ca6140车床手柄座说明书及铣槽夹具设计

TOC\o"1-5"\h\z第1章、零件的分析1零件的功用及结构分析1零件的工艺分析1第2章、手柄座的机械加工工艺规程设计3毛坯的选择3基准的选择3(1)粗基准的选择3(2)精基准的选择3工艺路线的拟定3加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4切削用量及工时定额的确定5第3章、加工铣槽夹具设计15任务的提出15定位方案及定位装置的设计计算15定位方案的确定15定位元件及装置设计15定位误差的分析计算15对刀或导引元件(装置)设计16夹紧方案及装置的设计计算16夹紧方案的确定16夹紧力大小的分析计算17夹紧机构及装置设计17连接元件及夹具体设计17夹具操作及维护简要说明18参考文献19附录I机械加工工艺过程卡片20附录H机械加工工序卡片21评语22第1章、零件的分析零件的功用及结构分析题目所给白零件是CA6140车床的手柄座。它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。零件的工艺分析CA6140车床手柄座有多处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：.以典5H8为中心的加工表面这一组的加工表面有425H8的孔，以及上下端面，，下端面为445的圆柱端面；孔壁上有距下端面11mm、与®25H8孔中心轴所在前视面呈30。角的螺纹孔，尺寸为M10-7H,另外还有一个尺寸为6H9的键槽，孔与键槽的总宽度为27.3H11。.以宓4H7为中心的加工表面该组的加工表面有啊4H7的螺纹孔（有位置要求），加工时测量深度为25mm,钻孔深度为28mm。上孔壁有一个45配钱的锥销通孔，该通孔有位置要求。.以型0H7为中心的加工表面本组的加工表面有50H7的孔（两个），及其两个内端面（对称），两端面均有位置要求，端面之间的距离为14「23mm。，孔除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求（与425H8孔壁之间的平行度公差为40.2）.以*5.5为中心的加工表面这组的加工表面有帖.5的孔，该孔通至425H8上的槽，并有位置要求。由上面的分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。第2章、手柄座的机械加工工艺规程设计毛坯的选择零件材料为HT200。手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。⑴粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取425H8孔的下端面作为粗基准，利用一组共两块V形块分别支承425H8和R13作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行铳削。(2)精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。工艺路线的拟定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。考虑到先面后孔的加工原则，合理具体加工工艺如下：表2.1工艺方案表工序1粗铳、精铳由45端面工序2钻、扩、粗较、精较小25H8通孔工序3钻、扩、粗较、精较M0H7孔工序4粗铳14X43槽工序5钻+5.5通孔工序6钻、扩、粗较、精较M4H7孔工序7插键槽工序8钻M10螺纹底7L,攻M10螺纹工序9终检加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为HBS65〜87,毛坯的重量约为1Kg,生产类型为大批量生产，采用砂型铸模。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（625H8端面）。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2〜2.5,取端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铳削加工余量为：粗铳1mm精铳0.2mm.内孔查《工艺手册》表2.2〜2.5,取425H8已铸成孔长度余量为3,即铸成孔半径为21mm工序尺寸加工余量：钻孔2mm扩孔0.125mm.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计

算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。切削用量及工时定额的确定.工序I的切削用量及基本工时的确定：铳、半精铳445凸台端面⑴铳145凸台端面：选择铳刀半径为25mm,齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1—27）fz=0.1mm/Zd0=50mm,T=180min（《切削手册》表3.7和《切削》表3.8）乂查=20m/min（《切削手册》表3⑼1000V渣100020二d1000V渣100020二d0二50=127.4(r/min)按机床选取n1a=160r/min实际切削速度:Vc机二n实际切削速度:Vc机二n机dn1000二160501000=25.12(m/min)工作台每分钟进给量：Vf=fZZn机=0.156160=144（mm/min）铳床工作台进给量：Vf横向=150mm/min一.一，4520基本工时：t0.43（min）150⑵半精铳由45凸台端面：加工余量为Z=1mm切削速度为Vc=20m/mincn查=127.r4/mi选用主轴转速为n机=160r/min工作台进给量：Vf=fzZn机=0.156160=144（mm/min）基本工时：t=45-20=0.65（min）100.工序II的切削用量及基本工时的确定：钻一扩一粗、精较425H8通孔。⑴钻孔423mm:选才?123mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1—6）f机=0.4mm/r（《切削手册》表2.7和《工艺手册》表4.2—16）Vc查=15n/min〈切削手册》表2.15）硬度200—2171000V渣100015n查===208（r/min）一二D二23按机床选取nn=195r/min（《工艺手册》表4.2—5）二Dn23195头际切削速度：Vc机==—=14.08（m/min）10001000基本工时：t=l乜+l2=43+8+3=0.64（min）（《工艺手册》表6.2—5）n几f机1950.43⑵扩孔*24.8000.084mm：选才？424.80mm高速钢锥柄扩孔钻（《工艺手册》表3.1—8）由《切削手册》表2.10得扩孔钻扩424.80mm孔时的进给量f=0.7〜0.8mm/r,并由《工艺手册》表4.2—16取f机=0.72mm/r,扩孔钻扩孔时的切削速度乂=r〜1Vc钻。2

由《切削手册》表2.15得V搦=14m/min,故:111111、Vc=~V傍占=~卜14=4.7~7(m/min)32)132J1000Vcc10004.7~71000Vcc10004.7~7二24.8=60~89(r/min)按机床选取n1a=68r/minnDn机

1000二24.8681000nDn机

1000二24.8681000=5.29(m/min)基本工时:4383680.72=1.1(min)⑶钱425H8孔:选才？125mm高速钢锥柄机用钱刀（《工艺手册》表3.1—17）,由《切削手册》表2.24得f=1.0~1.5mm/r,ap=0.15~0.25mm,pVc=4~8m/min,由《工艺手册》表4.2—16得f机=1.22mm/r,nc1000Vcnc1000Vc1000(4~8)二25=51~102(r/min)按机床选取na=68r/min,则：二2568%==5.34(m/min)1000

50H7孑I。50H7孑I。⑴钻M0孔:选才?49.8mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺手册》表3.1—6）由《切削手册》表2.7和《工艺手册》表4.2—16查得f机=0.17mm/rVc查=23n/mi6〈切削》表2.15)1000VC查100023二1000VC查100023二do二9.8=747.4(r/min)按机床选取na=960r/min、，nd°n机、，nd°n机Vc机-—cc―一1000/min)29.514(/min)1000lLL4343基本工时：t=ll1l2==0.31(min)n机f机9600.17'7⑵粗钱69.96mm孔:选才？由9.96mm的高速钢钱刀（《工艺手册》表2.11）由《切削手册》表2.24和《工艺手册》表4.2—15查得f机=1.3mm/rVc查=6mm/min1000V渣二1000V渣二d010006二9.96=191.85(r/min)按机床选取n^=195r/min2=….96196.1mm/min)10001000

基本工时：t=»=41^=0.19(min)

n机f机1951.3⑶精较50mm孔：选择由10mm的钱刀f机=0.8mm/rVc查=6mm/minn查=1000Vc查二d010006二10=191.1«/min)按机床选取nn=195r/minTOC\o"1-5"\h\z、，nd°n机n父10<195c――’.、Vca===6.12mmi/min）10001000基本工时：t=ll1l2=4323=0.31（min）n机f机1950.8'.工序IV的切削用量及基本工时的确定：铳[4r&mm的槽选用高速钢粗齿盘状铳刀d0=125mm,Z=81）、根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27查的：粗铳a=3人8mm选定a=5mmee因走刀次数N=迎上13=8.6次故走刀次数N为9ae=3mm。根据零件形状，确定那个走刀长度为37mm。2）、决定每齿进给量fz,根据铳床的功率为7.5KW,中等刚度。根据表3.3（《切削用量简明手册（第3版）》）：fz=0.12~0.20mm/z现选取fz=0.20mm/3）、决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf根据表3.27中的计算公式，也可以直接查表。根据表3.9,当d0=125mm,Z=8,ap=14mm,ae=5mm,时，vt=19m/min,nt=62r/min,Vft=104mm/min。各修正系数为：kMv=kMn=kMn=0.69kSv=ksnksQ.8fz<0.24mm/zvc=vtk=19X0.69X0.8m/min=10.5m/min；n=ntxkn=62M0.69=34r/min；vf=vftkv=104M0.690.=8mm/min；根据XA6132型铳床说明书，选择nc=37.5r/min；vfc=60mm/min；因此实际切削速度和每齿进给量为:二donc3.1412537.5__vc=-o-^==14.7210001000m/min；vvc60fzc=——==0.2mm/r;ncz37.58c计算基本工时_L_lytm0=-二vfvf式中l=37mm,根据表3.25,入切量及超切量y+A=27mmwLly：3727贝Utm0=——==min=1.067minVfVf60总时间：tm=tm0xN=1.067minx9=9.6min5.工序V的切削用量及基本工时的确定：加工45.5mm的孔⑴钻45.5mm孔:选才中4.8mm的高速钢锥柄麻花钻f机=0.10mm/rVc查=20m/min1000Vc查1000m20n查二「二d0二4.8=1326(r/min)按机床选取n几=1360r/min7rd0n机VcM=1000二4.813601000=20.5(m/min)基本工时：t=5.232=0.075(min)13600.1⑵钱15.5mm孔:选才中5.5mm的钱刀1000V,二d。f机1000V,二d。10006347.42(r/min)二5.5按机床选取n1a=392r/min

71d0n机。5.5父392.....V^===6.77(m/min)10001000基本工时：t=5.231I21I22843基本工时：t===0.36(min)n机f机2720.36⑵粗钱413.95mm孔：选才？413.95mm高速钢锥柄机用钱刀（《工艺手册》表3.1—17）f=0.5~1.0mm/r,ap=0.1~0.15mm,Vc4~8m/min,3920.66.工序VI的切削用量及基本工时的确定。⑴钻413mm孔:选才3mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺手册》表3.5—6）由《切削手册》表2.7和《工艺手册》表4.2—16查得f机=0.36mm/r乂查=14m/min〈切削》表2.15）1000V渣100014n查=-==343(r/min)一二D二13按机床选取ria=272r/minnDn机nx13272Vc机===11.1m(/min)1000Vcc二D1000Vcc二D1000(4-8)二13.95=91~182(r/min)按机床选取n机=140r/min（《工艺手册》表42—15）Vc机nDn机Vc机nDn机冗父13.956.13(r/min)f机=0.8mm/r（《工艺手册》表4.2—16）1111111122843基本工时：t==n机f机1400.81=0.31(min)⑶精较414mm孔:选才？414mm高速钢锥柄机用钱刀（《工艺手册》表3.1—17）由《切削手册》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r,ap=0.1~0.15mm,Vc4~8m/minnc1000Vcnc1000Vcc二D1000(4~8)二13.95=91~182(r/min)f机=0.6mm/r（《工艺手册》表42—16），Dn机

1000按机床选取，Dn机

1000/min)■：14140.,/min)6.15n(1000基本工时：t="—7.工序Vffl的切削用量及基本工时的确定：钻帖.5mm底孔，攻螺纹M10mm⑴钻小8.5mm底孔:选用中8.5mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺手册》表3.1—6）由《切削手册》表2.7和《工艺手册》表4.2—16查得f机=0.28mm/r

Vc查=16m/min〈切削手册》表2.15)1000V渣1000V渣叱二二D600(r/min)二8.5nDn机1000nDn机1000二8.5545二145m(/min)1000基本工时：t」li基本工时：t」lil21033n机f机5450.28=0.10(min)⑵攻螺纹M10mm：选才⑵攻螺纹M10mm：选才MM10mm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距p,即f=1.25mm/rVc机=7.m/min1000Vc1000Vc10007.5c=298(r/min)按机床选取=272r/min按机床选取=272r/minvcvc机=6.m/min基本工时:ll基本工时:ll1l2t12n机f1033=0.05(min)2721.25第3章、加工铳槽夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。我被要求设计第IV道工序----铳14X43槽，本夹具将用于X53K立式铳床。任务的提出本夹具主要用来铳14mm43mmi勺槽，同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻孔后还要进行拉孔，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。定位方案及定位装置的设计计算定位方案的确定工件以①25H8孔及端面和①10H7孔为定位基准；夹紧时，首先由开口垫圈夹紧①25H8孔两端面，再用气缸通过活塞的推力带动浮动压块在手柄座出夹紧。定位元件及装置设计用圆柱定位销和菱形定位销进行完全定位。定位误差的分析计算本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。TTd/Yz=—0.016.50.009-0.02552

式中Td——工件圆孔直径公差（mm；Td——定位销外圆直径公差（mmi。对刀或导引元件（装置）设计对刀装置由对刀块组成用来确定刀具与夹具的相对位置由于本道工序是完成铳槽的加工，所以选用直角对刀块。夹紧方案及装置的设计计算夹紧方案的确定夹紧时，首先由圆柱定位销和菱形定位销定位425H8孔两端面，再用X53KS气缸夹紧。夹紧力大小的分析计算铳槽时切削用量计算夹紧力并分析。刀具：立铳刀根据《切削手册》表3.28可查得：C,a「FfyFenFz轴向力计算公式为Ff=CfaUfdOqFnwF其中：Cf=30,d0=14mm,uF=0.83,fz=0.1mm/r,yF=0.65,ae=14,ap=