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

零件的分析全套图纸加V信153893706或扣33463894111.1零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1-1CA6140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Φ45端面粗糙度Ra6.32、手柄座Φ25孔粗糙度Ra3.23、手柄座宽14槽粗糙度Ra12.54、手柄座Φ10孔粗糙度Ra3.2手柄座Φ14孔粗糙度Ra3.2手柄座Φ5孔粗糙度Ra3.27、手柄座M10螺纹孔粗糙度Ra12.58、手柄座宽6键槽粗糙度Ra12.59、手柄座Φ5.5孔粗糙度Ra12.5

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。2.2.2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Ф45端面、Ф25H8孔和Ф10H7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：粗铣Φ45端面工序04：钻、扩、铰Φ25孔、Φ10孔工序05：插宽6键槽工序06：钻、扩、铰Φ14孔工序07：钻、铰Φ5孔工序08：钻、攻M10螺纹孔工序09：铣宽14槽工序10：钻Φ6.5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.Φ45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=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra6.3。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。2.Φ25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Ra3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，三步钻削（钻——扩——铰）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=11.5mm扩单边余量Z=0.9mm铰单边余量Z=0.1mm3.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=7.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削（即粗铣）方可满足其精度要求。4.Φ10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——铰）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=4.9mm铰单边余量Z=0.1mm5.Φ14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Ra3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，三步钻削（钻——扩——铰）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=0.4mm铰单边余量Z=0.1mm6、Φ5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——铰）即可方可满足其精度要求钻单边余量Z=2.4mm铰单边余量Z=0.1mm7.M10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Ra12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步钻削（钻——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、Φ6.5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Ra12.5。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Ra12.5。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：铣Φ45端面1.选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则②决定每次进给量及切削速度根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝4753.计算工时切削工时：，，则机动工时为工序04：钻、扩、铰Φ25孔、Φ10孔工步一：钻Φ23孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）554r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：扩孔Φ23至Φ24.8选用高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）670r/min按机床选取n=680r/min切削工时：，，则机动工时为工步三：铰Φ25孔根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，，则机动工时为 工步四：钻Φ9.8孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）585r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步五：铰Φ10孔根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，，则机动工时为工序05：插宽6键槽机床B5020插床1.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工作台移动速度＝0.2m/min切削深度H＝2.665mm进给量=0.2mm/r3.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.切削工时式中H被加工槽的深度（mm)每双程刀具进给量（mm/双行程）每分钟的双程次数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=0.8工序06：钻、扩、铰Φ14孔工步一：钻Φ13孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）588r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：扩孔Φ13至Φ13.8选用高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）693r/min按机床选取n=680r/min切削工时：，，则机动工时为工步三：铰Φ14孔根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度切削工时：，，，则机动工时为工序07：钻、铰Φ5孔工步一：钻Φ4.8孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）531r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：铰Φ5孔根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，则机动工时为工序08：钻、攻M10螺纹孔工步一：钻M10螺纹底孔Φ8.5选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）708r/min按机床选取n=800r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：攻M10螺纹选择M10mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.75mm/r354r/min按机床选取n=400r/min切削工时：，，则机动工时为工序09：铣宽14槽1.选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则②决定每次进给量及切削速度根据X61型卧式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度根据表查出，则按机床标准选取＝1253.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序10：钻Φ6.5孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）490r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为第3章钻Ф14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、铰Φ14孔夹具设计。根据基准重合原则，应选择Ф45端面、Ф25H8孔和Ф10H7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。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Ф13；扩Ф13孔至Ф13.85；粗铰Ф13.85孔至Ф13.95；精铰Ф13.95孔至Ф14H7的钻床夹具设计。根据基准重合原则，应选择Ф25H8孔前端面、Ф25H8孔和Ф10H7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.（式3-1）式中：代入（式3-1）得：=0.021mm+0+0.02mm=0.041mm2、转角误差（式3-2）式中：其中：则代入（式3-2）得：则：≈0.0395°3.3确定夹紧机构在机械加工工艺设计中，已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。1.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：由钻、扩、铰Φ14孔的工时计算知，，=0.28mm由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即≈667×13×0.41×0.75N≈2666N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5移动压板夹紧部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为3550N由上计算得》，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。谢辞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，