《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目：手柄座機(jī)械制造工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 系 別： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間： 手柄座零件圖 東莞理工學(xué)院城市學(xué)院 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名及職稱 設(shè)計(jì)題目 左支座機(jī)械制造工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、 產(chǎn)品零件圖1張 2、 產(chǎn)品毛坯圖1張 3、 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1份 4、 機(jī)械加工工序卡片1張 5、 夾具設(shè)計(jì)裝配圖（1號(hào)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(jì)說(shuō)明書(shū)1份 注：零件年產(chǎn)量5000臺(tái)/年 進(jìn)度安排 1、 零件工藝審查，選擇毛坯并繪制毛坯圖（1天）。 2、 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)： 1） 選擇加工方法和方案，擬定工藝路線（1天）。 2） 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)計(jì)算（2天） 3） 填寫(xiě)工藝過(guò)程卡和鉆加工工序卡（2天） 3、 夾具設(shè)計(jì)： 1） 設(shè)計(jì)鉆孔工序的鉆床夾具機(jī)構(gòu)方案，繪制夾具設(shè)計(jì)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(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10頁(yè)（2天） 5、 課程設(shè)計(jì)答辯（1天） 主要參考文獻(xiàn) 1、 黃健求《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版》機(jī)械工業(yè)出版社 2、 崇凱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》化學(xué)工業(yè)出版社 本任務(wù)書(shū)與課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一并裝訂（封面后一頁(yè)）存檔。 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)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(jì).................................................2 1.毛坯的選擇與設(shè)計(jì).............................................2 1）毛坯種類...................................................2 2）確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差...........................2 3）設(shè)計(jì)毛坯圖.................................................2 2.定位基準(zhǔn)的選擇...............................................3 1）粗基準(zhǔn)的選擇...............................................3 2）精基準(zhǔn)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(shí)間......................................8 三、夾具設(shè)計(jì).....................................................12 1、定位基準(zhǔn)及定位元件的選擇...................................12 2、切削力及夾緊力的計(jì)算.......................................12 3、定位誤差分析及計(jì)算.........................................13 4、夾具總體設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明.....................................13 四、總結(jié)..........................................................14 五、參考文獻(xiàn).....................................................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(jī)構(gòu)中，可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開(kāi)、停、換向和制動(dòng)。操作過(guò)程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動(dòng)時(shí)，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條軸往右移動(dòng)，通過(guò)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(dòng)，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下扳動(dòng)時(shí)，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時(shí)，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動(dòng)斷開(kāi)，此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端，制動(dòng)帶被拉緊，使主鈾制動(dòng) 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(gè)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(shí)測(cè)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(gè))，及其兩個(gè)內(nèi)端面(對(duì)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(jì) 1、毛坯的選擇與設(shè)計(jì) 1）毛坯種類 零件材料為HT200，手柄座在使用過(guò)程中不經(jīng)常的變動(dòng)，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(guò)程中的精度保證很重要，它對(duì)工件的定位有一定的保證作用。 2）確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 項(xiàng)目 A、B面 直徑25孔 公差等級(jí)CT 10 10 加工面基本尺寸 43 25 鑄件尺寸公差 2.8 1.4 機(jī)械加工余量等級(jí) G G 機(jī)械加工余量RMA 1.4 1.4 毛坯基本尺寸 47 21 4） 設(shè)計(jì)毛坯圖 2、定位基準(zhǔn)的選擇 1）粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)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(shí)要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。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(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn)。如果零件上有多個(gè)不加工表面，則應(yīng)以其中與加工表面相互位置要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 2.合理分配個(gè)加工面的余量。 3.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。 4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有注口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 2）精基準(zhǔn)的選擇 1.基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)當(dāng)盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合，以避免因基準(zhǔn)不重合而引起定位誤差。 2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在零件加工的整個(gè)工藝過(guò)程中或者有關(guān)的某幾道工序中盡可能采用同一個(gè)(或一組)定位基準(zhǔn)來(lái)定位，稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3.自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，應(yīng)選擇加工表面作為基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。 4.互為基準(zhǔn)原則 對(duì)于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法，這稱為互為基準(zhǔn)原則。 5.便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定，夾緊方便可靠。精基準(zhǔn)應(yīng)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(kuò)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(kuò)Φ14H7； 工序十：終檢。 3）工藝路線方案比較分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)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(zhǔn)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(shí)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(zhǔn)加工Φ25H8及插鍵槽，最后完成對(duì)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(shí)也更好的保證了精度要求。綜上所述，零件的具體工藝過(guò)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(tái)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(kuò)，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(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆 高速鋼錐柄機(jī)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(jī)用鉸刀 工序九：高速鋼錐柄麻花鉆 高速鋼機(jī)用絲錐 3）選擇量具 內(nèi)徑千分尺，千分表，深度游標(biāo)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(jiàn)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(jī)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(zhǎng)度方向的加工余量及公差（Φ25H8端面） 取端面長(zhǎng)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(zhǎng)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(kuò)孔 0.125mm 3.4.3其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 6、確定切削用量及基本時(shí)間 鉆8.5mm底孔，攻螺紋M10mm，選用機(jī)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(jī)床選?。? 基本工時(shí)： b. 攻螺紋M10mm：選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐f等于工件螺紋的螺距p，即 按機(jī)床選?。? 基本工時(shí)： 三、夾具設(shè)計(jì) 鉆螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 3.1任務(wù)提出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用的夾具。本夾具主要用來(lái)鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，本夾具將用于Z525立式鉆床。同時(shí)對(duì)孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在鉆孔后還要進(jìn)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(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高加工質(zhì)量。 3.2定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)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(zhǔn)；夾緊時(shí)，首由開(kāi)口墊圈夾緊Φ25H8孔兩端面，再用汽缸通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)夾緊。 3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì) 用圓柱定位銷進(jìn)行完全定位。 3.2.3定位誤差的分析計(jì)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(zhǔn)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(shí)的徑向基準(zhǔn)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(dǎo)引元件（裝置）設(shè)計(jì) 對(duì)刀裝置用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置,由于本道工序是完成M10-H7孔的加工。用轉(zhuǎn)套引導(dǎo)刀具的方式。 3.4夾緊方案設(shè)計(jì) 3.4.1 夾緊方案確定 夾緊時(shí)，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(jì)算 軸向力計(jì)算公式為： 其中：，，，，，，，，z=3,。故 在計(jì)算切削時(shí)，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(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì) 利用氣缸活塞的拉力通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)對(duì)工件進(jìn)行夾緊。夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。 3.5夾具操作及維護(hù)簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，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(duì)工件進(jìn)行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]強(qiáng)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(yīng)設(shè)法解決上述問(wèn)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(kāi)口墊圈的夾緊力。使工作進(jìn)行時(shí)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(shí)在夾具體上裝有一塊可翻動(dòng)的蓋模板，這樣有利于工件的拆裝。 四、總結(jié) 通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過(guò)程的分析、銑鏜鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 1.本次設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，充分的運(yùn)用了大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，也是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程的一個(gè)升華過(guò)程。 2.掌握了一般的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了正確的設(shè)計(jì)思路和分析解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提升了運(yùn)用知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手的能力。 3.進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng)。 五、參考文獻(xiàn) 黃健求《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版》機(jī)械工業(yè)出版社 崇凱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》化學(xué)工業(yè)出版社 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) JZSJ-03 產(chǎn)品名稱 手柄座 零件名稱 手柄座 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 Ⅰ 銑，半精銑凸臺(tái)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(kuò)，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(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改 文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改 文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) JZSJ-03 產(chǎn)品名稱 手柄座 零件名稱 手柄座 共 頁(yè) 第 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 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(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式車床 CA6140 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 2 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 ， 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 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(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改 文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改 文件號(hào) 簽字 日期