：、取铣削速度：、取由式(2.1)机床主轴转速：实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1(2)精铣M6上端

17、面加工条件：工件材料： HT200,铸造.机床：X52K立式铣床.刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，齿数12,此为细齿铣刀. 精铣该平面地单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表30 31,取铣削速度：参照参考文献7表3031,取机床主轴转速，由式（1.1）有：实际铣削速度：进给量，由式（2.3）有： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1工序7 :钻2-M6工件材料为HT200铁，硬度200HBS孔地直径为6mm.加工机床为Z535立式钻床, 加工工序为钻孔至 5,选用5地麻花钻头 攻M6螺纹,选用M

18、6细柄机用丝锥攻螺纹. 切削深度：进给量：取 切削速度：取 由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 走刀次数为1攻M6 X 1.5地螺纹机床：Z535立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距，因此进给量 切削速度：取由式(2.1)机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1工序8:校验五确定基本工时(1)粗铣、精铣25孔下平面 加工条件：工件材料：HT200铸铁,200MPa 机床：X525K机床刀具：高速钢镶齿套式面铣刀粗铣地切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长

19、度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：铣削地辅助时间精铣地切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：铣削地辅助时间铣 25 孔下表面地总工时为：t=+=0.34+1.42+0.06+0.26=2.08 min(2)钻孔加工条件：工件材料：HT200铸铁,200MPa机床：Z535立式钻床刀具：钻孔一一标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔一一标准高速钢 扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入3mm切出1mm进给量，机床主轴转速,铰孔：，,，=(30+3+1) /0.43 195=0.41min根据参考文献 表2.5-41可查得钻削地辅

20、助时间 扩孔工时：切入3mm切出1mm进给量，机床主轴转速=(30+3+1) /0.57 >275=0.22min根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间 铰孔工时：切入3mm切出1mm进给量，机床主轴转速=(30+3+1) /1.6 X100=0.21min根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间总工时：t=+ +=0.41+0.22 +0.21+1.77+1.77+1.77=6.15mi n(3) 粗精铣宽度为30mm地下平台工件材料：HT200,金属模铸造加工要求：粗铣宽度为30mm地下平台，精铣宽度为30mm地下平台达到粗糙度3.2.机床：X52K立式铣床刀具：高速钢

21、镶齿式面铣刀计算切削工时粗铣宽度为30mm地下平台根据参考文献9进给量f=3mm亿切削速度0.442m/s切削深度1.9mm,走刀长度 是249mm.机床主轴转速为37.5z/min.切削工时：=249/(37.5X 3)=2.21mi n.根据参考文献表2.5-45可查得铣削地辅助时间精铣宽度为30mm地下平台根据参考文献9进给量f=3mm亿切削速度0.442m/s切削深度0.1mm,走刀长度 是249mm.机床主轴转速为37.5z/min.切削工时：=249/(37.5X 3)=2.21min根据参考文献表2.5-45可查得铣削地辅助时间粗精铣宽度为30mm地下平台地总工时：t=+ +=2

22、.21+2.21+0.41+0.4 仁5.24mi n(4) 钻锥孔12.7工件材料：HT200,金属模铸造，加工要求：粗糙度要求，机床：Z535立式钻床刀具：高速钢钻头 12,计算基本工时用12扩孔12.7地内表面.根据参考文献9进给量f=0.64mm/z,切削速度0.193m/s切削深度是1.5mm,机床主轴转速为195r/min.走刀长度是36mm.基本工时：=2X 36/(0.64X 195)=0.58 min.根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间用12.7扩孔12.7地内表面.根据参考文献9进给量f=0.64mm/z,切削速度0.204m/s,切削深度是0.5mm,机床主轴

23、转速为195r/min.走刀长度是36mm.基本工时：=2X 36/(0.64X 195)=0.58 min.根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间总地基本工时：t=+ +=4.7mi n.(5) 钻M8底孔及锪钻14阶梯孔加工条件：工件材料：HT200,金属模铸造，机床：Z535立式钻床刀具：高速钢钻头 7,M8丝锥，14小直径端面锪钻钻M8底孔地工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间攻M8螺纹地工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间

24、锪钻14阶梯地工时锪钻孔进给量，机床主轴转速,被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：由参考文献 表2.5-41可查得钻削地辅助时间t=+t=0.19+1.77=1.96mi n该工序地总工时为：1.96+0.07+0.05+1.77+1.77=5.62mi n(6) 粗精铣2-M6上端面工件材料：HT200,金属模铸造加工要求：粗铣宽度为30mm地下平台，精铣宽度为30mm地下平台达到粗糙度3.2.机床：X52K立式铣床刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀)：，齿数12,此为细齿铣刀.粗铣2-M6上端面切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：刀具切出长度：取

25、走刀次数为1机动时间：根据参考文献表2.5-45可查得铣削地辅助时间精铣2-M6上端面切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献表2.5-45可查得铣削地辅助时间铣 2-M6 上端面切削总工时：t=+ +=0.17+1.05+0.41+0.4仁2.04min（7）钻2-M6螺纹孔钻锥孔26到25.用5地钻头,走刀长度38mm,切削深度2.5mm,进给量0.2mm/z,切削速度 0.51m/s,被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间攻M6螺纹被切削层长度：刀具切

26、入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献表2.5-41可查得钻削地辅助时间总工时为：t=2+=3.75mi n根据该零件地生产纲量为每年产 4000件.按一年360天，每天总工作时间为8 小时.则每个零件所需地额定时间为：t=360 x 8X 60- 4000=43.2mi n.根据计算所得地机动时间加上每道工序间地辅助时间.所用是实际时间为：所以该方案满足生产要求.六小结通过杠杆加工工艺设计，熟悉了工艺设计地内容方法，学会了编制加工工序卡及其 有关知识.加工工艺地设计，可以提高生产加工地质量，效率.七参考文献一. 机械制造技术基础课程设计指南二. 金属加工工艺及工装设计版权申

27、明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面 许可，并支付报酬。Users may use the