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1、 Southwest university of science and technology 课程设计说明书手柄加工工艺及夹具设计学院名称制造科学与工程学院专业名称机械1201学生姓名学号指导教师廖磊 二一四年十二月目 录第1章零件的分析11.1零件的介绍和作用11.2主要加工表面及技术要求2第2章工艺流程设计112.1生产方式确定112.2毛坯的设计142.3基准的选择162.4工艺路线及工艺过程卡设计18第3章 工序设计213.1工序分析213.2基准的选择与尺寸链的计算313.3设备的选择183.4加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定183.5切削用量及工时定额的确定18第4章 专用夹具
2、设计444.1夹具总体方案设计454.2定位的设计464.3夹紧机构的设计及夹紧力的计算484.4定位误差的分析51结 论52致 谢53参考文献54附录（工艺过程卡和一道工序的工序卡及毛坯图）541零件分析2.1零件的生产纲型领及生产类生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，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中批生产。2.2零件的作用 课程设计题目给定的零件是车床操纵手柄，属于板块类零件，是机床操纵杆上的一个零件，该
3、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10的孔，钻12H8的孔，铣16mm8mm的槽。以18mm外圆为中心加工24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，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。（2 零件的工艺。该零件共有6个待加工的地方：平面加工包括零件上、下平面，孔系加工包括38mm、22mm,另外还有深48mm高10mm的半圆键槽。现对其分析如
4、下：1上、下平面的表面加工:粗铣、半精铣该两表面，其表面粗糙度的要求达到Ra=6.3;孔表面的加工：钻、半精镗38中心孔及其倒角C1X45,位置要求是与下表面垂直度达到0.08,粗糙度要求达到Ra=3.2；3钻、半精镗22中心孔，粗糙度要求达到Ra=3.2；4精铣、半精铣半圆槽，粗糙度要求达到Ra=6.3。5.钻、精铰4孔。 ）2工艺流程设计2.1生产方式的确定零件材料为45钢。批量生产，故采用模锻成型,这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。2 基面的先择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、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
5、造成零件大批报费，使生产无法进行，经济蒙受损失。1).粗基准的选择粗基准,采用未经加工过的铸造，锻造或轧制得到的表面作为定位基准面。选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。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。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面
6、作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。选取零件的圆孤外表面作为粗基准。2）.精基准的选择精基准，用加工过的表面作为定位基准面。基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与
7、设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身
8、为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。选取零件的上、下表面为零件的精基准。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、尺寸精度及定位精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,除此以外,还应考虑经济效果,以便降低生产成本。遵循粗精分开和先面
9、后孔的原则。工艺路线总体方案:工序1：粗铣零件上端面B、，用X512立型卧式升降台铣床及专用夹具；工序2：粗铣零件下端面A、，用X512立型卧式升降台铣床及专用夹具；工序3：精铣零件上端面B，以下端面为精基准,糙度要求达到Ra=6.3；工序4：精铣零件下端面A，以下端面为精基准,糙度要求达到Ra=6.3工序5：钻38、22两孔，选用Z535及专用钻模；工序6：精镗38、22两孔，并且38倒角C1X45，选用T740型卧式镗床及专用夹具加工,粗度要求达到Ra=3.2；工序7：钻、精铰4孔,选用Z535及专用钻模；工序8：冲箭头；工序9：终检。4. 机械加工余量、工序尺坟及毛坯尺寸的确定手柄材料为
10、45钢,硬度为207241HBW,45钢材料密度为7.85g/m3,经粗略计算毛坯重量约为1320g,生产为批量生产，可以采用在锻锤上合模模锻毛坯。锻件形状复杂系数S是锻件重量mf与相对应的锻件外廓包容体的重量mN之比,即S=mf/mN,经粗略计算得S=0.85.因为根据S值的大小,锻件形状复杂系数可分为4个等级:S1级(简单):0.63S=1S2级(一般):0.32S=0.63S3级(较复杂):0.16S=0.32S4级(复杂):0S=0.161) .毛坯的结构工艺要求手柄为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要
11、进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。模锻件的整体结构应力求简单。工艺基准以设计基准相一致。便于装夹、加工和检查。结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。(8)锻件不允许有裂纹、皱折、飞边、砂眼、毛刺等缺陷。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确
12、定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，可据此绘出毛坯图。2） .零件上、下端面零件的长度为170mm,其厚度为26mm经查表可知,零件的第一次加工余量为2mm,半精铣的余量为1mm,因此毛坯的厚度取32mm.3) .孔38mm毛坯为实心,不冲孔。参照资料确定工序尺寸及余量为:钻孔:20mm钻孔:36mm2Z=16mm半精镗:38mm2Z=2mm4) .孔22mm毛坯为实心,不冲孔。参照资料确定工序尺寸及余量为:钻孔:20mm半精镗:22mm2Z=2mm5).半圆槽此半圆槽的尺寸精度和表面粗糙度分别为H9，Ra6.3，铣刀选用凸半圆铣刀，分两次加工，即粗
13、铣和半精铣，其工艺尺寸及机械加工余量如下：粗铣：9mm半精铣：10H9mm2Z=1mm6) .孔4mm参照资料确定工序尺寸及余量为:钻孔:3.9mm粗铰：4mm2Z=0.1mm由于毛坯及以后各道工序(或工步)的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量.实际上,加工余量有最大及最小之分.由于本设计规定的零件为批量生产,应该采用调整法加工,因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式矛以确定。3工序设计3.1毛坯的制造形式零件材料为45，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型
14、铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用普通模锻。由于零件上两孔都较大，且都有严格的表面精度要求，故都要留出足够的加工余量。3.2基面的选择基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1粗基准的选择粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于两侧面较平整且加工精度较高，故以2个主要侧面为基准。3.2.2精基准的选择精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，该零件上重要表面是大头孔38H8，由于其与底面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的37H11提高到38H8，该定位基准组合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。3.3工艺路线的拟定拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线
