摘 要
本文是对手柄(C1318自动车床手柄)零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对手柄(C1318自动车床手柄)零件的两道工序的加工设计了专用夹具.
机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计手柄(C1318自动车床手柄)钻床夹具设计。
关键词：手柄(C1318自动车床手柄)，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具
Abstract
This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.
Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 录
摘 要 II
Abstract 1
目 录 2
第1章 序 言 4
第2章手柄(C1318自动车床手柄)的加工工艺规程设计 5
2.1零件的分析 5
2.1.1零件的作用 5
2.1.2零件的工艺分析 5
2.2确定生产类型 6
2.3确定毛坯 7
2.3.1确定毛坯种类 7
2.3.2确定铸造加工余量及形状 7
2.3.3绘制铸造零件图 8
2.4工艺规程设计 8
2.4.1选择定位基准 8
2.4.2 零件表面加工方法的选择 8
2.4.3制定工艺路线 9
2.4.4选择加工设备和工艺设备 11
2.4.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 11
2.5确定切削用量及基本工时 12
2.6本章小结 18
第3章 钻φ16孔夹具设计 20
3.1 夹具的设计 20
3.1.1 定位分析 20
3.1.2 定位原理 20
3.1.3 定位元件的分析 21
3.1.4 夹紧元件的选择 21
3.1.5定位误差的分析 22
3.1.6切削力及夹紧力的计算 23
3.2 夹具设计及操作的简要说明 24
结 论 26
参 考 文 献 27
致谢 28
第1章 序 言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
机壳零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
第2章手柄(C1318自动车床手柄)的加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
题目所给的零件是手柄(C1318自动车床手柄)。,手柄(C1318自动车床手柄)的概念就是集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样,可以安装在其中.
2.1.2零件的工艺分析
图1.1 手柄(C1318自动车床手柄)零件图
零件的材料为HT200，铸造性能和切削加工性能优良。以下是手柄(C1318自动车床手柄)需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
经分析，原图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。Φ16的孔精度要求较高，公差等级为IT7， 并且和总长和中间手柄都有位置要求，其轴向设计基准是Φ16孔的下表面。M16螺纹孔要求和中间手柄在同轴上，所以加工时应利用Φ16孔制作专用夹具，保证其加工面在同轴向上。其余小孔尺寸容易保证，加工方便。总体来看，这个零件的工艺性良好。
2.2确定生产类型
已知此手柄(C1318自动车床手柄)零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
2.3确定毛坯
2.3.1确定毛坯种类
零件材料为HT200。考虑零件零件结构简单，根据任务书，故选择铸造毛坯。毛坯类型：铸件，由于零件生产类型为成批生产，零件较为复杂，而铸造生产成本低，设备简单，故选择毛坯类型为铸件。铸造类型：砂型手工造型
2.3.2确定铸造加工余量及形状
查《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》172页表1-4-7
《机械加工实用手册》P242，表5.2.2，砂型手工造型加工余量等级：IT11-IT13，选择加工余量等级IT12；加工余量等级：H ；表5.2.1，孔和端面尺寸均小于100mm，加工余量数值为：3.0-4.0mm；长度为167mm的加工余量为3.5-4.5mm；
M16螺孔取螺距P为2则大径为16mm，小径为14mm。
表2-1 /mm
零件尺寸 单面加工余量 毛坯尺寸 根据
φ16H7 3及3 φ10 参考文献 [1] ：表5.2.1
M16（14mm） 3及3 φ8
24 3及3 30
167 3 170
25 3及3 31
确定毛坯尺寸公差
表2-2 /mm
毛坯尺寸 公差 偏差
φ10 4.4 ±2.2
φ8 4.4 ±2.2
30 5.0 ±2.5
170 8 ±4
31 5.0 ±2.5
2.3.3绘制铸造零件图
图2.1 零件毛坯图
2.4工艺规程设计
2.4.1选择定位基准
a.粗基准：以φ32外圆作为粗基准，加工φ16H7孔，可保证壁厚均匀，减小偏心。同时铣φ16H7的两端面，保证端面对φ16H7孔中心线的垂直度。
b.精基准：主要考虑基准重合问题。选择φ16H7孔的轴心线作为精基准，加工右端面(M16端面)。
2.4.2 零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有内孔，端面，小孔，螺纹孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。
a.φ16H7孔 公差为IT7，表面粗糙度为Ra 3.2μm，需进行钻、半精镗、精镗。
b.尺寸24mm的两端面，为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra 3.2μm，根据GB1800-79规定其公差等级选IT7，需进行粗铣、半粗铣、精铣。
c.螺纹孔M16的端面，为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级选IT7，表面粗糙度为Ra 3.2μm，需进行粗铣、半粗铣、精铣。
d.M16螺纹孔，为未注公差尺寸，根据GB197-1981规定其顶径公差等级选IT7，基本偏差为G(+0.038、0)，底孔需进行钻、半精镗、精镗，最后在螺孔加工机床加工螺纹。
e.工艺螺孔φ5，在螺孔加工机床上完成
f.锥销孔φ4配作，先钻底孔，然后用锥铰刀铰成与锥销尺寸相同的锥孔。
g.中间手柄的加工表面，上下端面和侧表面，粗糙度为Ra 3.2μm，需进行粗车和半精车。
h.半径为R20的面，表面粗糙度Ra6.3μm用锉刀挫光。
2.4.3制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
表2工序Ⅰ：以φ32孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗φ16H7孔；
工序Ⅱ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣24mm上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗φ16H7孔；
工序Ⅳ：以φ16H7孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣25mm下端面；半精铣167的右端面；粗铣、半精铣24mm下端面；
工序Ⅴ：以中间手柄和167的右端面定位，在镗床精镗φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅶ：以φ32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm下端面；精铣M16处的端面；倒圆角R2；
工序Ⅷ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔
工序Ⅸ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗M16孔
工序Ⅹ：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹
工序Ⅺ：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°角度的锥销孔φ4；
工序Ⅻ：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序ⅩⅢ：终检
表2.2工艺路线方案二
工序Ⅰ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣24mm上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅱ：以φ16H7孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣25mm下端面；半精铣167的右端面；粗铣、半精铣24mm下端面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅳ：以φ32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm下端面；精铣M16处的端面；倒圆角R2；
工序Ⅴ：以φ32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔
工序Ⅶ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗M16孔
工序Ⅷ：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹
工序Ⅹ：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°角度的锥销孔φ4；
工序Ⅺ：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序Ⅻ：终检
工艺方案的比较与分析：
上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。
工序Ⅰ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣24mm上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅱ：以φ16H7孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣25mm下端面；半精铣167的右端面；粗铣、半精铣24mm下端面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅳ：以φ32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm下端面；精铣M16处的端面；倒圆角R2；
工序Ⅴ：以φ32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔
工序Ⅶ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗M16孔
工序Ⅷ：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹
工序Ⅹ：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°角度的锥销孔φ4；
工序Ⅺ：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序Ⅻ：终检
2.4.4选择加工设备和工艺设备
①机床的选择
工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K铣床
工序5、6、7、11采用Z525钻床
②选择夹具
该手柄(C1318自动车床手柄)的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。
③选择刀具
在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。④选择量具
加工的孔均采用极限量规。
⑤其他
对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度
工序号 工序内容 加工余量 经济精度 表面粗糙度 工序余量
最小 最大
1 粗铣Φ32H8的两侧面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1
2 粗铣上端孔侧面的工艺凸台 3 IT11 6.3 -0.1 0.1
3 粗镗Φ32H8通孔 IT11 6.3 -1 1
4 精镗Φ32H8通孔 2.0 IT11 3.2 -0.05 0.05
5 粗铣Φ32H8的两侧面 粗铣左面 3 IT11 6.3 -0.1 0.1
粗铣右面
6 钻Φ8的孔 IT13 6.3 -1 1
2.5确定切削用量及基本工时
2.5.1以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣24mm上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面；
机床：X52K铣床
刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=3mm
所以铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取
机床主轴转速：
，
按照参考文献[3]表3.1-74
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据参考文献[3]表2.4-81,
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
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