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机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：手柄座机械制造工艺规程及钻孔夹具设计 学生姓名：学 号：系 别：专业班级：指导教师：起止时间：手柄座零件图东莞理工学院城市学院机械制造技术基础课程设计任务书学生姓名 专业班级 学号 指导教师姓名及职称 设计题目左支座机械制造工艺规程及钻孔夹具设计设计内容1、 产品零件图1张2、 产品毛坯图1张3、 机械加工工艺过程卡片1份4、 机械加工工序卡片1张5、 夹具设计装配图（1号图、手工绘图）1份6、 夹具零件图：夹具体零件图1张7、 课程设计说明书1份注：零件年产量5000台/年进度安排1、 零件工艺审查，选择毛坯并绘制毛坯图（1天）。2、 机械加工工艺规程设计：1） 选择加工方法和方案，拟定工艺路线（1天）。2） 进行工序设计计算（2天）3） 填写工艺过程卡和钻加工工序卡（2天）3、 夹具设计：1） 设计钻孔工序的钻床夹具机构方案，绘制夹具设计装配图草图（2天）。2） 绘制夹具装配图（手工绘制），1#图幅1张（2天）。3） 绘制夹具体零件图1张（2天）。4、 编写课程设计说明书10页（2天）5、 课程设计答辩（1天）主要参考文献1、 黄健求机械制造技术基础第二版机械工业出版社2、 崇凯机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社本任务书与课程设计说明书一并装订（封面后一页）存档。设计计算说明书提纲目录一、零件分析.1 1.零件的作用. 1 2.零件工艺分析.1二、工艺规程设计.2 1.毛坯的选择与设计.2 1）毛坯种类.2 2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差.2 3）设计毛坯图.2 2.定位基准的选择.3 1）粗基准的选择.3 2）精基准的选择.3 3.制定工艺路线.4 1）工艺路线方案一.4 2）工艺路线方案二.4 3）工艺路线方案比较分析.5 4.选择夹具、刀具和量具.6 1）选择夹具.6 2）选择刀具.6 3）选择量具.6 5、工序尺寸、加工余量的确定.6 6、确定切削用量及基本时间.8三、夹具设计.12 1、定位基准及定位元件的选择.12 2、切削力及夹紧力的计算.12 3、定位误差分析及计算.13 4、夹具总体设计及操作说明.13四、总结.14五、参考文献.14一、零件分析 1、零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的手柄座，它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动 2、零件工艺分析CA6140车床手柄座有多处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：2.1以25H8为中心的加工表面这一组的加工表面有25H8的孔，以及上下端面，下端面为45的圆柱端面；孔壁上有距下端面11mm、与25H8孔中心轴所在前视面呈角的螺纹孔，尺寸为M10-7H，另外还有一个尺寸为6H9的槽，孔与槽的总宽度为27.3H11。2.2以14H7为中心的加工表面该组的加工表面有14H7的螺纹孔(有位置要求)，加工时测量深度为25mm，钻孔深度为28mm。2.2.3以10H7为中心的加工表面本组的加工表面有10H7的孔(两个)，及其两个内端面(对称)，两端面均有位置要求，端面之间的距离为mm，孔除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求(与25H8孔壁之间的平行度公差为0.2)。二、工艺规程设计 1、毛坯的选择与设计 1）毛坯种类 零件材料为HT200，手柄座在使用过程中不经常的变动，它只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。 2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差项目A、B面直径25孔公差等级CT1010加工面基本尺寸4325铸件尺寸公差2.81.4机械加工余量等级GG机械加工余量RMA1.41.4毛坯基本尺寸47214） 设计毛坯图 2、定位基准的选择 1）粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。一般按下列原则选择：1.为保证不加工面与加工面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。2.合理分配个加工面的余量。3.粗基准应避免重复使用。 4.选作粗基准的表面应平整，没有注口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 2）精基准的选择1.基准重合原则应当尽量使定位基准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误差。2.基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组)定位基准来定位，称为基准统一原则。3.自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面作为基准，称为自为基准原则。4.互为基准原则对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。5.便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。 3、制定工艺路线 1）工艺路线方案一 工序一：备料； 工序二：铸造毛坯；工序三：粗铣上、下表面，精铣下表面；工序四：钻25H工序五：插键槽6H9；工序六：铣槽1443 mm；工序七：钻、拉孔10H7； 工序八：钻、扩14H7孔；工序九：终检。 2）工艺路线方案二工序一：备料； 工序二：铸造毛坯；工序三：钻25H8；工序四：粗铣上、下表面； 工序五：精铣下表面；工序六：插键槽6H9 mm； 工序七：铣槽14 mm 43 mm； 工序八：钻、拉孔10H7； 工序九：钻、扩14H7； 工序十：终检。 3）工艺路线方案比较分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工25H8的孔，再以25H8的孔的孔为基准加工10H7的孔。方案二则是先加孔25H8后再加工上下表面，再加工孔10H7，此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本。经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工25H8及插键槽，最后完成对10H7的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。综上所述，零件的具体工艺过程如下： 工序一：备料； 工序二：铸造毛坯； 工序三：粗铣、半精铣45凸台端面，选用X51立式铣床； 工序四：铣，半精铣大端面，选用X51立式铣床； 工序五：钻，扩，铰25H8内孔，选用Z535立式钻床工序六：钻，粗铰，精铰10H7孔，选用Z525立式钻床；工序七：铣槽mm，选用X63卧式铣床；工序八：钻、粗铰、精铰14H7，选用Z525立式钻床；工序九：钻底孔，攻螺纹孔M10-H7mm，选用Z525立式钻床； 工序十：拉键槽6H9mm，选用L6120卧式拉床； 工序十一：终检。4.选择夹具、刀具和量具 1）选择夹具 专用夹具和分度夹具 2）选择刀具 工序三：高速钢镶齿三面刃铣刀 工序四：YG6硬质合金铣刀 工序五：高速钢锥柄标准麻花钻高速钢锥柄扩孔钻高速钢锥柄机用铰刀 工序六：高速钢锥柄麻花钻高速钢铰刀 工序七：高速钢圆柱形铣刀 工序八： 高速钢锥柄麻花高速钢锥柄机用铰刀 工序九：高速钢锥柄麻花钻高速钢机用丝锥 3）选择量具 内径千分尺，千分表，深度游标卡尺，外径千分尺 5、工序尺寸、加工余量的确定 手柄座零件材料为铸铁，硬度为HBS6587，毛坯的重量约为2Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸模,相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：5.1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（25H8端面） 取端面长度余量均为2mm（均为双边加工），铣削加工余量为： 大端面粗铣 ：第一次1mm 第二次1mm45端面：粗铣1mm 精铣1mm5.1内孔（25H8已铸成孔） 取 25H8已铸成孔长度余量为3mm，即铸成孔半径为21mm，工序尺寸加工余量： 钻孔 2mm扩孔 0.125mm3.4.3其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 6、确定切削用量及基本时间 钻8.5mm底孔，攻螺纹M10mm，选用机床：Z525立式钻床 a. 钻8.5底孔：选用8.5高速钢锥柄麻花钻得 按机床选取： 基本工时： b. 攻螺纹M10mm：选择M10mm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距p，即 按机床选取： 基本工时：三、夹具设计钻螺纹孔夹具设计3.1任务提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。本夹具主要用来钻底孔，攻螺纹孔M10-H7mm，本夹具将用于Z525立式钻床。同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻孔后还要进行拉孔，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。3.2定位方案及定位装置的设计计算3.2.1 定位方案的确定 工件以25H8孔及端面和10H7孔为定位基准；夹紧时，首由开口垫圈夹紧25H8孔两端面，再用汽缸通过连杆机构夹紧。3.2.2定位元件及装置设计 用圆柱定位销进行完全定位。3.2.3定位误差的分析计算 本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。式中 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。4.3导引元件（装置）设计 对刀装置用来确定刀具与夹具的相对位置,由于本道工序是完成M10-H7孔的加工。用转套引导刀具的方式。3.4夹紧方案设计3.4.1 夹紧方案确定 夹紧时，首先由圆柱定位销定位25H8孔和10H7孔，再用地脚气缸夹紧。3.4.2 夹紧力大小计算 轴向力计算公式为：其中：，z=3,。故在计算切削时，必须把安全系数考虑在内,安全系数。其中：为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.1；为断续切削系数1.1。所以 3.4.3夹紧机构及装置设计 利用气缸活塞的拉力通过连杆机构对工件进行夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。3.5夹具操作及维护简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了快换垫圈的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔，因此在铅直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。因此，应设法解决上述问题。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；二是选择高精度的心轴，使其定位精确，并使心轴连在夹具体内，这样可以减少纵向倾斜的偏差；三是加大螺母和开口垫圈的夹紧力。使工作进行时工作紧凑,保证加工要求。夹具体上装有可换钻套，使夹具在一批零件之间能加工不同要求的零件，同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板，这样有利于工件的拆装。四、总结 通过这次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。1.本次设计是对所学知识的一次综合运用，充分的运用了大学所学的知识，也是对大学所学课程的一个升华过程。2.掌握了一般的设计思路和设计的切入点，对机械加工工艺规程和机床夹具设计有了一个全面的认识，培养了正确的设计思路和分析解决问题的能力，同时提升了运用知识和实际动手的能力。3.进一步规范了制图要求，学会运用标准、规范、手册和查阅相关资料的本领。五、参考文献 黄健求机械制造技术基础第二版机械工业出版社 崇凯机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号JZSJ-03产品名称手柄座零件名称手柄座共页第页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车 间工 段设 备工 艺 装 备工 时 准终 单件铣，半精铣凸台端面车 间X51立式铣床专用夹具粗铣大端面车 间X51立式铣床专用夹具钻，扩，铰内孔车 间Z535立式钻床专用夹具钻，粗铰，精铰孔车 间Z535立式钻床专用夹具铣槽车 间X63卧式铣床专用夹具钻粗铰精铰孔车 间Z525立式钻床专用夹具钻底孔，攻螺纹M10mm车 间Z525立式钻床专用夹具拉键槽6H9mm车 间L6120卧式拉床专用夹具设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号JZSJ-03产品名称手柄座零件名称手柄座共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号车间三铣45端面毛 坯