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1、 机械制造技术基础课程设计任务书题目：操纵手柄（135调速器）设计 学 校：宝鸡文理学院班 级：09级机制一班姓 名： 学 号：200994014014指导教师： 目 录机械制造工艺课程设计任务书一、序 言二、零件分析2.1零件的生产纲领及生产类型2.2 零件的作用2.3 零件的加工工艺分析三、铸造工艺方案设计3.1确定毛坯的成形方法3.2确定铸造工艺方案3.3确定工艺参数四、机械加工工艺规程设计4.1基面的选择4.2确定机械加工余量及工序尺寸4.3确定切削用量及基本工时五、总结六、参考文献 1序 言 设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程
2、的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的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，我希望能通过这次毕业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。 本设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程。详细讨论操纵手柄从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结操纵手柄的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对操纵手柄零件的主要技术要求，设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏
3、，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。2 零件分析2.1 零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在课程设计题目中，操纵手柄的生产纲领为5000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于单件生产。2.2 零件的作用课程设计题目给定的零件是135调速器操纵手柄，属于板块类零件，是机床操纵杆上的一个零件，该零件的功用是传递扭矩。工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置，从而使机床主轴正转、反转或停止转动。2.3 零件的加工工艺分析该零件主要有
4、平面、孔和键槽，是一个形状比较简单的零件。 以工件的上下表面为中心加工孔和槽。钻10H7的孔，钻12H7的孔，铣16mm8mm的槽。 以10 mm的孔为中心加工表面和孔。钻9H7，钻16H7的孔。有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。3 铸造工艺方案设计3.1 确定毛坯的成形方法操纵手柄是一种常用的传动件，要求具有一定的强度。零件材料采用45#。由于零件单件生产，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，在使用过程中不经常的变动，只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。并且该零件年产量为5000件/年
5、，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。3.2 确定铸造工艺方案3.2.1 铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用45#为材料，并且铸件的表面精度要求不很高，结合生产条件（参考金属工艺学课程设计表1-7）选用砂型铸造。3.2.2 造型的选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考金属工艺学课程设计表1-8），故选用手工分模造型。3.2.3 分型面的选择选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，本零件选择最大的截面作为分型面。这样有利于铸件的取出。3.3 确定铸造工艺参数3.3.1加工余
6、量的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查金属工艺学课程设计表1-11，查得加工余量等级为，转查表1-12，零件高度100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H，得上下表面加工余量为2mm，实际调整取2mm。3.3.2拔模斜度的确定零件总体长度小于200mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。3.3.3收缩率的确定通常，灰铸铁的收缩率为0.7%1% ，在本设计中铸件取1% 的收缩率3.3.4不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于25mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。3.3.5铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面
7、相交处和尖角处，以R = 3mm5mm圆滑过渡。4 机械加工工艺规程设计4.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。4.1.1 粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。但本对于零件来说24 mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证。对轴类零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的上下表面互为基准，再利用三爪卡盘卡住车24 mm。利用内孔12 mm及键槽定位进行钻10mm，在10 mm中以长心轴及零件的下表面进
8、行自由定位，达到完全定位。4.1.2 精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。4.1.3 制订工艺路线生产为中批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。 工艺路线方案一：工序10：铸造；工序20；热处理；工序30：铣大端面，铣24外圆面；工序40：钻孔12，10，16，9；工序50：铣键槽；工序60：去毛刺工序70：终检、入库。 工艺路线方案二：工序10：铸造；工序20：热处理；工序30：车24mm外圆，车18mm，倒角3X45，4X45；工序40：铣D端面至尺寸18 mm、铣左端面至尺寸8 mm；
9、 工序50：铣键槽至尺寸；工序60：钻孔12，倒角0.5X45；工序70：钻孔10，倒角1X45； 工序80：钻孔8 mm，扩孔至9 mm，扩孔至16 mm；工序90：倒角0.5X45； 工序100：去毛刺；工序110：终检、入库。 工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先集中加工工序，在各个机床上操作的工序都完成后，再进行下一机床的加工，该方案需要经常更换夹具，不经济。方案二则是先加工外圆，再集中某道夹具加工可以加工的面和孔，这样有利提高效率，节省成本，定位精度比较高。经比较可知。显然方案二比方案一的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。因此，选择加工方案二。4.2 确定
10、机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1. 12 mm的孔：毛坯为实心，而12 mm的孔的精度为H8（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：钻孔：10 mm；扩孔：11.8 mm， 2Z=1.8mm；铰孔：12H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表1。表1 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H8Ra3.212Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.311.8Ra6.3钻孔23H12Ra12.5101
11、0Ra12.52. 10的孔毛坯为实心，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：钻孔： 9.8mm；粗铰孔：9.96mm，2Z = 0.16mm；精铰孔：10H7mm，2Z = 0.04mm。 具体工序尺寸见表2。表2 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铰孔0.04H7Ra3.210Ra3.2粗铰孔0.16H9Ra6.39.96Ra6.3钻孔9.8H11Ra12.59.8Ra12.53. 9 mm的孔毛坯为实心，而9 mm的孔的精度为H8（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量
12、：钻孔：7 mm；扩孔：8.8 mm， 2Z=1.8mm；铰孔：9H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体工序尺寸见表3。表3 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H8Ra3.29Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.38.8Ra6.3钻孔23H12Ra12.577Ra12.54. 16mm的孔毛坯为9 mm孔，而16 mm的孔的精度为H8（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：扩孔：14 mm；扩孔：15.8 mm， 2Z=1.8mm；铰孔：16H8 mm， 2Z=0.2mm。 具体
13、工序尺寸见表4。表4 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2H8Ra3.216Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.315.8Ra6.3钻孔23H12Ra12.51414Ra12.55. 车外圆端面根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：车： Z = 3.5mm； 具体工序尺寸见表5。表5 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m车3.5H11Ra12.5175175Ra12.5毛坯H13Ra25178.5178.5Ra256. 车24外圆端面根据端面的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量：车： Z = 3.5mm； 具体工序尺寸见表6。表6 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m车3.5H11Ra12.52424Ra12.5毛坯H13R
