《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：手柄座機械制造工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計 學生姓名： 學 號： 系 別： 專業(yè)班級： 指導教師： 起止時間： 手柄座零件圖 東莞理工學院城市學院 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計任務書 學生姓名 專業(yè)班級 學號 指導教師姓名及職稱 設(shè)計題目 左支座機械制造工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容 1、 產(chǎn)品零件圖1張 2、 產(chǎn)品毛坯圖1張 3、 機械加工工藝過程卡片1份 4、 機械加工工序卡片1張 5、 夾具設(shè)計裝配圖（1號圖、手工繪圖）1份 6、 夾具零件圖：夾具體零件圖1張 7、 課程設(shè)計說明書1份 注：零件年產(chǎn)量5000臺/年 進度安排 1、 零件工藝審查，選擇毛坯并繪制毛坯圖（1天）。 2、 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計： 1） 選擇加工方法和方案，擬定工藝路線（1天）。 2） 進行工序設(shè)計計算（2天） 3） 填寫工藝過程卡和鉆加工工序卡（2天） 3、 夾具設(shè)計： 1） 設(shè)計鉆孔工序的鉆床夾具機構(gòu)方案，繪制夾具設(shè)計裝配圖草圖（2天）。 2） 繪制夾具裝配圖（手工繪制），1#圖幅1張（2天）。 3） 繪制夾具體零件圖1張（2天）。 4、 編寫課程設(shè)計說明書10頁（2天） 5、 課程設(shè)計答辯（1天） 主要參考文獻 1、 黃健求《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版》機械工業(yè)出版社 2、 崇凱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》化學工業(yè)出版社 本任務書與課程設(shè)計說明書一并裝訂（封面后一頁）存檔。 設(shè)計計算說明書提綱 目錄 一、零件分析......................................................1 1.零件的作用.................................................. 1 2.零件工藝分析.................................................1 二、工藝規(guī)程設(shè)計.................................................2 1.毛坯的選擇與設(shè)計.............................................2 1）毛坯種類...................................................2 2）確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差...........................2 3）設(shè)計毛坯圖.................................................2 2.定位基準的選擇...............................................3 1）粗基準的選擇...............................................3 2）精基準的選擇...............................................3 3.制定工藝路線.................................................4 1）工藝路線方案一.............................................4 2）工藝路線方案二.............................................4 3）工藝路線方案比較分析.......................................5 4.選擇夾具、刀具和量具.........................................6 1）選擇夾具...................................................6 2）選擇刀具...................................................6 3）選擇量具...................................................6 5、工序尺寸、加工余量的確定....................................6 6、確定切削用量及基本時間......................................8 三、夾具設(shè)計.....................................................12 1、定位基準及定位元件的選擇...................................12 2、切削力及夾緊力的計算.......................................12 3、定位誤差分析及計算.........................................13 4、夾具總體設(shè)計及操作說明.....................................13 四、總結(jié)..........................................................14 五、參考文獻.....................................................14 一、零件分析 1、零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的手柄座，它位于車床操作機構(gòu)中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當手把控制手柄座向上扳動時，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動 2、零件工藝分析 CA6140車床手柄座有多處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 2.1以Φ25H8為中心的加工表面 這一組的加工表面有Φ25H8的孔，以及上下端面，下端面為Φ45的圓柱端面；孔壁上有距下端面11mm、與Φ25H8孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔，尺寸為M10-7H，另外還有一個尺寸為6H9的槽，孔與槽的總寬度為27.3H11。 2.2以Φ14H7為中心的加工表面 該組的加工表面有Φ14H7的螺紋孔(有位置要求)，加工時測量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。 2.2.3以Φ10H7為中心的加工表面 本組的加工表面有Φ10H7的孔(兩個)，及其兩個內(nèi)端面(對稱)，兩端面均有位置要求，端面之間的距離為mm，孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求(與Φ25H8孔壁之間的平行度公差為Φ0.2)。 二、工藝規(guī)程設(shè)計 1、毛坯的選擇與設(shè)計 1）毛坯種類 零件材料為HT200，手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動，它只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。 2）確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 項目 A、B面 直徑25孔 公差等級CT 10 10 加工面基本尺寸 43 25 鑄件尺寸公差 2.8 1.4 機械加工余量等級 G G 機械加工余量RMA 1.4 1.4 毛坯基本尺寸 47 21 4） 設(shè)計毛坯圖 2、定位基準的選擇 1）粗基準的選擇 粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量，同時要為后續(xù)工序提供精基準。一般按下列原則選擇： 1.為保證不加工面與加工面之間的位置要求，應選不加工表面作粗基準。如果零件上有多個不加工表面，則應以其中與加工表面相互位置要求較高的表面作為粗基準。 2.合理分配個加工面的余量。 3.粗基準應避免重復使用。 4.選作粗基準的表面應平整，沒有注口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 2）精基準的選擇 1.基準重合原則 應當盡量使定位基準與設(shè)計基準相重合，以避免因基準不重合而引起定位誤差。 2.基準統(tǒng)一原則 在零件加工的整個工藝過程中或者有關(guān)的某幾道工序中盡可能采用同一個(或一組)定位基準來定位，稱為基準統(tǒng)一原則。 3.自為基準原則 當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，應選擇加工表面作為基準，稱為自為基準原則。 4.互為基準原則 對于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基準反復加工的方法，這稱為互為基準原則。 5.便于裝夾原則 所選精基準應能保證工件定位準確、穩(wěn)定，夾緊方便可靠。精基準應該是精度較高、表面粗糙度較小、支撐面積較大的表面。 3、制定工藝路線 1）工藝路線方案一 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯； 工序三：粗銑上、下表面，精銑下表面； 工序四：鉆Φ25H 工序五：插鍵槽6H9； 工序六：銑槽1443 mm； 工序七：鉆、拉孔Φ10H7； 工序八：鉆、擴Φ14H7孔； 工序九：終檢。 2）工藝路線方案二 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯； 工序三：鉆Φ25H8； 工序四：粗銑上、下表面； 工序五：精銑下表面； 工序六：插鍵槽6H9 mm； 工序七：銑槽14 mm 43 mm； 工序八：鉆、拉孔Φ10H7； 工序九：鉆、擴Φ14H7； 工序十：終檢。 3）工藝路線方案比較分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后加工Φ25H8的孔，再以Φ25H8的孔的孔為基準加工Φ10H7的孔。方案二則是先加孔Φ25H8后再加工上下表面，再加工孔Φ10H7，此時方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。經(jīng)比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準加工Φ25H8及插鍵槽，最后完成對Φ10H7的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時也更好的保證了精度要求。綜上所述，零件的具體工藝過程如下： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯； 工序三：粗銑、半精銑Φ45凸臺端面，選用X51立式銑床； 工序四：銑，半精銑大端面，選用X51立式銑床； 工序五：鉆，擴，鉸Φ25H8內(nèi)孔，選用Z535立式鉆床 工序六：鉆，粗鉸，精鉸Φ10H7孔，選用Z525立式鉆床； 工序七：銑槽mm，選用X63臥式銑床； 工序八：鉆、粗鉸、精鉸Φ14H7，選用Z525立式鉆床； 工序九：鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，選用Z525立式鉆床； 工序十：拉鍵槽6H9mm，選用L6120臥式拉床； 工序十一：終檢。 4.選擇夾具、刀具和量具 1）選擇夾具 專用夾具和分度夾具 2）選擇刀具 工序三：高速鋼鑲齒三面刃銑刀 工序四：YG6硬質(zhì)合金銑刀 工序五：高速鋼錐柄標準麻花鉆 高速鋼錐柄擴孔鉆 高速鋼錐柄機用鉸刀 工序六：高速鋼錐柄麻花鉆 高速鋼鉸刀 工序七：高速鋼圓柱形銑刀 工序八： 高速鋼錐柄麻花 高速鋼錐柄機用鉸刀 工序九：高速鋼錐柄麻花鉆 高速鋼機用絲錐 3）選擇量具 內(nèi)徑千分尺，千分表，深度游標卡尺，外徑千分尺 5、工序尺寸、加工余量的確定 手柄座零件材料為鑄鐵，硬度為HBS65～87，毛坯的重量約為2Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模,相關(guān)數(shù)據(jù)參見零件圖。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 5.1外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（Φ25H8端面） 取端面長度余量均為2mm（均為雙邊加工），銑削加工余量為： 大端面粗銑 ：第一次1mm 第二次1mm Φ45端面：粗銑1mm 精銑1mm 5.1內(nèi)孔（Φ25H8已鑄成孔） 取 Φ25H8已鑄成孔長度余量為3mm，即鑄成孔半徑為21mm，工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm 擴孔 0.125mm 3.4.3其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。 6、確定切削用量及基本時間 鉆8.5mm底孔，攻螺紋M10mm，選用機床：Z525立式鉆床 a. 鉆Φ8.5底孔：選用Φ8.5高速鋼錐柄麻花鉆 得 按機床選取： 基本工時： b. 攻螺紋M10mm：選擇M10mm高速鋼機用絲錐f等于工件螺紋的螺距p，即 按機床選?。? 基本工時： 三、夾具設(shè)計 鉆螺紋孔夾具設(shè)計 3.1任務提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用的夾具。本夾具主要用來鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，本夾具將用于Z525立式鉆床。同時對孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在鉆孔后還要進行拉孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、提高加工質(zhì)量。 3.2定位方案及定位裝置的設(shè)計計算 3.2.1 定位方案的確定 工件以Φ25H8孔及端面和Φ10H7孔為定位基準；夾緊時，首由開口墊圈夾緊Φ25H8孔兩端面，再用汽缸通過連桿機構(gòu)夾緊。 3.2.2定位元件及裝置設(shè)計 用圓柱定位銷進行完全定位。 3.2.3定位誤差的分析計算 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下。 式中 ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——定位銷外圓直徑公差（mm）。 4.3導引元件（裝置）設(shè)計 對刀裝置用來確定刀具與夾具的相對位置,由于本道工序是完成M10-H7孔的加工。用轉(zhuǎn)套引導刀具的方式。 3.4夾緊方案設(shè)計 3.4.1 夾緊方案確定 夾緊時，首先由圓柱定位銷定位Φ25H8孔和Φ10H7孔，再用地腳氣缸夾緊。 3.4.2 夾緊力大小計算 軸向力計算公式為： 其中：，，，，，，，，z=3,。故 在計算切削時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù) 。 其中：為基本安全系數(shù)1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； 為刀具鈍化系數(shù)1.1； 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。 所以 3.4.3夾緊機構(gòu)及裝置設(shè)計 利用氣缸活塞的拉力通過連桿機構(gòu)對工件進行夾緊。夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。 3.5夾具操作及維護簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對工件進行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應的方向上應適當?shù)目紤]強度上的要求。并設(shè)法減少夾具的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。 因此，應設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇高精度的心軸，使其定位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；三是加大螺母和開口墊圈的夾緊力。使工作進行時工作緊湊,保證加工要求。夾具體上裝有可換鉆套，使夾具在一批零件之間能加工不同要求的零件，同時在夾具體上裝有一塊可翻動的蓋模板，這樣有利于工件的拆裝。 四、總結(jié) 通過這次的課程設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。 1.本次設(shè)計是對所學知識的一次綜合運用，充分的運用了大學所學的知識，也是對大學所學課程的一個升華過程。 2.掌握了一般的設(shè)計思路和設(shè)計的切入點，對機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計有了一個全面的認識，培養(yǎng)了正確的設(shè)計思路和分析解決問題的能力，同時提升了運用知識和實際動手的能力。 3.進一步規(guī)范了制圖要求，學會運用標準、規(guī)范、手冊和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng)。 五、參考文獻 黃健求《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版》機械工業(yè)出版社 崇凱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》化學工業(yè)出版社 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 JZSJ-03 產(chǎn)品名稱 手柄座 零件名稱 手柄座 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 Ⅰ 銑，半精銑凸臺端面 車 間 X51立式銑床 專用夾具 Ⅱ 粗銑大端面 車 間 X51立式銑床 專用夾具 Ⅲ 鉆，擴，鉸內(nèi)孔 車 間 Z535立式鉆床 專用夾具 Ⅳ 鉆，粗鉸，精鉸孔 車 間 Z535立式鉆床 專用夾具 Ⅴ 銑槽 車 間 X63臥式銑床 專用夾具 Ⅵ 鉆粗鉸精鉸孔 車 間 Z525立式鉆床 專用夾具 Ⅶ 鉆底孔，攻螺紋M10mm 車 間 Z525立式鉆床 專用夾具 Ⅷ 拉鍵槽6H9mm 車 間 L6120臥式拉床 專用夾具 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改 文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改 文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 JZSJ-03 產(chǎn)品名稱 手柄座 零件名稱 手柄座 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 車間 三 銑45端面 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 2 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 ， 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 基本 輔助 1 粗銑下表面 高速三鑲齒三面刃銑刀 160 25.12 144 1.5 1 0.43 2 精銑下表面 高速三鑲齒三面刃銑刀 160 20 144 0.5 1 0.65 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改 文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改 文件號 簽字 日期