CA6140车床手柄座零件零件的机械加工工艺规程说明书.docx
《CA6140车床手柄座零件零件的机械加工工艺规程说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CA6140车床手柄座零件零件的机械加工工艺规程说明书.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
CA6140车床手柄座零件零件的机械加工工艺规程说明书
机械制造技术
课程设计说明书
设计题目：
CA6140车床手柄座零件零件的机械加工工艺规程
设计者：
指导教师：
×年×月×日
蚌埠学院
机械制造技术基础课程设计任务书
题目：
CA6140车床手柄座零件的机械加工工艺规程
内容：
1、零件图1张
2、毛坯图1张
3、机械加工工艺规程1张
4、机械加工工艺卡片4张
5、课程设计说明书1张
班级：
学生：
指导教师：
×年×月×日
目录
一、零件的分析1
1.零件的作用1
2.零件的工艺分析1
二、工艺规程设计1
2.1确定毛坯的制造形式1
2.2确定毛柸的尺寸公差和机械加工余量2
1.公差等级2
2.螺母体的重量2
3.螺母体形状复杂系数2
4.螺母体材质系数2
5.螺母体分模线形状2
6.零件表面粗糙度2
三、制定工艺路线3
定位基准的选择3
1.基准面的选择3
加工顺序的安排4
（1）工序的安排4
1、加工阶段的划分4
2、基面先行原则4
3、先粗后精4
4、先面后孔5
（2）工序划分的确定5
（3）确定工艺路线5
四、机床设备及工艺设备的选用6
一、机床设备的选用6
二、工艺设备的选用6
五、加工余量、工序尺寸和公差的确定6
工序1：
粗车端面及外圆6
1.加工条件6
3.计算切削速度6
4.确定机床主轴转速7
5.切削工时，按工艺手册表6.2-17
工序2:
粗车另一外圆端面及R37外圆8
工序3：
粗车、半精车、精车Φ52左右轴肩面和Φ52及过渡圆8
（2）半精车Φ52左轴肩面9
（3）精车Φ52左轴肩面9
（4）粗车Φ52内圆10
（5）半精车Φ52内圆10
（6）精车Φ52内圆11
工序4.钻孔并加工螺纹孔Φ1211
工序5：
钻、粗镗、精镗Φ12孔并加工螺纹孔12
（1）钻、粗镗、精镗Φ1212
（2）加工梯形螺纹孔13
工序6：
精铣Φ52内圆面13
工序7：
切断14
六、参考文献14
CA6140车床对开螺母加工工艺
一、零件的分析
1.零件的作用
题目所给定的零件是CA6140车床上的对开螺母，也称开合螺母。
其作用是为了传递机床梯形丝杠的动力。
当开合螺母处于“开”的位置（即其手柄在上方）时，丝杠（或称“丝杆”）的旋转运动将无法传递给溜板箱；反之，则丝杠的旋转运动将传递给溜板箱，由溜板箱将其转换成溜板的直线运动，完成刀具的纵向移动，平时机床溜板用光杠传动的，车螺纹的时候对开螺母闭合，用梯形丝杠传动，从而完成诸如车削螺纹等工作。
2.零件的工艺分析
该零件结构比较简单，其主要加工的面只有Φ80、Φ74外圆柱面和Φ52内圆柱面，Φ11的沉孔。
因此先将零件当做轴类零件进行加工，再扩孔，进行沉孔加工，钻2个沉孔，最后再将零件切开一分为二。
零件精度及表面粗糙度要求较高，因此要合理安排精加工，以保证达到要求。
表1.1CA6140车床对开螺母体上部技术要求表
加工表面
尺寸偏差（mm）
公差精度等级
表面粗糙度Ra（ｕm）
形位公差（mm）
外圆端面
IT9
Ra6.3
R40外圆弧表面
IT9
Ra6.3
R37外圆弧表面
IT6
Ra6.3
Φ52内圆柱表面
H7
Ra1.6
螺母体底部螺纹孔
IT6
Ra1.6
螺母体底部斜面
IT7
Ra1.6
二、工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为球墨铸铁,考虑到球墨铸铁的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用铸件,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠。
将融化了的金属浇注到旋转着的模型中，由于离心力的作用，金属液粘贴于模型的内壁上，凝结后所得铸件外形与模型内壁的形状相同，使用这种方法可以毋需浇注口，故能显著地减少金属的消耗。
由于免除了砂型和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低；这样得来的铸件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。
因此采用离心铸造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。
2.2确定毛柸的尺寸公差和机械加工余量
由表2-10—表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
1.公差等级
由CA6140对开螺母体的功用和技术要求，确定零件的公差等级为普通级
2.螺母体的重量
已知机械加工后螺母体的重量为1.2kg，由此初步估计机械加工前螺母体毛坯的重量为3kg。
3.螺母体形状复杂系数
对螺母体零件图进行分析计算，可大致确定螺母体外廓包容体的长度、宽度和高度，即l=124mm,b=108mm,h=86mm；由公式（2-3）和（2-5）可计算出该螺母体的形状复杂系数
S=Mt／Mn=3／（lbhρ）=3kg／（124mm×108mm×86mm×0.0000078kg／mm3）=3／8.98=0.334
（1.1）
由于0.334介于0.32和0.63之间，故该螺母体的形状复杂系数属于S2级
4.螺母体材质系数
由于该螺母体的材料为HT15-33是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该螺母体的材质系数M1级。
5.螺母体分模线形状
根据该螺母体的形位特点，本例选择零件高度方向的对称面为分模面，属于平直分模线。
6.零件表面粗糙度
有零件图可知，该螺母体各加工表面的粗糙度Ra均大于或等于1.6um。
表1.2螺母体毛坯尺寸及机械加工余量
螺母体毛坯重量（kg）
包容体重量（kg）
形状复杂系数
材质系数
公差等级
3
4.6
S2
M1
普通级
项目／mm
机械加工余量／mm
尺寸公差／mm
备注
宽度R52
1.8（+1.2-0.6）
表2-10
2-2.5（取2）
表2-13
孔径R80
2-2.5（取2）
孔径R74
2-2.5（取2）
表2-10
高度83
表2-10
2-2.5
2．0（+1.4-0.6）
表2-10
宽度105
表2-10
2-2.5（取2）
2．0（+1.4-0.6）
表2-10
三、制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，是应该使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。
在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
定位基准的选择
1.基准面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。
否则不但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。
粗基准的选择：
对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。
因此对本零件来说，选择以Φ80外圆柱面作为粗基准面加工Φ80外圆柱面和右端面。
精基准的选择：
使用经过加工的表面作为定位基准，采用加工了的Φ80外圆柱面和右端面作为精基准。
加工方法的选择:
市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，提高工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。
由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。
同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：
表1.3
加工表面
表面粗糙度
公差/精度等级
加工方法
外圆端面
Ra6.3
IT9
粗车
R40外圆弧表面
Ra6.3
IT9
粗车
R37外圆弧表面
Ra6.3
IT6
粗车-半精车-精车
Φ80轴肩面
Ra6.3
IT7
粗车-半精车-精车
Φ12内螺纹
Ra1.6
IT9
粗车-精铰
Φ52内圆柱表面
Ra1.6
自由公差
精铣
加工顺序的安排
（1）工序的安排
1、加工阶段的划分
当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。
①粗加工阶段：
其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工R40、R37外圆弧、Φ52、Φ55内圆及端面。
②半精加工阶段：
其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如R37外圆弧、Φ52内圆等。
③精加工阶段：
其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。
如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。
2、基面先行原则
该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。
3、先粗后精
即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。
4、先面后孔
对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于CA6140车床对开螺母来讲先加工外圆面，做为定位基准再来加工其余的。
（2）工序划分的确定
工序集中与工序分散：
工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。
工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。
综上所述：
考虑到工件是大批量生产的情况，采用工序集中
辅助工序的安排：
辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。
（3）确定工艺路线
根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：
表1.4
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗车外圆右端面及R40外圆
C365L转塔式车床
YA6硬质合金车刀
游标卡尺
2
粗车另一端面及R37外圆
C365L转塔式车床
YA6硬质合金车刀
游标卡尺
3
粗车、半精车、精车R40左右轴肩面和Φ52及过渡圆
C365L转塔式车床
YA6硬质合金车刀
游标卡尺
4
钻孔
摇臂钻床Z35
梅花钻
卡规深度游标卡尺
5
粗镗、精镗Φ12孔并加工螺纹孔
C365L转塔式车床
游标卡尺
6
精铣Φ52内圆面
立式X51
球头铣刀D20r10
7
切断
立式铣床X51
细齿锯片铣刀
8
去毛刺
钳工台
平挫
9
中检
塞规、百分表、卡尺等
10
热处理
淬火机等
11
清洗
清洗机
12
终检
塞规、百分表、卡尺等
四、机床设备及工艺设备的选用
一、机床设备的选用
在大批生产条件下，可以选高效的的设备和组合机床，也可选用通用设备。
二、工艺设备的选用
工艺设备主要包括刀具、夹具和量具。
在工艺卡中应简写出它们的名称如“钻头”。
本例螺母体的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。
五、加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序1：
粗车端面及外圆
1.加工条件
工件材料：
球墨铸铁
加工要求：
粗车、半精车外圆端面及外圆
机床:
C365L转塔式车床
刀具：
（YA6硬质合金车刀）930偏头端面车刀、72.50直头外圆车刀
2.计算切削用量
（1）粗车外圆右端面
确定切削深度ap
ap=2（1.2）
确定进给量f根据切削手册
f=0.3～0.8mm/r（1.3）
按C365L转塔式车床的进给量（机械制造工艺设计简明手册表4.2-3）
取f=0.56mm/r；
3.计算切削速度
按切削手册表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）
vc=
k
（m/min）（1.4）
其中：
Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2，
修正系数kv见表1.28，即
kMv=1.44，ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
所以vc=
×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
=110.9（m/min）（1.5）
4.确定机床主轴转速
ns=
=
=543.4（r/min）（1.6）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-3，
则选取ns=550（r/min）
所以实际切削速度
v=122（r/min）
5.切削工时，按工艺手册表6.2-1
l=65（mm）,l1=2（mm）
tm=（l+l1）i/nwf=67/（0.56×550）=0.22（min）（1.7）
（2）粗车及R40外圆
1.切削深度ap=2mm
2.进给量f=0.56mm/r
3.计算切削速速
vc=
k
=
×1.44×0.8×0.81×0.97
=111.3（r/min）（1.8）
4.主轴转速
ns=
=
=545.3（r/min）（1.9）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-2
则选取ns=550（r/min）
所以实际切削速度
v=122（r/min）
切削工时
t=（l+l1+l2）/nf
l=8,l1=2,l2=0
所以t=10/（550×0.56）=0.032（min）
工序2:
粗车另一外圆端面及R37外圆
同理另一端的R37外圆及端面计算相同
工序3：
粗车、半精车、精车Φ52左右轴肩面和Φ52及过渡圆
（1）粗车Φ52轴肩面
1.切削深度ap=1mm
2.进给量f=0.56mm/r
3.计算切削速速按切削手册表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）
vc=
k
（m/min）（1.10）
其中：
Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2，
修正系数kv见表1.28，即
kMv=1.44，ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
所以vc=
×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97=123（m/min）
4.确定机床主轴转速
ns=
=
=631.8（r/min）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-2
则选取ns=550（r/min）
所以实际切削速度
v=107.1（r/min）
5.切削工时，按工艺手册表6.2-1
l=（65-55）=10（mm）,l1=1（mm）
tm=（l+l1）i/nwf=11/（0.56×550）=0.036（min）
（2）半精车Φ52左轴肩面
1.切削深度ap=0.7mm
2.进给量f=0.3mm/r
3.计算切削速速按切削手册表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）
vc=
k
（m/min）
其中：
Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2，
修正系数kv见表1.28，即
kMv=1.44，ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
所以vc=
×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
=161.5（m/min）（1.11）
4.确定机床主轴转速
ns=
=
=829.6（r/min）（1.12）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-2
ns=745（r/min）
所以实际切削速度
v=145（r/min）
5.切削工时，按工艺手册表6.2-1
l=（65-52）=13（mm）,l1=0.7（mm）
tm=（l+l1）i/nwf=13.7/（0.3×745）=0.06（min）（1.13）
（3）精车Φ52左轴肩面
1.切削深度ap=0.3mm
2.进给量f=0.1mm/r
3.计算切削速速按切削手册表1.27，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）
vc=
k
（m/min）（1.14）
其中：
Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2，
修正系数kv见表1.28，即
kMv=1.44，ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
所以vc=
×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
=269.4（m/min）（1.15）
4.确定机床主轴转速
ns=
=
=1382（r/min）（1.16）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-2
则选取ns=1000（r/min）
所以实际切削速度
v=194.7（r/min）
5.切削工时，按工艺手册表6.2-1
l=（65-52）=13（mm）,l1=0.3（mm）
tm=（l+l1）i/nwf=13.3/（0.1×1000）=0.133（min）（1.17）
同理Φ62右轴肩面的半精车、精车计算也是相同的。
（4）粗车Φ52内圆
1.切削深度ap=2mm
2.进给量f=0.56mm/r
3.根据使用车工（第三版）计算手册表2-1查的vc=60～80m/min
现取vc=60m/min，则：
n=1000×60/（3.14×55）=347.4（r/min）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-2
则选取n=322r/min
所以实际切削速度为：
v=3.14×55×322/1000=55.6m/min（1.18）
4.切削工时
t=（l+l1+l2）/nf
l=54,l1=1,l2=1
所以t=56/（322×0.56）=0.31（min）（1.19）
（5）半精车Φ52内圆
1.切削深度ap=1mm
2.进给量f=0.3mm/r
3.根据使用车工（第三版）计算手册表2-1查的vc=60～80m/min
现取vc=70m/min，则：
n=1000×70/（3.14×53.4）=417.5（r/min）（1.20）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-2
则选取n=430r/min
所以实际切削速度为：
v=3.14×53.4×430/1000=72.1m/min（1.21）
4.切削工时
t=（l+l1+l2）/nf
l=54,l1=1,l2=1
所以t=56/（430×0.3）=0.434（min）（1.22）
（6）精车Φ52内圆
1.切削深度ap=0.5mm
2.进给量f=0.1mm/r
3.根据使用车工（第三版）计算手册表2-1查的vc=60～80m/min
现取vc=80m/min，则：
n=1000×80/（3.14×52.3）=487.1（r/min）（1.23）
按机床说明书，则选取n=550r/min
所以实际切削速度为：
v=3.14×52.3×550/1000=90.3m/min（1.24）
4.切削工时
t=（l+l1+l2）/nf
l=54,l1=1,l2=1
所以t=56/（550×0.1）=1.02（min）（1.25）
工序4.钻孔并加工螺纹孔Φ12
（1）机床：
摇臂钻床Z35
（2）刀具选择：
选用高速钢,锥柄标准麻花钻Φ10，M6丝锥。
（3）确定切削用量：
2个孔共走2次刀,由切削手册表11-2
f=0.13mm/r,V=18m/min，
n=1000×18/（3.14×5）=1146.5r/min（1.26）
根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12
取n机=1320r/min,
故V=3.14×1320×5/1000=20.7m/min（1.27）
（4）计算基本工时：
钻孔工时tm1=2×l/fn=2（3+16+3）/（0.13×1320）=0.26 min（1.28）
攻丝工时:
t=（l+l1+l2）/fn+（l+l1+l2）/fn0（1.29）
l1=（1--3）p,l2=（2--3）p
n0为丝锥或工件回程的转速，p为加工螺纹的螺距
根据机械加工工艺设计简明手册表2.3-20
P=1
所以tm2=2×2（16+2+2）/（0.13×1000）=0.62min（1.30）
工序5：
钻、粗镗、精镗Φ12孔并加工螺纹孔
（1）钻、粗镗、精镗Φ12
选用机床：
T616卧式铣镗床
刀具：
普通单刃镗刀B×H=8×8
粗镗至Φ11mm
切削深度ap=（D-d1）/2=（11-9）/2=1mm
进给量f=0.3—1.0mm/r,取f=0.8mm/r（切削手册表11.-27）
切削速度v=0.65—1.5m/s，取v=0.8m/s=48m/min
主轴转速ns=1000×48/（3.14×28）=546r/min（1.31）
取n=600r/min
则实际切削速度v=52m/min
切削工时：
工作台每分钟进给量fm=fn=0.8×600=480mm/min（1.32）
被切削层长度l=57mm
刀具切入长度l1=
+（2--3）=
+3=4.7mm（1.33）
刀具切出长度l2l2=3—5mm,取l2=4mm
则tm=（l+l1+l2）/fm=（57+4.7+4）/480=0.137min（1.34）
精镗至Φ12mm
切削深度ap=（D-d1）/2=（12-11）/2=0.5mm
进给量f=0.15—0.5mm/r,取f=0.3mm/r（切削手册表11.-27）
切削速度v=0.8—1.5m/s，取v=1.5m/s=90m/min
主轴转速ns=1000×90/（3.14×30.5）=940r/min（1.35）
取n=1000r/min
则实际切削速度v=96m/min
切削工时：
工作台每分钟进给量fm=fn=0.3×1000=300mm/min
被切削层长度l=57mm
刀具切入长度l1=
+（2--3）=
+3=4.7mm（1.36）
刀具切出长度l2l2=3—5mm,取l2=4mm
则tm=（l+l1+l2）/fm=（57+4.7+4）/300=0.219min（1.37）
（2）加工梯形螺纹孔
升级会员 