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1、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 零件的作用毕业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
2、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 16mmx8mm 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4.1 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HT200。由于零件成批生产，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，采用铸造生产比较
3、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，而且选用灰口铸铁为材料，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 加工余量的
4、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丄上，转查表1-12,零件高度VI00mm,尺寸公差为13级，加工余量等级为H, 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025mm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
5、应力集中，铸件各表面相交处和尖角处R以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
6、及 零件的下表面进行自由定位，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3*45, 4*45；工序40：铣D端面至尺寸18
7、 mm、铣左端面至尺寸8 mm；工序 50：铣键槽至尺寸；工序60：钻孔12,倒角0.5*45；工序70：钻孔10,倒角1*45；工序80：钻孔8 mm,扩孔至9 mm,扩孔至16 mm；工序 90：倒角 0.5*45；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
8、了精度要求。因此，选择加工方案二。4.2 确定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 工序间工序间工序间工序间名称余量/mm经济精度/pm表面粗糙度 /pm尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度 /pm铰孔0.2H8Ra3.21212 + 0.0270R
9、a3.2扩孔1.8H10Ra6.311.811 .8 +0.20Ra6.3钻孔23H12Ra12.51010Ra12.52.10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 工序间工序间工序间工序间名称余量/mm经济精度/pm表面粗糙度 /pm尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度 /pm精铰孔0.04H7Ra3.21010 + 0.0150Ra3.2粗铰孔0.16H9Ra6.39.969.96 +0.0360Ra6.3钻孔9
10、.8H11Ra12.59.89.8 + 0.0900Ra12.53.9 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：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/pm表面粗糙度 /pm尺寸公差/mm表面粗糙度 /pm铰孔0.2H8Ra3.299 + 0.20Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.38.88.8 + o.20Ra6.3钻孔23H12Ra12.577Ra12.54.
11、16mm的孑L毛坯为9 mm孑L,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。具体工序尺寸见表 4。工序 工序间工序间工序间工序间名称余量/mm经济精度/pm表面粗糙度 /pm尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度 /pm铰孔0.2H8Ra3.21616 + 0.120Ra3.2扩孔1.8H10Ra6.315.815.8 +0.20Ra6.3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
12、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/pm表面粗糙度/pm尺寸公差/mm表面粗糙度/pm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/pm表面粗糙度/pm尺寸公差/mm表面粗糙度/pm车3.5H11Ra12.5
13、2424Ra12.5毛坯H13Ra2527.527.5Ra257.车18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 7。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/pm表面粗糙度/pm尺寸公差/mm表面粗糙度/pm车3.5H11Ra12.51818Ra12.5毛坯H13Ra2521.521.5Ra258. 铣 16*8mm 槽 根据槽的精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册，确定工序尺寸及余量 铣 12mm 槽；铣 16mm 槽。 具体工序尺寸见表 8。表 8 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/pm表面粗糙度/pm尺寸公差/mm表面粗糙度/pm铣槽2H8Ra12.51616Ra12.5铣槽12H10Ra251414Ra254.3 确定切削用量及基本工时工序30车24mm外圆，车18mm,倒角3*45, 4*45。1.车24mm外圆： 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，由车削宽度a =045mm,选择高速钢车e刀，根据切削用量简明手册表1.2，选择YT5硬质合金刀片，齿数z = 6,机床选 择 C1640 车床。 选择切削用量 切削深度a
