发布时间 : 星期三 文章手柄座机械制造技术基础课程设计说明书更新完毕开始阅读24788b66dbef5ef7ba0d4a7302768e9950e76ed0
零件材料为HT15-33，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要求，由于零件年产量为6000件，已达到大批生产的水平，而砂型铸造生产成本低，设备简单，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要求，故都不铸出，留待后续机械加工反而经济实用。
(二) 基面的选择
基面选择是工艺规划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，生产率得到提高，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。
a) 粗基准的选择
粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于该零件毛坯没有铸孔，故只能以3个主要端面为基准，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，半精铣小端面，并保证尺寸43mm。
b) 精基准的选择
精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，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，然后作为辅助基准面配合φ25mm孔加工后续工序中的孔，面，槽，螺纹等。
(三) 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，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。
a) 确定加工方法
精度 表面 粗糙 可选加工方法 确定加工方法 加工表面
φ45mm 大端面 φ45mm 小端面 φ25H8mm孔 键槽 φ10H7mm孔 φ14H7mm孔端面 φ14H7mm孔 M10mm螺纹孔 φ5.5mm孔 φ5mm圆锥孔 大槽
IT7～8 IT7 IT8 IT9 IT8 IT8 IT7 IT7～8 IT7～8 IT8～11 3.2 3.2 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 3.2 1.6 6.3 粗刨→精刨 粗铣 粗刨→精刨 粗铣→半精铣 粗镗→半粗镗→拉 钻→扩→铰 粗铣→精铣 粗镗→半粗镗→拉 钻→粗铰→精铰 粗刨→精刨 粗铣 粗镗→半粗镗→拉 钻→粗铰→精铰 钻→攻 钻→粗铰→精铰 钻→精铰 铰 钻→精铰 粗刨→半精刨 粗铣 粗铣 粗铣→半精铣 钻→扩→铰 粗铣→精铣 钻→粗铰→精铰 粗铣 钻→粗铰→精铰 钻→攻 钻→精铰 钻→精铰 粗铣 b) 工艺路线方案一
工序Ⅰ.铣φ45mm圆柱小端面;
工序Ⅱ.粗铣φ45mm圆柱大端面,保证尺寸43mm; 工序Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔; 工序Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm孔; 工序Ⅴ.钻,铰φ14H7mm孔; 工序Ⅵ.钻,攻M10mm螺纹孔; 工序Ⅶ.插键槽,保证尺寸27.3H11mm; 工序Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔;
工序Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm; 工序Ⅹ.钻,铰φ5.5mm孔; 工序Ⅺ.去锐边,毛刺; 工序Ⅻ.终检,入库。 c) 工艺路线方案二
工序Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面;
工序Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,保证尺寸43mm; 工序Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔; 工序Ⅳ.粗铣φ14H7mm孔端面; 工序Ⅴ.钻,铰φ14H7mm孔;
工序Ⅵ.钻,铰φ5mm圆锥孔,钻,扩,铰φ10H7mm孔; 工序Ⅶ.钻,攻M10螺纹孔;
工序Ⅷ.插键槽,保证尺寸27.3H11mm 工序Ⅸ.铣槽,保证尺寸14mm,深度30mm; 工序Ⅹ.钻,铰φ5.5mm孔; 工序Ⅺ.去锐边,毛刺; 工序Ⅻ.终检,入库。 d) 工艺方案的比较与分析
上述两个方案区别在两点:一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度要求的小端面,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孔按部就班顺序加工,而方案二显得更灵活聪明,看出这两个孔的定位方式,夹紧方式相同,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孔有严格深度要求,故最好还是粗铣一遍.
两套方案显然方案二更简洁更符合要求,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,且两孔的加工精度要求都较高，显然组合机床不适用。如果采用摇臂钻床，对于大批量生产，则要频繁更换钻头刀具，大大增加了劳动强度，降低了生产效率，因此，决定还是将两个孔分开加工。
综上所述，零件的最后加工路线如下
工序Ⅰ.粗铣φ45mm圆柱大端面,以φ45mm圆柱小端面为定位基准;
工序Ⅱ.半精铣φ45mm圆柱小端面,以φ45mm大端面为定位基准;
工序Ⅲ.钻,扩,铰φ25H8mm孔,以φ45mm圆柱大端面为定位基准;
工序Ⅳ.钻,扩,铰φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圆柱小端面为基准;
工序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;
工序Ⅵ.钻,铰φ14H7mm孔,定位与Ⅴ工序相同,保证孔深度25mm;
工序Ⅶ.钻,攻M10mm螺纹孔,定位与Ⅴ工序相同; 工序Ⅷ.钻,铰φ5mm圆锥孔,定位与Ⅴ工序相同;
工序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;
工序Ⅹ.铣槽,定位与Ⅴ工序相同,保证尺寸30mm; 工序Ⅺ.钻,铰φ5.5mm孔,定位与Ⅴ工序相同;
工序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;
工序ⅩⅢ.终检,入库。
(四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140车床手柄座零件材料为HT15-33,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要求，且尺寸小，均不铸出。故仅确定三个端面的相关尺寸。
查表确定加工余量：
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， 基本尺寸小于100mm，加工余量为1.4mm； 基本尺寸小于63mm，加工余量为0.7mm。 铸件公差等级：查表，基本尺寸小于100mm，取3.2mm； 基本尺寸小于63mm，取2.8mm。 a) φ45mm圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量计算
根据工序要求，φ45mm圆柱两端面经过两道工序，先粗铣φ45mm圆柱大端面，再粗，半精铣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。