操作手柄的工艺规程及夹具设计

1、中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院: 机械工程与自动化学院专业： 机械设计制造与其自动化题目机械制造工艺学课程设计操作手柄的工艺规程与夹具设计指导教师：职称:讲师职称:教授2008年12月3日中北大学课程设计任务书2008/2009 学年第 1 学期学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造与其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：机械制造工艺学课程设计操作手柄的工艺规程与夹具设计起迄日期：2008年12月3日2008年12月15日课程设计地点：中北大学指导教师：系主 任：下达任务书日期:2008年12月3日课程设计任务书1 .设计目的：操作手柄的工艺规程与夹具设计（1）培养学生运用机

2、械制造工艺学与有关课程（工程材料与热处理；机械设计、互换性与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具等）的知识，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，初步具备设计一个中等 复杂程度零件的工艺规程的能力。（2 ）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会 拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。（3 ）培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。2 设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：本次设计要求编制一个中等复杂程度零件（不少于10道工序，见附图

3、）的机械加工工艺规程，并设计其中一道工序的专用夹具，绘制相关图纸，撰写设计说 明书。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。注意理论 与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产 上是可行的。具体内容如下：（1） 根据零件图，确定生产类型（一般为中批或大批生产），对零件进行工 艺分析。（2）选择毛坯种类与制造方法，绘制毛坯图。（3）拟订零件的机械加工工艺过程， 选择各工序加工设备与工艺装备 （刀具、 夹具、量具、辅具），确定各工序切削用量与工序尺寸，计算某一代表工序的工时 定额。（4 ）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片。（5） 设计指

4、定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图1 2张。（6）撰写设计说明书。3 .设计工作任务与工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1. 制定零件在中批生产条件下的机械加工工艺规程，画零件图，毛坯图，填 写工艺卡片、工序卡片。2 .专用夹具设计。设计某道工序的专用夹具。3 .撰写课程设计说明书一份（A4纸）。4 .主要参考文献：1 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，2006.122 张龙勋.机械制造工艺学课程设计指导书与习题.北京:机械工业出版社，2006.13 孟少农，机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社，1991.94 艾兴，肖诗纲.切削用

5、量简明手册.北京:机械工业出版社李益明.机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版 赵家奇，机械制造工艺学课程设计指导书一2版.北京:机械工业出版社，2000.107 李云，机械制造与设备指导手册.北京:机械工业出版社，1997.85 .设计成果形式与要求：a 亠亠 baa aa a a亠 sad a a a a q 一亠 has a a aj. sada a亠 a a aad saa - a a 亠.a a a d亠:n a asad - aa 44 a a亠 had a asad - aa a a亠 hada a aa- aaa a亠4 a d aa a a亠 had At a

6、ia aad-b aa - «ad 二 4 a a had a a aa mm-waw提供课程设计说明书一份，要求内容与设计过程相符，且格式要符合规定要求；被加工零件的零件图1张；毛坯图1张；夹具装配图1套；夹具主要零件图（通常为夹具体）1张；机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片1套。6 .工作计划与进度：2008年12月3日12月4日 分析研究被加工零件，画零件图；12月5日12月7日 工艺设计：选择加工方案、确定工艺路线，画毛坯图，填写工艺卡片；12月8日12月12日夹具设计，画夹具装配图与夹具主要零件图；12月13日12月14日编写课程设计说明书12月15日答辩系主任审查意见

7、：签字：年 月日目 录前言错误!未指定书签一、 零件的分析 错误!未指定书签（一）零件的作用 错误!未指定书签（二）零件的工艺分析 错误!未指定书签（三）确定生产类型 错误!未指定书签二、工艺规程设计错误!未指定书签（一）确定毛坯的制造形式 错误!未指定书签（二）基面的选择 .错误!未指定书签（三）制定工艺路线 错误!未指定书签（四）机械加工余量、工序尺寸与毛皮尺寸的确定 错误!未指定书签（五）确立切削用量与基本工时 错误!未指定书签三、夹具设计错误!未指定书签（一）问题的提出 错误!未指定书签（二）夹具设计错误!未指定书签1 . 定位基准选择错误!未指定书签2. 切削力与夹紧力计算 错误!未

8、指定书签3 .车床夹具的装配图见附图 错误!未指定书签七、参考文献错误!未指定书签、八.、刖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、技术基础课以与大部分 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。操作手柄的工艺规程与夹具设计就我个人而言，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

9、（一）零件的作用题目所给的零件是6140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：©2 4的外圆，© 18的外圆，以与其上下端面，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。操作手柄的工艺规程与夹具设计由上面分析可知，加工时应先加工一组表

10、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

11、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的外圆与孔2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、尺寸精度与位置精度等技术要 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：工序一一以内表面为定位，粗车 &#

12、169;24 00.08外圆表面。工序二 以©24 00.08外表面为定位，粗车 ©18外圆表面与4x45 °倒角。工序三 以©24 00.08外表面与R10外圆表面为定位，粗镗孔 ©12 o0.027，粗铣尺寸为 18的上下两面、1 1.5 00.15的上下两面。工序四 以©24 00.08外表面与18的下表面为定位，半精镗©12 00027的孔与两边0.5 X45 °的倒角。工序五 以孔© 12 0 0.027与©24 00.08外表面为定位，粗镗©10与两边1 X45。倒角，粗

13、铣槽8 00.4的内表面，钻槽两边 R4的半圆槽。工序六 以24 00.08外表面与一端面为定位，粗镗孔 ©16 o0.12与两边0.5 X45。倒 角工序七 以©24 00.08外表面与孔©10为定位，粗铣端面与3 X45。倒角，用丝锥攻螺 纹M6 X1-3的螺纹孔。工序八钳工去毛刺。工序九 终检。(四) 机械加工余量、工序尺寸与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。据以上原始资料与加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸与 毛坯尺寸如下：钢制铸件的公差按6414-861 :铸件的尺寸公差 查表2.2-3 为810，

14、取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(11351-89 )查表2.2-5可得为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©24 0.082©30182©24182241753.51821 1.5 00.152.516.5Q 0.48 0163:铸造壁的最小厚度此零件的表面积大致24*3.14*80+18*3.14*48+18*3.14*18+13*35=10214.122 22102.141 2查表2.2-7可得其最小壁厚为4,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

15、，见图1（五）确立切削用量与基本工时工序一粗车©24°0.08外圆表面1. 加工条件工件材料：45#钢，db =0.67 190241,铸造加工要求：粗车 ©24°0.08外圆表面机床：卧式车床 6140刀具：2外圆车刀2. 切削用量1） 确定背吃刀量粗车单边余量为2,显然2由于是粗车，选2） 确定进给量f机床功率为7.5。查切削手册0.140.74较大量0.7 o查后刀面最大磨损与寿命 切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5 o切削手册表3.8，寿命180Cvd°qv计算切削速度按切削手册，V TmapXvfzyvaeUvZpv v算

16、得 =89 , 439490据卧式车床6140车床参数，选择475475,则实际切削速度 V3.14*48*475/1000=71.592,故校验合格实际进给量为f 475/(300*10)=0.165）校验机床功率 查切削手册1.1,而机床所能提供功率为最终确定 2，475475，V 71.592，f 0.656）计算基本工时=2*80/2*0.65=61.5s工序二 粗车8外圆表面与4x45。倒角1. 加工条件工件材料：45#钢，b=0.67 190241, 铸造加工要求：粗车8外圆表面机床：6140卧式车床。刀具：W184V硬质合金刀具2. 切削用量1） 确定背吃刀量粗车单边余量为2,显

17、然2由于是粗车，选2） 确定进给量f机床功率为7.5。查切削手册0.140.74较大量0.7 o3）查后刀面最大磨损与寿命查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5查切削手册表3.8，寿命1804）计算切削速度按切削手册V TmapXvfzyvaeUvZpvKv算得 =80, 439490据卧式车床6140车床参数，选择475475,则实际切削速度 V3.14*18*475/1000=26.847,实际进给量为 f 475/（300*10）=0.16。5）校验机床功率 查切削手册1.1,而机床所能提供功率为 。故校验合格。最终确定 2，475475，V 26.847，0.65。6）计算基

18、本工时=48/1.3=36.9s工序三 粗镗孔2 00.027，粗铣尺寸为18的上下两面、1 1.5 00.15的上下两面1. 加工条件工件材料：45#钢，b=0.67 190241, 铸造。加工要求：粗镗孔（ 12 0 0.027，粗铣尺寸为18的上下两面、1 1.5 00.15的上下两面机床：6140立式铣床刀具：W184V硬质合金钢端铣刀，牌号6。铣削宽度=60,深度=4,齿数10,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径 80。选择刀具前角 y = +5。后角ao = 8 °副后角ao' =8 °刀齿斜角入一 10 ° ,主刃,过渡刃=30

19、 ° ,副刃=5 过渡刃宽b £ =1 OW184V硬质合金钢镗刀2. 铣削切削用量1） 铣削深度 铣削尺寸为18的上下两面时因为切削量较小，故可以选择2.0，铣 削尺寸为1 1.5 00.15的上下两面时2.5 一次走刀即可完成所需长度。2） 每齿进给量 机床功率为7.5。查切削手册0.140.24。由于是对称铣，选 较小量0.14 。3）查后刀面最大磨损与寿命查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5 o查切削手册表3.8，寿命1804）计算切削速度 按切削手册，查得 =98，439490据6132铣床参数，选择 475475,则实际切削速度 V 3.14*80*

20、475/1000=119.3, 实际进给量为 f 475/（300*10）=0.16。5）校验机床功率 查切削手册1.1,而机床所能提供功率为 o故校验合格。最终确定 2.0/2.5，475475，V 119.3，f 0.16。3. 镗削切削用量1） 切削深度1.52） 确定进给量查表得0.23）计算切削速度 同上4. 计算基本工时(32+80)/475+8/0.2/6.17=40s工序四 以©24 00.08外表面与18的下表面为定位，半精镗 ©12 00027的孔与两边0.5X45 °的倒角。保证垂直度误差不超过 0.151. 加工条件工件材料：45#钢，b=

21、0.67 190241, 铸造。加工要求：半精镗 © 12 0 0.027的孔与两边0.5 X45 °的倒角。机床：6140立式铣床刀具：5硬质合金、直径为12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0.52) 确定进给量查表得0.23) 计算切削速度 按切削手册，查得 =98 , 439490据6132铣床参数，选择 475475,则实际切削速度 V 3.14*80*475/1000=119.3, 实际进给量为 f 475/(300*10)=0.16。4.计算基本工时(18+3.5+4 ) 工序五 以孔© 12 0 0.027

22、与©24°0.08外表面为定位，粗镗©10与两边1 X45。倒角，粗 铣槽8o0'4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=0.67 190241, 铸造。加工要求：粗镗©10与两边1 X45。倒角，粗铣槽8。0.4的内表面，钻槽两边R4的半 圆槽。机床：6140立式铣床刀具：5硬质合金、直径为10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，W184V硬质合金钢铣刀2. 镗削切削用量1) 切削深度 12) 确定进给量查表得0.23) 计算切削速度 按切削手册，查得 =98，43949

23、0据6132铣床参数，选择 475475,则实际切削速度 V 3.14*80*475/1000=119.3, 实际进给量为 f 475/(300*10)=0.16。4.计算基本工时(18+4 ) 工序六 以24 00.08外表面与一端面为定位，粗镗孔 ©16 o0.12与两边0.5 X45。倒角1. 加工条件工件材料：45#钢，b=0.67 190241, 铸造。加工要求：粗镗孔 ©16 00.12。机床：卧式车床 6140刀具：5硬质合金、直径为16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 3.52) 确定进给量查表得0.23) 计算切

24、削速度按切削手册，查得 =98 , 439490据6132铣床参数，选择 475475,则实际切削速度 V 3.14*80*475/1000=119.3, 实际进给量为 f 475/(300*10)=0.16。4.计算基本工时=(72+9)/375=0.216工序七 以©24 00.08外表面与孔©10为定位，粗铣端面，用丝锥攻螺纹 M6 X1-3 的螺纹孔。1. 加工条件工件材料：45#钢，b=0.67 190241, 铸造。加工要求：粗铣端面，用丝锥攻螺纹M6 X1-3的螺纹孔。机床：6140立式铣床刀具：5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 3.52) 确定进给量查表得0.23) 计算切削速度 按切削手册，查得