1、.目錄1.前言 .32.課程設計的目的 .33.零件的工藝分析 .33.1結構及工藝性分析 .33.2零件的技術要求分析 .44.毛坯的選擇 .55.零件機械加工工藝路線的擬定 .55.1定位基準的選擇 .55.1.1粗基準的選擇 .65.1.2精基準的選擇 .65.2擬定工藝路線 .65.2.1加工方法的選擇和加工階段的劃分 .65.2.2工藝路線的擬定 .75.2.3工藝方案的分析與比較 .85.3加工余量及工序尺寸的擬定，工序尺寸及公差的確定.95.4切削用量的確定 .115.4.1工序 7：車左端面 .115.4.2工序 8：加工 12H7孔 .12.5.4.3工序 9：锪鉆中心孔 1

2、6125.5時間定額確定 .135.5.1工序 8：加工 12H7孔時間定額的計算 .135.5.2工序 9：擴中心孔 16時間定額的計算 .146. 夾具設計.146.1確定設計方法和要求 .146.2選擇定位方式及定位元件 .146.3確定導向裝置 .156.4確定夾緊機構 .157 小結 .16參考文獻16.1. 前言本次課程設計的對象為手柄套，該產品的年產量為50000 件，備品率為10%，機械加工過程廢品率為1%。所以按零件的生產綱領計算公式N=Qn（1+a）（ 1+b）求得零件的年產量為 55550 件，現在已知此產品為輕型機械。查表可確定生產類型為大批大量生產。2. 課程設計的目

3、的機械制造技術基礎課程設計是作為未來從事機械制造技術工作的一次基本訓練。通過課程設計培養(yǎng)我們制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。在設計過程中，我們應熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數據庫。并且還應該具有以下幾種能力。1、能熟練運用機械制造技術基礎課程中的基本理論以及在生產實踐中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2、提高結構設計能力。學生通過夾具設計的訓練，應獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。3、學會使用手冊、圖表及數據庫資

4、料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。3. 零件的工藝分析3.1 結構及工藝性分析.由于該零件是大批大量生產，毛坯一般采用機器模鍛這種高效率的毛坯制造方法，但由于本零件結構簡單并且外形為圓柱形，所以毛坯采用棒料，由零件圖可知該零件結構簡單，所以結 構應力 也 比較 簡單 和 均勻。兩個端面與外圓面的連接處應有一定過度圓角以減少結構應力。圖 1 手柄套實體圖圖 2 手柄套零件圖3.2 零件的技術要求分析由零件圖2 可知，該零件的加工表面為兩個端面，外圓面和各個孔?？椎闹行木€是主要的設計基準和加工基準，并且和端面有一定的位置要求。具體分析如下：（1） 45mm外圓面：公差等

5、級為IT7 ，表面粗糙度為 Ra3.2um。（2） 端面：本零件為回轉體，端面尺寸精度要求不高，右端面要求與12H7孔的中心線垂直度為0.05 ，表面粗糙度為Ra3.2um和 Ra6.3um. 左右端面倒角 C1。.（3） 12H7 孔：公差等級為IT7 ，表面粗糙度為Ra1.6um，孔口倒角為C1。（4） 2 6H8 孔：兩孔的位置關系為相互垂直，孔中心線與右端面的距離為 13mm，公差等級為 IT8 ，表面粗糙度為Ra3.2. 兩孔要求與 12H7孔的中心線的位置度公差為0.12.（5） 8mm孔：未注公差尺寸，孔中心線與右端面的距離為22mm。（6） 5H7 孔：公差等級為IT7 ，孔中

6、心線與 12H7 孔中心線的距離為15mm，深為 12mm。（7） 16 孔：未注公差尺寸，孔深為12mm，孔口倒角為 C1。4. 毛坯的選擇手柄套零件的材料為45 鋼。 45 鋼為優(yōu)質碳素結構鋼，硬度不高易切削加工，綜合性能優(yōu)良。根據零件的尺寸，形狀，批量和材料確定毛坯為鍛件或型材。由于該零件形狀簡單，精度要求不高，且為大批大量生產，為在一定程度上降低生產成本，所以選定毛坯材料為型材。由于零件的基本尺寸d=45mm，基本長度 l=35mm，所以查機械制造技術基礎設計手冊表5-3 得棒料的直徑為D=d=34mm,取毛坯直徑D=45+3=48mm。端面余量可根據零件的長度和加工狀態(tài)決定。5. 零

7、件機械加工工藝路線的擬定5.1 定位基準的選擇該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此對于該零件來說，加工過程中的主要問題是保證平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。該類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。手柄套的加工自然應遵循這個原則。這是因為表面的面積大，用可表面定位以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。手柄套零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔.與平面的加工

8、明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。由于手柄套的生產量很大。怎樣滿足手柄套生產率要求也是過程中的主要考慮因素。5.1.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。但由于零件所有表面均要加工，且毛胚為圓棒料，所以選外圓表面為粗基準。5.1.2 精基準的選擇精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，根據該手柄套零件的技術要求和裝配要求，選擇加工后外圓端面作為精基準。5.2 擬定工藝路線5.2.1 加工方法的選擇和加工階段的劃分根據手柄套零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查機械制造技術基礎課程設計圖 2

9、-5 和圖 2-6 確定加工工件各表面的加工方法。表 1.手柄套零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等級表面粗糙度加工方案（Ra）外圓左端面IT96.3粗車半精車粗車外圓表面IT73.2半精車精車粗車外圓右端面IT73.2半精車精車.鉆中心孔 12H7IT71.6擴鉸中心孔 16IT10锪孔 5H7IT73.2鉆鉸2 6H8 外圓IT83.2鉆孔鉸8 外圓孔IT10鉆5.2.2 工藝路線的擬定表 2. 工藝方案 1工序 1下料工序 2粗車右端面工序 3粗車外圓工序 4熱處理工序 5半精車、精車右端面工序 6半精車、外圓，倒角 C1工序 7粗車、半精車左端面，倒角 C1工序 8鉆，擴，鉸 12H7

10、mm孔，倒角 C1工序 9锪鉆中心孔 16mm，倒角 C1工序 10鉆，鉸右端面上的 5H7mm孔，倒角 C1.工序 11鉆，鉸外圓孔 2x6H8mm工序 12鉆外圓孔 8mm工序 13去毛刺工序 14終檢表 3. 工藝方案 2工序 1粗車，半精車右端面工序 2粗車，半精車，精車外圓表面45f7 ，到外圓角 C1工序 3劃線，給要鉆的孔劃線工序 4鉆，擴，鉸 12H7孔工序 5锪鉆中心孔 16，倒圓角 C1工序 6切斷零件工序 7半精車，精車左端面，倒圓角C1,倒內圓角 C1工序 8鉆，鉸右端面上的5H7孔工序 9鉆，鉸外圓孔 2x 6H8工序 10鉆外圓孔 8工序 11去毛刺工序 12終檢5

11、.2.3 工藝方案的分析與比較上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是直接用短棒料，其毛坯形狀接近工件外表面不用切斷便可直接加工左右端面，方案二是先鉆中心孔后切斷。對.于方案一工序比較分散，切削熱殘留比較小，因熱變形的加工誤差也比較小，而方案二工序比較集中，切削熱殘留比較大，因熱變形的加工誤差也比較大；裝還有就是工件直徑比較小，如果先鉆中心孔在切斷，則工件的剛度也就變小，引起的加工誤差也比較大；方案二夾次數比方案一少，減少時間。綜上比較，選用工藝方案一比較好。5.3 加工余量及工序尺寸的擬定，工序尺寸及公差的確定（1）左端面（表 4）工序名工序間單邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差半精車0.1IT

12、9粗車0.2IT12毛坯無(2) 右端面（表 5）工序名工序間單邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差精車0.1IT7半精車0.1IT9粗車0.2IT12毛坯無無35.7（3）外圓柱面（表 6）工序名工序雙邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差精車0.15IT7.半精車0.4IT9粗車2.5IT11毛坯無(4) 中心孔 12H7和 16 孔（表 7）工序名工序雙邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差鉸0.15IT7擴0.85IT9鉆11IT11锪4IT10(5) 加工孔 5H7（表 8）工序名工序雙邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差鉸0.2IT7鉆4.8IT11（6）加工孔 6H8（表 9）工序名工序雙邊

13、余量工序達到的公差工序尺寸及公差鉸0.2IT7鉆5.8IT11（ 7）加工孔 8（表 10）工序名工序雙邊余量工序達到的公差工序尺寸及公差鉆8IT10.5.4 切削用量的確定5.4.1 工序 7：車左端面已知工件材料為45 鋼，機床為CA6140臥式機床，刀具為焊接式硬質合金刀具YT15，刀桿尺寸為16mm 25mm，幾何參數為=15， =8， =60，=10， =0， =0.5mm，=-10 ， =0.2mm。1 粗車（1）背吃刀量（35.3-35.1 ）=0.2mm（2）進給量f根據已知條件查機械制造技術基礎第二版表2-5 得f=0.40.5mm/r,根據所用的 CA6140車床的技術參數

14、，實際取f=0.45mm/r 。（3）切削速度查機械制造技術基礎第二版表2-7 得 =130m/min 由可 以推 出 主軸 轉速 為n=1089r/min 。 根據CA6140 主 軸 轉速 列 數 ， 取n=1130r/min 。（ 4）校核機床功率查機械制造技術基礎表2-3得 =2795 =1.0=0.75 =-0.15 =1所以 =535p=*/1000=1.16kw查閱機床參數得 CA6140車床電動機的功率為7.5kw，所以機床功率足夠。2 半精車（1）背吃刀量（35.1-35 ）=0.1mm（2）進給量f根據已知條件查機械制造技術基礎第二版表2-6 得f=0.110.16mm/r

15、, 根據所用的 CA6140車床的技術參數，實際取f=0.12mm/r 。（3）切削速度查機械制造技術基礎第二版表2-7 得 =135m/min 由可 以推 出 主軸 轉速 為n=1228r/min 。 根據CA6140 主 軸 轉速 列 數 ， 取n=1130r/min 。.5.4.2 工序 8：加工 12H7 孔本工序為加工孔，工藝為鉆 - 擴 - 鉸。選用機床為 Z525 立式鉆床。刀具為高速鋼的 標準 鉆頭 和標 準鉸刀 。 查表 得直 柄麻花鉆 直徑 11mm， 刀具 壽命T=45min；標準鉸刀壽命 T=40min。1 鉆孔（ 1）確定進給量 f 查表得 f=0.250.31mm/

16、r ，由 Z525 鉆床參數確定f=0.28mm/r 。（2）確定切削速度v查表得 =14m/min, 差得切削速度修正習數=0.739 ，故 =10.6m/min n=307r/min 。按機床轉速參數選擇n=392 r/min ，所以實際切削速度為 13.54/min 。（3）檢驗扭矩功率查表得鉆孔時扭矩及功率 , 其中 =0.305 =2.0=0.8=0.1 所以 =73.6N/m。而轉速為 392 的 Z525 立式鉆床能傳遞的扭矩為73.6N/m,所以合格。2 擴孔確定進給量查表得 f=0.50.6mm/r,由 Z525 鉆床參數確定 f=0.52mm/r 。確定切削速度 v查表得

17、=1020m/min,取=15，故 n=403r/min 。按機床轉速參數選擇n=392 r/min ，所以實際切削速度為14.6m/min 。3 鉸孔確定進給量查表得 f=0.651.4mm/r,由 Z525鉆床參數確定f=0.62mm/r 。確定切削速度 v查表得 =1020m/min,取=15，故 n=398r/min 。按機床轉速參數選擇n=351 r/min ，所以實際切削速度為13.2m/min 。5.4.3工序 9：锪鉆中心孔 16本工序為擴中心孔 16，選用的刀具標準直柄擴孔鉆，直徑 16，切削刃長度 120. 總長 178。選用的機床為 Z50 立式銑床。確定進給量查表得 f

18、=0.60.7mm/r,由 Z525 鉆床參數確定 f=0.62mm/r 。確定切削速度 v查表得 =1020m/min,取=15，故 n=403r/min 。按機床轉速參數選擇n=351 r/min ，所以實際切削速度為17.63m/min 。.5.5 時間定額確定5.5.1 工序 8：加工 12H7 孔時間定額的計算1. 基本時間的計算1 鉆孔時間定額 =i=其中 =（ D/2）cot+(12)mm,=(14)mm所以 = 3.5mm =3 mm所以 =16.2S2 擴孔時間定額 =i=其中 =（） cot+(12)mm 查表得 45mm所以 =2.24mm =45mm所以 =24.2S3

19、 鉸孔時間定額 =i=其中 =（） cot+(12)mm 查表得 14mm所以 =2.04mm =14mm所以 =12.4S所以基本時間為 =52.85S2. 輔助定額時間的計算查表得輔助時間可取 2.5min=150 S3. 作業(yè)時間的計算所以作業(yè)時間為 150+52.85 S=202.85 S.5.5.2工序 9：擴中心孔 16 時間定額的計算1. 基本時間的計算時間定額 =i=其中 =（） cot+(12)mm 查表得 45mm所以 =3.15mm =45mm所以 =16.58S2. 輔助定額時間的計算查表得輔助時間可取 2.5min=150 S3. 作業(yè)時間的計算所以作業(yè)時間為 150

20、+16.58S=166.58 S6. 夾具設計6.1 確定設計方法和要求（1）保證被加工要素的加工精度（2）提高勞動生產率（3）具有良好的使用性能(4) 滿足大批大量生產要求（5）具有經濟性6.2 選擇定位方式及定位元件本次所設計的夾具為工序10：鉆外圓 8 孔的專用夾具所采用的定位方式以及定位元件如表12，具體形狀尺寸見附錄鉆孔夾具裝配圖。表 12定位方式定位元件自由度限制.平面定位支撐板X 的移動自由度Y,Z 的旋轉自孔定位定位心軸Y,Z 的移動自由度由度孔定位削邊銷X 的旋轉自由度由表 12 可知，本工序專用夾具為完全定位夾具6.3 確定導向裝置采用固定式鉆套，具體為d=8mm，H=16mm的 B 型固定鉆套。形狀及尺寸如如下圖