CA6140车床手柄轴（CA6140车床）加工工艺钻M10螺纹底孔及夹具设计[含CAD图纸和说明书等文档]【KS系列】

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B 铣刀按表5-104选直柄键槽铣刀键槽bxh=5mmx3mm,半精铣铣刀选择直径d = 5 mm l = 8mm L = 52mm由于粗铣后宽度方向单边余量1mm，故粗铣时的铣刀选择d=3mm l =5mm L =37mm C 钻头的选择(a) 14mm的孔 扩孔选择直柄扩孔钻 d = 14mm,L =160mm l=108mm钻孔是直径方向的余量4mm，所以钻孔时选择直柄麻花钻d = 13mm l= 151mm l1 = 101mm(b) 8.5mm的孔 扩孔选择直柄扩孔钻d = 8.8mm L=125mm l =81mm钻孔时直径方向余量1.5 mm ,选用直柄麻花钻 d =7mm l =109mm l1=69mm（4） 选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求，尺寸和形状特点，选择如下。a 选择外圆量具 外圆可选用读数值0.02，测量范围0150游标卡尺（表5-108）b 选择加工轴向尺寸所用量具 轴向尺寸所用量具可选用读数值0.05，测量范围0150游标卡尺（表5-108）选择加工槽所用量具c 选择加工槽所用量具 槽经粗铣，半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铣时均为IT14；半精铣时 ，槽宽IT13，槽深为IT14.。均可选用读数值为0.02mm，测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。2 确定工序尺寸（1）确定圆柱面的工序尺寸 圆柱面多次加工的工序至于加工余量有关。本零件个圆柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度见下表 圆柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度 /mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度及经济加工精度粗车半精车精车粗车半精车精车粗车半精车精车17.2mm外圆21.10.917.2IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.620g6mm外圆1.61.50.9IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.641mm外圆3_41_IT13Ra 6.3_（2） 确定各孔的工序尺寸加工对象工序双边余量工序尺寸及公差钻扩钻扩14mm孔1318.5mm孔71.5 （3） 确定各端面工序加工余量 /mm工序加工表面总加工余量工序加工余量2小端面21.53大端面224小端面20.5 （4） 确定轴向尺寸 a 第一段17.2mm的长度L1，由尺寸链可得 L1 = 2mmb 第二段17.2mm的长度L2，求解尺寸链可得 L2 = 12.5mm c 第二段20mmm的长度L3，由尺寸链可得 L3 = d 圆锥面处的轴向长度L4， 由尺寸链可得 L4 = (5) 确定铣槽的工序尺寸 半精铣即可达到零件图样的要求，槽宽5mm, 粗铣后半精铣的余量1.5mm, 所以粗铣的宽度工序尺寸3.5mm（6） 圆锥面抛光直径余量 0.1mm五 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量 ，进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定，f，再确定v。1. 工序3切削用量及基本时间的确定 （1） 切削用量 本工序为粗车（车端面和外圆）。已知材料为45钢，= 670MPa,锻件，有外皮；机床为CM6125型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。确定粗车外圆41mm的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm a 确定背吃刀量 粗车双边余量为3.0mm 所以 1.5mm b 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。根据表5-123，当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N，满足要求。c 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度T =30min d 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1400.80.650.811.15 = 67.8m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 44 = 491 r/min按CM6125车床的转速，选择 n = 500 r/min e 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时， = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 ：= 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min (2) 基本时间 a 确定粗车41mm的外圆基本时间根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1所以Tj1= 8 S b 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (dd1) + + + d = 44mm = 2mm = 4mm = 0所以 Tj2 = 18S因此，总的切削基本时间为26S. 2 工序2切削用量确定（1） 确定粗车19.2mm 外圆的切削用量所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm （a） 确定背吃刀量 粗车双边余量为2mm 所以 = 1mm （b ） 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。根据表5-123，当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N，满足要求。（c） 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度T =30min （d） 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.80.650.811.15 = 66m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 21.2 = 954 r/min按CM6125车床的转速，选择 n = 1000 r/min （e） 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时， = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min（2）粗车22.4mm外圆的切削用量所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm （a） 确定背吃刀量 粗车双边余量为1.6mm 所以 = 0.8mm （b） 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。根据表5-123，当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N，满足要求。（c） 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度T =30min （d） 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.80.650.811.15 = 66m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 24 = 875 r/min按CM6125车床的转速，选择 n = 1000 r/min （e） 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时， = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min（3）粗车端面的切削用量= 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min（4） 确定沟槽的切削用量 进给量f 手动 转速v = 630r/min工序2基本时间确定(a) 确定粗车19.2mm的外圆基本时间根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1所以Tj1= 4 S(b) 确定粗车22.4mm的外圆基本时间根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=82mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1所以Tj1= 14 S(c) 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (dd1)/2 + + +d = 24mm = 2mm = 4mm = 0所以 Tj2 = 6S因此，总的基本时间为24S3 工序5切削用量确定（1）确定精车外圆17.2mm的切削用量。所选刀具为YT30硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm (a) 确定背吃刀量 粗车双边余量为0.9mm 所以 =0.45mm( b) 确定进给量f 根据表5-114，在精车钢料，刀杆尺寸为16mm 25mm，小于等于3.0mm ， 按CM6125车床的进给量，选择f =0.2mm/r(c)速度V 根据表5-120，当用Y30硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.81.40.811.15 = 145m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 18.1= 2549r/min按CM6125车床的转速，选择 n = 2500r/min 精车20mm外圆切削用量确定所选刀具为YT30硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm a 确定背吃刀量 粗车双边余量为0.9mm 所以 =0.45mm b 确定进给量f 根据表5-114，在精车钢料，刀杆尺寸为16mm 25mm，小于等于3.0mm ， 按CM6125车床的进给量，选择f =0.2mm/rc 确定切削速度V 根据表5-120，当用Y30硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.81.40.811.15 = 145m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 20.9= 2208r/min按CM6125车床的转速，选择 n = 2000r/min （2） 基本时间确定确定精车17.2mm的外圆基本时间根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1所以Tj1= 4 S确定精车20mm的外圆基本时间根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=82mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1所以Tj1= 13S因此 ，总的基本时间为15S (4) 工序6切削用量确定（1） 切削用量 本工序为粗车圆锥面。已知材料为45钢，= 670MPa,锻件，有外皮；机床为CM6125型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。确定粗车圆锥面的切削用量（以小端确定）。所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃倾角 = 0 刀尖圆弧半径= 0.8mm a 确定背吃刀量 粗车双边余量为5.0mm 所以 = 2.5mm b 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4 mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。根据表5-123，当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N修正系数 =1.0 =1.0 =1.17 故实际进给力为889.2N，满足要求。c 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度T =30min d 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min切削速度的修正系数为 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1400.80.650.811.15 = 67.8m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 41 = 526r/min按CM6125车床的转速，选择 n = 500 r/min e 校验机床功率 当钢料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min时， = 1.7KW切削功率的修正系数为=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故实际切削功率为 =0.72KW满足要求。最后确定的切削用量为 ：=2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min (2) 基本时间 确定粗车圆锥面的基本时间根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1所以Tj1= 8 S六 夹具设计 本夹具是工序11用麻花钻钻14，8.5孔的专用夹具，所设计的夹具装配图，供需简图及夹具体零件图如图所示。有关说明如下。（1） 定位方案 工件以 20的圆柱面及圆锥大端面为定位基准，采用V形块和平面的组合定位方案，两个V形块限制4个自由度，右边V形块的右端面限制一个自由度，共限制5个自由度。孔在圆周上无位置要求，该自由度不用限制。（2） 夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用二位螺旋压板夹紧机构，拧紧螺母即可实现压紧，使用方便。压板夹紧力主要作用是防止工件在钻销力的作用下摆动和震动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。（3） 导引装置 为方便快捷的钻14 8.5两个孔，本夹具采用快换钻套，刀具在钻套的引导下准确的钻孔。（4） 夹具与机床的连接元件 采用10的定位销确定夹具与机床的相对正确位置，夹具体底座上开有两个U 形槽，用M14的螺栓固定在机床工作台上。（5） 夹具体 工件的定位元件，夹紧元件，导引装置用螺钉与夹具体底座连接起来，夹具体底座铸造加工出来，这样该夹具便有机连接起来，实现定位，夹紧，导引等功能。（6） 使用说明 安装工件时，松开右边铰链螺栓上的螺母，将两个铰链螺栓顺时针转动一个角度，然后将两块压板后撤，把工件放在V形块上，注意工件的圆锥大端面一定要紧贴在右边V 形块的右端面，实现可靠定位，然后把铰链螺栓放在铰链压板的U 形槽中，拧紧螺母实现可靠夹紧。（7） 结构特点 该夹具结构简单，操作方便。但斜面的制造误差以及V 形块在斜面上的安装误差，使孔的加工位置精度受到了限制，故适用于加工要求不高的场合。（8） 定位误差计算 工件采用V 形块定位，V 形块的定位误差= = 0.002692 因为斜面角度为15度，所以工件的水平方向的定位误差为y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,满足定位要求。七 参考文献1、机械制造技术基础课程设计指南 主编： 崇凯 2、金属加工工艺及工装设计 主编： 黄如林 汪群3、工程图学 主编： 鲁屏宇4、机械制造装备设计 主编： 冯辛安23