棒哥设计QQ 29467473
毕业设计说明书
设计题目： 制定“CA6140车床手柄座”的机械加工工艺规程及工艺装备（设计铣槽的铣床夹具）
院，部
学生姓名：
指导教师：
专业：
班级
日期：
目 录
摘要…………………………………………………………………1
序言3
一、零件的工艺分析6
二、工艺规程设计7
(一)确定毛坯的制造形式7
（二）基面的选择7
（三）制定工艺路线8
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定10
（五）确立切削用量及基本工时10
三、夹具设计：21
（一）、设计时注意的问题21
（二）、夹具设计21
（三）.定位误差分析…………………………………………….23
（四）．夹具设计及操作说明……………………………………23
附 图………………………………………………………………25
总 结……………………………………………………………27
致 谢……………………………………………………………28
参考资料：29
摘 要
本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
车床手柄座加工工艺规程及其铣的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
序 言
械工业是一种基本工业形式，对于我们国家来说，它关系到国计民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，数字化，自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展，其他各工业部门也向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。
机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。为了达到提劳动效率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件，如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。
机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。
夹具设计中的特点：
1??夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。
2??专用夹具的设计对产品零件有很强的针对
性。
3??“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。
4??夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。
因此，夹具设计要保证以下几个条件：
1??夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。
2??保证工件的精度。
3． 保证使用方便与安全。
4． 正确处理作用力的平衡问题。
5． 注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。
6．在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此,夹具计过程中有朝着下列方向发展的趋势：
（1） 发展通用夹具的新品种
A．由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。
B．广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。
（2） 发展调整式夹具
（3） 推广和发展组合夹具及拼拆夹具。
（4） 加强专用夹具的标准化和规范化。
（5） 大力推广和使用机械化及自动化夹具。
（6） 采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。
本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。
机械制造工艺学毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在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，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。
由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。
一 零件的工艺分析
零件的作用：
手柄座按在车床的变速箱体外面，作用是改变齿轮啮合的，有改变传动比，改变传动方向，也有传递或者脱开动力源的。
手柄座的加工共有两组加工表面，它们相互之间有一定的要求。现分述如下：
1、以工件的上下表面为中心加工孔和槽。钻Φ10H7的孔，钻Φ14H7的孔，钻Φ5.5 mm的孔，铣14mm*43mm的槽，钻Φ5mm，钻M10H7并配加钳工加工。。其中主要加工孔Φ10H7。
2、以Φ25 mm的孔为中心加工表面和孔。铣上下表面，钻Φ10H7，钻Φ14H7的孔，钻Φ5.5 mm的孔，钻Φ5mm，钻M10H7并配加钳工加工。
有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。
二 、工艺规程的设计
（一）、确定毛坯的的制造形式
零件材料为铸铁。手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，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。
（二） 、基准的选择
（1）、 粗基准的的选择 对于一般的箱体零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。但本对于零件来说Φ25 mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证。对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的上下表面互为基准，再利用四爪卡盘卡住车Φ25 mm。利用内孔Φ25 mm及键槽定位进行钻Φ10mm，在Φ25 mm中以长心轴、键槽及零件的下表面进行自由定位，达到完全定位。
（2） 精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。
（三） 、制订工艺路线
生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。
（1）、工艺路线方案一：
工序一：铣、半精铣Φ45 mm凸台端面；
工序二：铣,半精铣大端面;
工序三：钻，扩，铰Φ25 H8mm内孔；
工序四：拉键槽6H9；
工序五：铣槽14*43 mm；
工序六：钻，粗铰，精铰Φ10H7 mm孔；
工序七：钻槽底通孔Φ5.5 mm；
工序八：钻，粗铰，精铰Φ14H7mm孔；
工序九：钻Φ5mm圆锥孔，攻螺纹M107Hmm；
工序十：终检。
（2）、工艺路线方案二：
工序一：钻，扩，铰Φ25 H8mm内孔；
工序二：粗铣上、下表面；
工序三：精铣下表面；
工序四：拉键槽6H9 mm；
工序五：铣槽14 mm *43 mm；
工序六：钻槽底通孔Φ5.5 mm；
工序七：钻，粗铰，精铰Φ10H7 mm孔；
工序八：钻，粗铰，精铰Φ14H7mm孔；
工序九：钻Φ5mm圆锥孔，攻螺纹M107Hmm；
工序十：终检。
（3）、工艺方案的分析：
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Φ25H8的孔，再以Φ25H8的孔的孔为基准加工Φ10 mm的孔。方案二则是先加孔Φ25H8后再加工上下表面，再加工孔Φ10mm，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Φ25H8及插键槽，最后完成对Φ10 mm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。
具体的工艺过程如下：
工序一：铣，半精铣Φ45 mm凸台端面，选用X51立式铣床加工；
工序二：铣，半精铣大端面，选用X51立式铣床加工；
工序三：钻，扩，铰Φ25H8 mm内孔，选用Z535立式钻床；
工序四：钻，粗铰，精铰Φ10H7 mm孔，选用Z525立式钻床；
工序五：铣槽14*43 mm，选用X63卧式铣床；
工序六：钻，粗铰，精铰Φ14H7 mm孔，选用Z525立式钻床；
工序七：钻底孔，攻螺纹M10 mm，选用Z525立式钻床；
工序八：钻Φ5mm圆锥孔，选用Z525立式钻床；
工序九：拉键槽6H9mm，选用Z525立式钻床；
工序十：钻槽底通孔Φ5mm，选用Z525立式钻床；
工序十一：终检。
（四） 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为HBS151~229，毛坯的重量约为0．72Kg，生产类型为大批量生产。
工序四工序四：钻，粗铰，精铰Φ10H7 mm孔：
毛胚为实心，孔精度要求H7，参照工艺手册表2．3-9及表2．3-12确定工序尺寸及余量为：
钻孔：Φ9．8 mm;
粗铰: Φ9．96 mm;2Z=0．16mm
精铰: Φ10 mm2Z=0．04 mm
（五）、确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ切削用量及基本工时的确定：铣Φ45端面，选用机床：X51立式铣床
⑴铣Φ45端面：
选择铣刀半径为25mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按机床选取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
铣床工作台进给量：
基本工时：
工序二、确定切削用量及基本工时：
铣凸台大端面，选用机床：X51立式铣床
⑴铣凸台大端面：
选择铣刀半径为25mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按机床选取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
铣床工作台进给量：
基本工时：
工序三 钻 扩 绞孔
切削用量及基本工时的确定：钻mm底孔，扩mm，绞选用机床：Z525立式钻床
⑴钻孔Φ24mm：
选择Φ24mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按机床选取（《工艺》表4.2－5）
实际切削速度：
基本工时：（《工艺》表6.2－5）
⑵扩孔mm：
选择Φ24.8mm高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）
由《切削》表2.10得扩孔钻扩Φ24.8mm孔时的进给量，并由《工艺》表4.2－16取扩孔钻扩孔时的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按机床选取
基本工时：
⑶铰Φ25H7孔：
选择Φ25mm高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工艺》表4.2－16得
按机床选取
基本工时：
工序四
切削用量及基本工时的确定：
拉宽6 的键槽 卧式内拉床L6120
工序切削用量及基本工时的确定：拉宽6的键槽
单面升齿，根据有关手册，确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为0.06mm，拉削速度为0.06m/m
切削工时
式中：单面余量为3.5
L---------拉削长度43
--------考虑校准部分 的长度系数取1.2
K----------考虑机床反行程系数 ，取1.4
V-----------拉削速度
----------拉刀单面升齿
Z-----------拉刀同时工作齿数
P-----------拉刀齿距
所以拉刀同时工作齿数z=l/p=43/10.5=4.09
拉削工时
工序Ⅴ：切削用量及基本工时的确定：铣的槽，选用机床：X63卧式铣，选用高速钢圆柱形铣刀，齿数Z=6
⑴第一次走刀：
按机床选取
工作台进给量：
基本工时：
⑵第二次走刀：
按机床选取
工作台进给量：
基本工时：
工序六 切削用量及基本工时的确定：钻mm底孔，扩mm，绞选用机床：Z525立式钻床
⑴钻孔Φ9mm：
选择Φ9mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按机床选取（《工艺》表4.2－5）
实际切削速度：
基本工时：（《工艺》表6.2－5）
⑵扩孔mm：
选择Φ9.8mm高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）
由《切削》表2.10得扩孔钻扩Φ9.8mm孔时的进给量，并由《工艺》表4.2－16取扩孔钻扩孔时的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按机床选取
基本工时：
⑶铰Φ10H7孔：
选择Φ10mm高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工艺》表4.2－16得
按机床选取
基本工时：
工序7 切削用量及基本工时的确定：钻mm底孔，选用机床：Z525立式钻床
⑴钻Φ5.5孔：
选用Φ5.5高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按机床选取
基本工时：
工序八 钻 扩 绞孔
切削用量及基本工时的确定：钻mm底孔，扩mm，绞选用机床：Z525立式钻床
⑴钻孔Φ13mm孔：
选择Φ13mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按机床选取（《工艺》表4.2－5）
实际切削速度：
基本工时：（《工艺》表6.2－5）
⑵扩孔mm：
选择Φ13.8mm高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）
由《切削》表2.10得扩孔钻扩Φ13.8mm孔时的进给量，并由《工艺》表4.2－16取扩孔钻扩孔时的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按机床选取
基本工时：
⑶铰Φ14H7孔：
选择Φ14mm高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工艺》表4.2－16得
按机床选取
基本工时：
工序九钻
切削用量及基本工时的确定：钻mm锥销孔孔，选用机床：Z525立式钻床
⑴钻Φ5的圆锥孔：
选择高速钢麻花钻
按机床选取
基本工时：
⑵铰Φ5的孔：
选择Φ5的铰刀
按机床选取
基本工时：
工序十 切削用量及基本工时的确定：钻8.5mm底孔，攻螺纹M10mm，选用机床：Z525立式钻床
⑴钻Φ8.5底孔：
选用Φ8.5高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按机床选取
基本工时：
⑵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
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。
有老师分配的任务，我被要求设计第五道工序----铣槽，本夹具将用于X63卧式铣床。
（一）问题提出
本夹具主要用来铣槽的槽，同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在铣槽后还要保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序工序二、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。
（二）夹具设计
1．切削力和夹紧力计算
(1)刀具： 高速钢错齿三面刃铣刀 φ160mm z=24
机床： X63卧式铣床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系数
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。
安全系数 K=
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
(2)夹紧力的计算
选用夹紧螺钉夹紧机 由
其中f为夹紧面上的摩擦系数，取
F=+G G为工件自重
夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料45钢 性能级数为6.8级
螺钉疲劳极限：
极限应力幅：
许用应力幅：
螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
满足要求
经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，
使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力
（三）.定位误差分析
由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。
（四）．夹具设计及操作说明
如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。
夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。
铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图中。
总 结
机械制造工艺学毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和资料，为我们的毕业设计打下了好的基础。
毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。
最后，衷心的感谢老师的精心指导和悉心帮助，使我顺利的完成此次设计。谢谢！！！！
致 谢
这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。
这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
参 考 文 献
【1】赵家齐主编．机械制造工艺学课程设计指导书．机械工业出版社，1997
【2】王绍俊主编．机械制造工艺设计手册．机械工业出版社，1985
【3】《金属机械加工工艺人员手册》修订组编．金属机械加工工艺人员手册．上海科学技术出版社，1983
【4】上海柴油机厂工艺设备研究所编．金属切削机床夹具设计手册．机械工业出版社．1984
【5】南京市机械研究所主．金属切削机床夹具图册．机械工业出版社
【6】吕周堂、陈晓光主编．互换性与技术基础．中国科学技术出版社
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