机械制造工艺学课程三级项目报告2

1、word机械制造工艺学课程三级工程报告题目：CA6140车床手柄座零件机械加工工艺规程设计及组合夹具设计学 院： 班 级： 组 长： 组 员： 指导教师： 完成日期： 2022年 6 月26日 .word一CA6140车床手柄座零件机械加工工艺过程设计1、 零件分析CA6140车床手柄座位于车床光杆与手柄连接处，通过传递力矩，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，实现对机床的操作。从该零件的外形看，此零件的形状较不规那么，而且需要加工的部位多且位置精度要求较高。因此需要加工一面作为精基准，从而为后面的加工提供保障。分析零件图可知，手柄座主要结构是孔和面构成。需对多个面多

2、个孔加工，手柄大小端面和14H7孔端面均有要求切削加工，5.5mm孔端面，10H7孔端面、14H7孔端面和25H7孔凸台端面均为平面，可以防止加工过程钻头钻偏，以保证空的加工精度，而螺纹孔M10端面为圆柱面保证孔的加工精度较困难；另外在轴向方向上的25H7孔凸台端面作为定位基准加工要求较其他端面高。2、 毛坯选择手柄座在使用过程中不经常变动，它只起支撑作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。从零件的材料及力学性能分析，手柄座常使用的是铸铁，综合考虑应选择：零件材料为HT200，拔模斜度不大于3°，铸造圆角半径为R3R5的铸件毛坯。且生产类型为大批生产，为提高生产率和铸件

3、精度，宜采用机器造型铸造在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定保证作用。3、 定位基准的选择（1） 粗基准的选择。在选择粗基准时，考虑的重点是如何保证加工外表有足够的余量及保证不加工外表与加工外表的尺寸，位置符合零件图样设计要求。本次设计加工时选用mm孔两端面为粗基准，采用互为基准的方法进行加工出精基准外表。（2） 精基准的选择。选择精基准时，考虑的重点是如何减少误差，保证加工精度和安装方便。根据该手柄座的技术要求和装配要求，选择手柄座mm及45mm外圆凸台端面作为精基准。4、 外表加工方法的选择序号加工外表加工方法经济精度等级外表粗糙度值Ra/m145mm凸台端面粗铣IT93.2

4、225H7孔大端面粗铣-半精铣IT93.2325H7孔钻-扩-精铰IT71.64铣槽14mm粗铣-半精铣IT93.2514H7孔端面粗铣IT93.2610H7孔钻-扩-铰IT71.6714H7孔钻-扩-铰IT71.685.5mm孔钻IT83.29螺纹孔M10钻-攻IT93.210键槽插键槽IT71.65、 加工顺序确实定工序号工序内容1铸件2时效处理3粗铣45mm圆柱小端面4粗铣-半精铣45mm大端面，保证尺寸43mm5钻-扩-铰25H7孔6铣槽mm，保证尺寸深度43mm7粗铣14H7孔端面，保证尺寸43mm8钻-扩-铰10H7孔9钻-扩-铰14H7孔，保证尺寸孔深度25mm10插键槽6H11

5、mm,保证尺寸27.3H11mm11钻5.5mm孔12钻-攻M10-7Hmm螺纹孔，保证成30°角13检验入库二钻10H7工序设计1、 加工设备确定选用Z525立式钻床2、 加工余量、工序尺寸及公差确实定10H7mm孔，Ra1.6mm；加工该孔的工艺为：钻粗铰精铰钻孔：9.8mm；粗铰：9.96mm；精铰：10H7mm。3、 切削用量及工时定额确实定钻粗铰精铰孔 钻孔：选择高速钢锥柄麻花钻 得 按机床选取 根本工时：粗铰孔： 选择的高速钢铰刀 得 按机床选取 根本工时：精铰孔： 选择的铰刀 按机床选取 根本工时：三填写机械加工工艺过程卡片及工序卡片燕山大学机械加工工艺过程卡片产品型号

6、CA6140零件图号产品名称CA6140车床零件名称CA6140车床手柄座共 1 页第1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸85.5*68.5*49每毛坯件数1每台件数1备注序号工序名称工序内容车间设备型号工艺装备工时夹具刀具量具准终单件1铸造铸造2铣削粗铣45mm圆柱小端面立式铣床X51高速钢立式铣刀、游标卡尺3铣削粗铣-半精铣45mm大端面保证尺寸43mm立式铣床X51高速钢立式铣刀、游标卡尺4钻削钻-扩-铰25H7孔立式钻床Z535高速钢锥柄麻花钻、高速钢机用铰刀、游标卡尺5铣削铣槽mm，保证尺寸深度43mm立式铣床X51高速钢立式铣刀、游标卡尺6铣削粗铣14H7孔端面，保证尺寸

7、43mm立式铣床X51高速钢立式铣刀、游标卡尺7钻削钻-扩-铰10H7孔立式钻床Z535高速钢锥柄麻花钻、高速钢机用铰刀、游标卡尺8钻削钻-扩-铰14H7孔，保证尺寸孔深度25mm立式钻床Z535高速钢锥柄麻花钻、高速钢机用铰刀、游标卡尺9拉削插键槽6H11mm,保证尺寸27.3H11mm卧式插床键槽铣刀、游标卡尺10钻削钻5.5mm孔立式钻床Z535高速钢锥柄麻花钻、游标卡尺11钻削钻-攻M10-7Hmm螺纹孔，保证成30°角立式钻床Z535高速钢锥柄麻花钻、丝锥、游标卡尺12检验入库设计徐铭江日期2022年6月26日审核日期会签日期燕山大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称

8、零件名称CA6140车床手柄座共1 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号7钻削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件85.5*68.5*4911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液螺旋夹紧机构工位器具编号工位器具名称工序工时/分准终单件工步号工步内容工艺设备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔立式钻床Z53596029.540.1710.312粗铰孔立式钻床Z5351956.11.30.193精铰孔立式钻床Z5351956.1230.80.3设计 徐铭江日期2022年6月26日审核日期

9、会签日期（4） 组合夹具设计与组装1、被加工零件加工要求配以工序简图及实物照片本次设计工序7钻10H7mm孔的夹具，该工序要求10H7mm孔轴线与25H8mm孔中心线有0.2mm的平行度要求，因而也应以25H8mm孔的中心线为定位基准。 2、定位方案设计与定位误差分析计算配图及计算说明一定位方案设计为了加工10H7mm孔，应限制的自由度应保证定位可靠，加工稳定，故设计的定位方案如手柄座夹具总装图所示，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。在该定位方案中，25H8mm孔内插入一个定位长销，限制了四个自由度x，y方向的移动和转动；在工件侧面加一个固定挡块，限制了一个自由度z方向的转动；用夹

10、具夹持住工件，限制了一个自由度沿z方向的移动。这样6个自由度全部被限制。二定位误差分析及计算定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对于夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的1/3，即可认为定位方案符合加工要求。对于本次设计的夹具，需要保证的平行度要求：要求10H7mm孔轴线与25H8mm孔中心线有0.2mm的平行度要求，由于定位基准是45mm孔的中心线，工序基准也是45mm孔的中心线，故基准不重和误差为0，只存在基准位移误差。定位误差的计算如下：1 验算中心距50±0.2mm影响此精度的因素：1定位误差，此项

11、主要是定位孔25H8mm和定位销25g6mm的间隙产生，最大间隙为0.053mm.；2钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图尺寸为50(±0.006),误差为为0.012mm；3钻套与衬套的配合间隙,由16H6/g5可知最大间隙为 0.029mm；4钻套内孔与外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略；5钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e=H/2+h+B*(/H)。H为导向高度，此处H=45mm，h=10mm,B=38mm,故e=0.045mm其综合误差可按概率法求和：=(0.0532+0.0122+0.0292+0.0452)(1/2)=0.07mm该项误

12、差略小于中心距允许误差0.2mm。2验算两孔的平行度精度工件要求10H7mm的孔全长平行度公差0.05mm，导致产生两孔平行的误差的因素有：1设计基准与定位基准重合，没有基准转换误差，但25H8/g6的配合间隙及孔与端面的垂直度公差会产生基准位置误差，定位销轴中心与25H8mm孔中心偏角1(rad)为1=1max/H1,式中，1max为25H8/g6处最大间隙mm；H1为定位销轴定位面长度mm。2定位销轴中心线对夹具体底平面的垂直度要求2图中没有注明。3钻套中心与定位销轴的平行度公差，图中标注为0.02mm，那么 3=0.02/43=0.0004665mm。4刀具引偏量e产生的偏斜角4=0.0

13、29/45=0.00064 rad因此总的平行度误差=(12+22+32+42)<0.05,故合格。3、夹紧方案设计与夹紧力计算配图及计算说明1夹紧力方向原那么：(1)夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置；(2)夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；(3)夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。2夹紧作用点原那么：(1)夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；(2)夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；(3)夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加

14、工外表，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式。本设计方案选用的是螺旋夹紧机构，夹紧方向向下，通过螺杆的转动，带动套在螺杆头部的螺母向下移动，进而作用在工件45mm圆柱大端面上，实现夹紧。这种夹紧方式和夹紧装置简单实用，且对于批量生产能较快装夹工件，劳动强度较小，本钱低，简单可靠。3夹紧力计算本方案采用的螺旋夹紧机构，螺杆端面为圆周接触，由 加工工艺师手册 夹紧力计算公式：查 加工工艺师手册 表17-30原始作用力Q=100N,作用力臂L=240mm,由表17-25得螺旋副当量摩擦半径=15.56mm

15、,=1°26，f=0.2mm/r，l=20mm,由表17-27得1=9°50，代入公式得：F=2206.15 N。由 机械制造装配设计 得平安系数k=k1*k2*k3*k4,其中k1=1.51.2,k2 =1.2粗加工或=1精加工；k3=1.11.3，k4=1.2断续切削或1连续切削，求的k=2.376。查 实用加工工艺手册 表14-9摩擦系数u=0.15故实际所需的夹紧力为19070N。4、组合夹具根本元件的选择确定配照片 采用螺旋直接夹紧或与其他元件如垫圈、压板等组合实现夹紧工件的机构，统称为螺旋夹紧机构。根据零件高度43mm选择适宜长度的螺栓与弹簧，套筒，压

16、板等。因为机床是立式钻床，需要把工件垫高钻孔，防止钻头与方形根底板相撞，同时夹具整体加高。5、合夹具的设计与组装配照片首先需要方形板上找好足够地位置固定好定位原件，然后把工件装好定位，根据高度和位置开始组装夹紧原件与上卡工件。（5） 参考文献1 王信义. 机械制造工艺学M. 北京:北京理工大学出版社,2012.2 杨叔子. 机械加工工艺手册第一版M. 北京:机械工业出版社,2012.5. 3 王先逵. 机械加工工艺手册第二版M. 北京:机械工业出版社,2007.2. 4 马贤智. 实用机械加工手册第一版M. 辽宁科学技术出版社,2002.25 王惠方. 金属切削机床(第一版) M. 北京:机械

17、工业出版社,1994.7.（6） 心得体会本次三级工程的任务是确定CA6140车床手柄座零件机械加工工艺规程设计及组合夹具设计，通过这次设计，我对手柄座从铸造到加工有了很深的了解，对夹具的设计也有了深入的研究，使我明白了很多东西。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段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；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们根本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等大

18、学生进入社会后，经验就成为了一个压死人的问题，尤其是机械的学生，由于缺乏经验与动手能力，在刚开始就业的时候会出现很多问题，这很让人头痛。但实习给我们带来的那些经验与感想，却是对我们每个人的工作学习，生活来说都是一笔价值连城的财富。有些东西你可能现在没有感觉到它的价值，但随着工作会慢慢地感受到它的价值。每一次的实习都让我们受益匪浅，也给我们的学习带来方向性，也是我们生活与工作的基石。总的来说，这次设计，使我们在根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根底。由于能力所限，设计中还有许多缺乏之处，恳请各位老师、同学们批评指正！七小组成员奉献及自评成绩小组成员奉献自评机械加工工艺规程设计、组合夹具设计、制作工程报告A组合夹具设计、制作工程报告B制作PPT、工程报