CA6140车床杠杆课程设计说明书1要点.docx
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CA6140车床杠杆课程设计说明书1要点
1
2012年6月29日
机械系教研室
河南农业大学
军
指导教师�刘
设计者�张丛垒
规程及工艺设备�年产量4000件�
设计题目�设计“CA6140杠杆”零件的机械加工工艺
课程设计说明书
机械制造工艺学
2
原始资料�该零件图一张�生产纲领4000件/年。
1份
6、课程设计说明书
1张
5、夹具体图
1张
4、夹具装配总图
1套
3、机械加工工艺规程卡片
1张
2、毛坯图
1张
内容�1、零件图
装备�年产量为4000件�
题目�设计“杠杆”零件的机械加工工艺规程及工艺
机械制造工艺学课程设计任务书
农业大河南学
3
参考文献............................................30
4设计心得..........................................29
3.3夹具说明.............................................27
3.2夹具设计.............................................25
3.1问题的提出...........................................25
3夹具设计..........................................25
2.7确定切削用量及其基本工时............................18
2.6机械加工余量的计算................................11
2.5确定机械加工余量和毛坯尺寸公差......................10
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定................10
2.3制定工艺路线..........................................7
2.2基面的选择............................................7
2.1确定毛坯制造形式......................................7
2工艺规程设计.............................................7
1.2零件的工艺分析........................................5
1.1零件的作用............................................5
1零件的分析...............................................5
序言......................................................4
目录
4
由于能力所限�设计尚有许多不足之处�恳请老师给予指教。
入工作岗位、参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
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�为今后进
就我个人而言�我希望能够通过这次毕业设计对自己未来将从事的机械行业
大学成绩考核的一个很好的方式�在过去三年的大学生活中占有重要的地位。
深入的综合性的总复习�也是一次理论联系实际的训练。
因此�它是我们3年的
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课程的一次较
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
序言
5
杠杆零件图
图1-1
1.2零件的工艺分析
从而达到制动的目的。
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�使制动带拉紧�
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
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
题目所给的零件是CA6140车床的杠杆。
它位于车床制动机构中�主要起制
1.1零件的作用
1零件的分析
6
外圆面为定位基准�在定位块和V型块上实现完全定位。
加工Φ25时�由于孔
本套夹具中用于加工Φ25孔的是立式钻床。
工件以Φ25孔下表面及Φ45孔
杠杆的Φ25孔的轴线和两个端面有着垂直度的要求。
现分述如下�
表面粗糙度为RA1.6微米。
主要采用钻、扩、粗铰和精铰来保证其尺寸精度。
锥孔平台、2—M6螺纹孔及其倒角。
0
+0.1
这一组加工表面包括�Φ14阶梯孔、M8螺纹孔、Φ12.70+0.1锥孔及Φ12.7
的孔
0
3�以Φ250+0.023孔的轴线及其下表面为基准
+0.023
2�以Φ45外圆面和杠杆下表面为基准
粗铣时Φ250+0.023杠杆下表面
1�以没加工的上表面为粗基准
�2�主要基准面�
4�杠杆底面及2—M6螺纹孔端面。
这一组加工表面包括�预钻Φ25
1�Φ250+0.023以及与此孔相通的Φ14阶梯孔、M8螺纹孔�
�1�主要加工面�
要求分析如下�
能优良�但塑性较差、脆性高。
现对于杠杆的需要加工表面以及加工表面的位置
零件图如图1-1所示。
零件的材料为HT200�灰铸铁生产工艺简单�铸造性
2�Φ12.70+0.1锥孔及铣Φ12.70+0.1锥孔平台�
3�2—M6螺纹孔�
7
6�钻扩Φ12.7锥孔�钻至Φ12�扩到Φ12.7�
4�钻扩Φ25孔�钻至23�扩至24.8�
3�粗铣Φ25孔下表面至30.3mm
2�时效处理
�1�工艺路线方案一
益�以便使生产成本尽量下降。
采用专用夹具�并尽量使工序集中来提高生产率�除此之外�还应当考虑经济效
等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领确定为批量生产的条件下�可以考虑
制定工艺路线的出发点�应当是以零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度
1�铸造
5�粗铣Φ12.7表面�粗铣一次�
2.3制定工艺路线
轴线作为精基准。
�2�精基准的选择
主要考虑到基准重合和便于装夹的问题�采用Φ25的孔
完全定位,就可加工Φ25的孔。
形块支承Φ45圆的外轮廓作主要定位�以限制z轴移动、z轴转动、y轴移动、
不加工表面的上表面作为加工的粗基准�可用装夹对肩台进行加紧�利用一个V
�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
有甚者�还会造成零件的大批报废�使生产无法正常进行。
使加工质量得到保证�生产率提高。
否则�不但使加工工艺过程中问题百出�更
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一�基面选择的正确和合理�可以
y轴转动四个自由度。
再以一面定位消除x轴移动和x轴转动两个自由度�达到
2.2基面的选择
高效率节省成本的最佳方法。
况�我们选择铸造足以满足要求�又因为零件是中批量生产�所以选择铸造是提
由零件要求可知�零件的材料为HT200�考虑到本零件具体工作的受力情
2.1确定毛坯的制造形式
2工艺规程设计
8
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
精度和位置精度都没有太大程度的帮助。
的先后顺序均没变化。
通过分析发现这样的变动影响生产效率。
而对零件的尺寸
放在“钻扩Φ12.7锥孔�钻至Φ12�扩到Φ12.7�”之前和“钻2-M6孔并倒角
第二条工艺路线不同于第一条是将“粗铣表面2-M6上端面�留余量0.2mm�”
�钻至Φ4.9�”放在“铰Φ25孔�粗铰至Φ24.94�精到Φ25�”之前�其它
�3�工艺路线的比较与分析�
15�检查
14�攻2-M6的螺纹孔
13�攻M8的螺纹孔
12�精铣2-M6的上端面
11�精铣Φ25孔下表面
10�铰Φ25孔�粗铰至Φ24.94�精铰到Φ25�
7�钻扩Φ12.7锥孔�钻至Φ12�扩到Φ12.7�
6�粗铣表面2-M6上端面�留余量0.2mm�
5�粗铣Φ12.7表面�粗细一次�
8�预钻M8螺纹孔至Φ6.7和锪钻Φ14阶梯孔
9�预钻M6螺纹孔至Φ4.9孔并倒角
4�钻扩Φ25孔�钻至23�扩至24.8�
3�粗铣Φ25孔下表面至30.3mm
2�时效处理
�2�工艺路线方案二
15�检查
14�攻2-M6的螺纹孔
13�攻M8的螺纹孔
12�精铣2-M6的上端面
11�精铣Φ25孔下表面
1�铸造
10�铰Φ25孔�粗铰至Φ24.94�精铰到Φ25�
9�预钻M8螺纹孔至Φ6.7和锪钻Φ14阶梯孔
8�预钻M6螺纹孔至Φ4.9并倒角
7�粗铣表面2-M6上端面�留余量0.2mm�
9
14）攻2-M6的螺纹孔�用Z535立式钻床�细柄机用丝锥攻螺纹�以Φ25孔及其
13）攻M8的螺纹孔�用Z535立钻床�细柄机用丝锥攻螺纹�以Φ25孔及其下表
面为基准。
下表面为基准。
仪�以Φ25孔及其下表面为基准。
及其上表面为基准。
12）精铣2-M6的上端面�用X52K立式铣床�高速钢三面刃圆盘铣刀用回转分度
11）精铣Φ25孔下表面�用X52K立式铣床�高速钢三面刃圆盘铣刀�以Φ25孔
10）铰Φ25孔�粗铰至Φ24.94�精到Φ25��用Z535立式钻床�标准高速铰刀�
9）预钻2-M6孔至Φ4.9并倒角�用Z535立式钻床�高速钢麻花钻�以Φ25
孔及其下表面为基准。
以Φ25孔下表面及Φ45外圆表面为基准。
8）预钻M8孔至Φ6.7和锪钻Φ14阶梯孔�用Z535立式钻床�高速钢麻花钻�
7）钻扩Φ12.7锥孔�钻至Φ12�扩到Φ12.7��用Z535立式钻床�高速钢麻花
钻磨出双锥和修磨横刃扩孔�以Φ25孔及其下表面为基准。
锪钻�以Φ25孔及其下表面为基准。
刃圆盘铣刀用回转分度仪加工�以Φ25孔及其下表面为基准。
以Φ25孔及其下表面为基准。
6）粗铣表面2-M6上端面�留余量0.2mm��用X52K立式铣床�硬质合金三面
5）粗铣Φ12.7表面�粗铣一次��用X52K立式铣床,硬质合金三面刃圆盘铣刀�
4）钻扩Φ25孔�钻至23�扩至24.8��用Z535立式钻床�高速钢麻花钻磨出
3）粗铣Φ25孔下表面至30.3mm�用X52K立式铣床�硬质合金三面刃圆盘铣刀�
2）时效处理。
1）铸造。
具体工艺过程如下�
以第一个方案进行生产。
从提高效率和保证精度这两个前提下�发现第一个方案比较合理想。
所以我决定
所以发现第二条工艺路线并不可行。
面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是否重合这个问题。
路线而先上端面�再“钻Ф14孔�加工螺纹孔M8”不便于装夹�并且毛坯的端
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。
若选第二条工艺
以不需要加工的上表面为基准。
双锥和修磨横刃扩孔�以Φ25孔下表面和Φ45外圆表面为基准。
10
属铸造材料为灰口铸铁�确定加工余量等级为IT8和F。
该值由铸件的成型方法和材料确定�成型方法为金
�1�铸件机械加工余量
表3-9和3-10确定。
要确定的尺寸公差及机械加工余量先确定如下各项因素。
根据《实用机械制造工艺设计手册》�灰铸铁的公差等级及机械加工余量按
2.5确定机械加工余量�毛坯尺寸和公差
精加工0.2mm�可达到要求。
�8�加工2-M6端面�粗加工1.4mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求�
钻削留加工余量1.1mm�一次攻螺纹就可达到要求。
�7�加工2-M6螺纹�根据参考文献[1]表4-23考虑加工余量1.1mm。
可一次
次钻削留加工余量1.3mm�一次攻螺纹就可达到要求。
�6�加工M8底孔�根据参考文献[1]表16.2-13考虑加工余量1.3mm。
可一
�5�钻Ф14阶梯孔�利用锪钻完成。
�4�钻锥孔Φ12.7时要求加工一半�留下的余量装配时钻铰�为提高生产率
�3�加工宽度为Φ12.7的上平台时�用铣削的方法加工台肩。
由于台肩的加
起见�仍然采用Φ12的钻头��然后扩孔即可。
工表面有粗糙度的要求6.3�而铣削的精度可以满足�所以铣削一次即可。
�2�对Φ25的内表面加工。
由于内表面有粗糙度要求1.6。
查参考文献[2]
�1�加工Φ25的下端面�根据参考文献[2]表3-9和表3-10考虑2.3mm�粗
毛坯与零件不同的尺寸有�（具体见零件图）故台阶已被铸出,根据参考文献
表6-20知道钻至23mm�扩至24.8mm�粗铰至24.94�然后精铰保证精度。
加工2.0mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求�精加工0.3mm。
[3]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm的铣刀进行粗加工:
最小余量时应按调整法加工方式予以确定。
由于本设计规定零件为中批量生产�应该采用调整法加工�因此计算最大与
之分。
量其实只是名义上的加工余量�实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差�因此所规定的加工余
坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下�
杠杆的材料是HT200�毛坯的重量0.85kg�生产类型为中批生产。
由于毛
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
15�检查
11
加工机床为Z535立式钻床�加工工序为钻、扩、粗精铰�加工刀具分别为�钻
工件材料为HT200铁�硬度200HB。
孔的直径为25mm�表面粗糙度1.6微米。
进给量VF�VF=f�Z�n/60=0.12�10�300/60=6mm/s
n=300r/min
按照参考文献[4]表3.1-74
工序2�钻扩孔Φ25到要求尺寸
铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�100�300）/1000=94.2m/min
n=�1000�85）/（3.14�100）=270.7r/min
D—刀具直径。
由式2.1机床主轴转速n�
式中V—速度�
机床主轴转速n�n=�1000�v）/（3.14�D）�2.1�
每齿进给量fa�根据参考文献[1]9.4-4�fa=0.12mm/r�取铣削速度V�参
铣削深度pa�pa=2.0mm
其单边余量�Z=2.0mm
照参考文献[1]表9.2-11�v=60-105�取v=85m/min。
Z=10�此为粗齿铣刀。
刀具�硬质合金三面刃圆盘铣刀�面铣刀��材料�15YT�D=100mm�齿数
查参考文献[1]表9.2-11
机床�X52K立式铣床。
工件材料�HT200�铸造。
工序1�粗铣Φ25孔下平面
机械加工余量的计算
2.6
�5�设计毛坯图
确定毛坯的尺寸为基本尺寸100-160加上2.3mm�小于100加上1.6。
�4�根据成型零件的基本尺寸�以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差
100的粗加工余量为1.4mm�精时为0.2mm。
件的尺寸�处于100�160之间定铸件的粗加工余量为2.0mm�精时0.3mm;小于
根据查表得毛坯的加工余量等级为D�F�以及铸
�3�确定机械加工余量
铸件的尺寸公差等级取IT8级�尺寸公差为1.8mm�在小于100时为1.3mm。
根据表5-3毛坯铸件的基本尺寸处于100�160之间�则
�2�铸件尺寸公差
12
机床主轴转速n�n=�1000v）/（3.14�D）�2.1�
照参考文献[1]表9.2-11�v=60-105�取v=75m/min。
每齿进给量fa�根据参考文献[1]9.4-4�fa=0.12mm/r�取铣削速度V�参
铣削深度pa�pa=1.6mm
其单边余量�Z=1.6mm
Z=10�此为粗齿铣刀。
刀具�硬质合金三面刃圆盘铣刀�面铣刀��材料�15YT�D=100mm�齿数
查参考文献[1]表9.2-11
机床�X52K立式铣床。
工件材料�HT200�铸造。
铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.1�424.8�275）/1000=21.4m/min
n=275r/min
工序3�粗铣Φ12.7孔对应表面
按照参考文献[4]表3.1-74
机床主轴转速n�n=�1000�20.4）/（3.14�24.8）=262r/min
D—刀具直径。
式中V—速度�
3�确定机床转速�n=�1000v）/（3.14�D）
2�确定速度,根据参考文献[1]表10.4-34可查出v=20.4
1�确定进给量f,根据参考文献[1]表10.4-6可查出�f=1.0mm/r
实际铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�23�420）/1000=30.33m/min
n=420r/min
�2�确定扩削用量
由式2.1机床主轴转速n�n=�1000�30）/（3.14�23）=415.40r/min
D—刀具直径。
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
2�确定速度�根据参考文献[2]表11-266可查出v=24-34m/min�取v=30m/min
1�确定进给量f,根据参考文献[1]表10.4-6可查出�f=0.32mm/r
扩孔钻�粗铰孔——Φ24.94mm高速钢铰刀�精铰孔——Φ25高速钢铰刀
�1�确定钻削用量
V—速度�
式中
按照参考文献[4]表3.1-74
孔——Φ23mm高速钢麻花钻�磨出双锥和修磨横刃�扩孔——Φ24.8mm高速钢
13
工刀具分别为�钻孔——Φ12mm标准高速钢麻花钻�磨出双锥和修磨横刃�扩
工件材料为HT200铁�加工机床为Z535立式钻床�加工工序为钻、扩�加
孔——Φ12.7mm标准高速钢扩孔钻
工序5�钻扩孔Φ12.7孔到要求尺寸
实际铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�100�250）/1000=78.5m/min
n=250r/min
按照参考文献[4]表3.1-74
fa�Z�n=0.12�10�250/60=300mm/min
fV=
进给量fV�
n=�1000�75）/（3.14�100）=238.85r/min
由式2.1机床主轴转速n�
D—刀具直径。
式中V—速度�
机床主轴转速n�n=�1000�v）/（3.14�D）
每齿进给量fa�根据参考文献[1]9.4-4�fa=0.12mm/r�取铣削速度V�
铣削深度pa�pa=1.6mm
其单边余量�Z=1.6mm
参照参考文献[1]表9.2-11�v=60-105�取v=75m/min。
数Z=10�此为粗齿铣刀。
刀具�硬质合金三面刃圆盘铣刀�面铣刀��材料�15YT�D=100mm�齿
查参考文献[1]表9.2-11
机床�X52K立式铣床。
工件材料�HT200�铸造。
工序4�粗铣2-M6对应表面
fa�Z�n=0.12�10�250/60=300mm/min
�3.14�100�250）/1000=78.5m/min
按照参考文献[4]表3.1-74
fV=
进给量fV�
实际铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=
n=250r/min
n=�1000�75）/（3.14�100）=238.85r/min
由式2.1机床主轴转速n�
D—刀具直径。
式中V—铣削速度�
14
式中V—速度�
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
2�确定速度�根据参考文献[2]表11-266可查出v=24-34m/min�取v=30m/min
1�确定进给量f�根据参考文献[1]表10.4-6可查出�f=0.2mm/r
工工序为钻,�加工刀具为�钻孔——Φ6.7mm标准高速钢麻花钻�磨出双锥和
�1�确定钻削用量
实际速度v�v=�3.1�4D�n�/1000=�3.14�12.7�575）/1000=22.93m/min
n=575r/min
修磨横刃
式�2.1�
查参考文献1表16.2-13知道预钻至Φ6.7�加工机床为Z535立式钻床�加
工序6�预钻M8螺纹孔至Φ6.7和锪钻Φ14阶梯孔
按照参考文献[4]表3.1-74
n=�1000�22.4）/（3.14�12.7）=561.71r/min
机床主轴转速n�
D—刀具直径。
式中V—速度�
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
2�确定速度�根据参考文献[1]表10.4-34可查出v=22.4
1�确定进给量f�根据参考文献[1]表10.4-6可查出�f=0.8mm/r
实际速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�12�750）/1000=28.26m/min
n=750r/min
�2�确定扩削用量
n=（1000�28）/（3.14�12）=743r/min
按照参考文献[4]表3.1-74
机床主轴转速n�
D—刀具直径。
V—速度�
式
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
v=28m/min
2�确定速度�根据参考文献[2]表11-266可查出v=24-34m/min�取
1�确定进给量f,根据参考文献[1]表10.4-6可查出�f=0.20mm/r
�1�确定钻削用量
15
n=�1000�30）/（3.14�4.9）=1949.8r/min
机床主轴转速n�
D—刀具直径。
式中V—速度�
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
1�确定进给量f,根据参考文献[1]表10.4-6可查出�f=0.13mm/r
2�确定速度�根据参考文献[2]表11-266可查出v=24-34m/min�取v=30m/min
工工序为钻�加工刀具为�钻孔——Φ4.9mm高速钢麻花钻�磨出双锥和修磨横
查参考文献1表16.2-13知道预钻至Φ4.9�加工机床为Z535立式钻床�加
刃
�1�.确定钻削用量
铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�14�900）/1000=39.56m/min
n=900r/min
工序7�预钻M6螺纹孔至Φ4.9并倒角
按照参考文献[4]表3.1-74
n=�1000�39）/（3.14�14）=887r/min
机床主轴转速n�
D—刀具直径。
式中V—速度�
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
v=39m/min
2�确定速度�根据参考文献[2]表11-266可查出v=37-43m/min�取
0.15mm/r
1�确定进给量f�根据参考文献[1]表10.4-36可查出�f=0.13-0.18�取
Z535立式钻床�加工工序为锪钻
查参考文献1表10.2-42知道用14X6.6带导柱直柄平底锪钻�加工机床为
铣削速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�6.7�1450）/1000=30.51m/min
n=1450r/min
�2�锪钻Φ14阶梯孔
n=�1000�30）/（3.14�6.7）=1425.99r/min
D—刀具直径。
按照参考文献[4]表3.1-74
机床主轴转速n�
16
查参考文献[1]表9.2-25
机床�X52K立式铣床。
工件材料�HT200�铸造。
实际速度v�v=�3.14�D�n�/1000=�3.14�25�100）/1000=7.85m/min
n=100r/min
工序9�精铣Φ25孔下平面
按照参考文献[4]表3.1-74
n=�1000�7.5）/（3.14�25）=95.54r/min
机床主轴转速n�
D—刀具直径。
式中V—速度�
3�确定机床转速�n=�1000�v）/（3.14�D）
2�确定速度�根据参考文献
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