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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 II
機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計
題 目：手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程
及工藝裝備設(shè)計
班 級： 機械10-3班
姓 名：
指導(dǎo)教師
完成日期： 2013/6/30
課程設(shè)計任務(wù)書
一、設(shè)計題目：“手柄座”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000～8000字) 1份
說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）
①目錄
②摘要（中外文對照的，各占一頁）
③零件工藝性分析
④機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
⑤指定工序的專用機床夾具設(shè)計
⑥方案綜合評價與結(jié)論
⑦體會與展望
⑧參考文獻
列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上)
課程設(shè)計說明書一律用A4紙、縱向打印.
四、進度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
成績評定
采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。
優(yōu)秀：設(shè)計方案合理并新穎，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
良好：設(shè)計方案合理，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
中等：設(shè)計方案一般，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯；
及格：設(shè)計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設(shè)計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計過程中勤奮精神不夠：
不及格：設(shè)計方案有嚴重錯誤，設(shè)計說明書及設(shè)計圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計過程中勤奮好學(xué)精神不夠。
摘 要
設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計“手柄座”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出手柄座零件圖、手柄座毛坯圖、夾具裝配圖，夾具體零件圖。填寫機械加工工藝過程綜合卡片、機械加工工藝卡片。編制課程設(shè)計說明書。
設(shè)計意義：本課程設(shè)計是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。是在完成生產(chǎn)實習(xí)，學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它專業(yè)課程之后進行的。通過該課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：手柄座;課程設(shè)計;工藝規(guī)程；工藝裝備；
Abstract
Design: Design " handle on" parts of the machining process planning and process equipment, spare parts and to map out plans ram, ram rough map, fixture assembly, the fixture parts map. Complete machining process integrated card, a card processing machine. The preparation of curriculum design specification.
Design significance: the design of this course is an important aspect of the practice of teaching. Completed internship in the production, completion of machinery manufacturing and technological foundation and other professional courses conducted. The adoption of the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, tempered his analysis, problem-solving abilities, in the process I am an independent analysis and solution of the manufacture of mechanical parts of the problem, design a machine for this fixture A typical technology equipment, improved structural design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation.
Key words: ram; curriculum design, technology point of order, technology and equipment;
目 錄
緒論 1
1 設(shè)計手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程 2
1.1 零件工藝性分析 2
1.2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 3
1.3 擬定手柄座工藝路線 5
1.4 工序尺寸（工序9） 8
1.5 切削用量、時間定額的計算。（工序9） 8
2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計 9
2.1 定位方案 9
2.2 定位誤差分析........................................9
2.3 夾緊機構(gòu) 10
2.4 對刀裝置 11
2.5 夾具與機床聯(lián)接元件 11
2.6 夾具體 11
2.7 方案綜合評價和總結(jié) 12
3 設(shè)計體會 12
參考文獻 14
- 11 -
緒論
本次設(shè)計是在我們學(xué)完了相關(guān)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及大部分專業(yè)課之后進行的這是我們在畢業(yè)設(shè)計之前的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
在學(xué)完機械制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)上進行這樣的設(shè)計和練習(xí)，我覺得是很有必要的，它對我們的理論提高有了一定啟發(fā)，讓我們知道了學(xué)習(xí)的重點和怎么根據(jù)具體的情況設(shè)計出可行的夾具。也讓我提高了分析問題、解決問題的能力，為以后的進一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。
由于時間比較倉促，設(shè)計尚有很多的不足之處，懇請各位老師給予指教。
1 設(shè)計手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程
1.1 零件工藝性分析
1.1.1 手柄座的作用
題目所給的零件是CA6140車床的手柄座。它位于車床操作機構(gòu)中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動時，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。
1.1.2 手柄座的技術(shù)要求
根據(jù)手柄座的零件圖紙將該手柄座的全部技術(shù)要求列于表中。
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等級
表面粗糙度Ra(um)
形位公差
Φ25孔
25
IT8
3.2
Φ5.5孔
5.5
IT13
12.5
槽左表面
IT13
12.5
槽上表面
14
IT8
12.5
槽下表面
14
IT8
12.5
Φ45圓柱
45
IT13
6.3
Φ10孔
10
IT7
3.2
Φ14孔
14
IT7
3.2
槽內(nèi)表面
14
IT8
12.5
鍵槽
6
IT5
1
2.5
Φ5錐銷通孔
5
IT13
3.2
R13外圓
13
IT8
0.8
M10螺紋孔
10
IT7
12.5
1.1.3 審查手柄座的工藝性
手柄座的加工共有兩組加工表面，它們相互之間有一定的要求?，F(xiàn)分述如下：
（1）以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆Φ10H7的孔，鉆Φ14H7的孔，鉆Φ5.5 mm的孔，銑14mm*43mm的槽，鉆Φ5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。。其中主要加工孔Φ10H7。
（2）以Φ25 mm的孔為中心加工表面和孔。銑上下表面，鉆Φ10H7，鉆Φ14H7的孔，鉆Φ5.5 mm的孔，鉆Φ5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。
有以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于主要能夠夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。
1.1.4 確定手柄座的生產(chǎn)類型
由課程設(shè)計題目要求，該手柄座的生產(chǎn)類型為中批或大批生產(chǎn)。
1.2 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.2.1 選擇毛坯
由零件要求可知，零件的材料為ZG230-450，考慮到本零件在具體工作的受力情況，手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用，
我們選擇砂型機器造型及殼型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批或大批量生產(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量
由《機械加工工藝手冊》表2.3-5，確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機械加工余量如下表所示：
表2-1 手柄座鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量表
項目/mm
機械加工余量/mm
尺寸公差/mm
備注
φ25孔
雙側(cè)加工1.0
1.2
表2.5-5
表2.3-6
上下面高度43
單側(cè)加工0.7
1.4
表2.5-5
表2.3-6
R13外圓
單側(cè)加工0.2
1.1
表2.5-5
表2.3-6
φ45軸
1.6
表2.5-5
表2.3-6
1.2.3 毛坯設(shè)計
1.2.3.1 確定圓角半徑
鑄造圓角為3—5mm.。
1.2.3.2 確定拔模斜度
拔模斜度為：5°。
1.2.3.3 確定分模位置
選擇在左視圖中中心平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。
。
1.2.4 繪制閘板鑄造毛坯簡圖
由表2-1所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如下所示：
圖3-1 閘板鑄造毛坯簡圖
1.3 擬定手柄座工藝路線
1.3.1 定位基準的選擇
基準面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。
定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。
1.3.1.1 精基準的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，主要考慮的是基準的中和問題。當(dāng)設(shè)計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。
1.3.1.2 粗基準的選擇
對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。對于一般的箱體零件而言，以外表面作為粗基準是合理的。但對于零件來說Φ25 mm作為粗基準，則可造成鉆孔的垂直度和軸的平行度不能保證。對箱體零件應(yīng)以相關(guān)的表面作為粗基準，現(xiàn)選取零件的上下表面互為基準，再利用四爪卡盤卡住車Φ25 mm。利用內(nèi)孔Φ25 mm及鍵槽定位進行鉆Φ10mm，在Φ25 mm中以長心軸、鍵槽及零件的下表面進行自由定位，達到完全定位。
1.3.2 表面加工方法的確定
表3-1 閘板零件各表面加工方法
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/um
加工方案
備注
底面
IT13
6.3
粗銑
表1-8
Φ25孔
IT8
3.2
精車-半精車
表1-8
鍵槽各面
IT11
12.5
粗銑
表1-8
槽上下表面
IT8
12.5
粗銑
表1-8
Φ10孔
IT7
3.2
鉆-鉸
表1-8
Φ5.5孔
IT13
12.5
鉆
表1-8
Φ14孔
IT7
3.2
鉆-鉸
表1-7
Φ5孔
IT13
3.2
鉆-鉸
表1-8
M10螺紋孔
IT7
12.5
攻螺紋
表1-8
R13外圓
IT8
0.8
粗磨
表1-8
1.3.3 加工階段的劃分
可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。，
在粗加工階段。首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；
1.3.4 工序的集中與分散
選用工序集中原則，生產(chǎn)類型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。
1.3.5 工序順序的安排
1.3.5.1 機械加工工序
1.3.5.1.1 遵循“先基準后其他”原則
1.3.5.1.2 遵循“先粗后精”原則
1.3.5.1.3 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。
1.3.5.1.4 遵循“先面后孔”
1.3.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了閘板的工藝路線。
表3-2 閘板工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號
工序名稱
機床裝備
刀具
量具
1
粗銑下表面
臥式銑床X63
端銑刀
游標卡尺
2
粗、精車Φ25H8 mm
立式車床C620
內(nèi)圓車刀
游標卡尺
3
插鍵槽6H9
臥式銑床X63
鍵槽銑刀
游標卡尺
4
銑槽14*43 mm
立式鉆床Z525
槽銑刀
游標卡尺
5
鉆、拉孔Φ10H7
立式鉆床Z525
麻花鉆、拉刀
游標卡尺
6
鉆孔Φ5.5 mm
立式鉆床Z525
麻花鉆
游標卡尺
7
鉆、擴Φ14H7
立式鉆床Z525
麻花鉆、擴鉆
游標卡尺
8
鉆、鉗Φ5 mm、M10--7H
立式鉆床Z525
麻花鉆
游標卡尺
9
粗磨R13外圓
萬能外圓磨床
砂輪
游標卡尺
10
去毛刺
11
清洗
清洗機
12
終檢
1.4 工序尺寸（工序9）
由零件圖及查表可得，此工序的工序尺寸為13mm，加工精度等級為IT8。
1.5 切削用量、時間定額的計算。（工序9）
1.5.1切削用量的計算
由于定位基準是孔的軸線，固為保證最小尺寸=50mm+13mm=63mm,z=0.2mm為磨削余量,則加工前的尺寸=63mm+0.2mm=63.2mm。
1.5.1.1 背吃刀量的確定
由于是一次加工完成，固背吃刀量即為磨削的加工余量即=z=0.2mm。
1.5.1.2 進給量的確定
由《課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-35查得，取f=0.033mm/r。
1.5.1.3 磨削速度的計算
由表5-35，取v=16.67m/min。
1.5.2 時間定額的計算
1.5.2.1.作業(yè)時間的計算
采用砂輪斷面粗麼的方法工件的
則，磨削R13端面的作業(yè)基本時間可由該公式來計算
Tj=
=3.14*（13-0.2+8）*0.98/[1000*/60]
=38.15s
a----磨削的加工余量，在這里一次走刀
v----工件的運動速度
y----磨床的機械效率
w----砂輪的轉(zhuǎn)速
d-----砂輪的直徑
r-----工件的半徑
1.5.2.2.輔助時間Tf的計算:
輔助時間一般為作業(yè)時間的0.15~0.2左右，在這里取值0.2.
所以，Tf=0.2*38.15=7.63s
1.5.2.3.布置工作時間的計算
布置工作時間一般可以由經(jīng)驗得知為工作時間的0.02~0.07倍，在這里取0.5
Tb=0.5*38.15=19.1s
1.5.2.4.準備于終結(jié)時間
（1）.準備時間，因為在工件的生產(chǎn)方式是大批量生產(chǎn)方式，所以，準備時間分配大每個工件上的部分可以忽略不計
（2）.終結(jié)時間T為各部分時間的總和
即：T=Tj+Tf+Tb+Tz=38.15+7.63+19.1+0=64.88
2.相關(guān)工序夾具的設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計
專用的夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計第五道工序----銑Φ45端面，選用機床：X51立式銑床
2.1 問題提出
本夾具主要用來銑Φ45端面，在銑面后還要進行拉孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、提高加工質(zhì)量。
2.2夾具設(shè)計
1 ） 定位基準的選擇
2 ） 夾緊力分析
2.3 定位誤差分析
夾具的主要定位元件為定位套，該定位套是根據(jù)零件定位方案設(shè)計的專用件，各定位面加工后對φ6H9mm孔的軸向位置偏差影響可以忽略不計。鉆孔位置主要由鉆套鉆模套引導(dǎo)，因此孔的位置加工偏差主要由鉆套中心位置尺寸偏差決定。查文獻[4]表3-17，普通精度的鉆模板上固定的襯套中心位置尺寸的極限偏差取±0.05mm<±0.3mm,因此孔的位置偏差可以保證。
⒋夾具設(shè)計及操作說明
夾具體上鉆模板采用的鉸鏈形式，鉆套采用快換形式均提高了加工生產(chǎn)效率。根據(jù)該法蘭盤結(jié)構(gòu)特點設(shè)計的定位套一次限制5個自由度，外加一定位支承板限制2個自由度，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用鉤形夾緊螺栓，操作方便。夾具體也是由定位夾緊需要設(shè)計而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。
3 設(shè)計體會
在學(xué)完《機械制造工藝學(xué)》之后，我們經(jīng)過了為期3個星期的課程設(shè)計。本次課程設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)加工工件設(shè)計夾具，我設(shè)計的零件是手柄座，相對于其他組同學(xué)設(shè)計的夾具要容易，但我并沒有因為它的容易而放棄學(xué)習(xí)更多的機會，我在設(shè)計完自己的夾具同時，和其他的同學(xué)一起探討更好的設(shè)計方法。并了解了其他相關(guān)工件的設(shè)計，在分析的過程中，讓我更深刻地了解了工藝對我們學(xué)習(xí)的重要性，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足。
一 、僅僅了解書本上的東西是遠遠不夠的，只有在結(jié)合自己的實際情況，運用于實踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識。
二 、工藝是一個很細致的工作，我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗，學(xué)會用自己的知識解決實際問題。
三 、覺得自己學(xué)到的知識太有限，知識面太窄，以后還有待加強訓(xùn)練和實踐。
四 、同時我們要不斷地向別人學(xué)習(xí)，尤其要多想老師請教，他們可以讓我們少走很多的彎路，同時也讓我們知道很多優(yōu)秀的設(shè)計方法和與眾不同的設(shè)計理戀。
五 、創(chuàng)新設(shè)計是我們未來生存的法寶，所以從現(xiàn)在開始一定要有意識的鍛煉和培養(yǎng)自己在這方面能力。
由于本人的知識水平有限，錯誤之處在所難免，希望各位老師及專業(yè)人士給予批評指正！
參考文獻
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[15] 楊叔子. 《機械加工工藝師手冊》. 機械工業(yè)出版社.2000
機電專業(yè)
機械加工工藝卡片
工件名稱
銑
工序號
Ⅰ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號
零件重量
0.73kg
同時加工件數(shù)
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設(shè)備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
立式銑床
X51
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
粗銑Φ45端面
高速鋼立銑刀
1
144
160
25.12
0.43
半精銑Φ45端面
高速鋼立銑刀
1
144
160
20
0.65
設(shè)計者
指導(dǎo)老師
共 1 頁
第 1 頁
機械加工工藝過程卡片
零件號
零件名稱
CA6140車床手柄座
工序號
工序名稱
設(shè)備
夾具
刀具
量具
工時（min）
名稱
型號
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
Ⅰ
銑，半精銑凸臺端面
立式銑床
X51
專用夾具
高速鋼端銑刀
25
1.08
Ⅱ
銑，半精銑大端面
立式銑床
X51
專用夾具
高速鋼端銑刀
25
游標卡尺
1.63
Ⅲ
鉆，擴，鉸內(nèi)孔
立式鉆床
Z535
專用夾具
高速鋼錐柄麻花鉆擴孔鉆鉸刀
游標卡尺
2.39
Ⅳ
鉆，粗鉸，精鉸孔
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼錐柄麻花鉆，鉸刀
游標卡尺
0.8
Ⅴ
銑槽
臥式銑床
X63
專用夾具
高速鋼圓柱形銑刀
游標卡尺
1.88
Ⅵ
鉆粗鉸精鉸孔
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼錐柄麻花鉆，鉸刀
卡盤
1.07
Ⅶ
鉆底孔，攻螺紋M10mm
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼錐柄麻花鉆,絲錐
卡盤
0.5
Ⅷ
鉆圓錐孔
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼麻花鉆
0.36
Ⅸ
拉鍵槽6H9mm
專用夾具
0.42
Ⅹ
鉆槽底通孔
立式鉆床
Z525
高速鋼麻花鉆
1.01
Ⅺ
終檢
Ⅻ
ⅩⅢ