操作手柄工艺规程及夹具设计

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1、中北大学中北大学课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书学生姓名： 学 号：学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 机械制造工艺学课程设计 操作手柄的工艺规程及夹具设计 指导教师：指导教师： 职称职称: : 讲讲 师师 职称职称: : 教教 授授 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： 机械设计制造及其自动化 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及夹具设计 起 迄 日 期： 2008 年 12 月 3 日2008 年 1

2、2 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 日课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书1设计目的：（1）培养学生运用机械制造工艺学及有关课程(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

3、。（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）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）选择毛坯种类及制造方法，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

4、工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具） ，确定各工序切削用量及工序尺寸，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）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图 12 张。（6）撰写设计说明书。3设计工作任务及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.

5、机械制造工艺学课程设计指导书及习题.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.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社5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6 赵家奇，机械制造工艺学课程设计指导书2 版.北京:机械工业出版社，2000.107 李云，机械制造及设备指导手册. 北京:机械工业出版社，1997.85设计成果形式及要求：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

6、加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片 1 套。6工作计划及进度：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，画夹具装配图及夹具主要零件图；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：签字： 年 月 日目目 录录前言.2一、零件的分析.2（一） 零件的作用 2（二） 零件的工艺分析 2（三） 确定生产类型 3二、 工艺规程设计3(一) 确定毛坯的制造形式 3（二）基

7、面的选择 .3（三） 制定工艺路线 3（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 .4（五）确立切削用量及基本工时 .6三、夹具设计13（一） 问题的提出 13（二） 夹具设计 .131 定位基准选择 .132. 切削力及夹紧力计算 .133 . 车床夹具的装配图见附图 13七、参考文献14前言前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、技术基础课以及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。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

8、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、零件的分析一、零件的分析（一）（一） 零件的作用零件的作用题目所给的零件是 CA6140 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）（二） 零件的工艺分析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：24 的外圆，18 的外圆，以及其上下端面，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

9、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。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。（三）（三） 确定生产类型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、二、 工艺规程设计工艺规程设计( (一一) ) 确定毛坯的制造形式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（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

10、，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 的外圆及孔 12 作为精基准。（三）（三） 制定工艺路线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、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保

11、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 以 9内表面为定位，粗车 24外圆表面。2 . 000 08. 0工序二 以 24外表面为定位，粗车 18 外圆表面及 4x45倒角。0 08. 0工序三 以 24外表面及 R10 外圆表面为定位，粗镗孔 12，粗铣尺寸为 18 的0 08. 0027. 00上下两面、11.5的上下两面。 15. 00工序四 以 24外表面及 18 的下表面为定位，半精镗 12的孔及两边0 08. 0027. 000.545的倒角。工序

12、五 以孔 12及 24外表面为定位，粗镗 10 及两边 145倒角，粗铣027. 000 08. 0槽 8的内表面，钻槽两边 R4 的半圆槽。4 . 0.0工序六 以 24外表面及一端面为定位，粗镗孔 16 及两边 0.545倒角0 08. 012. 00工序七 以 24外表面及孔 10 为定位，粗铣端面及 345倒角，用丝锥攻螺纹0 08. 0M61-3 的螺纹孔。工序八 钳工去毛刺。工序九 终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（四）机械加工余量、工序尺寸及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。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机

13、械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：钢制铸件的公差按 GB6414-861：铸件的尺寸公差 CT查表 2.2-3 CT 为 810，取 CT=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（GB/T11351-89）查表 2.2-5 可得 MA 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240 08. 023018224182241753.518211.515. 002.516.584 . 00163:铸造壁的最小厚度此零件的表面积大致S=24*3.14*80+18*3.14*48+18*3.14*18+13*35=1

14、0214.12mm =102.141cm22查表 2.2-7 可得其最小壁厚为 4mm,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，见图 1（五）确立切削用量及基本工时（五）确立切削用量及基本工时工序一 粗车 24外圆表面0 08. 01. 加工条件工件材料：45#钢,b =0.67GPa HB=190241,铸造加工要求：粗车 24外圆表面0 08. 0机床：卧式车床 CA6140刀具：YW2 外圆车刀 2. 切削用量1）确定背吃刀量 ap 粗车单边余量为 2mm，显然 ap=2mm2）确定进给量 f 机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.74mm/r。由于是粗车，选较大量 f=0.7mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=vpv vevzvpmvovKZuayfXaTqdC算得 Vc89mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据卧式车床 CA6140 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*48*475/1000=71.592m/min,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=47