手柄套课程设计说明书

1、目录1.前言 .错误 !未定义书签。2.课程设计的目的 .错误 !未定义书签。3.零件的工艺分析 .错误 !未定义书签。结构及工艺性分析 .错误 !未定义书签。零件的技术要求分析 .错误 !未定义书签。4.毛坯的选择 . .错误 !未定义书签。5.零件机械加工工艺路线的拟定 .错误 !未定义书签。定位基准的选择 .错误 !未定义书签。粗基准的选择 .错误 !未定义书签。精基准的选择 .错误 !未定义书签。拟定工艺路线 .错误 !未定义书签。加工方法的选择和加工阶段的划分 .错误 !未定义书签。工艺路线的拟定 .错误 !未定义书签。工艺方案的分析与比较 .错误 !未定义书签。加工余量及工序尺寸的

2、拟定，工序尺寸及公差的确定错误!未定义书签。切削用量的确定 .错误 !未定义书签。工序 7：车左端面 . .错误 !未定义书签。工序 8：加工 12H7孔 .错误 !未定义书签。工序 9：锪钻中心孔 16 .错误 !未定义书签。时间定额确定 .错误 !未定义书签。工序 8：加工 12H7孔时间定额的计算. 错误 !未定义书签。工序 9：扩中心孔 16 时间定额的计算6.夹具设计 .确定设计方法和要求.选择定位方式及定位元件.确定导向装置.确定夹紧机构.7 小结 .参考文献.错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错

3、误 !未定义书签。错误 !未定义书签。1. 前言本次课程设计的对象为手柄套，该产品的年产量为50000 件，备品率为10%，机械加工过程废品率为1%。所以按零件的生产纲领计算公式N=Qn（1+a）（ 1+b）求得零件的年产量为 55550 件，现在已知此产品为轻型机械。查表可确定生产类型为大批大量生产。2. 课程设计的目的机械制造技术基础课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养我们制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，我们应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。并且还应该具有以下几种能力。1、能熟练运用机械

4、制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。3. 零件的工艺分析结构及工艺性分析由于该零件是大批大量生产，毛坯一般采用机器模锻这种高效率的毛坯制造方法，但由于本零件结构简单并且外形为圆柱形，所以毛坯采用棒料，由零件图可知该零件结构简单，所以结构应力也比较简单和

5、均匀。两个端面与外圆面的连接处应有一定过度圆角以减少结构应力。图 1 手柄套实体图零件的技术要求分析由零件图2 可知，该零件的加工表面为两个端面，外圆面和各个孔。孔的中心线是主要的设计基准和加工基准，并且和端面有一定的位置要求。具体分析如下：（1） 45mm外圆面：公差等级为IT7 ，表面粗糙度为。（2） 端面：本零件为回转体，端面尺寸精度要求不高，右端面要求与12H7孔的中心线垂直度为，表面粗糙度为和.左右端面倒角 C1。（3） 12H7孔：公差等级为IT7 ，表面粗糙度为，孔口倒角为C1。（4） 2× 6H8 孔：两孔的位置关系为相互垂直，孔中心线与右端面的距离为 13mm，公差

6、等级为IT8 ，表面粗糙度为 . 两孔要求与 12H7 孔的中心线的位置度公差为 .（5） 8mm孔：未注公差尺寸，孔中心线与右端面的距离为22mm。（6） 5H7 孔：公差等级为IT7 ，孔中心线与 12H7 孔中心线的距离为15mm，深为 12mm。（7） 16 孔：未注公差尺寸，孔深为12mm，孔口倒角为 C1。4. 毛坯的选择手柄套零件的材料为45 钢。 45 钢为优质碳素结构钢，硬度不高易切削加工，综合性能优良。根据零件的尺寸，形状，批量和材料确定毛坯为锻件或型材。由于该零件形状简单，精度要求不高，且为大批大量生产，为在一定程度上降低生产成本，所以选定毛坯材料为型材。由于零件的基本尺

7、寸d=45mm，基本长度 l=35mm，所以查机械制造技术基础设计手册表5-3 得棒料的直径为D=d=34mm,取毛坯直径D=45+3=48mm。端面余量可根据零件的长度和加工状态决定。5. 零件机械加工工艺路线的拟定定位基准的选择该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。手柄套的加工自然应遵循这个原则。这是因为表面的面积大，用

8、可表面定位以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。手柄套零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由于手柄套的生产量很大。怎样满足手柄套生产率要求也是过程中的主要考虑因素。粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。但由于零件所有表面均要加工，且毛胚为圆棒料，所以选外圆表面为粗基准。精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，根据该手柄套零件的技术要求和装配要求，选择加工后外圆端

9、面作为精基准。拟定工艺路线加工方法的选择和加工阶段的划分根据手柄套零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查机械制造技术基础课程设计图 2-5 和图 2-6 确定加工工件各表面的加工方法。表 1.手柄套零件各表面加工方法表面粗糙度加工表面尺寸精度等级加工方案（Ra）外圆左端面IT9粗车外圆表面IT7外圆右端面IT7中心孔 12H7IT7中心孔 16IT10孔 5H7IT72× 6H8 外圆IT8孔8 外圆孔IT10工艺路线的拟定半精车粗车半精车精车粗车半精车精车钻扩铰锪钻铰钻铰钻表 2.工艺方案 1工序 1下料工序 2粗车右端面工序 3粗车外圆工序 4热处理工序 5半精车、精车右端

10、面工序 6半精车、外圆，倒角 C1工序 7粗车、半精车左端面，倒角 C1工序 8钻，扩，铰 12H7mm孔，倒角 C1工序 9锪钻中心孔 16mm，倒角 C1工序 10钻，铰右端面上的 5H7mm孔，倒角 C1工序 11钻，铰外圆孔 2x6H8mm工序 12钻外圆孔 8mm工序 13去毛刺工序 14终检工序工序工序123表 3.工艺方案 2粗车，半精车右端面粗车，半精车，精车外圆表面45f7 ，到外圆角划线，给要钻的孔划线C1工序 4钻，扩，铰 12H7孔工序 5锪钻中心孔 16，倒圆角 C1工序 6切断零件工序 7半精车，精车左端面，倒圆角C1,倒内圆角 C1工序 8钻，铰右端面上的 5H7

11、孔工序 9钻，铰外圆孔 2x 6H8工序 10钻外圆孔 8工序 11去毛刺工序 12终检工艺方案的分析与比较上述两个工艺方案的特点在于：方案一是直接用短棒料，其毛坯形状接近工件外表面不用切断便可直接加工左右端面，方案二是先钻中心孔后切断。对于方案一工序比较分散，切削热残留比较小，因热变形的加工误差也比较小，而方案二工序比较集中，切削热残留比较大，因热变形的加工误差也比较大；装还有就是工件直径比较小，如果先钻中心孔在切断，则工件的刚度也就变小，引起的加工误差也比较大；方案二夹次数比方案一少，减少时间。综上比较，选用工艺方案一比较好。加工余量及工序尺寸的拟定，工序尺寸及公差的确定（1）左端面（表

12、4）工序名工序间单边余量工序达到的公差工序尺寸及公差半精车IT9粗车IT12毛坯无(2) 右端面（表 5）工序名工序间单边余量工序达到的公差工序尺寸及公差精车IT7半精车IT9粗车IT12毛坯无无（3）外圆柱面（表 6）工序名工序双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差精车IT7半精车IT9粗车IT11毛坯无(4) 中心孔 12H7和 16 孔（表 7）工序名工序双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差铰IT7扩IT9钻11IT11锪4IT10(5) 加工孔 5H7（表 8）工序名工序双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差铰IT7钻IT11（6）加工孔 6H8（表 9）工序名工序双边余量工序达到的公差工

13、序尺寸及公差铰IT7钻IT11（ 7）加工孔 8（表 10）工序名工序双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差钻8IT10切削用量的确定工序 7：车左端面已知工件材料为 45 钢，机床为 CA6140卧式机床，刀具为焊接式硬质合金刀具 YT15，刀杆尺寸为 16mm× 25mm，几何参数为 =15°， =8°， =60°，=10°， =0°， =，=-10°， =。1粗车（1）背吃刀量（） =（2）进给量f根据已知条件查机械制造技术基础第二版表2-5得f=r,根据所用的CA6140车床的技术参数，实际取f=r。（3）切削速度查机

14、械制造技术基础第二版表2-7 得 =130m/min 由可 以推 出 主轴 转速 为n=1089r/min 。 根据CA6140 主 轴 转速 列 数 ， 取n=1130r/min 。（4）校核机床功率查机械制造技术基础表2-3得 =2795 = = =1所以 =535p=*/1000=查阅机床参数得 CA6140车床电动机的功率为，所以机床功率足够。2半精车（1）背吃刀量（） =（2）进给量f根据已知条件查机械制造技术基础第二版表2-6得f=r,根据所用的CA6140车床的技术参数，实际取f=r。（3）切削速度查机械制造技术基础第二版表2-7 得 =135m/min 由可 以推 出 主轴 转

15、速 为n=1228r/min 。 根据CA6140 主 轴 转速 列 数 ， 取n=1130r/min。工序 8：加工 12H7孔本工序为加工孔，工艺为钻 - 扩 - 铰。选用机床为 Z525 立式钻床。刀具为高速钢的 标准 钻头 和标 准铰刀 。 查表 得直 柄麻花钻 直径 11mm， 刀具 寿命T=45min；标准铰刀寿命 T=40min。1 钻孔（1）确定进给量 f查表得 f=r ，由 Z525 钻床参数确定 f=r 。（2）确定切削速度v查表得 =14m/min, 差得切削速度修正习数 =，故 =minn=307r/min 。按机床转速参数选择n=392 r/min ，所以实际切削速度

16、为min。（3）检验扭矩功率查表得钻孔时扭矩及功率, 其中 = = = =所以 =m。而转速为 392 的 Z525 立式钻床能传递的扭矩为m,所以合格。2 扩孔确定进给量查表得 f=r,由 Z525 钻床参数确定 f=r 。确定切削速度 v查表得 =1020m/min,取=15，故 n=403r/min 。按机床转速参数选择n=392 r/min ，所以实际切削速度为min。3 铰孔确定进给量查表得 f=r,由 Z525 钻床参数确定 f=r 。确定切削速度 v查表得 =1020m/min,取=15，故 n=398r/min 。按机床转速参数选择n=351 r/min ，所以实际切削速度为m

17、in。工序 9：锪钻中心孔 16本工序为扩中心孔 16，选用的刀具标准直柄扩孔钻，直径 16，切削刃长度 120. 总长 178。选用的机床为 Z50 立式铣床。确定进给量查表得 f=r,由 Z525 钻床参数确定 f=r 。确定切削速度 v查表得 =1020m/min,取=15，故 n=403r/min 。按机床转速参数选择n=351 r/min ，所以实际切削速度为min。时间定额确定工序 8：加工 12H7孔时间定额的计算1. 基本时间的计算1 钻孔时间定额 =i=其中 =（ D/2）cot+(12)mm,=(14)mm所以 =3 mm所以 =2 扩孔时间定额 =i=其中 =（） cot

18、+(12)mm 查表得 45mm所以 = =45mm所以 =3 铰孔时间定额 =i=其中 =（） cot+(12)mm 查表得 14mm所以 = =14mm所以 =所以基本时间为 =2. 辅助定额时间的计算查表得辅助时间可取 =150 S3. 作业时间的计算所以作业时间为 150+ S= S工序 9：扩中心孔 16 时间定额的计算1. 基本时间的计算时间定额 =i=其中 =（） cot+(12)mm 查表得 45mm所以 = =45mm所以 =2. 辅助定额时间的计算查表得辅助时间可取 =150 S3. 作业时间的计算所以作业时间为 150+= S6. 夹具设计确定设计方法和要求（1）保证被加工要素的加工精度（2）提高劳动生产率（3）具有良好的使用性能(4) 满足大批大量生产要求（5）具有经济性选择定位方式及定位元件本次所设计的夹具为工序 10：钻外圆 8 孔的专用夹具所采用的定位方式以及定位元件如表 12，具体形状尺寸见附录钻孔夹具装配图。表 12定位方式定位元件自由度限制平面定位支撑板X 的移动自由度Y,Z 的旋转自孔定位定位心轴Y,Z 的移动自由度由度孔定位削边销X 的旋转自由度由表 12 可知，本工序专用夹具为完全定位夹具确定导向装置采用固定式钻套，具体为d=8mm，H=16mm的 B 型固定钻套。形状及尺寸如如下图所示：标记为：