制造工艺manufacturing process
一．零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的作用
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，使制动带放松，从而达到制动的目的。 2.零件的工艺分析
所加工零件立体图，零件图如下图所视
从零件图上可以看出，主要加工表面可以分为四个部分。
1． Ф25mm的圆柱内表面，加工时要保证Ф25 + 00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求较高。
2． 连杆的支撑底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同时保证连杆的高度30mm。 3． 连杆上端面及下端侧面；上端面40×30mm,粗糙度要求Ra3.2,同时保证与Ф25mm的圆柱轴线的距离90mm；下端侧面保证尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；离Ф25mm的圆柱轴线45mm的侧面粗糙度要求Ra12.5。 4． 钻孔及攻螺纹孔；上端面2×M6，保证尺寸10mm、20mm,沉头锥角120°，粗糙度要求Ra6.3；M8的螺纹孔，锪Ф14×3mm的圆柱孔，粗糙度Ra3.2；钻下端Ф12.7 + 00.1的锥孔，保证公差要求，以及中心线与Ф25mm的圆柱轴线的距离60 mm粗糙度要求Ra6.3。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。 3.零件的生产类型
依设计题目知：Ｑ＝5０００台年，n=1件台，结合生产实际，备产率α和废品率β分别取为１０％和１％。带入公式得该零件的生产纲领Ｎ＝5０００×１×（１+１０％）×（１+１％）＝5555件年
零件是机床的杠杆，质量为０.８５kg,查表２-１可知其属轻型零件，生产类型为大批生产。
二．选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 １.选择毛坯
该零件材料为ＨＴ２００，考虑到零件的结构以及材料，选择毛坯为铸件，由于零件年产量为5555件，属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用砂型机器铸造。这从提高生产率，保证加工精度以及节省材料上考虑，是合理的。 ２.确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差
参见本书第五章第一节，灰铸铁的公差按表-和表５-４确定。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） 铸件机械加工余量等级 该值由铸件的成型方法和材料确定，成型方法为砂型机器铸造，材料为灰口铸铁，确定加工余量等级为G。
（２） 铸件尺寸公差 毛坯铸件的基本尺寸处于１００～１６０之间，而铸件的尺寸公差等级为8～10，取为８级，根据表2.2-1取铸件的尺寸公差为１.８mm。 ３.确定机械加工余量
根据表2.25查得的毛坯的加工余量等级为G，以及铸件的尺寸，根据表2.2-4定铸件的机械加工余量为2.5mm。 ４.确定毛坯尺寸
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确定毛坯的尺寸为基本尺寸加上机械加工余量，即基本尺寸加上2.5mm。 ５.确定毛坯尺寸公差
根据表2.2-1毛坯的尺寸公差等级为８级，确定尺寸公差为１.８mm。 ６.设计毛坯图
毛坯图如下图所视。
注：图中尺寸小数点后的4应该为5，即92.5 ,10.5,17.5,32.5 三.选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准的选择
本零件是带孔的杆状零件，孔是其设计基准，在铣削零件的三个平面以及钻孔的时侯，都应以孔为定位基准，避免基准不重合误差的产生，在铣削底面时应该以不需要加工的面为粗定位基准。
2.零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有端面，内孔，螺纹孔，其中端面有一个大底面和二个小端面，内孔有φ25mm和φ12.7mm各一个孔，螺纹孔有M6和M8各一个。材料为灰铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。
（1） 大底面据表面粗糙度3.2，考虑加工余量的安排，根据表5-16选用先粗铣后半精铣的方法加工。
（2） 25mm的孔根据表面粗糙度，选公差等级为IT8，根据表5-15选用先钻后扩再粗铰再精铰的加工方法。
（3） 端面一据表面粗糙度6.3，根据表5-16采用铣削的加工方法，铣一刀。 （4） 12.7mm的孔根据表5-15选用钻削的加工方法。
（5） 端面二根据表面粗糙度3.2，根据表5-16选用先粗铣后半精铣的加工方法。 （6） M6螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。 （7） M8螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。 3.制定工艺路线
根据该零件的结构以及需要选用的定位基准，按照先加工基准面，以及先粗后精的的原则，该零件应先加工大底面，再钻孔，再加工其他表面的方法，具体工艺路线如下：
工序Ⅰ：以不需要加工的底面为粗基准，铣削另一个底面；以铣削过的底面和一个支撑为定
位，粗、精铣端面一，保证长度30mm的尺寸和粗糙度为3.2。
工序Ⅱ：以铣削过的底面和直径45的外圆表面定位，钻、扩、铰直径25的孔。
工序Ⅲ：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，铣削直径为12.7孔的端面二。 工序Ⅳ：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，粗、精铣2-M6端面三，保证长度90mm的尺寸和粗糙度3.2。
工序Ⅴ：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、锪、攻M8的螺纹孔。 工序Ⅵ：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、攻M6的螺纹孔。 工序Ⅶ：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、扩直径12.7的孔。 四.工序设计（工序40，50，80）。 1． 选择加工设备与工艺装备
(1).选择机床 根据不同的工序选择机床。 a) 工序40是粗铣。
工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用立式铣床。根据零件外廓尺寸，精度要求，选用功率为4.5KW的X51式立式铣床即能满足要求。 b) 工序50是钻、扩孔,80是钻孔、锪孔、攻螺纹。
由于加工面位置分散，表面粗糙度数值要求不同，因而选择Z535钻床。 (2).选择夹具
本零件结构不规则，不易进行装夹、定位，故工序40，50，80均选择专用夹具。 (3).选择刀具 根据不同的工序选择刀具。
a) 工序40铣端面一、二时，在立式铣床上加工，所以选择端铣刀。按表3.1-27和3.1-37查得，选用镶齿套式面铣刀根据零件加工尺寸，所选铣刀直径d＝100mm，齿数Z＝10。材料选择硬质合金钢。
b) 工序50钻孔d=12.7mm时，选择锥柄麻花钻头d＝12mm，长度l＝182mm，齿数Z＝3。材料选择高速钢，1号莫氏圆锥。
c) 工序50钻底孔2-M6时，选择锥柄麻花钻头d＝4.9mm，长度l＝52mm，齿数Z＝3。材料选择高速钢，1号莫氏圆锥。
d) 工序50扩孔d=12.7+0.10mm时，选择锥柄扩孔钻的d=12.7mm, 长度l＝101mm，齿数Z＝3。材料选择高速钢。
e) 工序80钻M8底孔时，选择直柄麻花钻头d＝6.8mm，长度l＝101mm，齿数Z＝3。材料选择高速钢。
f) 工序80锪孔时，选择带导柱直柄平底锪钻。直径d＝14mm，d1=6.6mm，长度L＝150mm。材料选择高速钢。
g) 工序80攻螺纹M8时，根据螺纹公称直径选择M8丝锥，直径d＝8mm，长度L＝72mm，螺距P＝1.25。
（4）确定切削速度Vc和工作台每分钟进给量Vf
当寿命为180min，d0z=10010=10，aP=1.5mm，fz=0.18mmz时， 查表3.16得：Vc=98mmin，n=322rmin，Vf=490mmmin。 其修正系数为kMv= kMn= kMfn=1.0 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1 Ksv= ksn= ksvf=0.8 Kaev= kaen= kaevf=1.13
所以v=98*1.0*1.1*0.8*1.13=97.45mmin ns=322*1.0*1.1*0.8*1.13=320.2rmin Vf=490*1.0*1.1*0.8*1.13=487.26mmmin
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