课程设计--设计CA6140车床杠杆(831009)零件的机械加工工艺规程及工艺装备

课程设计--设计CA6140车床杠杆（831009）零件的机械加工工艺规程及工艺装备机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“CA6140车床杠杆（831009）”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者常家伟指导教师张接信、高琳长安大学2014年1月目录序言 (2)一、零件的分析（一）零件的作用 (2)（二）零件的工艺分析 (2)二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 (3)（二）基面的选择 (3)（三）制定工艺路线…………………………………………………………… (3)（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)（五）确定切削用量及基本工时 (6)三、夹具设计加工工艺孔Φ25夹具设计 (14)四、机械加工工序卡片（附） (20)五、CA6140车床杠杆（831009）零件图（附） (20)六、CA6140车床杠杆（831009）毛坯图（附） (20)七、夹具装配图与夹具体零件图（附）……………………………………………………… (20)八、参考文献 (20)序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、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。

就个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

一．零件的分析（一）零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床的杠杆。

它位于车床制动机构中，主要起制动作用。

杠杆一端与制动带连接，另一端通过刚球与齿条轴的凸起（或凹槽）相接触，当离合器脱开时，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动，将制动带拉紧；当左右离合器中任一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动带放松，从而达到制动的目的。

（二） 零件的工艺分析1、主要加工面：（1）钻Φ0.023025+孔以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔；（2）钻Φ0.1012.7+锥孔及铣Φ0.1012.7+锥孔表面；（3）钻2—M6螺纹孔及其上表面；（4）铣杠杆底面。

2、主要基准面：以Φ45外圆面为基准的加工表面有Φ0.023025+的孔、杠杆下表面。

其他的加工表面都是以Φ0.023025+的孔为中心加工的。

二．工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式“杠杆”零件材料为HT200，HB150~HB220，毛坯重量约为0.85kg，生产产量为10万件/年，属于大批量生产。

由于铸件为大批量生产，且工厂的生产厂房空间有限，而且零件除了有工艺要求的尺寸外，其余均用不去除材料方法制造出来的，因此应采用“一型多铸”的金属型铸造，既满足了质量和批量要求，又满足了经济性指标。

（二）基面的选择1、粗基准的选择。

对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是肋板表面作为加工的粗基准，可用外部夹紧力进行加紧，再利用一个V形块支承Φ45mm圆的外轮廓作主要定位，以限制四个自由度，再以一面定位，用支承块或者支承板来消除余下的两个自由度，达到完全定位（实际上为过定位）,就可实现Φ25孔的加工。

2、精基准的选择。

主要考虑到基准重合的问题，设计基准最好与工序基准重合，所以选择Φ25的孔作为精基准。

（三）制定工艺路线1、工艺路线方案一:工序1 粗铣Φ25孔下表面工序2 钻、扩孔使尺寸到达Ф24.8mm工序3 粗铣宽度为30mm的下平台工序4 精铣Φ25孔下表面工序5 铰孔使尺寸到达0.02325工序6 精铣宽度为30mm的下平台工序7 钻Ф12.7的锥孔工序8 粗精铣2-M6上端面工序9 锪钻Ф14阶梯孔，加工M8螺纹孔工序10 钻2-M6螺纹底孔，攻螺纹孔2-M6工序11 检查2、工艺路线方案二工序1 粗精铣Ф25孔下表面工序2 钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф0.02325+mm工序3 粗精铣宽度为30mm的下平台工序4 钻Ф12.7的锥孔工序5 钻2-M6孔，加工螺纹孔2-M6工序6 粗精铣2-M6上端面工序7 锪钻Ф14阶梯孔，加工M8螺纹孔工序8 检查3、工艺路线方案三:工序1 粗精铣Φ25孔下表面工序2 钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф0.02325+mm工序3 粗精铣宽度为30mm的下平台工序4 钻Ф12.7的锥孔工序5 加工M8螺纹孔，锪钻Ф14沉孔工序6 粗精铣2-M6上端面工序7 加工螺纹孔2-M6工序8 检查4、工艺路线的比较与分析：方案一采用的是工序分散原则，工序分散可以保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高；但是其工序5先上端面，不便装夹。

而且由于大批量生产，不适合如此高精度的生产路线。

方案二与方案三的工艺路线基本上相类似，不同的就是工序五、六、七顺序有点不同。

工艺路线的选择标准就在于生产效率高、尺寸精度和位置精度高、便于装夹。

通过我们组一起讨论比较得出，以Ф25mm的孔外轮廓为精基准，先铣下端面，再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。

符合先加工面再钻孔的原则，两个方案都满足这个要求。

但是如果选择第二条工艺路线先加工M6螺纹孔再铣上表面的话就不符合先加工面再钻孔的原则，并且毛坯的端面与钻头轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与加工出来的零件平面是否垂直这个问题。

所以发现第二条工艺路线并不可行。

而从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第三个方案是比较合理想的。

所以我们决定以第三个方案进行生产。

具体的工艺过程如下所示：最终工艺路线工序1 粗精铣杠杆下表面。

保证粗糙度是3.2，选用立式铣床XA5032。

工序2 加工孔Φ25。

钻孔Φ25的毛坯到Φ23mm；扩孔Φ23mm到Φ24.8mm；铰孔Φ24.8mm到Ф0.02325 mm(接近Φ25H7)。

保证粗糙度是1.6，采用立式钻床Z550。

工序3 粗精铣宽度为30mm的下平台。

仍然采用立式铣床XA5032。

工序4 钻Ф12.7的锥孔，采用立式钻床Z550，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。

工序5 加工螺纹孔M8，锪钻Ф14阶梯孔。

保证与垂直方向成10˚。

采用立式钻床Z550。

工序6 粗精铣M6上端面。

用立式铣床XA5032。

工序7 攻2-M6螺纹采用立式钻床Z550。

，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。

工序8 检查（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“杠杆”零件材料为HT200，HBS182—HBS199，毛坯重量约为0.85kg，生产产量为10万件/年，生产类型属于大批量生产，采用金属型铸造方式。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、杠杆下表面：根据《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）2.2-3可以知道金属型铸造、大批量生产时，铸件尺寸公差等级为7—9级。

加工方向的基本尺寸为30mm，粗糙度为 3.2，根据《工艺手册》2.2-5可知，金属型铸造大批量生产时加工余量等级为F 级；再由《工艺手册》2.2-4可知，尺寸公差等级为8级的时候加工余量范围是1.5mm—2mm。

由《工艺手册》2.3-21可以知道，粗加工后精铣，加工长度为160mm（小于300mm），加工宽度为95.31mm （小于100mm ），查出来平面加工余量是1.0mm 。

综上所述，确定加工余量为1.5mm ，起模斜度为7˚。

2、钻Φ25的通孔（7级孔）：由《工艺手册》2.3-8可知： 钻孔Φ23mm扩孔Φ24.8mm 2Z=1.8mm 铰孔Φ25H7（接近零件的偏差要求） 2Z=0.2mm3、宽度为30mm 的下平台：为了节省金属铸型制作的时间，提高生产的效率，应该在保证加工余量的基础上使铸型尽可能简单化，所以，本道工序的毛坯加工余量应该以非加工表面同齐，即下端面的基本尺寸约为18mm ，其中加工余量约为4mm ，分两次加工即可，但是在第一次加工之后必须重新量度第二次精加工的剩余加工余量，以保证符合零件尺寸的要求。

4、粗精铣2-M6端面：根据《工艺手册》2.2-3可以知道金属型铸造、大批量生产时，铸件尺寸公差等级为7—9级。

加工方向的基本尺寸为90mm ，粗糙度为3.2，根据《工艺手册》2.2-5可知，金属型铸造大批量生产时加工余量等级为F 级；再由《工艺手册》2.2-4可知，尺寸公差等级为8级的时候加工余量范围是1.5mm —2mm 。

由《工艺手册》2.3-21可以知道，粗加工后精铣，加工长度为40mm （小于300mm ），加工宽度为30mm （小于100mm ），查出来平面加工余量是1.0mm 。

综上所述，确定加工余量为1.5mm ，起模斜度为7˚。

（五） 确定切削用量及基本工时工序1：粗精铣杠杆下表面,使之符合粗糙度要求a R 3.2已知零件总长为160mm ，宽95.31mm ，材料是HT200，所用加工机床选为立式铣床XA5032。

1、粗铣杠杆下表面（1）确定本次粗铣为一次走刀，背吃刀量（切削深度）1p a mm =。

（2）铣刀直径和齿数：查表 3.1《切削用量简明手册》（以下简称《切削手册》）可知，6p a ≤深度mm ，宽度0—120mm ，选择铣刀直径范围为o d =100—200mm 。

再由表3.16《切削手册》查出切削刀具为YG6硬质合金端铣刀，选择o d =125mm ，z=12齿。

（3）每齿进给量：查表 3.5《切削手册》可以知道本机床的功率在5—10KW ，f 0.14~0.24/z mm z =，取0.18mm/z 。

（4）切削速度和转速：由（3）的每齿进给量0.18mm/z 可以知道，查表3.16《切削手册》得出98c v =m/min ，1000100098250/min3.14125c o v n rd π⨯===⨯查阅机床资料表格 3.30《切削手册》，取机床主轴转速w n =235r/min ，进给量m f =190mm/r ，由m z w f f zn =可知，实际每齿进给量z f =0.08mm/z 。

由1000w o n dv π=可以计算出，实际切削速度为92.24m/min 。

（5）入切量和超切量：由表 3.26《切削手册》、o d =125mm 、宽度约为100mm 可以知道，27y +∆=mm 。

（6）切削所用工时：116027t 0.984190m l y f ++∆+===min 。

2、精铣杠杆下表面（1）确定本次精铣为一次走刀，背吃刀量（切削深度）0.5p a mm =。

（2）铣刀直径和齿数：查表3.1《切削手册》可知，6p a ≤深度mm ，宽度0—120mm ，选择铣刀直径范围为o d =100—200mm 。