機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)

程及工藝裝備（年產(chǎn)量：4000件）單位：東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)老師：朱壯瑞2013年9月東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具。二、 原始依據(jù)生產(chǎn)類型：成批生產(chǎn)；零件圖樣。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容零件圖1張；毛坯草圖1張；制定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片及指定工序的機(jī)械加工工序卡片各1份?；蛱钊霗C(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片；設(shè)計(jì)指定的專用夾具，繪制夾具裝配總圖1張，繪制所設(shè)計(jì)夾具的大件零件圖1張；編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。四、 起訖時(shí)間2013年9月6日至2013年9月22日目錄TOC\o"1-5"\h\z第一章：零件分析 41.1、 零件的作用 41.2、 零件的工藝分析 41.3、 尺寸和粗糙度的要求 51.4、 位置公差要求 5第二章：毛坯的設(shè)計(jì) 52.1選擇毛坯 52.2確定機(jī)加工余量、毛坯尺寸和公差 52.3確定機(jī)械加工加工余量 62.4確定毛坯 62.5確定毛坯尺寸公差 62.6設(shè)計(jì)毛坯圖 6第三章：選擇加工方法，擬定工藝路線 73.1、 基面的選擇 73.2、 粗基準(zhǔn)的選擇 73.3、 精基準(zhǔn)的選擇 73.4、 制定機(jī)械加工工藝路線 7第四章：加工設(shè)備及道具、夾具、量具的選擇 104.1、根據(jù)不同的工序選擇不同的機(jī) 104.2、刀具選擇 114.3、選擇量具 12第五章：確定切削用量及基本時(shí)間的確定 12第六章：夾具設(shè)計(jì) 16

序言之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它是我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我們小組而言，我們都希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的大部分基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課進(jìn)行的。這是我們?cè)邕M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的能力。第一章：零件分析1.1、 零件的作用題目所給定的零件是手柄座，如下圖所示?；ㄦI孔連接，利于較大扭矩的傳動(dòng)，該手柄座用于傳動(dòng)（類似于聯(lián)軸器）。零件的工藝分析M1X45*ATl-6SDX54IbX14D“SIS66*M1X45*ATl-6SDX54IbX14D“SIS66*楠HT20-40111楠HT20-40111HIitosiur104,5由零件圖可知，該零件的材料為灰口鑄鐵200,鑄造成型，由零件的尺寸公差選擇模鍛加工成型，保證不加工表面達(dá)到要求的尺寸公差。該零件需要加工的表面可大致分為以下四類：（1） 075的外圓面、0115的端面、070外圓柱面、左端面、右端面；（2） 兩段2.7mmx1.5mm和3mmx0.5mm的槽；（3） 倒角1mmx45。，0.5mm乂45。x2；（4） 拉花鍵孔，鏜060的內(nèi)圓面；（5） 銑16mmx33mm的溝槽、銑一個(gè)鍵槽；（6） 鉆兩個(gè)通孔08；（7） 攻M10螺紋、攻2個(gè)M5螺紋；（8） 用專用夾具裝夾，攻4個(gè)M5x10mm；其中4個(gè)M5x10mm要求較高，應(yīng)使用專用夾具，作為重點(diǎn).其中A和B為設(shè)計(jì)基準(zhǔn).1.3、 尺寸和粗糙度的要求054的孔的上偏差為+0.040，下偏差為0，配合公差為H8,孔的內(nèi)表面的粗糙度為1.6,要求較高，鑒于孔徑為54,可先粗鏜至053.2，然后半精鏜054.075的軸外圓柱面表面的粗糙度為1.6,采用粗車加精車即可.左端面、右端面以及0115的端面可以以外圓柱面I作為基準(zhǔn)，采用粗車加精車即可達(dá)到加工要求。至于一個(gè)銑削的平面和鍵槽采用粗銑加精銑的方式即可。1.4、 位置公差要求由零件圖可知，該零件主要要求保證075的軸和其他面的加工經(jīng)濟(jì)精度和粗糙度要求，以075的軸作為其他面的定位基準(zhǔn)便可以保證其垂直度以及同柱度的要求。第二章：毛坯的設(shè)計(jì)該零件的材料為灰鑄鐵200,考慮到零件在工作時(shí)要求有較高的強(qiáng)度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求不是很高，以及批量為大批量生產(chǎn)，所以采用鑄造成型2.2確定機(jī)加工余量、毛坯尺寸和公差確定最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計(jì)算零件的最大輪廓尺寸為：長(zhǎng)107.9mm，寬115mm，高115mm選擇鑄件公差等級(jí)查手冊(cè)鑄造成型，零件材料按中碳鋼，得鑄件公差等級(jí)為6?9級(jí)取為9級(jí)。求鑄件尺寸公差公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。求機(jī)械加工余量等級(jí)查手冊(cè)得按模鍛成型的方法，鍛件材料為HT200的機(jī)械加工余量等級(jí)E-G級(jí)選擇F級(jí)。2.3確定機(jī)械加工加工余量根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為1.7啞，孔的加工余量取位3mm。2.4確定毛坯上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度RaM3.2@.RaV3.2@的表面，余量適合。分析本零件，加工表面RaM3.2@,因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。(由于有的表面只需粗加工，這時(shí)可取所查數(shù)據(jù)的小值)生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可采用鑄造毛坯。2.5確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)查手冊(cè)得，本零件毛坯尺寸允許偏差為0.1-0.7mm，表面粗糙度為Ra3.2-12.52.6設(shè)計(jì)毛坯圖用查表法確定鍛件各表面的加工總余量：-6-加工表面基本尺寸機(jī)械加工余量（單側(cè)）鑄件尺寸075外圓柱面751.777.8054孔內(nèi)腔54348左端面/1.7/右端面/1.7/0115端面/1.7/整體長(zhǎng)度104.53.4107.9下圖為零件毛坯圖:第三章選擇加工方法，擬定工藝路線3.1、 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。3.2、 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇影響影響各加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度。為了保證手柄座上下平面與654孔675軸及的垂直度要求以及各表面的加工余量分配均勻，所以選擇手柄座的0115的軸外圓柱面作為第一道工序的定位基準(zhǔn)。3.3、 精基準(zhǔn)的選擇以第一道工序中的已加工面作為下到工序的定位平面，以675軸的中心軸線為定位基準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的重合，以減少加工誤差。3.4、 制定機(jī)械加工工藝路線工藝路線：工序一：CA6140，粗車077.8的外圓柱面至075.8，加工經(jīng)濟(jì)精度IT8,粗糙度3.2mm;CA6140，精車075,加工經(jīng)濟(jì)精度IT6,粗糙度1.6mm;CA6140，粗車0115的左端面至右側(cè)突出部分為38.4mm；CA6140，精車0115的左端面至加工要求；工序二CA6140，以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，粗車075的外圓柱面至070.8,加工經(jīng)濟(jì)精度IT8，粗糙度3.2mm;CA6140，以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，精車070.8的外圓柱面至070，加工經(jīng)濟(jì)精度IT6，粗糙度1.6mm;CA6140，以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，粗車左端面至余量為0.7mm；CA6140，以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，精車左端面余量為0；工序三：用割刀割左邊的槽；用割刀割右邊的槽；工序四：CA6140，以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，粗車右端面余量為0.7mm；CA6140，以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，精車右端面余量至0；工序五：CA6140，做倒角1x45，0.5x45。工序六：CA6140，以I為基準(zhǔn)，粗鏜內(nèi)孔至053.2，長(zhǎng)度為104.5mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度3.2mm;CA6140，以I為基準(zhǔn)，半精鏜內(nèi)孔至054，長(zhǎng)度為104.5mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT8,粗糙度1.6mm;CA6140，以I為基準(zhǔn)，粗鏜內(nèi)孔至C59.2,長(zhǎng)度為70mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT9,粗糙度3.2mm；CA6140,以I為基準(zhǔn)，半精鏜內(nèi)孔至060，長(zhǎng)度為70mm,加工經(jīng)濟(jì)精度IT8,粗糙度3.2mm;CA6140，以I為基準(zhǔn)，粗鏜內(nèi)孔至061.2，長(zhǎng)度為3mm；CA6140，以I為基準(zhǔn)，半精鏜內(nèi)孔至062，長(zhǎng)度為3mm；工序七：拉刀L6120，拉出花鍵孔；工序八：X63，粗銑,32mm*16mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT9，粗糙度3.2；X63，精銑，1mm*16mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT8，粗糙度1.6；工序九：Z3140-A，鉆孔07.8，加工經(jīng)濟(jì)精度IT8，粗糙度3.2；擴(kuò)孔08.0，加工經(jīng)濟(jì)精度IT7，粗糙度1.6；工序十：攻絲機(jī)SG85110，攻M10螺紋；工序^一:攻2-M5螺紋；工序十二專用夾具，攻4-M5*10mm；工序十三：銑床X63，銑槽25mm*8mm，深4mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT9，粗糙度12.5；銑床X63，銑槽25mm*8mm，深0.5mm，加工經(jīng)濟(jì)精度IT8，粗糙度6.3；工序十四：終檢。

擬定工藝過(guò)程工序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說(shuō)明00鑄造成型05粗車、精車675的外圓柱面及6115端面10粗車、精車670外圓柱面、左端面15割兩個(gè)槽20粗車、精車右端面25倒角1x45，0.5乂45。30粗鏜、半精鏜654、660、66235拉刀拉花鍵40銑床32mmx16mm45鉆孔、擴(kuò)孔6850攻M10螺紋55攻2-M5螺紋60專用夾具，攻M5x10mm65銑床25mmx8mmx4.5mm70終檢第四章加工設(shè)備及道具、夾具、量具的選擇由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。4.1根據(jù)不同的工序選擇不同的機(jī)床05工序：粗車077.8的外圓柱面至075.8,精車075，粗車0115的左端面至右側(cè)突出部分為38.4mm，精車0115的左端面至加工要求，選用CA6140；10工序：以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，粗車075的外圓柱面至070.8,精車至070.8的外圓柱面至070,粗車左端面至余量為0.7mm,精車左端面余量為0,選用CA6140O15工序：用割刀割兩段的槽，選用CA6140O20工序：以外圓柱面I和平面II為基準(zhǔn)，粗車右端面余量為0.7mm，精車右端面余量至0，選用CA6140；25工序：倒角1x45，0.5x45，CA6140；30工序：以I為基準(zhǔn)，粗鏜內(nèi)孔至053.2，長(zhǎng)度為104.5mm，半精鏜內(nèi)孔至054，長(zhǎng)度為104.5mm，粗鏜內(nèi)孔至059.2，長(zhǎng)度為70mm，(4)CA6140，以I為基準(zhǔn)，半精鏜內(nèi)孔至060，長(zhǎng)度為70mm,加工經(jīng)濟(jì)精度IT8,粗糙度3.2mm，粗鏜內(nèi)孔至061.2，長(zhǎng)度為3mm，半精鏜內(nèi)孔至062，長(zhǎng)度為3mm，選用CA6140；35工序：拉出花鍵孔，拉刀L6120；40工序：粗銑,32mm*16mm，精銑，1mm*16mm，選用銑床X6030；45工序：鉆孔07.8，擴(kuò)孔08.0，選用鉆床Z3140-A；50工序：攻M10螺紋55，攻絲機(jī)SG85110；55工序：攻2-M5螺紋，攻絲機(jī)SG85110；60工序：攻M5*10mm，專用夾具；65工序：銑床25mmx8mmx4.5mm，選用銑床X6030；70工序：終檢。4.2刀具選擇選用硬質(zhì)合金銑刀、車刀YG6，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆，拉刀L6120，加工灰鑄鐵零件采用YG硬質(zhì)合金；各工序所需刀具如下表：工序號(hào)工序內(nèi)容選用刀具

05粗車、精車675的外圓柱面及6115端面YG610粗車、精車670外圓柱面、左端面，YG615割兩個(gè)槽YG620粗車、精車右端面YG625倒角1x45，0.5乂45。YG630粗鏜、半精鏜654、660、66235拉刀拉花鍵L612040銑床32mmx6mmYG645鉆孔、擴(kuò)孔68硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆50攻M10螺紋55攻2-M5螺紋60專用夾具，攻M5x10mm65銑床25mmx8mmx4.5mmYG670終檢4.3,選擇量具本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用夾具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料，選擇如下：所有工序都要采用標(biāo)準(zhǔn)粗糙度塊；05、10、15、20工序采用螺旋測(cè)微器和塞規(guī)、游標(biāo)卡尺;25工序采用萬(wàn)能角度卡尺；30、45工序采用止規(guī)和游標(biāo)卡尺；35、40、60工序采用游標(biāo)卡尺；50工序采用螺旋測(cè)微器和止規(guī)。

第五章確定切削用量及基本工時(shí)工序工步1:1.加工條件:灰口鑄鐵HT200,nb=0.2GP，鑄造成型,機(jī)床為CA6140臥式機(jī)床，刀具YG6，刀桿尺寸20x30mm2,K=90。，丫=15。，a=12。2.計(jì)算切削用量（1）粗車①75x42mm（1）粗車①75x42mm，Zma=1.4mm，a-1mm,f=0.7mm/r，T=60min（2）計(jì)算切削速度：68.5 ,v= kC 600.8T0.2f0.4v68.5=600.8x600.2x0.70.4x0.95=33.09m/min1000v（3）ns一兀d'w=F=9.81x60nCaxFzfyF"Ky Fyp cF=140.454r/min取切削速度n=125r/min,tl+1+1+1.mnf68.5半4+21「= x1.7125x0.7=1.428min（4）檢驗(yàn)功率:F=CaxFcfyFcVnFcKcFp cF=92x0.70.7N=611.56NP=~

c6x104=0.339kwCA6140主電機(jī)功率為7.5kw，主軸轉(zhuǎn)速為1450r/min檢驗(yàn)機(jī)床：F=611.56N,徑向力F=9.81x60nCaxFyfyFyvnFyk=202.7Nz y Fyp c Fy軸向切削力：F=9.81x60nCaxFzf.vwk=457.77N

f Fyp c FzH=0.1,F=F+r(F+F)=539.20N,CA6140完全符合條件工序七：拉花鍵孔'60mm單面齒升：根據(jù)相關(guān)手冊(cè)，確定單面齒升七=0.06mm，切削速度v=0.12m/s。切削工時(shí)的k

t= 1000vsz式中 zh:單面余量3mmL:拉削表面長(zhǎng)度34.5mm門：考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2K:考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4lZ:拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，z=—Pp=(1.25~ mm3z='=4.35取z=5Phh\kt= =4.83s1000vszz工序八：工步一:銑平面：粗銑32mmx16mm兩側(cè)端面及底面f=0.24mm/齒采用圓柱立式銑刀，材料YG6，d“=10mm，z=6。

切削速度v= -^-0———u =0.52m/sT0.42切削速度v= -^-0———u =0.52m/sT0.42a0.4a0.47a0.23ZO.41600.58

ef1000vn=d-16.5r/s=992.5r/min按機(jī)床取950r/min=15.8r/s兀dn 實(shí)際切削速度v=]0防=。.497工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm為f=fzn=1368mm/minf=1180mm/min按機(jī)床查表3.1-75取得切削工時(shí)工序九:l=100mml=10mm1+H=5.85sfm工步一：鉆孔2x^8mm進(jìn)給量：查相關(guān)表得到f=0.4mm/r切削速度：v=0.39m/s所以ns根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，1000v=15.9r/s=954r/min兀dw取n=800r/min實(shí)際切削速度v="10/'=20.1m/min=0.335m/s切削工時(shí)l=26mml+11+12=7.125l=26mm本工序的機(jī)床工時(shí)為t=2t=14.25sm工序十：攻螺紋M10攻深4mm查表2.4-105 得螺距p=1.5mm v=0.21ms 則n='°°°v=6.78r/s=406.8r/min

按機(jī)床SWJ-12攻絲機(jī)選取n=320r/min實(shí)際轉(zhuǎn)速v=展,％'=10m/min=0.17m/s實(shí)際轉(zhuǎn)速1000切削工時(shí)l=l=25mm1=3mm1=3mm1+1+1+1

nWf2=7.75s工序十二:攻螺紋4?M5攻深10mm查表2.4-41得進(jìn)給量f工序十二:攻螺紋4?M5攻深10mm查表2.4-41得進(jìn)給量f=0.2mm/rv=0.55m/s1000V=35r/s=2100r/min兀d按機(jī)床SWJ-12攻絲機(jī)選取n=750r/min則實(shí)際轉(zhuǎn)速v=0.2m/s=11.8m/min切削工時(shí)l=10mm12=0tm1tm11+1+‘2=5.2snwf則本工序工時(shí)tm=4t=tm=4t=20.8sm1第六章:夾具的設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定涉設(shè)計(jì)第十二道工序-鉆4xM10孔的夾具，本夾具是用立式銑床加工換擋叉的叉口下表面專用夾具。（一）問(wèn)題的提出夾具主要用來(lái)鉆4xM10孔，這四個(gè)孔均勻?qū)ΨQ分布。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。而精度則不是主要問(wèn)題。（二）夾具設(shè)計(jì)1.定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，端面應(yīng)對(duì)花鍵孔