CA6140车床手柄座的加工表面分四种.docx

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CA6140车床手柄座的加工表面分四种

CA6140车床手柄座的加工表面分四种，重要是孔的加工，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地位度请乞降必定的表面加工精度请求，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，现将重要加工面分述如下：

2.2.1孔的加工

该零件共有5个孔要加工：

mm是零件的重要加工面，多组面，孔与其有地位尺寸度请求，因而是后续工序的重要精基准面，需精加工且尽早加工出来；mm孔与mm有平行度请求，也要精加工；mm是欠亨孔，特别注意该孔的加工深度；φ5mm圆锥孔及φ5.5mm孔虽是小孔，但由于表面粗糙度请求高，仍需精铰。

2.2.2面的加工

该零件共有3个端面要加工：

φ45mm圆柱小端面精度请求较高，同时也是配合mm孔作为后续工序的精基准面，需精加工；φ45mm圆柱大端面以及mm孔端面粗铣既可。

2.2.3槽的加工

该零件仅有2个槽需加工：

mm孔上键槽两侧面粗糙度为Ra1.6mm，需精加工，底面加工精度请求不高，但与mm孔上表面有mm的尺寸请求，而加工键槽时很难以mm上表面为定位基准，因而要特别注意尺寸链的推算，保证加工尺寸请求；深槽要注意加工深度，由于表面粗糙度为Ra6.3mm，半精铣即可。

2.2.4螺纹孔的加工

M10mm螺纹孔是本组成员本次夹具设计的重点工序，它与mm孔和mm孔中心线有角度请求，同时中心线与φ45mm圆柱端面有11mm的尺寸地位请求。

由以上分析可知，该零件的加工应先加工φ45mm圆柱两端面，再以端面为基准加工作为后续工序重要精基准的mm孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。

3.工艺方案设计

3.1毛坯的制作情势

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请求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简略，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请求，故都不铸出，留待后续机械加工反而经济实用。

3.2基面的选择

基面选择是工艺方案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，生产率得到前进，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。

3.2.1粗基准的选择

粗基准选择应为后续加工供给精基准，由于该零件毛坯没有铸孔，故只能以3个重要端面为基准，由于φ45mm小端面表面粗糙度为Ra3.2mm，若直接以大端面为粗基准，恐不能一次达到加工精度，故先以φ45mm小端面为粗基准，粗铣φ45mm大端面，再以φ45mm大端面为基准，精铣小端面，并保证尺寸43mm。

3.2.2精基准的选择

精基准重要考虑如何保证加工精度和装夹轻易，前面已多次提过以φ25mm孔为第一精基准，φ45mm圆柱小端面作为基准先加工出φ25mm孔，然后作为赞助基准面配合φ25mm孔加工后续工序中的孔，面，槽，螺纹等。

3.3工艺路线的拟定

拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后次序，断定加工设备，工艺设备等。

工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及地位精度等技巧请求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以前进效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量降落。

3.3.1工艺路线方案一

Ⅰ.铣φ45mm圆柱小端面;

Ⅱ.粗铣φ45mm圆柱大端面,保证尺寸43mm;

Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔;

Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm孔;

Ⅴ.钻,扩,铰φ14H7mm孔;

Ⅵ.钻,攻M10mm螺纹孔;

Ⅶ.插键槽,保证尺寸27.3H11;

Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔;

Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm;

Ⅹ.钻,铰φ5.5mm孔;

Ⅺ.去锐边,毛刺;

Ⅻ.终检,入库。

3.3.2工艺路线方案二

Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面;

Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,保证尺寸43mm;

Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔;

Ⅳ.粗铣φ14H7mm孔端面;

Ⅴ.钻,扩,铰φ14H7mm孔;

Ⅵ.钻,铰φ5mm圆锥孔,钻,扩,铰φ10H7mm孔;

Ⅶ.钻,攻M10螺纹孔;

Ⅷ.插键槽,保证尺寸27.3H11mm

Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm;

Ⅹ.钻,铰φ5.5mm孔;

Ⅺ.去锐边,毛刺;

Ⅻ.终检,入库。

3.3.3工艺方案的比较与分析

上述两个方案差别在两点:

一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度请求的小端面,再加工大端面,而方案二是先粗铣大端面,再加工小端面;二是方案一将φ5mm圆锥孔和φ10mm孔按部就班次序加工,而方案二显得更机动聪慧,看出这两个孔的定位方法,夹紧方法雷同,故而在一台机床上同时加工出来.另外,方案一没有铣φ14mm小端面,但由于φ14mm孔有严格深度请求,故最好还是粗铣一遍.

两套方案显然方案二更简洁更契合请求,但正如前面所分析的,方案二将φ5mm圆锥孔φ10mm孔的加工合并在一道工中,虽然减少了装夹次数,简化了工艺设计,但在一道工序中完成这两个钻孔,由于两孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工时产生的轴向力等等都相差较大,且两孔的加工精度请求都较高，显然组合机床不实用。

如果采用摇臂钻床，对于大批量生产，则要频繁调换钻头刀具，大大增长了劳动强度，降低了生产效率，因此，决定还是将两个孔离开加工。

综上所述，零件的最后加工路线如下：

3.3.4工艺方案的断定

Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面,以φ45mm圆柱小端面为定位基准;

Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,以φ45mm大端面为定位基准;

Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔,以φ45mm圆柱大端面为定位基准;

Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准;

Ⅴ.粗铣φ14mm孔端面,利用φ45mm圆柱小端面,φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,保证尺寸43mm;

Ⅵ.钻,扩,铰φ14H7mm孔,定位与Ⅴ工序雷同,保证孔深度25mm;

Ⅶ.钻,攻M10mm螺纹孔,定位与Ⅴ工序雷同;

Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔,定位与Ⅴ工序雷同;

Ⅸ.插键槽,为便于加工,以φ45mm圆柱小端面,φ10H7mm孔和φ14H7mm孔端面定位,同时要保证尺寸27.3H11mm;

Ⅹ.铣槽,定位与Ⅴ工序雷同,保证尺寸30mm;

Ⅺ.钻,铰φ5.5mm孔,定位与Ⅴ工序雷同;

Ⅻ.去锐边,毛刺,尤其注意φ25H8mm孔表面可能因为钻M10mm螺纹孔以及插槽带来的表面鳞次损伤;

ⅩⅢ.终检,入库。

3.4毛坯尺寸及其加工余量的断定

CA6140车床手柄座零件材料为HT200,毛坯重量约为0.73kg，生产类型为大批生产，采用砂型铸造生产。

由于所有孔均有精度请求，且尺寸小，均不铸出。

故仅断定三个端面的相干尺寸。

查表断定加工余量：

砂型铸造，材料为灰铸铁，机器造型，公差等级为CT8~12,取CT10，加工余量等级E~G,取G.

切削余量：

查表，基础尺寸小于100mm，加工余量为1.4mm；

基础尺寸小于63mm，加工余量为0.7mm。

铸件公差等级：

查表，基础尺寸小于100mm，取3.2mm；

基础尺寸小于63mm，取2.8mm。

3.4.1φ45mm圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量盘算

根据工序请求，φ45mm圆柱两端面经过两道工序，先粗铣φ45mm圆柱大端面，再粗，精铣φ45mm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1.0~2.0mm，现取1.8mm。

表3.2-27粗铣平面的厚度偏差（≤30mm）为―0.25~―0.39mm，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。

故铸造毛坯的基础尺寸为43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm。

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：

43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm；

毛坯的最小尺寸：

47－1.4＝45.6mm；

毛坯的最大尺寸：

47＋1.4＝42.8mm；

粗铣大端面后的最大尺寸：

43＋1.0＋1.2＝5.2mm；

粗铣大端面后的最小尺寸：

45.2－0.30＝44.9mm；

粗铣小端面后的最大尺寸：

:

43＋1.0＝44mm；

粗铣小端面后的最小尺寸：

:

44－0.30＝43.7mm。

精铣后尺寸与零件尺寸雷同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。

故精铣后尺寸为mm

3.4.2φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量盘算

根据工序请求，φ14H7mm孔端面仅由粗铣得到，故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心线的毛坯基础尺寸为43＋1.2＝44.2mm，故：

毛坯的名义尺寸：

43＋1.2＝44.2mm；

毛坯的最大尺寸：

44.2＋1.4＝45.6vmm；

毛坯的最小尺寸：

44.2－1.4＝42.8mm。

粗铣后尺寸应于零件图尺寸雷同，但由于零件图纸并未给出具体的公差等级，现按前面粗铣平面厚度偏差取－0.28mm。

故粗铣后的尺寸为mm

其他毛坯尺寸由于零件图纸未做具体的工序尺寸请求，且对后面诸孔，槽的加工影响不大，仅荒铣即可，故不再一一赘述分析。

3.5其他尺寸极其加工余量的断定

其他工序尺寸包含5个孔，2个槽，1个螺纹孔的基础尺寸，现仅分析重要的5个孔的加工余量及尺寸偏差。

5个孔均不铸出，机械加工出来，根据《加工工艺手册》，由于5个孔的表面粗糙度请求均较高，所以都要经过精铰工序，具体工序尺寸和加工余量为：

（1）φ25H8mm孔，Ra＝1.6mm；

根据《加工工艺手册》表3.2-10，加工该孔的工艺为：

钻→扩→铰

钻孔：

φ23mm；

扩孔：

φ24.8mm2Z＝1.8mm（Z为单边加工余量）；

铰孔：

φ25H8mm。

（2）φ10H7mm孔，Ra＝1.6mm；

根据《加工工艺手册》表3.2-9，加工该孔的工艺为：

钻→粗铰→精铰

钻孔：

φ9.8mm；

粗铰：

φ9.96mm；

精铰：

φ10H7mm。

（3）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm；

根据《加工工艺手册》表3.2-9，加工该孔的工艺为：

钻→扩→粗铰→精铰

钻孔：

φ13.0mm；

扩孔：

φ13.85mm；2Z＝0.85mm（Z为单边加工余量）；

粗铰：

φ13.95mm；

精铰：

φ14H7mm。

（4）φ5mm圆锥孔，Ra＝1.6mm；

由于零件图纸未给出具体的公差等级，现也按H7公差等级加工，按表3.2-9，加工该孔的工艺为：

钻→精铰

钻孔：

φ4.8mm；

精铰：

φ5H7mm。

（5）φ5.5mm孔，Ra＝3.2mm。

由于也未给出公差等级，现同样按φ5mm圆锥孔加工方法：

钻→精铰

钻孔：

φ4.8mm；

精铰：

φ5.5H7mm。

3.6断定各工序切削用量及基础工时

3.6.1工序Ⅰ：

粗铣φ45mm圆柱大端面

机床：

X51立式铣床

刀具：

高速钢端铣刀，直径D=50mm，齿数Z=6

根据《加工工艺手册》表2.4-73，取每齿进给量=0.15mm/Z,根据《切削工艺手册》表3.9，取铣削速度=20m/min。

则==127.4r/min。

按机床选取铣刀转数=160r/min，则实际切削速度==25.12m/min.，

工作台每分钟进给量=Z=144mm/min，

铣床工作台进给量=150mm/min，

按《加工工艺手册》表6.2-5，

基础工时t===0.65min。

3.6.2工序Ⅱ：

半精铣φ45mm圆柱小端面

机床：

X51立式铣床

刀具：

高速钢端铣刀，直径D=50mm，齿数Z=6

（1）粗铣φ45mm小端面

铣削余量Z=1.2mm，

同样查表选取断定=20m/min，=0.15mm/Z，则=127.4r/min，

同样选取=160r/min，则=25.12m/min.，=Z=144mm/min，

取=150mm/min

基础工时t==0.43min。

（2）半精铣φ45mm小端面

加工余量Z=1.0mm，

查表断定=20m/min，=0.15mm/Z，则==127.4r/min，

选取=160r/min，则=25.12m/min.，=Z=144mm/min，

取=100mm/min，

基础工时t==0.65min。

3.6.3工序Ⅲ：

钻，扩，铰φ25H8mm孔

机床：

Z535立式钻床

（1）钻孔φ23mm

刀具：

高速钢锥柄标准麻花钻，D=23mm。

根据《切削工艺手册》表2.7，取麻花钻每转进给量=0.43mm/r，根据表2.15，取=15m/min，则=208r/min，

按机床选取=195r/min，则=14.08m/min.，

基础工时t==0.64min。

（2）扩孔φ24.8mm

刀具：

高速钢锥柄标准麻花钻，D=24.8mm

双边余量2Z=1.8mm

由《切削工艺手册》表2.10查的扩孔钻扩孔时进给量f=0.7~0.8mm/r，并由《加工工艺手册》表4.2-16取=0.72mm/r，扩孔钻扩孔时=（），根据《切削工艺手册》表2.15查得=14m/min，故

=7~4.7m/min，则=89~60r/min，

按机床选取=68r/min，则=5.29m/min.，

基础工时t==1.1min。