C1318自动车床手柄机加工工艺规程及φ16H7孔夹具设计

C1318自动车床手柄机械加工工艺规程设计C1318自动车床手柄机械加工工艺规程设计C1318自动车床手柄机加工工艺规程及φ16H7孔夹具设计一、设计题目设计C1318自动车床手柄加工工艺规程及镗削φ16H7孔专用夹具设计二、原始资料(1)被加工零件的零件图1张(2)生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1．绘制零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程综合卡片1张4．编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）1张5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张6．绘制夹具中1个零件图1张7．编写课程设计说明书（约5000-8000字）。1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1．第l～2天查资料，熟悉题目阶段。2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。5．第14～15天，零件图的绘制。6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8．第20～21天，答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写。 摘要随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，有会动手的职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习，机械课程设计这门课显得特别的重要。通过课程设计这一事件环节，是学生更好地理解和掌握课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力。按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，并对其中某些机构进行分析和设计。以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计，是机械制造工艺与装备设计的新体系。我们应该能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能熟练运用有关手册、图表等技术资料，进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技术，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础AbstractWiththedevelopmentofthesociety,technologicaladvances,themachineryindustrydemandforprofessionalsisconstantlychanging,particularlyastheapplicationofnumericalcontroltechnologyandadvancedequipmentincreases,onbothasolidtheoreticalfoundation,therearespecialtywillbehands-ontechnicaltalentdemandmoreandmore.Soinordertodeepenthecourseinmechanicaldesignthecourseespeciallyimportant.Throughthecoursedesignofthisevent,thestudentsbetterunderstandandmastercoursesinbasictheoryandmethods,furtherimprovingaccesstotechnicalinformation,drawingparts,etc.Accordingtoasimplemechanicalsystemoffunctionalrequirements,theknowledge,andonsomeoftheseorganizationstocarryoutanalysisanddesign.Todesignthemainline,analysisservicesforthedesign,thefootholdisthedesignofthemechanicalsystem,isthemachinerymanufacturingprocessandequipmentdesignofthenewsystem.Weshouldbeusingmechanicalmanufacturetechnologyinbasictheory,combinedwithproductionpracticelearnedpracticalknowledge,independentanalysisandproblem-solvingtechnologicalproblems,preliminarydesignwithamoderatepartoftheprocessofability,skillformanuals,chartsandothertechnicalinformation,furtherconsolidatethemapreading,drawing,andwritingtechnicaldocuments,andotherbasictechnologyforfuturegraduationandfutureworkandlayagoodfoundation.PAGEIIPAGE16目录 TOC\o"1-2"\h\z\u一、零件的主要技术条件分析 3二、选择毛坯、确定毛坯尺寸 42.1零件的生产类型 42.2选择毛坯 42.3确定机械加工余量 42.4确定毛坯尺寸 42.5确定毛坯尺寸公差 4三、选择加工方法、制定工艺路线 53.1定位基准的选择 53.2零件表面加工方法的选择 53.3制定工艺路线 6四、工序设计 74.1选择加工设备与工艺装备 74.2确定工序尺寸 8五、确定切削用量及工时 95.1工序Ⅰ切削用量的确定 95.2工序Ⅱ切削用量的确定 95.3工序Ⅲ切削用量的确定 105.4工序Ⅳ切削用量的确定 105.5工序Ⅴ切削用量的确定 115.6工序Ⅵ切削用量的确定 115.7工序Ⅶ切削用量的确定 115.8工序Ⅷ切削用量的确定 125.9工序Ⅸ切削用量的确定 12六、夹具设计 136.1问题的提出 136.2夹具设计 13七、设计总结 15参考文献 16题目：手柄机械加工工艺规程设计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。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。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12~14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φ16H73及3φ10参考文献[1]：表5.2.1M16（14mm）3及3φ8243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φ104.4±2.2φ84.4±2.2305.0±2.51708±4315.0±2.5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)。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。φ16H7孔公差为IT7，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行钻、半精镗、精镗。尺寸24mm的两端面，为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra3.2μm，根据GB1800-79规定其公差等级选IT7，需进行粗铣、半粗铣、精铣。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Ra3.2μm，需进行粗铣、半粗铣、精铣。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。工艺螺孔φ5，在螺孔加工机床上完成锥销孔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。中间手柄的加工表面，上下端面和侧表面，粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗车和半精车。半径为R20的面，表面粗糙度Ra6.3μm用锉刀挫光。3.3制定工艺路线工序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：终检工序设计4.1选择加工设备与工艺装备选择机床工序Ⅰ：镗床T5120工序Ⅱ：铣床X5020工序Ⅲ：镗床T5120工序Ⅳ：铣床X5020工序Ⅴ：镗床T5120工序Ⅵ：铣床X5020工序Ⅶ：铣床X5020工序Ⅷ：卧式钻床Z6220工序Ⅸ：卧式镗铣床T6120工序Ⅹ：铣床X5020工序Ⅺ：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°Z5150。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Ⅰ、Ⅱ使用通用夹具即可，钻φ4孔时选用分度夹具。选择刀具加工Φ16孔选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；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ae≤60,深度ap≤4,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γo＝10°后角周齿αo＝12°，端齿αo＝8°；钻Φ4mm小孔，直接用Φ4mm的钻头钻出来；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。选择量具选择量具有：读值为0.02、量程为0～200mm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/μm粗半精精粗半精精粗半精精Φ16H74.610.4Φ14.6Φ15.6Φ16H7Ra12.5Ra6.3Ra3.2M164.610.4Φ12.6Φ13.6M16Ra12.5Ra6.3Ra3.224321282524Ra12.5Ra6.3Ra3.2167321171168167Ra12.5Ra6.3Ra3.225321292625Ra12.5Ra6.3—确定切削用量及工时切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度υc。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、υc的乘积最大。当ap、f、υc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Ⅰ切削用量的确定 本工序为粗镗（Φ16H7孔）。已知加工材料为HT200，铸件；机床为T5120型立式镗床。确定粗镗Φ16mm孔的切削用量。所选刀具硬质合金镗刀，YG8材质。①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。②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。③确定切削速度υc：υc=60m/min；④tj=Li/fn=4.02stf=0.15tj=0.6s。5.2工序Ⅱ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。①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2mm，ap2=1mm。粗铣25mm上端面、侧面双边余量3mm，ap②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。③确定切削速度υc：查《机械加工实用手册》υc=42m/min；④tj=tj1+tj2=16.2stf=0.15tj=2.46s5.3工序Ⅲ切削用量的确定 本工序为半精镗（Φ16H7孔）。机床为T5120型立式镗床。刀具硬质合金镗刀，YG6材质；①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。②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。③确定切削速度υc：υc=80m/min；④tj=Li/fn=2.1stf=0.15tf=0.3s5.4工序Ⅳ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。①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。②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。③确定切削速度υc：查《机械加工实用手册》υc=42m/min；④tj=16.2stf=0.15tj=2.46s5.5工序Ⅴ切削用量的确定 本工序为精镗（Φ16H7孔）。机床为T5120立式镗床。所选刀具硬质合金镗刀，YG6材质。①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。②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。③确定切削速度υc：υc=60m/min；④tj=Li/fn=2.58stf=0.15tj=0.39s5.6工序Ⅵ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；①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；②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。③确定切削速度υc：查《机械加工实用手册》υc=42m/min④tj=9stf=0.15tj=1.35s5.7工序Ⅶ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；①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；②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。③确定切削速度υc：查《机械加工实用手册》υc=42m/min；④tj=16.2stf=2.43s5.8工序Ⅷ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Φ12钻头钻底孔，深度约为32mm，单边余量为ap=6mm。用直径为Φ4钻M5底孔，通孔，单边余量为ap=2mm。tj1=（L+l1）/fn=3.36stf2=0.15tj=0.504s、tj2=（L+l1+l2）/fn=1.38stf2=0.207s5.9工序Ⅸ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T6120①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；②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。③确定切削速度υc：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υc1=60m/min，υc2=80m/min，υc3=60m/min；④tj1=（L+l1）/fn=4.62stf2=0.15tj=0.693stj1=（L+l1）/fn=3.36stf2=0.15tj=0.504s5.10工序Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ切削用量的确定这三道工序，工序Ⅹ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Ⅺ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Ⅻ钳工在钳工台将R20的圆弧锉光到粗糙度为Ra6.3μmtj1=（l+l1）/fn+（l+l1）/fn0=30stf=0.15tj=4.5stj2=（l+l1+l2）/fn+（l+l1+l2）/fn0=2.5stf=0.15tj=0.378s六、夹具设计设计工序——钻孔16H7的孔6.1问题的提出本夹具要用于钻孔16H7，本工序对孔16H7的要求有：孔直径15.本道工序只钻一下孔即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证孔的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度6.2夹具设计①定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择选择定位基准，定位基准的选择必须合理，否则会直接影响 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，选择合理的定位基准。此零件图没有较高的