手柄套说设计明书.doc

课 程设计说明书 院系： 专业： 姓名： 学号：1前言机械制造技术课程设计是我们在大四学完了所有的专业课选修课以后才进行的一个教学环节。这次设计是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,使我们能综合运用机械制造技术学中的基本理论，通过参考有关手册、图表等技术资料，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个零件工艺规程的能力。我希望能通过这次课程设计，更好的掌握专业知识，锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。2计算生产纲领，确定生产类型课程设计的零件产品为手柄套。该产品的年产量为5000台，其设备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该零件的机械加工工艺规程。件/年手柄套零件的年产量为5550件，现已知该产品属于轻型机械，根据机械制造工艺设计简明手册，查表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批大量生产。3审查零件图样的工艺性本次课程设计为kcsj13，是一个手柄套零件。零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件主要用来安装手柄，起到方便操作手柄的作用。由零件图可知，该零件加工表面包括两端面，外圆面和各个孔。孔的中心线是主要的设计基准和加工基准，与右端面中有一定位置要求。具体分析如下：（1） 45mm外圆面：公差等级为it7，表面粗糙度为ra3.2um 。（2）端面：本零件端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，右端面要求与 12h7mm孔的中心线垂直度为0.05，表面粗糙度为ra3.2um 和ra6.3um 。左右端面倒角c1。(3) 12h7mm孔：公差等级为it7，表面粗糙度为ra1.6um ，孔口倒角c1。（4）2x 6h8mm孔：两孔的位置关系为相互垂直，孔中心线与右端面的距离为13mm，公差等级为it8，表面粗糙度为。两孔要求与 12h7mm孔的中心线的位置度为0.12（5） 8mm孔:未注公差尺寸，孔中心线与右端面的距离为22mm。（6） 5h7mm孔：公差等级为it7，孔中心线与 12h7mm孔中心线的距离15mm，深为12mm。（7） 16mm孔：未注公差尺寸，孔深为12mm，孔口倒角c1。4选择毛坯手柄套零件的材料为45钢。45钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，综合性能优良。根据零件的尺寸，形状，批量和材料确定毛坯为锻件或型材。由于该零件形状简单，精度要求不高，且大批量生产，为一定程度上降低生产成本，故最后定为毛坯为型材。该零件的外形尺寸为，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-28，表2.2-34，选择型材尺寸为 45钢棒料。5机械加工工艺过程设计5.1定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。从零件的分析得知，手柄套为一般的轴类零件，以外圆作为粗基准。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，选择 12孔作为精基准。（1）以 外圆为基准，加工两端面；（2）以端面为基准加工外圆，钻 孔；（3）以 孔为基准，加工 ， ， 孔和深12的 孔。5.2零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有外圆，端面，孔，材料为45钢。参考机械制造工艺设计简明手册相关资料，其加工方法选择如下：（1） 45mm外圆面：公差等级为it7，表面粗糙度为ra3.2um ，查表1.4-6，需进行粗车半精车-精车。（2）端面：本零件端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，右端面要求与 12h7mm孔的中心线垂直度为0.05，表面粗糙度为ra3.2umra6.3um 和 。查表1.4-8，若选用车削，要求ra3.2um 的右端面经粗车，半精车，要求ra6.3um的左端面，经粗车即可；若选用铣削，要求ra3.2um 的右端面经粗铣，半精铣，要求ra6.3um的左端面，经粗铣即可。为了便于加工，一道工序内打中心孔，本零件端面加工方法选用铣削。(3) 12h7mm孔：公差等级为it7，表面粗糙度为ra1.6um。查表1.4-7，需进行钻-粗铰-精铰。（4）2x 6h8mm孔：公差等级为it8，表面粗糙度为ra3.2um 。查表1.4-7，需进行钻-铰。（5） 8mm孔:未注公差尺寸，公差等级按it14，查表1.4-7，只需进行钻即可。（6） 5mm孔：公差等级为it7，查表1.4-7，需进行钻-精铰。（7） 16mm孔：未注公差尺寸，公差等级按it14，查表1.4-7，因 12h7mm孔已加工，故只需进行扩即可。5.3制定机械加工工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序相对集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一工序1下料工序2 粗铣端面，打中心孔工序3粗车 外圆工序4 调质处理工序5半精铣右端面工序6半精车精车外圆，倒角c1工序7加工 12h7mm孔，进行钻-粗铰-精铰，倒角c1工序8加工 5mm孔，进行钻-精铰工序9加工 8mm孔和2x 6h8mm孔，2x 6h8mm进行钻-铰， 8mm孔进行钻工序10扩 16mm孔，倒角45工序11去毛刺工序12 检验入库工艺路线方案二工序1下料工序2 粗铣端面，打中心孔工序3粗车 外圆工序4 调质处理工序5半精铣右端面工序6半精车精车外圆，倒角c1工序7加工 5mm孔，进行钻-精铰工序8加工 12h7mm孔，进行钻-粗铰-精铰,倒角c1工序9加工 8mm孔和2x 6h8mm孔，2x 6h8mm进行钻-铰， 8mm孔进行钻工序10扩 16mm孔，倒角45工序11去毛刺工序12 检验入库5.4工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按加工面再加工孔的原则进行加工的。而方案一先加工 12h7mm孔进行钻-粗铰-精铰再加工 5mm孔。方案二则是先加工 5mm孔，再加工 12h7mm孔。由零件图可知， 12h7mm孔要求较高，且其中心线为设计基准，按基准先行，和先主后次原则，方案一比较合理。6确定机械加工余量及毛坯尺寸根据零件图和生产纲领可知，该零件精度要求不高，且大批量生产，毛坯可选锻件或者型材，此零件外形为简单的圆柱体，为了一定程度降低了成本。选择毛坯种类为型材。根据机械制造工艺设计简明手册选择型材尺寸。7工序设计7.1选择加工设备与工艺设备7.1.1 选择机床（1）工序1是下料，选用设备为锯床。（2）工序2、5 是粗铣端面，打中心孔工序，半精铣右端面。选用设备为铣端面、打中心孔机床。根据机械制造技术基础课程设计表5-8选择型号为z8205。(3)工序3、6是粗车外圆，半精车精车外圆。选用设备为卧式车床。根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-7选择型号为ca6140。（4）工序7、8、9、10加工孔，选用设备为选用立式钻床。根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-14选择型号为z525。（5）工序11去毛刺，选用设备为钳工台。7.1.2选择夹具本零件除了工序9加工 8mm孔和2x 6h8mm孔需要专用钻夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。7.1.3选择刀具（1）在铣端面钻中心孔机床上加工的工序，根据机械制造工艺设计简明手册表3.1-27选择端铣刀。（2）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质类零件采用yt类硬质合金，粗加工用yt5，半精加工用yt15，精加工用yt30。（3）钻头一般采用标准高速钢麻花钻。本零件需要钻四个不同直径的孔，可从机械制造技术基础课程设计表5-21中选择相应的麻花钻，表5-22中选择相应的扩孔钻。表5-25中选择相应的铰刀。7.1.4选择量具本零件属于成批生产，采用通用量具。选择量具的方法为：按计量器具的不确定度选择。相关数据查机械制造工艺设计简明手册。7.1.4.1选择端面的量具 端面经粗铣，半精铣达到距离为35mm。，查表5.2-6选用分度值为0.02mm，测量范围0150mm的游标卡尺7.1.4.2选择外圆加工面的量具 外圆柱面经过半精车精车，达到图纸要求为，查表5.2-10可知外径千分尺可用于测量公差等级为it7it9的工件，故选择分度值为0.01，测量范围2550mm的外径千分尺。7.1.4.3选择加工孔量具（1）测量12mm 孔。查表5.2-1，选择锥柄圆柱塞规 。（2）测量8mm 孔。选择锥柄圆柱塞规 。（3）测量 6mm 5mm孔。选择针式塞规 选择分度值为0.01，测量范围025mm的深度百分尺。（4）测量16mm 孔。选择锥柄圆柱塞规，由表5.2-12，选择分度值为0.01，测量范围025mm的深度百分尺。7.2确定工序尺寸及加工余量确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后的工序尺寸按零件图的要求标注。相关数据查机械制造技术基础课程设计。7.2.1端面工序尺寸及加工余量 两端面距离为35mm，要求ra3.2um 的右端面经粗铣，半精铣，要求ra6.3um的左端面，经粗铣即可。工序安排先粗铣两端面，再半精铣右端面。由表5-51，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：半精铣：加工余量为1mm ，粗铣：加工余量为1mm，则毛坯总余量为3mm。各工序尺寸：半精铣36mm，粗铣38mm。7.2.2外圆柱面工序尺寸及加工余量 外圆柱面尺寸为 ，公差等级为it7，表面粗糙度为。工序安排为粗车-半精车-精车，最后倒角c1。由表5-29，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：精车：直径加工余量为0.2mm；半精车：直径加工余量为1.5mm；粗车直径加工余量为2.0mm.则毛坯总余量为3.7mm.各工序尺寸：精车，半精车 ，粗车 。因毛坯为的棒料，显然不满足条件，故应该对加工余量进行调整。粗车的加工余量减小为1.3mm，刚好满足要求。则最后各工序尺寸：精车45.2mm ，半精车46.7mm，粗车48mm 。确定各工序尺寸的公差：工序尺寸的公差按各加工方方所能达到的经济精度确定，查机械制造工艺设计简明手册表1.3-1型材的精度取it14级，表1.4-8可得：粗车取it10级，半精车取it8级，精车取it7级。7.2.3孔的加工工序尺寸及加工余量(1) 12h7mm孔：公差等级为it7，表面粗糙度为。工序安排为钻-粗铰-精铰，最后孔口倒角c1。由表5-37，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：钻孔： 2z=0.85mm粗铰： 2z=0.05mm精铰： 2z=0mm（2）2x 6h8mm孔：公差等级为it8，表面粗糙度为 。两孔要求与 12h7mm孔的中心线的位置度为0.12。工序安排为钻-铰。由表5-38，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：钻孔： 2z=0.2mm铰孔： 2z=0 mm（3） 8mm孔:未注公差尺寸,钻孔即可。由表5-39，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：钻孔： 8mm 2z=0 mm（4） 5mm孔：加工 5mm孔，工序安排为钻-精铰。由表5-37，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：钻孔： 2z=0.2mm精铰： 2z=0 mm（5） 16mm孔：未注公差尺寸，因 12h7mm孔已加工，故只需进行扩即可。由表5-37，确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量余量如下：一次扩孔： 2z=0.8mm二次扩孔： 2z=0mm8确定切削用量及基本时间切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量，再确定切削速度。选择两个典型的工序，工序3粗车外圆和工序7加工 12h7mm孔，进行钻-粗铰-精铰进行计算。8.1工序3粗车外圆的切削用量及基本时间本工序为粗车45mm 外圆面。已知工件材料：45钢，热轧制型材；机床为ca6140卧式车床；刀具：硬质合金，yt5。下面的相关数据根据切削用量简明手册确定。ca6140机床中心高为200mm，查表1.1，选择刀杆，刀片厚度4.5mm，由表1.3，选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角 ，后角 ，主偏角 ，副偏角 ，刃倾角 ，刀尖圆弧半径。8.1.1工序3切削用量的确定（1）确定切削深度ap 此工序直径加工余量为1.3mm，单边余量仅为0.65mm，可在一次走刀内切完，故 ap=0.65mm。（2）确定进给量f 根据表1.4，在粗车钢料，刀杆尺寸为 ， ，工件直径为4060mm， ，查表1.31，选择f=0.56mm/r.（3）选择车刀磨钝标准及耐用度 由表1.9，车刀后面最大磨损限度选择1.0mm，普通车刀寿命t=60min。（4）确定切削速度v 根据表1.10查得切削,速度vc=123m/min 查表1.28得切削速度修正系数为ksv=0.9,ktv=knv=1.0,ktv=0.65,kkv=1.24,krv=0.92.修正后的切削速度为 v=82m/min按ca6140机床转速，选择n=11.8 r/s，则实际切削速度1.78m/s.8.1.2检验机床功率由表1.24，查得pc=2.4k w。切削功率的修正系数ktpc=kmpc=ktpc=krpc=1.0,kkpc=1.24,kkrpc=0.94,故实际切削时功率为pc=2.5kw ,而机床主轴允许功率为pe=7.5kw ，pcps ，故选用的切削用量可在ca6140机床上进行。最后确定切削用量为： ap=0.65mm f=0.56mm n=11.8r/s v=1.78m/s。8.1.3基本时间的确定根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1，车外圆的基本时间为tj=li/fn，式中取l1=2.5 l2=35取l2=4 ，查表6.22取l3=5 ，则基本时间tj=7.04s.8.2工序7加工 12h7mm孔的切削用量及基本时间本工序为加工孔加工，要求：加工 12h7mm孔，进行钻-粗铰-精铰。先钻孔 再粗铰、精铰孔，尺寸保证到12mm。机床：z525立式钻床，刀具：高速钢的标准钻头和标准铰刀。查表2.12，直柄麻花钻直径11mm，刀具寿命t=45min；标准铰刀,刀具寿命t=40min。8.2.1钻孔8.2.1.1确定进给量f 根据表2.7，查得f=0.250.31mm/r，由z525钻床参数确定f=0.28mm/r。8.2.1.2确定切削速度v 根据表2.14，表2.13查得vc=14m/min ，由表2.31得切削速度修正系数kv=0.739，故v=10.6m/min n=3