河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院機械加工技術(shù)課程設計說明書設計題目 設計“手柄座”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備(生產(chǎn)綱領：4000件)班 別：機制1107設 計 者：欒學超（35）指導教師：崔庚彥評定成績設計日期 2013年 6月 17日至 6月 22日目 錄設計任務書課程設計說明書正文序言 一、零件的分析 二、工藝規(guī)程設計 (一)確定毛坯的制造形式 (二)基面的選擇 (三)制定工藝路線 (四)機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (五)確定切削用量及基本工時 三、課程設計心得體會參考文獻設計任務書河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院機械加工技術(shù)課程設計任務書設計題目: “手柄座”零件的機械加工 工藝規(guī)程設計內(nèi)容：1產(chǎn)品零件圖 2產(chǎn)品毛坯圖 3機械加工工藝過程卡片 4機械加工工序卡片 5課程設計說明書班 級：機制1107設 計 者：欒學超（35）指 導 教師：崔庚彥教研室主任：2013年 6 月 22 日序言機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學全部基礎課，技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所有各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。本次課程設計內(nèi)容包括零件的分析，工藝路線的制定，工藝規(guī)劃設計，某道工序的夾具設計以及該道工序的工序卡，機械加工綜合卡片，夾具裝配圖以及夾具底座零件圖的繪制等。機械制造技術(shù)基礎課程設計是在學完了機械制造技術(shù)基礎課程進行了生產(chǎn)實習之后的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)。學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生綜合運用本課程及有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計。其目的如下：培養(yǎng)學生解決機械加工工藝問題的能力。通過課程設計，熟練運用機械技術(shù)基礎課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加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(zhì)量，初步具備設計一個中等復雜程度零件的能力。培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。一、零件的分析1.1零件的作用該零件是CA6140車床操縱部分的組成零件之一，該手柄座的作用就相當于一個連桿。車床外部手柄的運動是通過CA6140車床手柄座傳遞到車床內(nèi)部實現(xiàn)人為對機床的操縱。手柄與該零件通過25mm孔連接，機床內(nèi)部零件通過10mm孔與手柄座連接，即CA6140車床手柄座的作用是實現(xiàn)運動由外部到內(nèi)部的傳遞。1.2零件的工藝分析CA6140車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證Ra1.6mm的表面粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下：1.2.1孔的加工該零件共有5個孔要加工：45mm是零件的主要加工面，多組面，孔與其有位置尺寸度要求，因而是后續(xù)工序的主要精基準面，需精加工且盡早加工出來；10mm孔與R13mm有平行度要求，也要精加工；14mm是不通孔，特別注意該孔的加工深度；5mm圓錐孔雖是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精鉸。5.5mm油孔是本組成員本次夾具設計的重點工序，它與槽14mm的小端面有7mm的尺寸位置要求，并且其孔的加工精度有R3.2的要求，因此對其也應該要進行精鉸。1.2.2面的加工該零件共有3個端面要加工：45mm圓柱小端面精度要求較高，同時也是配合25mm孔作為后續(xù)工序的精基準面，需精加工；45mm圓柱大端面以及25mm孔端面粗銑既可。1.2.3槽的加工該零件僅有2個槽需加工：25mm孔上鍵槽兩側(cè)面粗糙度為Ra1.6mm，需精加工，底面加工精度要求不高，但與R13mm孔上表面有30mm的尺寸要求，而加工鍵槽時很難以45mm上表面為定位基準，因而要特別注意尺寸鏈的推算，保證加工尺寸要求；深槽要注意加工深度，由于表面粗糙度為Ra6.3mm，半精銑即可。1.2.4螺紋孔的加工M10mm螺紋孔的加工，它與R13mm孔和25mm孔中心線有30角度要求，同時中心線與45mm圓柱端面有11mm的尺寸位置要求。由以上分析可知，該零件的加工應先加工45mm圓柱兩端面，再以端面為基準加工作為后續(xù)工序主要精基準的25mm孔，進而以該孔為精基準加工出所有的孔，面，槽，螺紋孔等。二、工藝規(guī)程設計繪制鑄件毛坯圖2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，根據(jù)選擇毛坯應考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。2.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)劃設計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。2.2.1粗基準的選擇粗基準選擇應為后續(xù)加工提供精基準，由于該零件毛坯沒有鑄孔，故只能以3個主要端面為基準，由于45mm小端面表面粗糙度為Ra3.2mm，若直接以大端面為粗基準，恐不能一次達到加工精度，故先以45mm小端面為粗基準，粗銑45mm大端面，再以45mm大端面為基準，精銑小端面，并保證尺寸43mm。2.2.2精基準的選擇精基準主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，前面已多次提過以25mm孔為第一精基準，45mm圓柱小端面作為基準先加工出25mm孔，然后作為輔助基準面配合25mm孔加工后續(xù)工序中的孔，面，槽，螺紋等。三、制定工藝路線3.1工藝路線的擬定擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應考慮采用組合機床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應考慮加工的經(jīng)濟性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.1.1工藝路線方案一.銑45mm圓柱小端面;.粗銑45mm圓柱大端面,保證尺寸43mm;. 擴,鉸25+0.033 0mm孔;.鉆,擴,鉸10+0.015 0mm孔;.鉆,擴,鉸14+0.018 0mm孔;.鉆,攻M10mm螺紋孔;.插鍵槽,保證尺寸27.3+0.1 0mm;.鉆,鉸5mm圓錐孔;.銑槽,保證尺寸14mm,深度30mm;.鉆,鉸5.5mm孔;.去銳邊,毛刺;.終檢,入庫。3.1.2工藝路線方案二.粗銑45mm圓柱大端面;.半精銑45mm圓柱小端面,保證尺寸43mm;. 擴,鉸25+0.033 0mm孔;.粗銑14+0.018 0mm孔端面;.鉆,擴,鉸14+0.018 0mm孔;.鉆,鉸5mm圓錐孔,鉆,擴,鉸10+0.015 0mm孔;.鉆,攻M10螺紋孔;.插鍵槽,保證尺寸27.3+0.1 0mm.銑槽,保證尺寸14mm,深度30mm;.鉆,鉸5.5mm孔;.去銳邊,毛刺;.終檢,入庫。3.1.3工藝方案的比較上述兩個方案區(qū)別在兩點:一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度要求的小端面,再加工大端面,而方案二是先粗銑大端面,再加工小端面;二是方案一將5mm圓錐孔和10mm孔按部就班順序加工,而方案二顯得更靈活聰明,看出這兩個孔的定位方式,夾緊方式相同,故而在一臺機床上同時加工出來.另外,方案一沒有銑14mm小端面,但由于14mm孔有嚴格深度要求,故最好還是粗銑一遍.兩套方案顯然方案二更簡潔更符合要求,但正如前面所分析的,方案二將5mm圓錐孔10mm孔的加工合并在一道工中,雖然減少了裝夾次數(shù),簡化了工藝設計,但在一道工序中完成這兩個鉆孔,由于兩孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工時產(chǎn)生的軸向力等等都相差較大,且兩孔的加工精度要求都較高，顯然組合機床不適用。如果采用搖臂鉆床，對于大批量生產(chǎn)，則要頻繁更換鉆頭刀具，大大增加了勞動強度，降低了生產(chǎn)效率，因此，決定還是將兩個孔分開加工。綜上所述，零件的最后加工路線如下：3.1.4工藝方案的確定.粗銑45mm圓柱大端面,以45mm圓柱小端面為定位基準;.半精銑45mm圓柱小端面,以45mm大端面為定位基準;. 擴,鉸25+0.033 0mm孔,以45mm圓柱大端面為定位基準;.鉆,擴,鉸10+0.015 0mm,以25+0.033 0mm孔和45mm圓柱小端面為基準;.粗銑14+0.018 0mm孔端面,利用45mm圓柱小端面,25+0.033 0mm孔和10+0.015 0mm孔定位,保證尺寸43mm;.鉆,擴,鉸14+0.018 0mm孔,定位與工序相同,保證孔深度25mm;.鉆,攻M10mm螺紋孔,定位與工序相同;.鉆,鉸5mm圓錐孔,定位與工序相同;.插鍵槽,為便于加工,以45mm圓柱小端面,10+0.015 0mm孔和14+0.018 0mm孔端面定位,同時要保證尺寸27.3+0.1 0mm;.銑槽,定位與工序相同,保證尺寸30mm;.鉆,鉸5.5mm孔,定位與工序相同;.去銳邊,毛刺,尤其注意25+0.033 0mm孔表面可能因為鉆M10mm螺紋孔以及插槽帶來的表面鱗次損傷;.終檢,入庫。四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140車床手柄座零件材料為HT200,毛坯重量約為0.73kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造生產(chǎn)。毛坯鑄造時可以將25孔直接鑄造出來，由于其余孔均有精度要求，且尺寸小，均不鑄出。故僅確定三個端面的相關尺寸。查表確定加工余量：砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，機器造型，公差等級為CT812,取CT10，加工余量等級EG,取G.切削余量：查表，基本尺寸小于100mm，加工余量為1.4mm；基本尺寸小于63mm，加工余量為0.7mm。鑄件公差等級：查表，基本尺寸小于100mm，取3.2mm；基本尺寸小于63mm，取2.8mm。4.1 45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，45mm圓柱兩端面經(jīng)過兩道工序，先粗銑45mm圓柱大端面，再粗，精銑45mm圓柱小端面，各步余量如下：粗銑：由機械加工工藝手冊第一卷表3.2-23，其余量值規(guī)定，對于小端面（50mm）為1.02.0mm，現(xiàn)取1.8mm。表3.2-27粗銑平面的厚度偏差（30mm）為0.250.39mm，現(xiàn)取0.30mm。精銑：由加工工藝手冊表3.2-25，其余量規(guī)定值為1.0mm。故鑄造毛坯的基本尺寸為431.21.81.047mm。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標準值，取尺寸公差為2.8mm。故：毛坯的名義尺寸：431.21.81.047mm；毛坯的最小尺寸：471.445.6mm；毛坯的最大尺寸：471.449.8mm；粗銑大端面后的最大尺寸：431.01.245.2mm；粗銑大端面后的最小尺寸：45.20.3044.9mm；粗銑小端面后的最大尺寸：:431.044mm；粗銑小端面后的最小尺寸：:440.3043.7mm。精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按加工工藝手冊表5.29，粗銑精銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。故精銑后尺寸為43.10mm。4.2 中心線端面毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，25+0.033 0mm孔中心線距離小端面的毛坯基本尺寸為431.244.2mm，故：毛坯的名義尺寸：431.244.2mm；毛坯的最大尺寸：44.21.445.6mm；毛坯的最小尺寸：44.21.442.8mm。由于25+0.033 0mm孔有8精度要求，Ra1.6mm；根據(jù)加工工藝手冊表3.2-10，加工該孔的工藝為：擴鉸因此查實用機械加工工藝手冊表3-9得其孔的加工余量為25mm，我們?nèi)?mm，故：擴孔：24.8mm2Z1.8mm（Z為單邊加工余量）；鉸孔：25+0.033 0mm。毛坯25mm孔的尺寸為：25-3=22mm4.3 14+0.018 0mm孔端面毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，14+0.018 0mm孔端面僅由粗銑得到，故14+0.018 0mm孔端面距25+0.033 0mm孔中心線的毛坯基本尺寸為431.244.2mm，故：毛坯的名義尺寸：431.244.2mm；毛坯的最大尺寸：44.21.445.6vmm；毛坯的最小尺寸：44.21.442.8mm。粗銑后尺寸應于零件圖尺寸相同，但由于零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按前面粗銑平面厚度偏差取0.28mm。故粗銑后的尺寸為42.72mm其他毛坯尺寸由于零件圖紙未做具體的工序尺寸要求，且對后面諸孔，槽的加工影響不大，僅荒銑即可，故不再一一贅述分析。4.4 其他尺寸極其加工余量的確定其他工序尺寸包括5個孔，2個槽，1個螺紋孔的基本尺寸，現(xiàn)僅分析主要的5個孔的加工余量及尺寸偏差。5個孔均不鑄出，機械加工出來，根據(jù)加工工藝手冊，由于5個孔的表面粗糙度要求均較高，所以都要經(jīng)過精鉸工序，具體工序尺寸和加工余量為：（1）10+0.015 0mm孔，Ra1.6mm；根據(jù)加工工藝手冊表3.2-9，加工該孔的工藝為：鉆粗鉸精鉸鉆孔：9.8mm；粗鉸：9.96mm；精鉸：10+0.015 0mm。（2）14+0.018 0mm孔，Ra1.6mm；根據(jù)加工工藝手冊表3.2-9，加工該孔的工藝為：鉆擴粗鉸精鉸鉆孔：13.0mm；擴孔：13.85mm；2Z0.85mm（Z為單邊加工余量）；粗鉸：13.95mm；精鉸：14+0.018 0mm。（3）5mm圓錐孔，Ra1.6mm；由于零件圖紙未給出具體的公差等級，現(xiàn)也按H7公差等級加工，按表3.2-9，加工該孔的工藝為：鉆精鉸鉆孔：4.8mm；精鉸：5H7mm。（4）5.5mm孔，Ra3.2mm。由于也未給出公差等級，現(xiàn)同樣按5mm圓錐孔加工方式：鉆精鉸鉆孔：4.8mm；精鉸：5.5mm。五、確定切削用量及基本工時5.1工序：粗銑45mm圓柱大端面機床：X51立式銑床選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見工藝手冊表3.127） ，（切削表3.7和切削表3.8）（切削表3.9）按機床選取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 銑床工作臺進給量： 基本工時：5.2工序：半精銑45mm圓柱小端面機床：X51立式銑床 加工余量為Z=1mm 切削速度為 選用主軸轉(zhuǎn)速為 工作臺進給量：基本工時：5.3 工序：鉆擴粗、精鉸25+0.033 0mm通孔機床：Z535立式鉆床鉆孔23mm：選擇23mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見工藝手冊表3.16） （切削表2.7和工藝表4.216） （切削表2.15）硬度200217 按機床選?。üに嚤?.25） 實際切削速度： 基本工時：（工藝表6.25）擴孔24.80mm： 選擇24.80mm高速鋼錐柄擴孔鉆（工藝表3.18）由切削表2.10得擴孔鉆擴24.80mm孔時的進給量，并由工藝表4.216取，擴孔鉆擴孔時的切削速度。由切削表2.15得，故：按機床選取基本工時：鉸25+0.033 0mm孔： 選擇25mm高速鋼錐柄機用鉸刀（工藝表3.117）， 由切削表2.24得， 由工藝表4.216得， 按機床選取，則： 基本工時：5.4工序：鉆粗鉸精鉸10+0.015 0mm孔機床：Z535立式鉆床鉆10mm孔： 選擇9.8mm高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：粗鉸9.96mm孔： 選擇9.96mm的高速鋼鉸刀（工藝表2.11） 由切削表2.24和工藝表4.215查得 按機床選取 基本工時：精鉸10+0.015 0孔： 選擇10mm的鉸刀 按機床選取 基本工時：5.5工序：粗銑14mm孔端面機床：X51立式銑床刀具：高速鋼端銑刀，D=30mm,Z=6根據(jù)加工工藝手冊表2.4-73，取asp=0.15mm/Z,根據(jù)切削工藝手冊表3.9，取f=20m/min,則fr=212.3r/min，按機床選取fr=220r/min，則f=20.72m/min.，vc =198mm/min，取vc=150mm/min，基本工時t=0.33min。5.6工序：鉆，鉸14+0.018 0mm孔鉆13mm孔：選擇13mm高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.56） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：粗鉸13.95mm孔：選擇13.95mm高速鋼錐柄機用鉸刀（工藝表3.117） ，按機床選取（工藝表4215） （工藝表4.216） 基本工時：精銑14+0.018 0mm孔：選擇14+0.018 0mm高速鋼錐柄機用鉸刀（工藝表3.117） 由切削表2.24查得， （工藝表4216） 按機床選取 基本工時：5.7 工序：鉆8.5mm底孔，攻螺紋M10mm鉆8.5mm底孔： 選用8.5mm高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：攻螺紋M10mm： 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時：5.8 工序：鉆，鉸5mm圓錐孔機床：Z525立式鉆床（1）鉆4.8mm圓錐孔刀具：高速鋼麻花鉆，D=5mm由切削工藝手冊表2.7查得fz=0.10mm/r，由表2.15取f=20m/min，則則fr=1326r/min，按機床選取fr=1360r/min，則f=20.5m/min.，基本工時t=0.096min。（2）鉸5mm孔刀具：高速鋼錐柄機用機用鉸刀，D=5mm由切削工藝手冊表2.24查得fz=0.6mm/r，根據(jù)表2.15取f=6m/min，則fr=382.17r/min，按機床選取fr=392r/min，則f=6.15m/min.，基本工時t=0.055min。5.9 工序：銑14+0.24 0的槽選用高速鋼粗齒盤狀銑刀 ，Z=81)、根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表3.1-27查的：粗銑 選定因走刀次數(shù)N=8.6次 故走刀次數(shù)N為9次，最后一次=3mm 。根據(jù)零件形狀，確定那個走刀長度為37mm。2）、決定每齒進給量，根據(jù)XA6132型銑床的功率為7.5KW，中等剛度。根據(jù)表3.3（ 切削用量簡明手冊（第3版） ）： 現(xiàn)選取 3)、決定切削速度和每分鐘進給量根據(jù)表3.27中的計算公式，也可以直接查表。根據(jù)表3.9，當，Z=8，=14mm，0.24mm/z時，=19m/min，=62r/min，=104mm/min。各修正系數(shù)為： 190.690.8m/min=10.5 m/min； =34 r/min； mm/min；根據(jù)XA6132型銑床說明書，選擇 r /min； mm/min；因此實際切削速度和每齒進給量為： m/min； mm/r ； 計算基本工時式中 l =37mm，根據(jù)表3.25，入切量及超切量=27mm則= min=1.067min總時間：= N=1.067min9=9.6min5.10 工序：加工5.5mm的孔鉆5.5mm孔： 選擇4.8mm的高速鋼錐柄麻花鉆按機床選取(一) 基本工時：鉸5.5mm孔：選擇5.5mm的鉸刀按機床選取基本工時：設計心得 課程設計的收獲通過課程設計，我收獲頗豐：1 學會了將所學到的知識融合在一起為自己服務，將理論知識用到了具體的設計中，知道了書本上的東西只有在接受了實踐的檢驗之后才能真正成為自己的東西。2 學會了與同學協(xié)同合作，單個人的力量是弱小的，對于一個大的未知的課題，尤其需要和其他同學分工合作，只有這樣1+1才會大于2。3 增強了獨立學習的能力，學會了搜索資料為我所用。4 培養(yǎng)了我的條理性、時間性和初步的規(guī)劃能力。一個課題，要在有限的時間里完成，就必須要我們精心規(guī)劃，合理分配、利用時間，保質(zhì)保量的完成任務。畢業(yè)設計可以說在這方面很好地鍛煉了我。5 使我初步具有了閱讀英文文獻的能力和習慣。經(jīng)過一絲不茍地查專業(yè)詞典。