机械设计基础手柄设计说明书

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1、目录序言31. 零件的主要技术条件分析 4零件的分析5零件的生产类型52. 选择毛坯、确定毛坯尺寸 5选择毛坯5确定毛坯尺寸等级5确定机械加工余量63. 选择加工方法、制定工艺路线 7定位基准的选择7零件外表加工方法的选择8制定工艺路线84. 工序设计 9选择加工设备与工艺装备9确定工序尺寸115. 确定切削用量 11工序2切削用量确实定11工序3切削用量确实定12工序4切削用量确实定13工序5切削用量确实定13工序6 切削用量确实定14工序7 切削用量确实定15工序8 切削用量确实定15工序9 切削用量确实定16工序10、11、12 切削用量确实定16总结17参考文献17序言机械制造技术基础

2、课程设计实在学完了机械制造技术基础和大部分专业 课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们 能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知 识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型 的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了 良好的基础。其目的在于：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、 互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理与刀具等的知识，结合生产 实践中学到的知识，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

3、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，初步具备设计出高效、省力、经济合理 并能保证加工质量的专用夹具的能力。3培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。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。1.零件的工艺分析及其生产类型确实定图一：手柄C1318）零件图图二：手柄三维图该零件为C1318手柄，右侧为16的螺纹联接，左侧为16通孔外径为 32,上平面下降11处为一与水平轴线成30度夹角的4锥销孔，垂直方向为一 M5的工艺螺孔。零件总体尺寸为：183mm 95mm 25mm从零件图可知，其材料为HT200,

4、该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性 及减振性，适用于承受较大的应力，要求耐磨的零件。该零件的主要加工面为 32 上下端面，16孔的内壁，25端面，16螺孔，R20处锉光，M5工艺螺孔， 4锥销孔配作。16的孔精度要求较高，公差等级为IT7,并且和总长和中间手柄都有位 置要求，其轴向设计基准是16孔的下外表。M16螺纹孔要求和中间手柄在同轴 上，所以加工时应利用16孔制作专用夹具，保证其加工面在同轴向上。其余 小孔尺寸容易保证，加工方便。总体来看，这个零件的工艺性良好。该产品年产量为600台，其备品率为5%，废品率为1%,先制定该手柄的机 械加工工艺规程。N = Q (1 + a% + 卩 %

5、) = 600x (1 + 5% +1%) = 636件 /年n该手柄的年产量为636件，现已知该产品属于轻型机械，由机械制造工艺 设计简明手册P2,表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为 中批生产。2. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图毛坯类型：铸件，零件材料为HT200，由于零件生产类型为中批生产，零件 结构较为复杂，且该零件工作过程中受力比较平稳，不会经常受到冲击载荷，而 铸造生产成本低，设备简单，故选择毛坯类型为铸件。铸造类型：金属型铸造。机械制造工艺设计简明手册P38，表-3，金属型铸造加工余量等级： IT7-IT9，选择加工余量等级IT9；加工余量等级：F ；按

6、机械制造工艺设计简明手册第二章确定，步骤如下。1. 最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，零件总体尺寸为： 183mm 95mm25mm，故最大轮廓尺寸为183mm。2. 选取公差等级IT由表5-1,铸造方法按金属型铸造、铸造材料按灰铸铁, 其铸件公差等级IT的范围7-9级，选取9级。3. 求铸件尺寸公差根据加工外表的基本尺寸和铸件公差等级IT,由表5-3 查得,公差带相对于基本尺寸对称分布。4. 求机械加工余量等级 由表,铸造方法按金属型铸造、铸件材料为灰铸铁, 由表得机械加工余量等级为F级。5求Z要求的机械加工余量对所有加工外表取同一数值，由表查最大 轮廓尺寸为183mm、机械加工余量等级

7、为F级，得Z数值为3mm。6. 毛坯尺寸及公差如下：表一毛坯尺寸表零件尺寸单面加工余量毛坯尺寸16717024282529 16H712表二毛坯尺寸公差表零件尺寸公差mm偏差167土24土25土 16H7土图三 手柄毛坯图3. 选择加工方法、制定工艺路线定位基准选择得合理与否，将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量。基准选择不当，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚 至达不到零件的加工精度特别是位置精度要求。3.1 定位基准的选择a. 粗基准：以32外圆作为粗基准，加工16H7孔，可保证壁厚均匀，减 小偏心。同时铳 16H7的两端面，保证端面对 16H7孔中心线的垂直度。

8、b. 精基准：主要考虑基准重合问题。选择16H7孔的轴心线作为精基准， 加工右端面（M16端面）。3.2 零件外表加工方法的选择本零件的加工面有内孔，端面，小孔，螺纹孔等，材料为HT200。以公差等 级和外表粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。a. Gym，需进行粗镗、精镗。um，根据GB1800-79规定其公差等级选IT7,需进行粗铳、半粗铳、精铳。 ym，需进行粗铳、半粗铳、精铳。d. M16螺纹孔，为未注公差尺寸，根据GB197-1981规定其顶径公差等级选 IT7，基本偏差为G（+0.038、0），底孔需进行钻、半精镗、精镗，最后在螺孔加 工机床加工螺纹。e. 工艺螺孔G5,

9、在螺孔加工机床上完成f. 锥销孔G5配作，先钻底孔，然后用锥铰刀铰成与锥销尺寸相同的锥孔。 ym，需进行粗铳和半精铳。ym 用锉刀挫光。3.3 制定工艺路线工序 1：热处理，机加工之前退火处理。工序2：以32孔外圆和下端面定位，在铳床粗铳28mm上端面至;粗铳173mm 的右端面至；粗铣 29mm 上端面至 27.7mm。工序3：粗镗12孔至14.6。工序4：以G16H7孔和上端面定位，在铳床粗铳、半精铳下端面至，2下端 面至;半精铣的右端面至 170。工序 5：以中间手柄和 167 的右端面定位，在镗床半精镗孔至15.6。工序 6：以32 孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣2 上端面至;

10、半 精铣、精铣上端面至 25.4、25.2。工序7：以中间手柄和167的右端面定位，在镗床精镗孔至16H7。工序8：以G32孔外圆和上端面定位，在铳床精铳24.2mm下端面至24；精 铳24.2mm下端面至24；精铳M16处的端面；倒圆角R2。工序9：以32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔 工序10:丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹工序11:采用专用的分度夹具在立式钻床加工30。角度的锥销孔4； 工序12u m工序 13：终检4 工序设计4.1 选择加工设备与工艺装备1 选择机床工序 2：工序 2 为粗铣，本零件外廓尺寸不大，对精度要求不高，故可选用普通立式铳床X50

11、20由表4.2-36工序3：工序3为粗镗，加工精度要求不高，可选用普通镗床T5120。 由表4.2-20工序 4：工序 4 为粗铣、半精铣，对精度要求不高，故可选用普通立 式铳床X5020由表4.2-36工序 5、工序 7：工序 4、工序 7 为半精镗和精镗，加工精度要求不高 可选用普通镗床T6120O（由表4.2-20工序 6、工序 8：工序 6、工序 8 为半精铣、精铣，但零件尺寸较小， 对精度要求也不太不高，故可选用普通立式铳床X5020由表4.2-36工序 9：卧式钻床 Z6220工序 10：钳工台工序11：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30 Z5150。 工序 12：钳工台。2 选

12、择夹具 由于该零件加工外表不在同一平面，所以须设计专用夹具配合通用夹具加 工，工序2、3使用通用夹具即可，工序11钻4孔时选用分度夹具。3 选择刀具a. 加工16孔选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8,半精加工和精加工用YG6；b. 零件的加工外表大多为平面，且精度要求不高，所以铣刀选用高速钢的 圆柱形铳刀，铳削宽度aeW60,深度apW4,齿数z=10,根据机械加工实用手册, 取铳刀直径D=75mm。选择刀具前角Y。=10。后角周齿a o=12，端齿a o = 8；c. 钻4mm小孔，直接用4mm的钻头钻出来；d. 加工M16螺孔的底孔，选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和 精加工用YG

13、6。加工螺纹，根据GB/T3464.3-94,采用螺距p为2mm，dl=12.5mm， l=32mm，L=90mm的丝锥，加工M5螺纹孔，根据GB/T3464.3-94，用采用螺距p 为 0.8mm，d=4mm，l=16mm， L=50mm 的丝锥。4 选择量具 本零件属于成批生产，一般选用通用量具，选择量具有：读值为0.02、量 程为0200mm游标卡尺。5基本工时基本时间计算公式为：t =(l+l+l2)i/fn式中：i=Z/ap,n=1000v/ n Dl加工长度mm；I】一一刀具的切入长度mm；l2刀具的切出长度mm； i进给次数；Z加工余量；ap背吃刀量；f进给量m m/r；n机床主

14、轴转速mm/r；v切削速度m/min；D加工直径。4.2 确定工序尺寸零件外表多次加工的工序尺寸只和加工余量有关，前面已确定的零件外表的 毛坯余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。根据各加工方法能到达的公差等级，选定未注公差尺寸公差等级：24IT8mm，167IT8mm，25IT9mm，M16(IT7)mm。表3 零件外表的工序加工余量、工序尺寸及公差、外表粗糙度 /mm加工外表工序双边余量工序尺寸及公差外表粗糙度/卩m粗半精精粗半精精粗半精精16H7114.615.616H724122241673211701681672512225一切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度Uc。切削用量的选择原 则：在保证加工质量，降低成本和提高生产效率的前提下，使ap、f、uc的乘 积最大。当ap、f、Uc的乘积最大时，工序的切削时间最短。选择切削用量时先选择背吃刀量，进给