机械制造装备设计课程设计说明书

1、制造技术课程设计题目 CA6140车床手柄座机械加工工艺及加工10H7孔夹具设计班级 机制1002班 学号 20102712姓名 赵言科指导教师 吕宝君日期2013年12月20日机电工程学院制造技术课程设计任务书设计题目：CA6140车床手柄座机械加工工艺及加工10H7孔夹具设计 设计内容（需明确列出研究的问题） ：设计CA6140车床手柄座机械加工工艺及加工10H7孔夹具，生产类型为中等批量 具体内容包括：1 、毛坯设计画出毛坯工艺简图；2、机械加工工艺设计制订出零件的机械加工工艺规程；3、夹具设计一一完成指定工序（10H7孔加工工序）的夹具结构设计。4、说明书对工艺设计及夹具设计的详细说明

2、。 资料、数据、技术水平等方面的要求：1 、毛坯设计正确确定毛坯类型、加工余量、余块、分型面或分模面、浇注位置、拔模斜度、收 缩率、尺寸及型芯尺寸等，并正确绘制毛坯工艺简图。2、工艺设计（ 1 ）能正确选择定位基准；（2）能根据工件各加工表面的技术要求和规定的生产条件合理选择表面加工方案，并 拟定出工艺路线；（3）能运用查表的方法确定各表面加工余量及切削用量；（ 4）能正确确定工序尺寸及公差；（ 5）能正确选择刀具、量具和机床等工艺装备； （6）能运用规定的符号正确绘制工序图，正确标注各项技术要求。3、夹具设计（ 1 ）能够正确选择和设计定位元件、夹紧元件及夹紧装置；（2）能够正确进行定位误差

3、的分析计算；（3）能够正确计算夹紧力，合理布置夹紧力的作用位置及方向；（4）能够按照制图标准运用必要的视图完整地表达夹具结构； （ 5）能够完整、正确地标注夹具装配图尺寸及技术要求。4、说明书（ 1 ）内容要完整、充实，文字叙述条理清楚，重点突出；（ 2）各项分析计算完整、正确。目录设计说明 1（一）机械加工工艺规程设计 1第 1 章 手柄座的工艺分析及生产类型的确定 11.1 手柄座的用途 11.2 手柄座的技术要求 11.3 手柄座的工艺性检测 21.3.1 孔的加工 21.3.2 面的加工 31.3.3 槽的加工 31.3.4 螺纹孔的加工 31.4 确定手柄座生产类型 3第 2 章 确

4、定毛坯、绘制毛坯简图 42.1 毛坯的材料 42.2 毛坯的加工量块、余块 42.3 毛坯的分型面、浇注位置、拔模斜度 42.4 毛坯的收缩率、型芯尺寸 42.5 毛坯的尺寸 52.6 毛坯的尺寸公差 5第 3 章 拟定手柄座工艺路线 63.1 定位基准的选择 63.1.1 精基准的选择 63.1.2 粗基准的选择 63.2 表面加工方法的确定 73.3 加工阶段的划分 83.3.1 粗加工阶段 83.3.2 半精加工阶段 83.3.3 精加工阶段 83.4 工艺路线方案的比较 83.4.1 工艺路线 83.4.2 工艺路线及设备 9第 4章 加工余量、工序尺寸和公差的确定 错误! 未定义书签

5、。4.1 © 45圆柱两端面毛坯尺寸加工余量计算 错误!未定义书签。4.2 © 14H7mr孔端面毛坯尺寸及加工余量计算 104.3其他尺寸及其加工余量的确定 11第5章切削用量的计算 135. 1切削用量的分析 13工序1:粗铣手柄座左右两端面 13工序2:半精铣手柄座左端面 A （ 45mm外卜圆凸台端面） 14工序3: 钻一粗铰一精铰25mn孔 15工序4:拉键槽 17工序5:钻一粗铰一精铰10mn孔 错误!未定义书签。工序6:粗铣一半精铣槽14mm. 错误!未定义书签。工序7:粗铣 14mm孔端面 20工序8:钻一粗铰一精铰14mm孔 205.1.9 工序9:钻一攻

6、螺纹孔 M10 215.1.10 工序10:钻一配铰 5mm圆锥孔 225.1.11 工序 11:钻一铰 5.5mm孔 23（二）10H7孔夹具的设计 错误!未定义书签。第6章夹具体设计的相关要求 错误!未定义书签。6.1定位方案 246.1.1 工序要求 24定位方案的确定 246.1.3 定位误差分析 256.2夹紧方案 256.3切削力与夹紧力的计算 256.4定位误差分析 276.5平行度误差 27总结 27参考文献 28此页是为了满足页码设置的需要设计说明本次设计是CA6140车床手柄座，针对手柄座的结构特征、用途以及其工艺规程的 分析，然后确定合理的加工方案，加工方案要求简单，并能

7、保证加工质量。由于手柄座 各表面的精度要求比较高，所以在加工一些主要平面时都要先粗铣然后半精铣，加工一 些孔时要进行钻、粗铰然后还要进行精铰工序，因为手柄座的加工质量将直接影响其性 能和使用寿命，所以每一道工序都必须要达到其加工要求。此外，本设计的生产类型是中等批量生产，为了提高劳动生产率，降低劳动强度， 保证加工质量，需设计专用夹具，课程设计要求是设计加工CA6140车床手柄座© 10H7孔工序的夹具。（）机械加工工艺规程设计第1章手柄座的工乙分析及生产类型的确定1.1手柄座的用途该零件是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

8、、停、换向和制动。其作用就相当于一个连杆。车床外部手 柄的运动是通过CA6140车床手柄座传递到车床内部实现人为对机床的操纵。手柄与该 零件通过© 25mn孔连接，机床内部零件通过© 10mr孔与手柄座连接，即CA6140车床手柄 座的作用是实现运动由外部到内部的传递。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，贝U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

9、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，使主轴制动。1.2 手柄座的技术要求表1-1手柄座零件技术要求表加工表面尺寸偏差（mr）i公差及精度等 级表面粗糙度值ra（ m形位公差（mr）45圆柱左右左端面（凸台两端面43IT12端面）3.225mm 孑Lc 厂 0.03325。IT81.614mm 孔1400'018IT71.610mm 孔1O。0。15IT71.65mm圆锥孔5IT71.65.5mm 孔5.5IT812.5M10螺纹孔IT73.2键槽6。.03IT10侧面1.6、底面6.3槽 14mm14。0.23

10、IT116.314mm孔端面距25mm孔轴 线 43mmIT126.31.3手柄座的工艺性检测分析零件图可知，CA6140车床手柄座的加工表面分四种,主要是孔的加工,圆柱端面 的加工,槽的加工，螺纹孔的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表 面加工精度要求,特别是孔的加工,几乎都要保证Ra1.6mm勺表面粗糙度，因而需精加工。 手柄座左右两端面和 14mm孔端面均有要求切削加工， 5.5mm孔端面、10mm孔端面、14mm孔端面和25mm孔凸台端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证 孔的加工精度，而螺纹孔 M10和圆锥孔5mm的端面均为圆柱面保证孔的加工精度较困 难；另

11、外在轴向方向上的 25mm孔凸台端面作为定位基准加工要求较其他端面高。主 要工作表面虽然加工精度也相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济的方法 保质保量地加工出来。由此可见该零件的工艺性较好。孔的加工该零件共有5个孔要加工：© 45mm外b圆凸台端面（25mm孔凸台端面）是零件的主要加工面，其他的面、孔与其有位置尺寸度要求，因而是后续工序的主要精基准面， 需精加工出来；© 10mn孔与25mm孔有平行度要求，也需要精加工；© 14mn是不通孔， 特别注意该孔的加工深度；© 5mm圆锥孔虽是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精 铰。© 5

12、.5mm油孔表面粗糙度有Ra12.5。面的加工该零件共有4个端面要加工：© 45mm外圆凸台端面精度要求较高，同时也是配合 © 25mn孔作为后续工序的精基准面，需精加工；©45mnffl柱大端面、© 25mn孔端面以及© 14mn孔端面粗铣既可。133槽的加工该零件仅有2个槽需加工：© 25mn孔上键槽两侧面粗糙度为 Ra1.6mm需精加工， 底面加工精度要求不高，加工键槽时很难以© 45mn外卜圆端面为定位基准，因而要特别注意尺寸链的推算，保证加工尺寸要求，因而工序尺寸的计算较复杂；而槽 14mn两侧面 粗糙度均为Ra6

13、.3mm半精铣即可。螺纹孔的加工M10mr螺纹孔的加工，它与© 10mm孔和© 25mm孔连心线有30°角度要求，同时螺 纹孔中心线与© 45mnH柱端面有11mm的尺寸位置要求。由以上分析可知，该零件的加 工应先加工© 45mnH柱两端面，再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的 © 25mn孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。1.4 确定手柄座生产类型手柄座重量为0.73kg，由参考文献【1】表1-3知，手柄座为轻型零件；由参考文 献【1】表1-4知，该手柄座类型为中批生产。第 2章 确定毛坯、绘制毛坯简图2

14、.1 毛坯的材料零件材料为HT2O0根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，工作过程中不经 常变动，受力不大，形状较复杂 , 外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求 , 零件生产 类型为中批生产 ,而砂型铸造生产成本低 ,设备简单,采用砂型铸造。2.2 毛坯的加工余量、余块查表确定加工余量：由参考文献【1】表2-4查得每侧加工余量数值为1.4mm故取 凸台端面的毛坯总加工余量为： 1.4mm。材料为灰铸铁,机器造型,公差等级为CT812取CT10,加工余量等级EG取G.切削余量：查表,基本尺寸小于100mm加工余量为1.4mm;基本尺寸小于63mm加工余量为0.7mn。铸件公差等级：查表,基

15、本尺寸小于100mm取 3.2mm;基本尺寸小于63mm取2.8mm粗铣余量： 1.4mm。45外圆凸台端面毛坯加工总余量为：1.4mm半精铣余量： 1.0mm；粗铣余量： 0.4mm；手柄座大端面毛坯加工总余量为： 1.4mm。粗铣余量： 0.4mm。2.3 毛坯的分型面、浇注位置、拔模斜度选择左视图上平面为分模面，分模线为直线，为直分模线。由于零件上孔都较小 ,且都有严格的表面精度要求 ,故都不铸出,留待后续机械加工 反而经济实用。由于该手柄座在毛坯选用铸件，为提高生产率和铸件精度，毛坯的拔模 斜度为 5 ，铸造圆角半径为 R35。2.4 毛坯的收缩率、型芯尺寸经查资料可知，材料的收缩率为

16、 1%2.5 毛坯的尺寸毛胚草图CA6140车床手柄座零件材料为HT200,毛坯重量约为0.73kg,生产类型为大中批生 产。由于所有孔均有精度要求，且尺寸小，均不铸出。铸造毛坯的基本尺寸为43+1.2+1.8+1.0=47mm。又根据前面铸件尺寸公差标准值 取尺寸公差为2.8mm故：毛坯的最小尺寸:47-1.4=45.6mm;毛坯的最大尺寸:47+1.4=48.4mm;2.6毛坯的尺寸公差毛坯总余量的确定：由参考文献【1】表2-1和2-5，对于大中批量生产砂型机器造 型，取尺寸公差等级为10级，加工余量等级为G级；第3章拟定手柄座工艺路线3.1定位基准的选择基面选择是工艺规划设计中的重要工作

17、之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则,会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。精基准的选择精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便 ,© 25mnJL为第一精基准,© 45mn圆 柱小端面作为基准先加工出© 25mnJL,然后作为辅助基准面配合© 25mnJL加工后续工序 中的孔，面,槽,螺纹等。根据该手柄座零件的技术要求，选择手柄座25o0.033 mm孔及45mm外圆凸台端面作为精基准零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，遵循了 “基准统一”原则。又轴孔 25o0033 mm的轴线是设计基准，选用其作为精基准定 位加工手柄座脚上孔1000'015 mm和孔1400'018 mm以及其他的孔和表面，实现了设计基准 和工艺基准重合，保证了被加工表面的位置度要求及1000.015 mm孔轴线和2500033 mm孔轴线的平行度要求。选用手柄座45mm外圆凸台端面作为精基准同样是遵循了 “基准重合”原则，因为该手柄座上的尺寸多以