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1、机械制造工艺及夹具课程设计说明书题目：手柄座零件机加工工艺及钻10孔夹具设计设 计 者 周 沛 泽 班 级 机 自101 指导教师 叶 永 东 工学院机械系2013年6月7日目 录一、引言.4二、设计任务分析.4三、机械加工工艺规程设计.7（一）、确定毛坯、绘制毛坯简图.73.1.1选择毛坯.7 3.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.7（二） 、拟定手柄座工艺路线.7 3.2.1定位基准的选择.7 3.2.2表面加工方法的确定.83.2.3加工阶段的划分.93.2.4工艺路线方案的确定.10（三）、 加工余量、工序尺寸和公差的确定.123.3.1工序4：钻铰14mm孔各数据的确定.12（
2、四）、切削用量、时间定额的计算.13 3.4.1切削用量的计算.13 3.4.2时间定额的计算.15四、机床夹具设计.18（一）、夹具体的设计.18 4.1.1定位方案设计.184.1.2定位误差分析.18（二）、导向装置的设计.19（三）、夹紧装置设计.20五、设计总结评价.20六、参考文献.21引言本次设计是设计CA6140车床手柄座，我们首先对手柄座的结构特征、用途以及其工艺规程进行了详细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，并能保证加工质量。由于手柄座各表面的精度要求一般，所以我们在加工一些主要平面时先粗铣然后半精铣，加工一些孔时要进行钻、铰工序，因为手柄座的加工质量
3、将直接影响其性能和使用寿命，所以每一道工序都必须要达到其加工要求。 此外，本设计的生产类型是中批生产，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本设计是设计加工CA6140车床手柄座10mm孔工序的夹具。关键词：CA6140车床手柄座；专用夹具设计；工艺规程二、 设计任务分析1）、手柄座的用途题目所给的零件是CA6140车床的手柄座。它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。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使
4、推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。2）、手柄座的技术要求表1-1手柄座零件技术要求表加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度值RA（m）形位公差（mm）45凸台面43IT123.2孔IT83.2孔IT73.2孔IT73.2圆锥孔IT73.2孔IT812.5螺纹孔IT712.5键槽IT1012.5槽IT1112.53）、审查手柄座的工艺性分析零件图可知，手柄座左
5、右两端面和孔端面均有要求切削加工，孔端面、孔端面、孔端面和孔凸台端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度，而螺纹孔M10和圆锥孔的端面均为圆柱面保证孔的加工精度较困难；另外在轴向方向上的孔凸台端面作为定位基准加工要求较其他端面高。主要工作表面虽然加工精度也相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见该零件的工艺性较好。现将主要加工面分述如下：该零件共有5个孔要加工：45mm外圆凸台端面（孔凸台端面）是零件的主要加工面，其他的面、孔与其有位置尺寸度要求，因而是后续工序的主要精基准面，需精加工出来；10mm孔与孔有平行度要求，也需要精加工；1
6、4mm是不通孔，特别注意该孔的加工深度；5mm圆锥孔需精铰，5.5mm油孔表面粗糙度有Ra3.2m的要求，因此对其也应该要进行精铰。该零件共有1个端面要加工：45mm外圆凸台端面精度要求较高，同时也是配合25mm孔作为后续工序的精基准面，需半精加工。该零件仅有2个槽需加工：25mm孔上键槽两侧面粗糙度为Ra12.5mm，无需精加工，底面加工精度要求不高，加工键槽时很难以45mm外圆端面为定位基准，因而工序尺寸的计算较复杂；而槽14mm两侧面粗糙度均为Ra12.5mm，粗铣即可。M10mm螺纹孔的加工，它与10mm孔和25mm孔连心线有30角度要求，同时螺纹孔中心线与45mm圆柱端面有11mm的
7、尺寸位置要求。由以上分析可知，该零件的加工应先加工45mm圆柱凸台端面，再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的25mm孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹孔等。4)、确定手柄座生产类型依设计题目知：Q=2000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别为10%和1%。所以：N=2000件/年（1+10%）（1+1%）=2222件/年由参考文献【1】表1-4知，手柄座为轻型零件；由参考文献【1】表1-5知，该手柄座类型为中批生产。三、 机械加工工艺规程设计（一）、确定毛坯、绘制毛坯简图3.1.1选择毛坯由于该手柄座在工作过程中不经常变动，受力不大，毛坯选用铸件，该手柄座轮
8、廓尺寸不大，且生产类型为中批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用机器造型铸造，毛坯的拔模斜度为5，铸造圆角半径为R35，选择在左视图中中心平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。 3.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量毛坯总余量的确定：由参考文献【1】表2-1、表2-2和2-5，对于中批量生产砂型机器造型，取尺寸公差等级为10级，加工余量等级为G级；再由参考文献【1】表2-4查得每侧加工余量数值为1.4mm；故取凸台端面的毛坯总加工余量为：。粗铣余量：外圆凸台端面毛坯加工总余量为：。半精铣余量：；粗铣余量：；手柄座大端面毛坯加工总余量为：。粗铣余量：。(二） 、拟定手柄座工艺路线3.2.
9、1定位基准的选择根据该手柄座零件的技术要求和装配要求，选择手柄座孔及外圆凸台端面作为精基准零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，遵循了“基准统一”原则。又轴孔的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工手柄座脚上孔和孔以及其他的孔和表面，实现了设计基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的位置度要求及孔轴线和孔轴线的平行度要求。选用手柄座外圆凸台端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该手柄座上的尺寸多以该端面作为设计基准。选用孔及外圆凸台端面作为精基准，夹紧力可作用在手柄座孔的大端面上，夹紧稳定可靠。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该手柄座加工时选用孔大端面为
10、基准的方法进行加工出精基准表面。3.2.2表面加工方法的确定根据手柄座零件图上各加工尺寸精度和表面粗糙度，确定加工零件各表面的加工方法，如表3-1所示。表3-1零件表面的加工方法加工表面公差及精度等级表面粗糙度值RA（mm）加工方案参考文献凸台端面IT113.2粗铣半精铣参考文献【1】表1-11孔IT83.2钻粗铰精铰参考文献【1】表1-10孔IT73.2钻粗铰精铰参考文献【1】表1-10孔IT73.2钻粗铰精铰参考文献【1】表1-10圆锥孔IT73.2钻铰参考文献【1】表1-10孔IT812.5钻粗铰参考文献【1】表1-10螺纹孔IT712.5钻攻螺纹参考文献【1】表1-12键槽IT1012
11、.5拉参考文献【1】表1-8槽14mmIT1112.5粗铣参考文献【1】表1-113.2.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：1）、粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。2）、半精加工
12、阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。3）、精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。3.2.4工艺路线方案的确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
13、定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，结合老师建议，工艺方案确定如下：1、粗、半精铣45mm圆柱小端面,以45mm大端面为定位基准2、钻、铰25H8mm孔,以45mm圆柱大端面和45mm圆柱凸台圆周面（用V型块）为定位基准3、 钻、铰10H7mm,以R13圆周面（用V型块）和45mm圆柱小端面为基准4、钻、铰14H7mm孔,定位与4工序相同,保证孔深度25mm5、钻5mm圆锥孔,定位与4工序相同6、钻、攻M10mm螺纹孔,定位与4工序相同7、铣槽,定位与4工序相同,保证尺寸30mm8、拉键槽,为便于加工,以45mm圆柱小端面, 10H7mm孔和14H7mm孔端面定位,同时要保证尺寸27.3H11mm9、钻5.5mm孔,定位与4工序相同10
