机械制造技术课程设计135调速器操纵手柄工艺规程及铣18两端面夹具设计（全套图纸）.doc

机械制造技术基础课程设计说明书设计题目： 操纵手柄及相关工序夹具的设计设 计 者：班学级：号：指导老师：江南大学2011/7/1目录1设计任务书一、序言二、零件分析2.1 零件的生产纲领与生产类型2.2 零件的作用2.3 零件的加工工艺分析三、毛坯成形工艺方案设计3.1 确定毛坯的成形方法3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 确定毛坯的热处理方式四、机械加工工艺规程工艺4.1 基准的选择4.1.1 粗基准的选择4.1.2 精基准的选择4.2 确定加工余量及工序尺寸4.3 制订工艺路线4.4 确定切屑用量及基本工时五、夹具方案设计5.1 确定定位方案5.2 夹紧力计算5.3 定位误差计算六、总结心得七、参考文献设计任务书2设计设计题目：设计“操纵手柄”零件机械加工工艺规程（大批量）设计要求：1、未注圆角 R232、去毛刺3、材料 45 钢设计内容：1、熟悉零件图，2、绘制零件图 1 张，3、绘制毛坯图 1 张，4、编写工艺过程卡 1 张和工序卡片 2 张，5.、夹具设计装配图 1 张，6、主要零件图 1 张，7、课程设计说明书 1 份。一、 序言设计是在我们学完了大学全部基础课程、技术基础课程以及全部专业课之后进行的。这是对我们各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的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训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。本设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程。详细讨论操纵手柄从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结操纵手柄的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对操纵手柄零件的主要技术要求，设计先端面用的铣床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。3二 零件分析2.1 零件的生产纲型领及生产类生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，操纵手柄的生产纲领为 5000 件/年。生。产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。全套图纸，加1538937062.2 零件的作用课程设计题目给定的零件是车床操纵手柄，属于板块类零件，是机床操纵杆上的一个零件，该零件的功用是传递扭矩。工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置，从而使机床主轴正转、反转或停止转动。2.3 零件的加工工艺分析该零件主要有平面、孔和键槽，是一个形状比较简单的零件。 以工件的上下表面为中心加工孔和槽。钻10 的孔，钻12H8 的孔，铣 16mm×8mm 的槽。 以18 mm 外圆为中心加工24 表面和孔，钻9H7，钻16H7 的孔。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，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。三、毛坯成形工艺方案设计3.1 确定毛坯的成形方法操纵手柄是一种常用的传动件，要求具有一定的强度。零件材料采用 45钢。由于零件成批生产，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，考虑到其运用场合，选择毛坯为锻造成型。并且该零件年产量为 5000 件/年，采用模锻比较合适，故可采用模锻成形。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差4参考金属加工工艺及工装设计，钢质模锻件的公差及机械加工余量按 GB/T12362-2003 确定。要确定毛坯的尺寸公差及加工余量，应先确定如下各项因素。此处参考书金属加工工艺及工装设计（1） 24 外圆的毛坯余量由表 2-10 得双边余量 4±，取单边 ，毛坯尺寸 31+11 mm，（2） 24 外圆端面的毛坯余量由表 2-10 得单边 4±，取 ，毛坯尺寸178.5+1.5 ，（3） 两端面及螺纹孔端面的毛坯余量由表 2-20 得双边余量 5+11.5 mm，取单边3.5mm，毛坯尺寸分别为 25+11.5 mm 和 18.5+11.5 mm。（4） 所有孔的毛坯尺寸均为实心。 确定毛坯的热处理方式钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重结晶得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。四 机械加工工艺规程设计4.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。4.1.1 粗基准的选择18 的外表面不需要加工，选择为粗基准加工24 外圆，选择20 外圆面作为粗基准，加工尺寸为 18 的端面。4.1.2 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。选择24 外圆中心线和端面以及 D 面作为精基准 。4.2 确定机械加工方法和余量及工序尺寸50.5根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：1. 12 mm 的孔：毛坯为实心，而12 mm 的孔的精度为 H8，Ra=6.3um（参考机械制造技术基础课程设计指南计表（5-30，5-15），确定工序尺寸及余量：钻孔： 11.5+00.27 mm，铰孔：12H8 mm， 2Z=0.5mm。2.10mm 的孔：毛坯为实心，Ra=6.3um 参照机械制造技术基础课程设计指南计（5-15），确定工序尺寸及余量：钻孔：9.5+00.22 mm；铰孔：10mm，2Z = 0.5mm。3.9 mm 的孔：毛坯为实心，而9 mm 的孔的精度为 H12，Ra=12.5um（参考机械制造技术基础课程设计指南计5-15），确定工序尺寸及余量：钻孔：9 mm4.16mm 的孔毛坯为9 mm 孔，而16 mm 的孔的精度为 H11，Ra=6.3um（参考机械制造技术基础课程设计指南计表 5-15,5-30），确定工序尺寸及余量：扩孔： 15.5+00.18 mm， 2Z=6.5mm；铰孔： 160+0.12 mm， 2Z=0.5mm。5.车外圆端面：根据端面的精度要求 Ra=12.5um，参照机械制造技术基础课程设计指南计（5-38），确定工序尺寸及余量：粗车：保证175 ± 0.125 mm 尺寸，Z=3.5mm6.车24mm 外圆面根据外圆面的精度 h9，Ra=12.5um 要求，参照机械制造技术基础课程设计指南计（5-32,5-33），确定工序尺寸及余量：6粗车： 2500.13 mm半精车： 2400.08 mm，2Z=1mm7. 铣 16X8mm 键槽：根据槽的精度 Ra=6.3um 要求，参照机械制造技术基础课程设计指南计5-40），确定工序尺寸及余量：粗铣 15X7mm 槽； 半精铣 16X8mm 槽。8.铣 D 两端面厚度 18 mm：根据铣面的精度Ra=6.3um 要求，参照机械制造技术基础课程设计指南计（5-49），确定工序尺寸及余量：粗铣：保证厚度 20 00.11 mm，半精铣：保证厚度 18mm，2Z=2mm9.铣螺纹的端面：根据铣面的精度 Ra=6.3um 要求，参照机械制造技术基础课程设计指南计（5-49，），确定工序尺寸及余量：粗铣：半精铣：螺纹的端面厚度到 16mm螺纹的端面厚度到 15mm10.在18mm 圆上铣扁槽 11.5H10mm：根据槽的精度 Ra=6.3um 要求，参照机械制造技术基础课程设计指南计（5-40,5-16），确定工序尺寸及余量：粗铣：半精铣：保证扁槽厚度 13.500.15 mm保证扁槽厚度 11.5H10mm4.3 制订工艺路线7（工序号工名序称工序内容00车粗车大端面，粗车外圆24，半精车外圆24，倒角 3X45°，4X45°，钻孔9，铰孔至16，扩孔9 至15.8，铰孔15.8 至16，倒角 0.5 X45°05 铣粗铣 D 两端面至 18，半精铣 D 两端面至 18，06铣在18 外圆上粗铣长 28 平面，半精铣长 28 平面10 铣粗铣螺纹圆端面至 15，半精铣螺纹圆端面至 15，15钻钻孔11.8，钻孔10，铰孔12，倒角 0.5X45°，铰孔10，倒角 1X45°20 铣25 钻30 攻丝粗铣铣键槽 16X8，半精铣键槽 16X85，倒角 0.5 X45°对5 的孔进行攻丝 M6X1-335 去毛刺 去毛刺40 清洗45 终检清洗终检入库 确定切削用量及基本工时以工序 ：铣两端面作为计算的例子）加工条件工件材料： 钢，ó b ，锻件。加工要求：粗铣 两端面加工余量 。机床、刀具： 立式铣床、硬质合金立铣刀。表 选择铣刀的尺寸铣刀直径 d = 10mm ，L=72，Z=4。已知铣削宽度 ae = 2.5mm ，铣削深度 a p = 18mm 确定每齿进给量 。根据表 ， 型卧式铣床的功率为 ，工艺系统刚性为中等，查得每齿进给量 f z = 0.030.025mm ，取 f z = 0.03mm 。选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为，直径 ，耐用度 。8确 定 切 削 速 度 和 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 fM z 。根 据 表 中 公 式 计 算：v =m xv yvqkv 式 中 Cv = 21.5 ， q v = 0.45 xv = 0.1 ， yv = 0.5 ， uv = 0.5 ，pv = 0.1，m = 0.33，a p = 18mm ， f z = 0.03mm / z ，ae = 2.5mm ，z = 4 ，d = 10mm ， k v = 1.0 v =21.5× 10 0.4560 0.33 ×180.1 × 0.030.5 × 2.50.5 × 4 0.1×1 = 7.74m /minn =1000 × 7.74ð × 5= 493r /min 根据 转速表，选择 n = 490r /min ，实际切削速度 v = 0.256m / s ，工作台每分钟进给量为 f M z = 0.03 × 4 × 60 = 7.2mm /min 根据表 ， f M z = 35mm /min ，实际 f z =校验机床功率。根据表 计算公式，354 × 60= 0.145mm / zPc =Fcv1000Fc =xF yFFk Fc 式中 CF = 119 ， xF = 1.0 ，yF = 0.75，uF = 0.85 ，wF = 0 ，q F = 0.73，a p = 2.5mm ，f z = 0.145mm / z ， ae = 18mm ， z = 4 ， d = 10mm ， k Fc = 1Fc =119 × 2.51 × 0.1450.75 ×180.85 × 4100.73 × 4900×1 = 607 Nv = 0.145m / s Pc =607 × 0.1291000= 0.078kW铣 床 功 率 为 ， 符 合 要 求 ， 可 以 采 用 。f z = 0.145mm / z f M z = 35mm /min n = 490r /min v = 0.129m / s ）计算基本工时L = 18 9Cvd vT ap z euv z pvf aCF a p z euF zf awFd nqTm =Lf M z18× 6035）辅助工时根据书金属加工工艺及工装设计由表 4-106 可查得：辅助工时大约为 工序 钻16 +00.12 孔。以零件的 外圆柱面为主要的定位粗基准，以孔 为辅助基准。钻 孔，采用高速钢钻头，查机械制造技术基础课程设计表 ，由于 ，故系数为 。取 。查机械制造技术基础课程设计表 ，取 v c v c ×（×）取 ，所以实际切削速度为：v c ××计算工时 tm （）（）扩16 +00.12 孔并倒角采用高速钢扩钻。查机械制造技术基础课程设计表 ，。取 。查机械制造技术基础课程设计表 ， v c （） v钻 故 v c v钻 × v c ×（×）取 计算工时 tm （）16 +00.12 孔倒角 两端采用 锪钻，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔相同。即工序 钻 9 +00.2 孔并倒角。以16 +00.12 孔为精基准，保证与16 +00.12 的同轴度误差不超过 。采用高速钢钻头，查机械制造技术基础课程设计表 ，由于 ，故系数为 。取 。10= = 31s 查机械制造技术基础课程设计表 ，取 v c ，则 v c ×（×）取 。计算工时 tm （）采用 锪钻，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同。即工序 粗车，半精车 24 00.08 外圆表面及右端面。以16 +00.12 孔为精基准。粗车时，选用高速钢车刀。由于加工余量为 ，因此此次切削，吃刀深度为 a p 。查机械制造技术基础课程设计表 ，取 。查机械制造技术基础课程设计表 ，取 。确定机床主轴转速：1000vð d（）（）按机床取 实际切削速度为 tm1 （）粗车右端面时，吃刀深度 a p ， tm 2 （）半精车时，由于加工余量为 ，因此此次切削，吃刀深度为 a p 。查机械制造技术基础课程设计表 ，。因其不限切削速度，故取机床主轴转速为粗车的转速 tm3 （）倒角 时，吃刀深度 a p ， t m4 （）倒角 时，吃刀深度 a p ， t m5 （）（在本工序未注明的进给量 和机床主轴转速 分别为 和 ）工序 粗铣 孔和 通槽（即 和 ）的上下端面。以16 +00.12 孔为精基准，以孔 为辅助基准。零件材料为 钢，故可用高速钢圆柱铣刀。查表得取铣刀直径 ，粗齿， 齿。由于粗铣加工单边余量为 ，小于 ，故铣削宽度 a e 。11由于 面上两端突出故将 作为铣削深度从而进给 ，所以取 a p 查表可知， f z ，取 f z 齿。查表可知， v c 取 v c v c ×（×）v f f z 取 v f tm v f 工序 半精铣 通槽（即 ）的上下端面。以16 +00.12 孔为精基准，以孔 为辅助基准。选用高速钢圆柱铣刀，细齿， 齿。由于粗铣加工单边余量为 ，故铣削宽度 a e 。查表，取 查表可知， v c 因为该工序为半精铣速度应取较大值，故取 v c v c ×（×）v f f z 取 v f tm v f 粗铣 通槽（即 槽）。以16 +00.12 孔为精基准，以孔 为辅助基准。选用高速钢立铣刀，查机械制造技术基础课程设计表 ，齿。f z ，取 f z 齿。查机械制造技术基础课程设计表 可知， v c 12 v c ×（×）v f f z 取 v f tm v f 工序 钻 侧孔，攻螺纹，以 16 +00.12 孔为精基准，以 上端面为辅助基准。 钻螺纹底孔选用高速钢麻花钻，查表 可知，取 查表 可知， v c ×（×）取 v c ××计算工时 tm （） 攻 螺纹选用 丝锥，螺距 。切削用量选为 v c ×（×）取 ，则 v c ××计算工时 tm （）工序 扩，铰12 +00.027 孔并两端倒 。以16 +00.12 孔为精基准，以 面为辅助基准。保证12 +00.027 孔与 面的垂直度误差不超过 扩孔时，采用高速钢扩钻。查机械制造技术基础课程设计表 ，。取 。查机械制造技术基础课程设计表 ， v c （） v钻 故 v c v钻 × v c ×（×）取 计算工时 tm （）13铰12 +00.027 孔时，采用高速钢铰刀查机械制造技术基础课程设计表 ，。取 。查表可知， v c 。 v c ×（×）。计算工时 tm （）12 +00.027 孔两端倒 。采用 锪钻，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与铰孔相同。即工序 扩 孔并两端倒 。以16 +00.12 孔为精基准，以 12 +00.027 孔为辅助基准。保证与12 +00.027 孔的圆心距为 35 +00.15 。采用高速钢扩钻查机械制造技术基础课程设计表 ，。取 。查机械制造技术基础课程设计表 ， v c （） v钻 故 v c v钻 × v c ×（×）取 计算工时 tm （） 孔两端倒 采用 锪钻，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔相同。即五、夹具设计本次设计的夹具为操纵手柄的专用铣夹具。 确定定位方案本夹具用于加工操纵手柄上面的尺寸为 18 的两端面（工件材料为 钢）。工件以Ø 的外圆面在固定 形块上定位，消除 个自由度，有左端的活动 形块对顶Ø 外圆消除旋转自由度，再由右端面的支撑板限制了轴向自由度，达到完全定位。有活动 形块和压板机构进行对工件的压紧。 夹紧力的确定14由机床夹具设计手册表 得，铣削铣削力计算公式为：0.90 0.18 铣削深度（） 铣刀的齿数s z 每齿进给量（） 铣刀直径（） 铣削宽度（） 铣刀每分钟转数0.90由 于 预 紧 方 向 与 铣 削 力 方 向 一 致 ， 用 螺 纹 进 行 预 紧 力WO ='Q · Lz由机床夹具设计手册表 查得螺纹直径为 螺距为 手柄长 的作用力为 时大约可产生 的力。所以可以采取螺纹夹紧。（上述公式系数均在机床夹具设计手册中查得）。 定位误差分析定位误差主要有基准不重合误差和基准位移误差引起由于没有基准不重合误差，所以 B = 0 （）工件外圆尺寸的公差（）所以夹具能满足零件加工精度的要求。15P =118t0.85sz0.75D0.73B n zP =118t0.85sz0.75D0.73B n0.18z=118×60.85 ×0.1450.75×100.73 ×2.50.9 ×4900.18 ×4=658Nr tg1 + rtg(á + 2' )六、总结心得1、为期两周的课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，我取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。2、本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计。我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识。3、通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！16七、参考文献设计资料及主要参考书参考书：崇凯机械制造技术基础程设计指南化学工业出版社吉卫喜机械制造技术基础高等教育出版社吴宗泽罗升国机械设计课程设计手册三版高等教育出版社孙康宁李爱菊工程材料及其成型技术基础一版高等教育出版社毛淮平互换性与测量技术基础一版机械工业出版社鲁平宇工程图学一版机械工业出版社设计资料：实用机械加工工艺手册机床夹具设计原理机床夹具设计手册17