机械制造技术课程设计-操作手柄的工艺规程及精车φ24外圆夹具设计【全套图纸】.doc

中北大学课程设计说明书目 录全套图纸，加153893706前言2一、零件的分析2（一）零件的作用2（二）零件的工艺分析2（三）确定生产类型3二、 工艺规程设计3(一) 确定毛坯的制造形式3（二）基面的选择3（三） 制定工艺路线3（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定4（五）确立切削用量及基本工时6三、夹具设计13（一） 问题的提出13（二） 夹具设计131 定位基准选择132. 切削力及夹紧力计算133 . 车床夹具的装配图见附图13七、参考文献14前言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是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，我希望能通过这次课程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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的操作手柄。它位于车床变速机构中，主要起操作调节作用。（二）零件的工艺分析操作手柄的加工表面，分述如下：1. 以孔9为中心的加工表面这一组加工表面包括：24的外圆，18的外圆，以及其上下端面，孔壁上一个M6的螺纹孔。2. 以12为中心的加工表面这一组加工表面包括：10 的孔，螺纹孔端面。槽的内表面，16的孔。这两组表面有一定的位置度要求,即10 的孔上下两个端面与12 的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。（三）确定生产类型由老师所提供的机械制造工艺学课程设计指导书可得，零件的生产规模为中批生产。二、 工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形式零件材料为45号钢。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1） 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取9孔的不加工外轮廓表面作为粗基准。（2） 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。以24的外圆及孔12作为精基准。（三） 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。其工艺路线如下：工序一 以9内表面为定位，粗车24外圆表面。工序二 以24外表面为定位，粗车18外圆表面及4x45倒角。工序三 以24外表面及R10外圆表面为定位，粗镗孔12，粗铣尺寸为18的上下两面、11.5的上下两面。 工序四 以24外表面及18的下表面为定位，半精镗12的孔及两边0.545的倒角。工序五 以孔12及24外表面为定位，粗镗10及两边145倒角，粗铣槽8的内表面，钻槽两边R4的半圆槽。工序六 以24外表面及一端面为定位，粗镗孔16 及两边0.545倒角工序七 以24外表面及孔10为定位，粗铣端面及345倒角，用丝锥攻螺纹M61-3的螺纹孔。工序八 钳工去毛刺。工序九 终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定操作手柄；零件材料为45号钢，生产类型中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 钢制铸件的公差按GB6414-861：铸件的尺寸公差CT查表2.2-3 CT 为810，取CT=9基本尺寸为185，查表2.2-1则尺寸公差为2.82：铸件机械加工余量（GB/T11351-89）查表2.2-5可得MA为F级查表2.2-4可得各尺寸机械加工余量如下：零件尺寸单面加工余量铸件尺寸2423018224182241753.518211.52.516.5816 3:铸造壁的最小厚度此零件的表面积大致S=24*3.14*80+18*3.14*48+18*3.14*18+13*35=10214.12mm=102.141cm查表2.2-7可得其最小壁厚为4mm,经检验合格。4：圆角半径由题中已知可取为R3由以上可得零件的毛坯图，见图1（五）确立切削用量及基本工时工序一 粗车24外圆表面1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造加工要求：粗车24外圆表面机床：卧式车床CA6140刀具：YW2外圆车刀 2. 切削用量1）确定背吃刀量ap 粗车单边余量为2mm，显然ap=2mm2）确定进给量f 机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.74mm/r。由于是粗车，选较大量f=0.7mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=算得 Vc89mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据卧式车床CA6140车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*48*475/1000=71.592m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。5) 校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=71.592m/min，f z=0.65mm/r。6）计算基本工时tmL/ 2*f=80/2*0.65=61.5s工序二 粗车18外圆表面及4x45倒角1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造加工要求：粗车18外圆表面机床：CA6140卧式车床。刀具：W18Cr4V硬质合金刀具2. 切削用量1）确定背吃刀量ap 粗车单边余量为2mm，显然ap=2mm2）确定进给量f 机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.74mm/z。由于是粗车，选较大量f=0.7mm/r。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=算得 Vc80mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据卧式车床CA6140车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*18*475/1000=26.847m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。5) 校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=26.847m/min，fz=0.65mm/r。6）计算基本工时tmL/ Vf=48/1.3=36.9s工序三 粗镗孔12，粗铣尺寸为18的上下两面、11.5的上下两面1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗镗孔12，粗铣尺寸为18的上下两面、11.5的上下两面机床：XA6140立式铣床刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=2.0/2.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。3. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=1.5mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 同上4. 计算基本工时tm=(32+80)/475+8/0.2/6.17=40s工序四 以24外表面及18的下表面为定位，半精镗12的孔及两边0.545的倒角。保证垂直度误差不超过0.15mm1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造。加工要求：半精镗12的孔及两边0.545的倒角。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金、直径为12mm的圆形钢镗刀。90直柄锥面锪钻2. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=0.5mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。4. 计算基本工时tm=（18+3.5+4）/(0.2*0.67)=40s工序五 以孔12及24外表面为定位，粗镗10及两边145倒角，粗铣槽8的内表面，钻槽两边R4的半圆槽。1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗镗10及两边145倒角，粗铣槽8的内表面，钻槽两边R4的半圆槽。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金、直径为10mm的圆形钢镗刀,90直柄锥面锪钻, 直径为8的高速钢麻花钻钻头，W18Cr4V硬质合金钢铣刀2. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=1mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。4. 计算基本工时tm=（18+4）/(0.2*0.67)+20+15=65s工序六 以24外表面及一端面为定位，粗镗孔16 及两边0.545倒角1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗镗孔16 。机床：卧式车床CA6140刀具：YT5硬质合金、直径为16mm的圆形钢镗刀，90直柄锥面锪钻2. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=3.5mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。4. 计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min工序七 以24外表面及孔10为定位，粗铣端面，用丝锥攻螺纹M61-3的螺纹孔。1. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣端面，用丝锥攻螺纹M61-3的螺纹孔。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金端铣刀，粗牙普通螺纹用丝锥2. 铣削切削用量1） 切削深度 ap=3.5mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。4. 计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.235min三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序、二，精车外圆。本夹具将用于卧式车床CA6140，刀具为YW2外圆车刀 。（一） 问题的提出本夹具主要用来精铰10H7孔，该孔的表面粗糙度要求较高，达到了1.6m。由于本零件的形状很不规则，难以用通用的V型块、圆柱销等夹具元件，因此需要选择合适的定位基准、合适的定位元件才能保证本工序的加工精度。（二） 夹具设计 1 定位基准选择 由零件图可知，24外圆相对于9孔有位置要求，为使定位误差为零，应该选择已加工好的9孔为定位基准。 2. 切削力及夹紧力计算 刀具：YW2外圆车刀 。 由实际加工的经验可知,车外圆时的主要切削力为铰刀