目 录
1 序言 4
1.1 设计的目的 4
1.2 设计的意义 4
1.3 现状分析 4
1.4 发展前景 5
2 零件的分析 5
2.1 零件的作用 5
2.2 零件的工艺分析 5
3 工艺规程设计 6
3.1确定毛坯的制造形式 6
3.2基准的选择 6
3.3 制定工艺路线 6
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7
3.5 确定切削用量及基本工时 7
4 夹具设计 8
4.1 问题的提出 8
4.2 夹具设计 8
4.2.1切削力和夹紧力计算 8
4.2.2定位误差分析 10
4.2.3夹具设计和操作说明 10
总结 11
致谢 12
参考资料 12
CA6140车床手柄座机械加工工艺分析及机床夹具设计
1 序言
1.1 设计的目的
本次设计是为了给我们一个学习和锻炼自己的机会，提高我们的运用电脑软件进行机械设计能力，具体如下：
（1）提高我们机械加工的思维能力。
（2）进一步提高我们的制图、绘图等基本技能。
（3）发展我们理解和使用手册，说明书，图表等技术信息的能力。
（4）温故知新，复习总结运用大学四年的专业知识，运用于实际。
1.2 设计的意义
了解设计过程中存在的问题，出解决这些问题的切实可行的有效办法，通过自己动手设计的创新结构改进原始的部分，提高零件的性能，提高机械加工效率。同时提高我们自身的综合能力以及专业素养。
1.2.1确保加工精度
夹具的安装和使用，使工件在机床上的安装工作位置相对准确，保证刀具位置精度，从而使工件的加工受工人技术水平高低的影响最小，达到加工精度高而且稳定。
1.2.2提高生产力并降低成本
通过使用夹具，节约了工作时间；提高了工件刚度，增加了切削量；使用多工位夹具装、采用有效的夹紧机构，有利于提高劳动生产率高。此外，使用夹具可以让产品质量稳定，废品率低，降低成本，降低工人劳动强度。
1.2.3扩大机床的范围
使用专用夹具可以实现扩大机床原来的加工范围。比如专用夹具可用在车床加工，充分发挥机床的作用效果。
1.2.4减少工人的劳动强度
夹具使用起来更方便，气动和液压夹紧机构，降低了劳动强度。
1.3 现状分析
手柄座应用广泛，机械加工效率更高，机床操作更方便。随着技术的进步，生产自动化发展迅速。企业应该提高效率，降低材料浪费率, 降低生产成本和设计的成本，提升材料的利用率。现阶段我国的机床加工行业，设计水平不高，国内技术水平和西方发达国家还有河大差距，特别是和德国制造技术的差距，这些问题亟待解决。
目前，为了适应市场需求和竞争，企业的现代化生产经常升级改进，然而，在中国的大多数企业仍然使用大量传统的工艺生产；另外，在多品种生产的那些企业，夹具基本上
三到四年就要更新一大半，夹具下实际生产中的磨损金额很少。近几年时间，数控机床、柔性加工、新材料加工等，使得人们对传统机床夹具的设计加工提出了更高的要求：
（1）可夹持一批相似的工件；；
（2）新产品的生产应快速方便地安装，降低生产成本和时间；
（3）更加精密、精度更高的机床夹具；
母线排（4）新型机床夹具应该具有现代制造技术；
（5）采用液压系统作为夹紧装置的动力，降低劳动者劳动强度，提高企业生产效率；
（6）完善机床夹具生产加工产品系列化、标准化；
1.4 发展前景
（1）高精度：提高夹具的制造精度，提生机床的加工精度，降低、减少误差。世界著名的夹具制造公司能适应不同行业和经济的需求且满足不同等级精度标准的选择。
（2）高效率：提高机械加工效率。新型电控永磁夹具，简化了机床，为高效率加工创造条件。
（3）模块组合：采用模块化设计。模块化设计与CAD技术配合使用，可以建立标准和用户档案、零件库、夹具设计、典型夹具库、夹具三维用户。
（4）一般经济：通用夹具会影响到经济效益。运用模块化夹具系统，可扩展和可重构性功能强，利用率高，盈利快。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
图为CA6140车床手柄座零件图(CA6140 lathe handle seat detail drawings)
CA6140车床手柄座。操纵制动器、离合器、主轴、止动、倒档和制动。当手控制手柄座上拉，车内拉杆移动，然后扇形齿轮便开始顺时针转动，带动齿条轴套筒移动到右边，用叉子的右侧，按下喇叭形摆动块直角，使推杆向左移动，然后离开离合器，主轴正转；同样，当手控制手柄座向下拉动推杆，离合器主轴反转。
2.2 零件的工艺分析
CA6140车床手柄座
有两套加工面，具有一定的要求：
2.2.1工件以上下表面为中心加工孔和槽。
纳米二氧化钛涂料对10h7钻孔，钻孔的14h7，5.5毫米的钻孔、铣14mm * 43mm槽、钻5mm，钻m10h7加钳工加工。主要加工孔φ10h7。
2.2.2以孔为中心加工25 mm的表面和孔。
上、下表面，铣，钻φ10h7，钻孔φ14h7、φ5.5 mm，钻孔，钻Φ5mm，钻m10h7和钳工加工。
3 工艺规程设计
3.1确定毛坯的制造形式
部分材料为铸铁。手柄座在使用过程中只起辅助作用。只是在很大的压力下纵向方向。在保证精度的过程中是非常重要的。
3.2基准的选择
（1）基准毛坯的选择一般为箱体类零件，外表面作为毛坯基准是合理的。但对于直径为25 mm的零件作为基准粗，它会导致垂直度和平行度不能得到保证。轴身的零件应以表面粗糙度作为基准，现在选择上下两部分表面为基准，用四爪卡盘卡住直径为25毫米的零件。采用25毫米直径的孔和键槽定位钻φ10mm的φ25mm、长主轴、自由曲
面定位键槽及零件，实现完全定位。
（2）精化基准的选择主要与实际问题有关。当设计不符合标准的过程中，有必要转换尺寸。
3.3 制定工艺路线
批量生产，采用万能机床和专用夹具相互配合，集工艺，提效率，降成本。
3.3.1工艺路线方案一：
工序一：铣削，半精密铣削披45毫米凸端；
工序二：铣、半精铣大端；
工序三：钻孔、扩孔、铰孔25 h8mm；
工序四：拉键槽6H9；
工序五：铣槽14×43毫米；
工序六：钻、粗铰、精铰φ10h7毫米的孔；
工序七：钻孔底孔φ5.5毫米；
工序八：钻、粗铰，铰孔精度14h7mm；
工序九：钻5mm的孔，攻螺纹m107hmm；
工序十：最终检验
3.3.2工艺路线方案二：
工序一：钻孔、扩孔、铰孔25 h8mm内孔；
工序二：下表面粗铣；
工序三：精铣表面；
工序四：拉键槽6H9毫米；
工序五：铣槽14毫米×43毫米；
工序六：钻孔底孔φ5.5毫米；
工序七：钻、粗铰、精铰φ10h7毫米的孔；
工序八：钻、粗铰，铰孔精度14h7mm；
工序九：钻5mm的孔，攻螺纹m107hmm；
工序十：最终检验。
3.3.3工艺方案的比较与分析
在上述的两个特点：方案一是先加工上下表面，然后加工Φ25H8的孔，再以Φ25H8的孔的孔为基准加工Φ10 mm的孔。方案二则是先加孔Φ25H8后再加工上下表面，再加工孔Φ10mm，该项目采用了两个车床加工工艺，节约成本、提高效率。通过比较，先加工上下表面，然后在表面为基准，加工Φ25h8插入定位键槽，完成了Φ10毫米直径的孔。显然方案一比方案二好，保证了精度。
3.3.4具体的工艺过程如下：
工序一：铣、半精铣φ45毫米的凸端，X51立式铣床的使用；
工序二：铣、半精铣大脸，X51的立式铣床的使用；
工序三：钻孔、扩孔、铰孔的25h8毫米，Z535立式钻床的使用；
芯撑工序四：钻、粗铰、精铰φ10h7毫米的孔，仿形立式钻床的使用；
工序五：铣14×43毫米，对X63卧式铣床的使用；
刮刀钻头工序六：钻、粗铰、精铰φ14h7毫米的孔，仿形立式钻床的使用；
工序七：钻孔、攻丝M10毫米，采用仿形立式钻床；
工序八：钻φ5mm锥孔，仿形立式钻床的使用；
工序九：选择6h9mm拉键槽，仿形立式钻床；
工序十：钻孔孔底Φ5mm，选择仿形立式钻床；
工序十一：最终检验。
物流导航3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
印泥盒手柄座的原材料为铸铁，毛坯的重量约为0．72Kg，硬度为HBS151~229，大批量生产。
工序四：钻，粗铰，精铰Φ10H7 mm孔：
孔精度要求H7，毛胚为实心，参照工艺手册确定工序尺寸及余量：
钻孔：Φ9．8 mm;
粗铰: Φ9．96 mm; 2Z=0．16mm
精铰: Φ10 mm 2Z=0．04 mm
3.5 确定切削用量及基本工时
工序Ⅴ：铣 的槽，选用机床：X63卧式铣，选用高速钢圆柱形铣刀，齿数Z=6
3.5.1第一次
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