手柄套课程设计说明书.doc

目录1、 前言32、 课程设计得目得33、 零件得工艺分析33、1结构及工艺性分析33、2零件得技术要求分析44、 毛坯得选择55、 零件机械加工工艺路线得拟定55、1定位基准得选择55、1、1粗基准得选择65、1、2精基准得选择65、2拟定工艺路线65、2、1加工方法得选择与加工阶段得划分65、2、2工艺路线得拟定75、2、3工艺方案得分析与比较85、3加工余量及工序尺寸得拟定，工序尺寸及公差得确定85、4切削用量得确定105、4、1工序7：车左端面105、4、2工序8：加工12H7孔115、4、3 工序9：锪钻中心孔16125、5 时间定额确定125、5、1工序8：加工12H7孔时间定额得计算125、5、2 工序9：扩中心孔16时间定额得计算136、 夹具设计136、1确定设计方法与要求136、2选择定位方式及定位元件146、3 确定导向装置146、4 确定夹紧机构157 小结15参考文献151、 前言本次课程设计得对象为手柄套，该产品得年产量为50000件，备品率为10%，机械加工过程废品率为1%。所以按零件得生产纲领计算公式N=Qn（1+a）（1+b）求得零件得年产量为55550件，现在已知此产品为轻型机械。查表可确定生产类型为大批大量生产。2、 课程设计得目得机械制造技术基础课程设计就是作为未来从事机械制造技术工作得一次基本训练。通过课程设计培养我们制定零件机械加工工艺规程与分析工艺问题得能力，以及设计机床夹具得能力。在设计过程中，我们应熟悉有关标准与设计资料，学会使用有关手册与数据库。并且还应该具有以下几种能力。1、能熟练运用机械制造技术基础课程中得基本理论以及在生产实践中学到得实践知识，正确地解决一个零件在加工中得定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件得加工质量。2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计得训练，应获得根据被加工零件得加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量得夹具得能力。3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关得各种资料得名称、出处，能够做到熟练运用。3、 零件得工艺分析3、1结构及工艺性分析由于该零件就是大批大量生产，毛坯一般采用机器模锻这种高效率得毛坯制造方法，但由于本零件结构简单并且外形为圆柱形，所以毛坯采用棒料，由零件图可知该零件结构简单，所以结构应力也比较简单与均匀。两个端面与外圆面得连接处应有一定过度圆角以减少结构应力。图1 手柄套实体图图2 手柄套零件图3、2零件得技术要求分析由零件图2可知，该零件得加工表面为两个端面，外圆面与各个孔。孔得中心线就是主要得设计基准与加工基准，并且与端面有一定得位置要求。具体分析如下：（1） 45mm外圆面：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3、2um。（2） 端面：本零件为回转体，端面尺寸精度要求不高，右端面要求与12H7孔得中心线垂直度为0、05，表面粗糙度为Ra3、2um与Ra6、3um、 左右端面倒角C1。（3）12H7孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1、6um，孔口倒角为C1。（4）26H8孔：两孔得位置关系为相互垂直，孔中心线与右端面得距离为13mm，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3、2、两孔要求与12H7孔得中心线得位置度公差为0、12、（5）8mm孔：未注公差尺寸，孔中心线与右端面得距离为22mm。（6）5H7孔：公差等级为IT7，孔中心线与12H7孔中心线得距离为15mm，深为12mm。（7）16孔：未注公差尺寸，孔深为12mm，孔口倒角为C1。4、 毛坯得选择手柄套零件得材料为45钢。45钢为优质碳素结构钢，硬度不高易切削加工，综合性能优良。根据零件得尺寸，形状，批量与材料确定毛坯为锻件或型材。由于该零件形状简单，精度要求不高，且为大批大量生产，为在一定程度上降低生产成本，所以选定毛坯材料为型材。由于零件得基本尺寸d=45mm，基本长度l=35mm，所以查机械制造技术基础设计手册表5-3得棒料得直径为D=d=34mm,取毛坯直径D=45+3=48mm。端面余量可根据零件得长度与加工状态决定。5、 零件机械加工工艺路线得拟定5、1定位基准得选择该零件得主要加工表面就是平面及孔系。一般来说，保证平面得加工精度要比保证孔系得加工精度容易。因此对于该零件来说，加工过程中得主要问题就是保证平面得尺寸精度以及孔得尺寸精度及位置精度，处理好孔与平面之间得相互关系。该类零件得加工应遵循先面后孔得原则：即先加工零件得基准平面，以基准平面定位加工其她平面。然后再加工孔系。手柄套得加工自然应遵循这个原则。这就是因为表面得面积大，用可表面定位以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔得加工精度。为提高孔得加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。手柄套零件得加工工艺应遵循粗精加工分开得原则，将孔与平面得加工明确划分成粗加工与精加工阶段以保证孔系加工精度。由于手柄套得生产量很大。怎样满足手柄套生产率要求也就是过程中得主要考虑因素。5、1、1粗基准得选择粗基准选择应当满足以下要求：粗基准得选择应以加工表面为粗基准。目得就是为了保证加工面与不加工面得相互位置关系精度。但由于零件所有表面均要加工，且毛胚为圆棒料，所以选外圆表面为粗基准。5、1、2精基准得选择精基准得选择主要考虑基准重合得问题，根据该手柄套零件得技术要求与装配要求，选择加工后外圆端面作为精基准。5、2拟定工艺路线5、2、1加工方法得选择与加工阶段得划分根据手柄套零件图上各加工表面得尺寸精度与表面粗糙度，查机械制造技术基础课程设计图2-5与图2-6确定加工工件各表面得加工方法。表1、 手柄套零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度（Ra）加工方案外圆左端面IT96、3粗车半精车外圆表面IT73、2粗车半精车精车外圆右端面IT73、2粗车半精车精车中心孔12H7IT71、6钻扩铰中心孔16IT10锪孔5H7IT73、2钻铰26H8外圆孔IT83、2钻铰8外圆孔IT10钻5、2、2工艺路线得拟定表2、 工艺方案1工序1下料工序2粗车右端面工序3粗车外圆工序4热处理工序5半精车、精车右端面工序6半精车、外圆，倒角C1工序7粗车、半精车左端面，倒角C1工序8钻，扩，铰12H7mm孔，倒角C1工序9锪钻中心孔16mm，倒角C1 工序10钻，铰右端面上得5H7mm孔，倒角C1工序11钻，铰外圆孔2x6H8mm工序12钻外圆孔8mm 工序13去毛刺工序14终检表3、 工艺方案2工序1粗车，半精车右端面工序2粗车，半精车，精车外圆表面45f7，到外圆角C1工序3划线，给要钻得孔划线工序4钻，扩，铰12H7孔工序5锪钻中心孔16，倒圆角C1工序6切断零件工序7半精车，精车左端面，倒圆角C1,倒内圆角C1工序8钻，铰右端面上得5H7孔工序9钻，铰外圆孔2x6H8 工序10钻外圆孔8工序11去毛刺工序12终检5、2、3工艺方案得分析与比较上述两个工艺方案得特点在于：方案一就是直接用短棒料，其毛坯形状接近工件外表面不用切断便可直接加工左右端面，方案二就是先钻中心孔后切断。对于方案一工序比较分散，切削热残留比较小，因热变形得加工误差也比较小，而方案二工序比较集中，切削热残留比较大，因热变形得加工误差也比较大；装还有就就是工件直径比较小，如果先钻中心孔在切断，则工件得刚度也就变小，引起得加工误差也比较大；方案二夹次数比方案一少，减少时间。综上比较，选用工艺方案一比较好。5、3加工余量及工序尺寸得拟定，工序尺寸及公差得确定（1）左端面（表4）工序名工序间单边余量工序达到得公差工序尺寸及公差半精车0、1IT9粗车0、2IT12毛坯无(2)右端面（表5）工序名工序间单边余量工序达到得公差工序尺寸及公差精车0、1IT7半精车0、1IT9粗车0、2IT12毛坯无无35、7（3）外圆柱面（表6）工序名工序双边余量工序达到得公差工序尺寸及公差精车0、15IT7半精车0、4IT9粗车2、5IT11毛坯无(4)中心孔12H7与16孔（表7）工序名工序双边余量工序达到得公差工序尺寸及公差铰0、15IT7扩0、85IT9钻11IT11锪4IT10(5) 加工孔5H7（表8）工序名工序双边余量工序达到得公差工序尺寸及公差铰0、2IT7钻4、8IT11（6）加工孔6H8（表9）工序名工序双边余量工序达到得公差工序尺寸及公差铰0、2IT7钻5、8IT11（7）加工孔8（表10）工序名工序双边余量工序达到得公差工序尺寸及公差钻8IT105、4切削用量得确定5、4、1工序7：车左端面已知工件材料为45钢，机床为CA6140卧式机床，刀具为焊接式硬质合金刀具YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，几何参数为=15，=8，=60，=10，=0，=0、5mm，=-10，=0、2mm。 粗车（1）背吃刀量 （35、3-35、1）=0、2mm（2）进给量f 根据已知条件查机械制造技术基础第二版表2-5 得f=0、40、5mm/r,根据所用得CA6140车床得技术参数，实际取f=0、45mm/r。（3）切削速度 查机械制造技术基础第二版表2-7得 =130m/min由 可以推出主轴转速为 n=1089r/min。根据CA6140主轴转速列数，取n=1130r/min。（4）校核机床功率 查机械制造技术基础表2-3得 =2795 =1、0 =0、75 =-0、15 =1所以 =535 p=*/1000=1、16kw查阅机床参数得CA6140车床电动机得功率为7、5kw，所以机床功率足够。 半精车（1）背吃刀量 （35、1-35）=0、1mm（2）进给量f 根据已知条件查机械制造技术基础第二版表2-6得f=0、110、16mm/r,根据所用得CA6140车床得技术参数，实际取f=0、12mm/r。（3）切削速度 查机械制造技术基础第二版表2-7得 =135m/min由可以推出主轴转速为 n=1228r/min。根据CA6140主轴转速列数，取n=1130r/min。5、4、2工序8：加工12H7孔本工序为加工孔，工艺为钻-扩-铰。选用机床为Z525立式钻床。刀具为高速钢得标准钻头与标准铰刀。查表得直柄麻花钻直径11mm，刀具寿命T=45min；标准铰刀寿命T=40min。 钻孔（1）确定进给量f 查表得f=0、250、31mm/r，由Z525钻床参数确定f=0、28mm/r。（2）确定切削速度v 查表得=14m/min,差得切削速度修正习数=0、739，故=10、6m/min n=307r/min。按机床转速参数选择n=392 r/min，所以实际切削速度为13、54/min。（3）检验扭矩功率 查表得钻孔时扭矩及功率,其中=0、305 =2、0 =0、8 =0、1 所以=73、6N/m。而转速为392得Z525立式钻床能传递得扭矩为73、6N/m,所以合格。扩孔确定进给量 查表得f=0、50、6mm/r, 由Z525钻床参数确定f=0、52mm/r。确定切削速度v 查表得=1020m/min,取=15，故n=403r/min。按机床转速参数选择n=392 r/min，所以实际切削速度为14、6m/min。铰孔确定进给量 查表得f=0、651、4mm/r, 由Z525钻床参数确定f=0、62mm/r。确定切削速度v 查表得=1020m/min,取=15，故n=398r/min。按机床转速参数选择n=351 r/min，所以实际切削速度为13、2m/min。5、4、3 工序9：锪钻中心孔16 本工序为扩中心孔16，选用得刀具标准直柄扩孔钻，直径16，切削刃长度120、总长178。选用得机床为Z50立式铣床。确定进给量 查表得f=0、60、7mm/r, 由Z525钻床参数确定f=0、62mm/r。确定切削速度v 查表得=1020m/min,取=15，故n=403r/min。按机床转速参数选择n=351 r/min，所以实际切削速度为17、63m/min。5、5 时间定额确定5、5、1工序8：加工12H7孔时间定额得计算1、基本时间得计算钻孔时间定额=i= 其中=（D/2）cot+(12)mm,=(14)mm所以= 3、5mm =3 mm所以=16、2S 扩孔时间定额=i= 其中=（）cot+(12)mm 查表得45mm所以=2、24mm =45mm所以=24、2S铰孔时间定额=i= 其中=（）cot+(12)mm 查表得14mm所以=2、04mm =14mm所以=12、4S所以基本时间为=52、85S2、辅助定额时间得计算查表得辅助时间可取2、5min=150 S3、作业时间得计算所以作业时间为150+52、85 S=202、85 S5、5、2 工序9：扩中心孔16时间定额得计算1、基本时间得计算时间定额=i= 其中=（）cot+(12)mm 查表得45mm所以=3、15mm =45mm所以=16、58S2、辅助定额时间得计算查表得辅助时间可取2、5min=150 S3、作业时间得计算所以作业时间为150+16、58S=166、58 S6、 夹具设计6、1确定设计方法与要求（1）保证被加工要素得加工精度（2）提高劳动生产率（3）具有良好得使用性能(4) 满足大批大量生产要求（5）具有经济性6、2选择定位方式及定位元件本次所设计得夹具为工序10：钻外圆8孔得专用夹具所采用得定位方式以及定位元件如表12，具体形状尺寸见附录钻孔夹具装配图。表12定位方式定位元件自由度限制平面定位支撑板X得移动自由度Y,Z得旋转自由度孔定位定位心轴Y,Z得移动自由度孔定位削边销X得旋转自由度由表12可知，本工序专用夹具为完全定位夹具6、3 确定导向装置采用固定式钻套，具体为d=8mm，H=16mm得B型固定钻套。形状及尺寸如如下图所示：标记为：B18X16 JBT 8045、1-1999、 6、4 确定夹紧机构本夹具所采用得为螺旋压紧机构，形状如图所示：螺旋压紧机构具体尺寸及粗糙度等要求见装配图。7 小结这就是大学期间，在学完全部课程与生产实习之后得一次实践性操作。经过了2个星期得努力，终于完成了任务。在这次课程设计中，懂得了运用学过得知识，把理论融入到实践中。以前在课本中不明白得很多问题，也得到了基本得解决。 这次课程设计主要就是根据要求设计零件得加工工艺与专业夹具。而设计工艺与设计夹具，都就是第一次实践，经过老师得指导，都顺利完成了。 在课程设计中，懂得了解决问题并不就是只有一种方法得道理，要实事求就是，以严格遵守国家标准，机械行业标准为原则，这样才能成为一名优秀得设计人员。在此，感谢指导老师何辉波老师给了这个难得得学习机会，我将全力以赴，去取得成绩回辛苦付出得老师以及母校。 2015年7月参考文献1、柯建宏主编机械制造技术基础课程设计华中科技大学出版社2013、07、2、于骏一、邹青主编 机械制造技术，机械工业出版社2014、06、3、李益民主编：机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社4、艾兴 肖诗纲主编、切削用量简明手册、 机械工业出版社, 19945 、浦林祥主编、金属切削机床夹具设计手册、机械工业出版社, 19849、何铭新，机械制图（第五版），高等教育出版社，2008。6、机械制造工艺学（教材）高等教育出版社20077、金属工艺学（教材）高等教育出版社20078、机械工程材料（教材）高等教育出版社2007