C1318自动车床手柄零件机械加工工艺规程及铣φ32上端面夹具设计【铣φ32上端面】
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铣φ32上端面
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C1318自动车床手柄零件机械加工工艺规程及铣φ32上端面夹具设计【铣φ32上端面】,铣φ32上端面,C1318,自动,车床,手柄,零件,机械,加工,工艺,规程,32,端面,夹具,设计
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南京理工大学继续教育学院毕业设计（论文）任务书系部： 专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：学号：设计(论文)题目：C1318自动车床手柄加工工艺及关键工序工装设计起 迄 日 期:2015年 2 月 21日 6月 5日设计(论文)地点:南京理工大学继续教育学院指 导 教 师:专业负责人:发任务书日期: 2014 年 11 月 30日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号；5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 77142005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：C1318自动车床手柄是某企业产品中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，关键工序使用专用夹具进行加工。本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和C1318自动车床手柄零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，设计两套专用夹具并完成必要的设计计算。通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本课题要求学生在对C1318自动车床手柄的加工要求、零件的结构工艺性进行认真分析的基础上，首先对零件的加工工艺规程做出优化设计，在此基础之上，设计两套专用夹具，并完成必要的设计计算。具体任务及要求如下：（1）调查研究、查阅及翻译文献资料，撰写开题报告；（2）C1318自动车床手柄加工要求、零件的结构工艺性分析；（3）C1318自动车床手柄加工工艺规程设计（两套）；（4）C1318自动车床手柄关键工序专用夹具设计（两套）；（5）必要的设计计算与分析；（6）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书。设计技术要求包括：（1）生产纲领 50000件/年（2）夹具可手动或自动（3）每次加工一个零件毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：（1）开题报告、文献综述、资料翻译；（2）C1318自动车床手柄加工工艺过程综合卡及各工序工序卡（两套）；（3）C1318自动车床手柄零件图、夹具装配图及主要零件图（两套）；（4）毕业设计说明书。 4主要参考文献：1 裘愉弢主编. 组合机床. 第1版.北京：机械工业出版社，1995.2 金振华主编.组合机床及其调整与使用. 第1版.北京：机械工业出版社，1990.3 沈延山.生产实习与组合机床设计.第1版.大连：大连理工大学出版社，1989.4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著.机械制造工艺学.（修订版）.福建科学技术出版社，19965 王华坤，范元勋编.机械设计基础.北京：兵器工业出版社，20006 冯辛安等编.机械制造装备设计. 北京：机械工业出版社，1998.7 陈日曜主编.金属切削原理. 第2版.北京：机械工业出版社，1992.8 方子良等编.机械制造技术基础.上海：上海交通大学出版社，2004.9 刘秋生，李忠文主编.液压传动与控制.北京：宇航出版社，1994.10 陈于萍，周兆元等.互换性与测量技术基础. 第2版.北京：机械工业出版社，2005.11 东北重型机械学院等合编.机床夹具设计手册.上海：上海科学技术出版社，197912机械设计手册联合编写组. 机械设计手册. 第2版.北京：机械工业出版社，1987.13徐发仁机床夹具设计重庆：重庆大学出版社，199614 徐剑等斜面孔加工通用夹具的设计金属加工，2009，5：505115 王文志等多功能群体钻夹具的设计装备制造技术，2009，3：4344毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2015年1月 10 日 1 月15 日2月 21日 2月 27日2月 28日 3月 13日3月 14日 5月 08日5月 09日 5月 15日5月 16日 5月 22日5月 23日 熟悉毕业设计要求。查阅资料，完成外文资料翻译工作撰写开题报告及文献综述C1318自动车床手柄加工工艺规程设计（两套）（至少提出3个方案，进行分析比较，最后决定2个较优的方案）两套夹具装配图及主要零件图（每套夹具设计要求至少提出2个方案，进行分析比较，最后决定1个较优的方案）文档整理、撰写毕业设计说明书论文答辩准备答辩所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系部主任： 年 月 日目录一、零件的主要技术条件分析1二、选择毛坯、确定毛坯尺寸22.1 零件的生产类型22.2 选择毛坯22.3 确定机械加工余量22.4 确定毛坯尺寸22.5确定毛坯尺寸公差2三、选择加工方法、制定工艺路线33.1 定位基准的选择33.2 零件表面加工方法的选择33.3 制定工艺路线3四、工序设计44.1 选择加工设备与工艺装备44.2 确定工序尺寸5五、确定切削用量55.1工序切削用量的确定65.2工序切削用量的确定65.3工序切削用量的确定65.4工序切削用量的确定65.5工序切削用量的确定65.6工序切削用量的确定75.7工序切削用量的确定75.8工序切削用量的确定75.9工序切削用量的确定7参考文献8IX一、 零件的主要技术条件分析经分析，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。16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16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16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。二、 选择毛坯、确定毛坯尺寸。2.1 零件的生产类型：成批生产2.2 选择毛坯毛坯类型：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 确定机械加工余量（公差等级1214级）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；2.4 确定毛坯尺寸 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16H73及310参考文献 1 ：表5.2.1M16（14mm）3及38243及3301673170253及3312.5确定毛坯尺寸公差 表2-2 /mm毛坯尺寸公差偏差104.42.284.42.2305.02.517084315.02.5三、 选择加工方法、制定工艺路线 定位基准选择得合理与否，将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量。基准选择不当，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。3.1 定位基准的选择a.粗基准：以32外圆作为粗基准，加工16H7孔，可保证壁厚均匀，减小偏心。同时铣16H7的两端面，保证端面对16H7孔中心线的垂直度。b.精基准：主要考虑基准重合问题。选择16H7孔的轴心线作为精基准，加工右端面(M16端面)。3.2 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. 16H7孔 公差为IT7，表面粗糙度为Ra 3.2m，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 3.2m，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 3.2m，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5，在螺孔加工机床上完成f. 锥销孔4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 3.2m，需进行粗车和半精车。h. 半径为R20的面，表面粗糙度Ra6.3m用锉刀挫光。3.3 制定工艺路线工序：以32孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗16H7孔；工序：以32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：以32孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗16H7孔；工序：以16H7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：以中间手柄和167的右端面定位，在镗床精镗16H7孔；工序：以32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：以32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：以32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔工序：以32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：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30角度的锥销孔4；工序：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3m工序：终检四、 工序设计4.1 选择加工设备与工艺装备（1） 选择机床工序：镗床T5120工序：铣床X5020工序：镗床T5120工序：铣床X5020工序：镗床T5120工序：铣床X5020工序：铣床X5020工序：卧式钻床Z6220工序：卧式镗铣床T6120工序：铣床X5020工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30Z5150。（2） 选择夹具由于该零件加工表面不在同一平面，所以须设计专用夹具配合通用夹具加工，工序、使用通用夹具即可，钻4孔时选用分度夹具。（3） 选择刀具a. 加工16孔选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；b. 零件的加工表面大多为平面，且精度要求不高，所以铣刀选用高速钢的圆柱形铣刀，铣削宽度ae60,深度ap4,齿数z=10,根据机械加工实用手册，取铣刀直径D=75mm。选择刀具前角o10后角周齿o12，端齿o8；c. 钻4mm小孔，直接用4mm的钻头钻出来；d. 加工M16螺孔的底孔，选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6。加工螺纹，根据GB/T3464.3-94，采用螺距p为2mm，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的丝锥，加工M5螺纹孔，根据GB/T3464.3-94，用采用螺距p为0.8mm，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的丝锥。（4） 选择量具 选择量具有：读值为0.02、量程为0200mm游标卡尺。4.2 确定工序尺寸 零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有关，前面已确定的零件表面的毛坯余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。根据各加工方法能达到的公差等级，选定未注公差尺寸公差等级：24（IT8）mm，167（IT8）mm，25（IT9）mm，M16(IT7)mm。表4-1零件表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度 /mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/m粗半精精粗半精精粗半精精16H74.610.414.615.616H7Ra12.5Ra6.3Ra3.2M164.610.412.613.6M16Ra12.5Ra6.3Ra3.224321282524Ra12.5Ra6.3Ra3.2167321171168167Ra12.5Ra6.3Ra3.225321292625Ra12.5Ra6.3五、 确定切削用量切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度c。切削用量的选择原则：在保证加工质量，降低成本和提高生产效率的前提下，使ap、f、c的乘积最大。当ap、f、c的乘积最大时，工序的切削时间最短。选择切削用量时先选择背吃刀量，进给量，再确定切削速度。5.1工序切削用量的确定本工序为粗镗（16H7孔）。已知加工材料为HT200，铸件；机床为T5120型立式镗床。确定粗镗16mm孔的切削用量。所选刀具硬质合金镗刀，YG8材质。确定背吃刀量ap：粗镗双边余量为4.6mm，则ap为单边余量，ap=2.3mm。确定进给量f：查机械加工实用手册，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.5mm/r。确定切削速度c ：c=60m/min；5.2工序切削用量的确定本工序为粗铣端面。已知加工材料为HT200，铸件；机床为X5020型铣床。所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。确定背吃刀量ap：粗铣24mm上端面双边余量为3mm，则ap为单边余量，ap1=1.5mm。粗铣167的右端面双边余量为2 mm，ap2=1mm。粗铣25mm上端面、侧面双边余量3mm，ap3=1.5mm；确定进给量f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每齿进给量为0.15mm/z，铣刀有10齿，即1.5mm/r。确定切削速度c：查机械加工实用手册c=42m/min；5.3工序切削用量的确定本工序为半精镗（16H7孔）。机床为T5120型立式镗床。刀具硬质合金镗刀，YG6材质；确定背吃刀量ap：粗镗双边余量为1mm，则ap为单边余量，ap=1/2=0.5mm。确定进给量f：查机械加工实用手册，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.5mm/r。确定切削速度c：c=80m/min；5.4工序切削用量的确定本工序为粗铣、半精铣端面。机床为X5020铣床。刀具为高速钢圆柱形铣刀。确定背吃刀量ap：粗铣、半精铣24mm下端面双边余量为3mm、2mm，则ap为单边余量，ap1=1.5mm，ap2 =1mm；粗铣、半精铣25mm下端面双边余量3mm、2mm，ap3=1.5mm，ap4=1mm；半精铣167的右端面单边余量为2mm，ap5=1mm。确定进给量f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.5mm/r。确定切削速度c：查机械加工实用手册c=42m/min；5.5工序切削用量的确定本工序为精镗（16H7孔）。机床为T5120立式镗床。所选刀具硬质合金镗刀，YG6材质。确定背吃刀量ap：精镗双边余量为0.4mm，则ap为单边余量，ap=0.2mm。确定进给量f：查机械加工实用手册，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.3mm/r。确定切削速度c：c=60m/min；5.6工序切削用量的确定本工序为半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面、侧面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀；确定背吃刀量ap：半精铣、精铣24mm上端面双边余量为2mm、1mm，则ap为单边余量，ap1=1mm，ap2 =0.5mm；半精铣25mm下端面双边余量2mm，ap3=1mm；确定进给量f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.0mm/r。确定切削速度c：查机械加工实用手册c=42m/min；5.7工序切削用量的确定本工序为半精铣、精铣24mm下端面；精铣167的右端面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀；确定背吃刀量ap：半精铣、精铣24mm下端面双边余量为2mm、1mm，则ap为单边余量，ap1=1mm，ap2 =0.5mm；精铣167的右端面双边余量为1mm， ap3 =0.5mm；确定进给量f：查机械加工实用手册，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.0mm/r。确定切削速度c：查机械加工实用手册c=42m/min；5.8工序切削用量的确定本工序为钻孔，机床为卧式钻床Z6220，直接用直径为12钻头钻底孔，深度约为32mm，单边余量为ap =6mm。用直径为4钻M5底孔，通孔，单边余量为ap =2mm。5.9工序切削用量的确定本工序为粗镗、半精镗、精镗M16孔，刀具为硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；机床为卧式镗铣床T6120确定背吃刀量ap：粗镗、半精镗、精镗M16孔双边余量为4.6mm、1mm、0.4mm， ap1=2.3mm，ap2 =0.5mm ，ap3 =0.2mm；确定进给量f：查机械加工实用手册，选用硬质合金镗刀，粗镗、半精镗、精镗镗刀每转进给量分别为0.8mm/r、0.4mm/r、0.2mm/r。确定切削速度c：查机械加工实用手册，粗镗、半精镗、精镗镗刀切削速度分别为c1=60m/min，c2=80m/min，c3=60m/min；5.10工序、切削用量的确定这三道工序，工序用丝锥攻螺纹，M16用螺距p为2mm，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的丝锥；M5用螺距p为0.8mm，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的丝锥。工序在立式钻床Z5150加工，采用专用的分度夹具加工角度30的锥销孔通孔。工序钳工在钳工台将R20的圆弧锉光到粗糙度为Ra6.3m参考文献1 夏祖印，张能武.机械加工实用手册.合肥：安徽科学技术出版社，2008.9.2 张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础.北京：高等教育出版社，2007.5.机械加工工序卡片产品型号C1318零件图号产品名称 自动车床零件名称手柄共8页第 1 页车间工段工序号材料牌号机加工二30HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1粗铣32上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺5002.670.2310.1123机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 2 页车间工段工序号材料牌号机加工二40HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1粗铣半精铣25mm下端面、24mm下端面；半精铣167的右端面专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,5002.670.2310.112机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 3 页车间工段工序号材料牌号机加工二50HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,6002142.16110.17机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 4 页车间工段工序号材料牌号机加工二60HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1半精铣、精铣24mm下端面；精铣M16处的端面；倒圆角R2专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,6002142.16110.1723机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 5 页车间工段工序号材料牌号机加工二70HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻孔16mm底孔; 铰孔16mm;加工30角度的锥销孔4专用夹具, 高速钢麻花钻, 塞规,68016.60.22210.662机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 6 页车间工段工序号材料牌号机加工二80HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻M16底孔；钻M5底孔专用夹具, 高速钢麻花钻, 塞规,68016.60.22210.662机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 7 页车间工段工序号材料牌号机加工二90HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹专用夹具, 高速钢麻花钻,丝锥 塞规,68016.60.22210.66机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 手柄零件名称手柄共8页第 8 页车间工段工序号材料牌号机加工二100HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件钳工台1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1用锉刀锉光R20圆弧锉刀，游标卡尺机械加工工艺过程卡片产品型号C1318零件图号产品名称自动车床零件名称手柄共1页第1页材 料 牌 号HT200 毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注大批生产 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容车间 工段设 备工 艺 装 备 工时/min 准终 单件10铸造铸造出毛坯铸造车间20热处理毛坯热处理，时效处理铸造车间30铣粗铣32上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面机加工车间二 立式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,15min15min40铣粗铣半精铣25mm下端面、24mm下端面；半精铣167的右端面机加工车间二立式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,18min18min50铣半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面机加工车间二立式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,10min10min60铣半精铣、精铣24mm下端面；精铣M16处的端面；倒圆角R2机加工车间二立式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱形铣刀, 游标卡尺,11min11min70钻孔钻孔16mm底孔; 铰孔16mm;加工30角度的锥销孔4机加工车间二立式钻床Z525专用夹具, 高速钢麻花钻, 塞规,11min11min80钻孔钻M16底孔；钻M5底孔机加工车间二立式钻床Z525专用夹具, 高速钢麻花钻, 塞规,11min11min90 攻丝丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹机加工车间二立式钻床Z525专用夹具, 高速钢麻花钻,丝锥 塞规,11min11min100锉用锉刀锉光R20圆弧机加工车间二钳工台锉刀，游标卡尺5min5min 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 期南 京 理 工 大 学毕业设计说明书(论文)作 者:学 号：教学点:专 业:题 目:手柄(C1318自动车床手柄) 工艺及夹具设计指导者： (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 年 月毕业设计说明书（论文）中文摘要本文是对手柄(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，夹具毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Handle (C1318 automatic lathe handle) process and fixture design AbstractThis 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 本科毕业设计说明书（论文） 第5页共30页目 次第1章 序 言6第2章 手柄(C1318自动车床手柄)的加工工艺规程设计72.1零件的分析72.1.1零件的作用72.1.2零件的工艺分析72.2确定生产类型82.3确定毛坯92.3.1确定毛坯种类92.3.2确定铸造加工余量及形状92.3.3绘制铸造零件图102.4工艺规程设计102.4.1选择定位基准102.4.2 零件表面加工方法的选择112.4.3制定工艺路线112.4.4选择加工设备和工艺设备142.4.5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定142.5确定切削用量及基本工时152.6本章小结21第3章 铣32上端面夹具设计233.1 研究原始质料233.2 定位、夹紧方案的选择233.3切削力及夹紧力的计算233.4 误差分析与计算263.5夹紧装置的选用273.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构273.7 夹具设计及操作的简要说明28结 论29参考文献30致谢31 本科毕业设计说明书（论文） 第6页共30页第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。本科毕业设计说明书（论文） 第21页共30页第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。16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16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16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16H73及310参考文献 1 ：表5.2.1M16（14mm）3及38243及3301673170253及331确定毛坯尺寸公差 表2-2 /mm毛坯尺寸公差偏差104.42.284.42.2305.02.517084315.02.52.3.3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32外圆作为粗基准，加工16H7孔，可保证壁厚均匀，减小偏心。同时铣16H7的两端面，保证端面对16H7孔中心线的垂直度。b.精基准：主要考虑基准重合问题。选择16H7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. 16H7孔 公差为IT7，表面粗糙度为Ra 3.2m，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 3.2m，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 3.2m，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5，在螺孔加工机床上完成f. 锥销孔4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 3.2m，需进行粗车和半精车。h. 半径为R20的面，表面粗糙度Ra6.3m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：以32孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗16H7孔；工序：以32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：以32孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗16H7孔；工序：以16H7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：以中间手柄和167的右端面定位，在镗床精镗16H7孔；工序：以32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：以32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：以32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔工序：以32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：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30角度的锥销孔4；工序：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3m工序：终检表2.2工艺路线方案二工序：以32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：以16H7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：以32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：以32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：以32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰16H7孔；工序：以32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔工序：以32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：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30角度的锥销孔4；工序：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3m工序：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：以32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：以16H7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：以32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：以32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：以32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰16H7孔；工序：以32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔工序：以32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：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹工序：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30角度的锥销孔4；工序：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3m工序：终检2.4.4选择加工设备和工艺设备机床的选择 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。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。选择量具加工的孔均采用极限量规。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32H8的两侧面3IT116.3-0.10.12粗铣上端孔侧面的工艺凸台3IT116.3-0.10.13粗镗32H8通孔IT116.3-114精镗32H8通孔2.0IT113.2-0.050.055粗铣32H8的两侧面粗铣左面3IT116.3-0.10.1粗铣右面6钻8的孔IT136.3-112.5确定切削用量及基本工时2.5.1以32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， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2以16H7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；机床：X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数粗铣a面铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.3以32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；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， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.6以32孔外圆和下端面定位，在钻床钻铰16H7孔；机床：Z525钻床刀具：16H7直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2，表28-10可查出，查Z525钻床说明书，取。 根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，故查Z525机床说明书，取。实际切削速度为 由参考文献2，表28-5，故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min2.5.7 以32孔外圆和下端面定位，钻M16底孔，丝锥加工M5螺纹底孔钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =2.5.8 钻孔攻丝M16，丝锥加工M5螺纹采用专用的分度夹具在立式钻床加工30角度的锥销孔4；机床：立式钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔切削深度： 进给量：根据参考文献3表2.438，取。切削速度：参照参考文献3表2.441，取。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 攻丝M16机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 由工序2可知： 走刀次数为1机动时间：工序：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3m 手工加工没有切削计算。2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。 本科毕业设计说明书（论文） 第29页共30页 第3章 铣32上端面夹具设计3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来铣32上端面，加工时除了要满足粗糙度要求外，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低生产成本和降低劳动强度。3.2 定位、夹紧方案的选择定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。首先必须明确其加工时应如图所示，这样放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加滑动V型块定位，这样既简单又方便。如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个滑动V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。3.3切削力及夹紧力的计算刀具：铣刀 D=50 面铣刀。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.4 误差分析与计算该夹具以一个平面和和1个V型块 支撑钉定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和V型块间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式
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