机械制造技术课程设计-手柄座[831015]加工工艺及钻φ14孔夹具设计.docx

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1、第1章零件的分析1Ll零件的作用11.2零件的工艺分析1第2章工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.2.1粗基准的选择原则32. 2.2精基准选择的原则31. 3制定工艺路线42. 4确定各工序的加工余量43. 5确定切削用量及基本工时6第3章钻中14孔夹具设计143. 1问题提出143. 2定位误差分析143. 3确定夹紧机构153. 4设计夹具体16结束语17谢辞18参考文献19第1章零件的分析1.1 零件的作用手柄座是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或

2、动力。因此，手柄座的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。题目所给的零件是CA6140车床的手柄座。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、停、换向和制动。1.2 零件的工艺分析图1-1 CA6140车床手柄座零件图零件材料为HT150、对手柄座的表面、孔进行加工，具体要求如下:1、手柄座45端面2、手柄座25孔3、手柄座宽14槽4、手柄座10孔5、手柄座14孔6、手柄座5孔粗糙度Ra6. 3粗糙度Ra3. 2粗糙度Ral2.5粗糙度Ra3. 2粗糙度Ra3. 2粗糙度Ra3. 27、手柄座MlO螺纹孔8、手柄座宽6键槽粗糙度Ral2. 5粗糙度Ral2.

3、5粗糙度Ral2. 59、手柄座5.5孔第2章工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT150灰口铸铁，由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大,选用金属型铸造，铸造精度为CT8级，加工余量等级MA-F,能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择原则1 .如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多

4、不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2 .如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3 .如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4 .选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5 .粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及CA6140车床手柄座零件图知，选择前端面和R13圆弧作为定位粗基准。6 .2.2精基准选择的原则1 .用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2 .当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多

5、表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3 .当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4 .为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5 .有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及CA6140车床手柄座零件图知,选择中45端面、25H8孔和10H7孔作为定位精基准。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技

6、术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果,以便降低生产成本。以下选择零件的加工方法及工艺路线方案工序01：金属型浇注工序02：时效处理工序03：粗铳45端面工序04：钻、扩、钱25孔、10孔工序05：插宽6键槽工序06：钻、扩、钱14孔工序07：钻、钱5孔工序08：钻、攻MlO螺纹孔工序09：铳宽14槽工序10：钻6.5孔工序11：钳工去毛刺工序12：检验至图纸要求2.4确定各工序的加工余量1 .中45端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=2.Om

7、rn,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra6.30根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铳削即可满足其精度要求。2 .25孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra3.20根据机械制造工艺设计简明手册表L4-8,三步钻削（钻一一扩一一钱）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=IL5mm扩单边余量Z=O.9mm钱单边余量Z=0.Imm3 .宽14槽的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,得铸件的单边加工余量Z=7.Omrn,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ral2.5.根据机械制造工艺设计简明手

8、册表1.4-8,一步铳削（即粗铳）方可满足其精度要求。4 .10孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2。根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,两步钻削（钻一一钱）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=4.9mm较单边余量Z=0.Imm5 .14孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra3.20根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,三步钻削（钻一一扩一一钱）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=6.5mm扩单边余量Z=

9、0.4mm钱单边余量Z=0.Imm6、5孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra为3.2o根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,两步钻削（钻一一钱）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=2.4mm较单边余量Z=0.Imm7.MlO螺纹孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ral2.5.根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,两步钻削（钻一一攻）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=4.25mm攻单边余量Z=0.75mm8、6.5

10、孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ral2.5.根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步钻削即可方可满足其精度要求9、宽6键槽的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4,因其加工的尺寸不大故采用实心铸造，铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ral2.5o根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步插削即可方可满足其精度要求3.5确定切削用量及基本工时工序03：铳45端面1 .选择刀具刀具选取端面铳刀，刀片采用YG8,J0=50切帆，V=75m/min,z=42 .决定铳削用量3 决定铳削深度因为加

11、工精度相对不高，故分一次（即粗铳）完成，则册=2.0mm决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铳床说明书，其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出工=0.2切/齿，则IOOOv血IoOoX754x50= 478rmin按机床标准选取4.=475r/min7idn4x50x475m/min 75m/minIL=100010003.计算工时切削工时：I=45nn,Z1=1.5nn,I2=3削则机动工时为*=/+任匕i=45+2+3X小a.522min鑫475x0.2工序04：钻、扩二钱25孔、10孔工步一：钻23孔选用。23“加高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.

12、216查得.篇=0.2师“V=40m/min（切削表2.15）nIOOOvD1000x4023r/min 554rmin按机床选取n=545rmin7idnu. ）x23x545V =IOOO IOOO 39.4 m / min切削工时：1 = 43mm , 2 = 11.5mtn , 3 = Orwn则机动工时为43 + 11.5 + 0545 x 0.28X1 min 0.358 min工步二：扩孔23至24.8选用。24.8M高速钢锥柄扩孔钻（工艺3.1-6）由切削表2.7和工艺表4.216查得启=0.15三”v=50mmin（切削表2.15）r! min 670rmin100Ov100

13、0x50n=D%x23.8按机床选取n=680rmin 53 Zmin_血凡,_）x24.8x680T6-100O切削工时：I1=43nvn,I2=0.9twn,I3=OnVn则机动工时为,+2+343+0.9+0.n.1t,u=-1=X1rmn0.431rrunnwf680x0.15工步三：钱25孔根据参考文献IV表2-25,/=0.20.4三7r,v=8-12mmin,得ns=169.8254.65r/min查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速，取了=0.35姓nw=198rnin,实际切削速度u=9.33帆/min。切削工时：I=43nn,1=0.nun,I2=3nn,则

14、机动工时为Z+1+243+0.1+3CZ.tm=!-=0.666nunnwf1980.35工步四：钻9.8孔选用四8次72高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.216查得.赢=0.2&丽”V=1Sm/min（切削表2.15）1000v 100018n =Drx9.8r/min 585rmin按机床选取n=545rmin7idnV =!L,乃 X 9.8 X 545 10001000 17mmin切削工时：1=38w?,I2=4.9nn,3=Otwn则机动工时为却=4+2+3j=38+4.9+minXo.282minnwf5450.28工步五：钱10孔根据参考文献IV表2-

15、25,/=0.20.4三r,v=8-12mmin,得ns=169.8254.65r/min查参考文献V表422,按机床实际进给量和实际转速，取了=0.35相机,w=198rnin,实际切削速度u=9.33帆/min。切削工时：I=38mm,1=O.nm,I2=3mm,则机动工时为*=1+1+12/=色土（）1+3X1X0596ninn、J1980.35工序05：插宽6键槽机床B5020插床L选择硬质合金插刀。见机械加工工艺手册第三章中2 .切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有滑枕工作行程速度v=20mmin工作台移动速度fa=0.2mmin切削深度H=2.665mm进给量fd=0.

16、2mmr3 .工作台行程长度及切削速度由机械制造工艺设计表6.2-4查得+4=35=+4+5=43+35=781000v100020,y1o-_jL（1+）78（1+0.8）-LI4 .切削工时Tj=J-Lnd式中H-被加工槽的深度（mm）fd一一每双程刀具进给量（mm双行程）明一每分钟的双程次数k一一考虑插削回程快于工作行程的系数,其值由表6.2-9,表6.2-10,知女二0.8Ti=H=mjn0.094minjfdnd0.2143工序06：钻、扩、钱14孔工步一：钻中13孔选用。13机机高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.2-16查得V=O.28z三rv=24mmi

17、n（切削表2.15）n-IOOOv7TD100024r/min 588rmin按机床选取n=545rmin7x13x54510001000 223% min切削工时：1 = 2Snn , I2 = 6.5nn , 3 = Omzn则机动工时为l+2+3 .nJ28 + 6.5 + 0545 0.28X1 min 0.227 min工步二：扩孔13至13.8选用。24.8如高速钢锥柄扩孔钻（工艺 3.1-6）由切削表2.7和工艺表4.2 16查得f机=0.15w?/rv = 30nmin （切削表 2.15）IOOOv 100030D xl3.8r/min 693rmin按机床选取n=680rm

18、in7idnw rxl3.8x680 V =-=10001000 29.5/w/min切削工时：1=28，I2 = OAiwn , I3 = Qmm则机动工时为1 2+3 .nJ28 + 0.4 + 0680x0.15X1 min 0.279 min工步三：钱14孔根据参考文献IV表2-25,=0.20.4皿“，v=8-12mmin,得ns=169.8254.65r/min查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速，取了=0.35次相nw=198rnin,实际切削速度U=9.33帆/min切削工时：I=28nm,I1=0.nn,I2=3mm,则机动工时为*=28+l+3=0449mi

19、nnwf198x0.35工序07：钻、钱5孔工步一：钻4.8孔选用。4.8mm高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.216查得,篇=0.2师“IOOOv 1000x8r/min 531rminV=Sm/min(切削表2.15)vDx4.8按机床选取n=545rmin 8.3?/min_7ndnw_4.8545V=10001000切削工时：1=9mrn,I2=2Ann,3=Onvn则机动工时为tn,=9+2.4+()*nin、0.075minnwf5450.28工步二：较5孔根据参考文献IV表2-25,f=0.2-OAmmZrfv=8-12mmin,得ns=169.8254

20、.65r/min查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速，取7=0.35相机nw=198rin,实际切削速度y=9.33mmin。切削工时：I9mm,1=0.Invn,I2=3nvn则机动工时为空=Li丛i=9+01+31=0.175minnwf1980.35工序08：钻、攻MlO螺纹孔工步一：钻MIo螺纹底孔8.5选用。8.5”高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.2-16查得V=O.28z三rv=20mmin（切削表2.15）n-IOOOv7TD100020）x8.5r/min 708rmin按机床选取n=800rmin 22.6zwmin_7idnw_乃

21、X8.5X800V10001000切削工时：1=IOnvn,I2=4.25加，3=Onvn则机动工时为tn=ECi=10+4.25+（）X1mjnB0.064ninnwf8000.28工步二：攻MIO螺纹选择MlOmm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距p,即f=0.75mmrV=IOzrzZminIOOOvD1000x10万xlr/min 354rmin按机床选取n=400rmin切削工时：1=IOwzw,I2=0.75/raw,I3=Onvn则机动工时为t,=上+4+hi=l+75+（）XimjnXQQ54minnwf4000.5工序09：铳宽14槽1 .选择刀具刀具选取三面刃铳刀，刀片采用

22、YG8,4=125mm,v=50mmin,z=142 .决定铳削用量决定铳削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铳）完成，则盘=7.0mm决定每次进给量及切削速度根据X61型卧式铳床说明书，其功率为为4.5kw,中等系统刚度根据表查出，=0.2制/齿，则IooOU 1000507id X125r/min 127rmin按机床标准选取卬=125r/min3.计算工时切削工时：=38mm,1=7.0n,I2=3nn,走刀次数i=l则机动工时为f,”=L+4+&i=38+7。+3Xmn=1.92min加125x0.2工序10：钻6.5孔选用。6.5高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7

23、和工艺表4.216查得.篇=0.2&丽”V=10mmin（切削表2.15）n=iooov=ioooxior/minwminD7rx6.5按机床选取n=545rminTIdn、v=!,ll._-X6.5X54510001000m/min1lmmin切削工时：I、=52mm,I2=3.25nn,I3=2mm则机动工时为&=+2+3j=5.2+3.25+2imin0.068minnwf5450.28第3章钻中14孔夹具设计3.1问题提出经过考虑，本次设计为第六道工序，钻、扩、钱14孔夹具设计。根据基准重合原则，应选择中45端面、25H8孔和中IOH7孔作为主要定位基准，即工序简图中所规定的定位基准是

24、恰当的。定位元件选择一个心轴与一个B型固定式定位销，定心轴上端部分为螺杆，用六角螺母加紧。3. 2定位误差分析经过考虑，本次设计为第七道工序，钻孔至中13；扩中13孔至13.85；粗较中13.85孔至13.95；精钱中13.95孔至14H7的钻床夹具设计。根据基准重合原则，应选择G25H8孔前端面、G25H8孔和中I0H7孔作为主要定位基准，即工序简图中所规定的定位基准是恰当的。定位元件选择一个心轴与一个B型固定式定位销，定心轴上端部分为螺杆，用六角螺母加紧。定位误差计算如下：1 .移动时基准位移误差.v=,D1+Xlmin（式31）式中：J1心轴孔的最大偏差Dl心轴孔的最小偏差lmin小轴孔

25、与心轴的最小配合间隙代入（式31）得：y.v=Jl+D1+Xlmin=0.021mm+0+0.02mm=0.041mm2、转角误差t卜8_d+*D+Xmin+W+X2min（式3-2）g2LL式中：J1心轴孔的最大偏差D1心轴孔的最小偏差lmin0轴孔与心轴的最小配合间隙ZW2B型固定式定位销孔的最大偏差D2B型固定式定位销孔的最小偏差2minB型固定式定位销孔与B型固定式定位销的最小配合间隙V其中：x2min=2(-)则代入(式32)得：Z)0.021+0+0.02+0.01500.013八八八八NCtg9=0.000692x50则：e0.03953. 3确定夹紧机构在机械加工工艺设计中，已

26、经确定手柄座的生产类型为大批量生产，在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构夹紧工件。在心轴上直接做出一段螺杆，装夹工件时，先将工件定位孔装入带有螺母的定心轴上，实现定位，然后在工件与螺母之间插上开口垫圈，最后拧紧螺母压紧工件。L钻削力计算查简明机床夹具设计手册表3-4得切削力计算公式：耳=667df01Kp由钻、扩、较14孔的工时计算知，册=6.5mm,=0.28mm由简明机床夹具设计手册表33知长.=0.75即耳二667dfKp=66713O.2807X0.75N667130.410.75N-2666N所需夹紧力，查表5得，Wk=WF,安全系数K=KOKlK2K3K4K/6式中。端为各种因素的安全系

27、数，查表得：K=1.21.21.151.01.31.01.02.153,当计算KC2.5时，取K=2.5移动压板夹紧部分由MlO螺母锁紧，查表得夹紧力为3550NWk=WF=35502.5N=8875N由上计算得W*Fy,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.4设计夹具体夹具体是夹具的基础件，夹具上的各种装置和无件通过夹具体连接成一个整体。故夹具体的形状与尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接。结束语本设计中是CA6140车床手柄座加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编

28、排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决。通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。这次设计使我收益不小，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

29、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

30、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张耀宸主编.机械加工工艺设计手册.北京：航空工业出版社，20212肖继德，陈宁平主编.机床夹具设计（第2版）.北京：机械工业出版社20223浦林祥主编.金属切削机床夹具设计手册（第2版）.北京：机械工业出版社，20214任嘉卉主编.公差与配合手册.北京：机械工业出版社，20205东北工学院机械零件设计手册编写组编.机械零件设计手册.北京:冶金工业出版社，20226江南大学郑修本主编.机械制造工艺学（第二版）.北京：机械工业出版社，20217上海理工大学陆剑中，孙家宁主编.金属切削原理与刀具（第4版）.北京：机械工业出版社，20228刘力，王冰主编.机械制图（第二版）.北京：高等教育出版社，20219陈于萍，高晓康编著.互换性与测量技术（第二版）.北京：高等教育出版社，202110张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计知道书及习题.北京：机械工业出版社，202011孟宪栋，刘彤安主编.机床夹具图册.北京：机械工业出版社，202214江洪，郦祥林，李仲兴编著.Solidworks2006基础教程（第2版）.北京：机械工业出版社，2020