手柄座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

辽宁工程技术大学课程设计VII辽宁工程技术大学课 程 设 计手柄座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓 名：指导教师：完成日期：辽宁工程技术大学课程设计XVI课程设计任务书一、设计题目：“手柄座”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体图 1张(6) 课程设计说明书(50008000字) 1份说明书主要包括以下内容（章节）目录 摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论体会与展望参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘要设计内容：设计“手柄座”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出手柄座零件图、手柄座毛坯图、夹具装配图，夹具体零件图。填写机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。编制课程设计说明书。设计意义：本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。关键词：手柄座;课程设计;工艺规程；工艺装备；AbstractDesign: 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 录绪论11 设计手柄座零件的机械加工工艺规程21.1零件工艺性分析21.2机械加工工艺规程设计31.3拟订手柄座的工艺路线. . . . . . . . . .4 1.4工序尺寸（工序6）61.5切削用量、时间定额的计算（工序6）62. 相关工序夹具的设计72.1定位方案72.2定位误差分析.72.3对刀装置82.4夹具与机床联接元件82.5夹具体82.6方案综合评价和总结93 设计体会94 参考文献11绪论本次设计是在我们学完了相关的基础课、技术基础课及大部分专业课之后进行的这是我们在毕业设计之前的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。既训练了我们的动手能力、独立思考能力，又培养了我们互相研究互相帮助的好习惯，因此它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。在学完机械制造工艺学的基础上进行这样的设计和练习，我觉得是很有必要的，它对我们的理论提高有了一定启发，让我们知道了学习的重点和怎么根据具体的情况设计出可行的夹具。也让我提高了分析问题、解决问题的能力，为以后的进一步发展打下了良好的基础。 在同学的帮助以及老师的指导设计下总算是完成了，由于我个人的水平有限，所以设计尚有很多的不足之处，恳请老师指导我让设计更加完善。 1 设计手柄座零件的机械加工工艺规程1.1 零件工艺性分析1.1.1 手柄座的作用 题目所给的零件是CA6140车床的手柄座。它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。1.1.2 手柄座的技术要求根据手柄座的零件图纸将该手柄座的全部技术要求列于表中。表1-1 手柄座零件技术要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra(um)形位公差20mm孔0.05mmIT714mm孔H70.05mm IT7 6mm孔0.05mmIT71.1.3 审查手柄座的工艺性手柄座的加工现分述如下： 以工件的上下表面为中心加工孔和槽.钻20H7的孔，钻14H7的孔，钻6mm的孔，。其中主要加工孔6mm。 有以上的分析可知，对于加工孔而言，要保证它们的精度。 1.1.4 确定手柄座的生产类型由课程设计题目要求，该手柄座的生产类型为中批或大批生产。1.2 机械加工工艺规程设计1.2.1 选择毛坯由零件要求可知，零件的材料为ZG230-450，考虑到本零件在具体工作的受力情况，手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要，对工件的定位有一定的保证作用，选择砂型机器造型及壳型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批或大批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1.钻套孔中心线对A面垂直度公差0.05mm2.B面对A面平行度公差0.05mm1.2.3 绘制手柄座加工毛坯简图由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如下所示：图3-1 手柄座加工毛坯简图1.3 拟定手柄座工艺路线1.3.1 定位基准的选择基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1.3.1.1 精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。1.3.1.2 粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。对于一般的箱体零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。但对于零件来说20 mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证。对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的上下表面互为基准，再利用四爪卡盘卡住车20 mm。利用内孔20 mm及键槽定位进行钻14mm，在25 mm中以长心轴、键槽及零件的下表面进行自由定位，达到完全定位。 1.3.2 加工阶段的划分可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。粗加工阶段：高效的切除个加工表面上大部分余量，并加工出精基准。精加工阶段：保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基本达到图样上所规定的要求。1.3.3 工序的集中与分散选用工序集中原则，生产类型为大批或者中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率。工序集中原则：使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工许多表面，利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。工序分散原则：可是每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易；工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积较大；有利于选择合理的切削用量。1.3.4 工序顺序的安排1.3.4.1 机械加工工序1.3.4.1.1 遵循“先基准后其他”原则1.3.4.1.2 遵循“先粗后精”原则1.3.4.1.3 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。1.3.4.1.4 遵循“先面后孔”原则，先加工平面，后加工孔。1.3.5 确定工艺路线综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，列出了手柄座工艺路线表3-2 手柄座工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床装备刀具量具1钻20mm孔Z5125A立式钻床麻花钻内径千分尺2铣键槽X5020A立式铣床键槽铣刀游标卡尺3钻14mm孔Z5125A立式钻床麻花钻内径千分尺4钻6mm孔Z5125A立式钻床麻花钻内径千分尺1.4 工序尺寸工序尺寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸。因此。正确的确定工序尺寸及其公差。是制定工艺过程的一项重要工作。工序尺寸的计算要根据零件图上的设计尺寸。已确定的各工序余量及定位基准的转换关系来进行的。确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后一道工序开始一次向前推算，最后工序的工序尺寸按设计尺寸标注。由零件图可得，此工序的工序尺寸为35mm，加工精度等级为IT7。1.5 切削用量、时间定额的计算。（工序6）1.5.1切削用量的计算加工6mm孔，由课程设计指导书表5-22查得，取f=0.10mm/r。取v=15m/min。1.5.2 时间定额的计算1.5.2.1.作业时间的计算 因为是钻孔：Tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn （l2=0） 其中：l1=（D/2）*cotkr+（12）所以：Tj=（12+2.3）/（0.10*960）=6.24s1.5.2.2.辅助时间Tf的计算:辅助时间一般为作业时间的0.150.2左右，在这里取值0.2.所以，Tf=0.2*6.24=1.248s1.5.2.3.布置工作时间的计算布置工作时间一般可以由经验得知为工作时间的0.020.07倍，在这里取0.5Tb=0.5*6.24=3.12s1.5.2.4.准备于终结时间（1）.准备时间，因为在工件的生产方式是大批量生产方式，所以，准备时间分配大每个工件上的部分可以忽略不计（2）.终结时间T为各部分时间的总和即：T=Tj+Tf+Tb+Tz=6.24+1.248+3.12=10.588s2.相关工序夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。根据老师给定的题目，设计夹具。2.1 定位方案工件以下端面面及R13轴线为定位基准，采用支撑板、定位销组成定位方案，其中定位销限制工件的两个转动和两个平动4个自由度，支撑板限制工件的一个平动和一个转动两个自由度。这些定位装置可以保证对零件六个自由度的限制，工件在夹具中定位，若六个自由度都被限制时，称为完全定位。工件以P面限制三个自由度，以Q面限制两个自由度，又以孔R限制一个自由度，为了防止定位干涉，夹具上定位销3在定位块5的垂直方向上销边。2.2 定位误差分析零件的工序尺寸用定位销定位，选工件的定位基准和工序基准都在圆形截面的圆心上。由于基准重合，不存在基准不重合误差。基准移位误差=0.02mm2.3 对刀装置采用直角对刀块及平塞尺对刀。2.4 夹具与机床联接元件用于钻小孔的夹具，常常不另设夹紧装置，这种处理方法既能缩短夹具的制造周期，降低夹具制造成本，又能节省安装的工件的时间，提高生产率，但一定要保证安全可靠。本夹具没有夹紧装置，主要因为钻削力小，工作时用手扶住工件即可。安装工件时，只要将工件手柄孔R对准定位销3，将工件沿定位块5水平推入夹具，即可进行加工。2.5 夹具体夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。夹具体设计时应满足一下基本要求：1 有足够的强度和刚度2 减轻重量，便于操作3 安放稳定，可靠4 尺寸稳定，有一定的精度5 结构稳定，工艺性好6 排屑方便7 使用安全本夹具是一个专用固定式钻膜，用于加工手柄座螺纹孔底孔。2.6 方案综合评价和总结该夹具结构简单，操作方便。在不使用夹紧装置的情况下，也能保证操作的安全与效率。夹具上装有直角对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。安装工件时，只要将工件手柄孔R对准定位销3，将工件沿定位块5水平推入夹具，即可进行加工。用于钻小孔的家具，常常不另设夹紧装置，这种处理方法既能缩短夹具的制造周期，降低夹具的制造成本，又能节省安装工件的时间，提高生产率。3 设计体会在学完机械制造工艺学之后，我们经过了为期3个星期的课程设计。本次课程设计的任务是根据加工工件设计夹具，我设计的零件是手柄座，相对于其他组同学设计的夹具要容易，但我并没有因为它的容易而放弃学习更多的机会。课程设计也是一种学习同学优秀品质的过程，我们班有这样一位同学，他有不怕寂寞的态度，虽然他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是他追求知识的过程是最让我折服的。当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心完成自己的作品,而不当做任务来完成，那样孜孜不倦,追求更好的精神是我一生的榜样。这种不断上进,认真一致的心态也必将促进一个人在生活和学习的各个方面做的更优秀,那种追求的锲而不舍的过程,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步. 我在设计完自己的夹具同时，也和其他的同学一起探讨更好的设计方法。并了解了其他相关工件的设计以及一些日常知识的含义与应用，是我自己的知识有了很大的进步。在与同学的探讨过程中，让我更深刻地了解了工艺知识和工艺设计对我们学习的重要性，也让我自己发现了很多不足，是我在今后的学习中能更加的谦虚、稳重。 一 、书本上的知识虽然很多，但是只学不动手是远远不够的，只有在结合自己的实际情况，运用于实践，才能更深地了解和学习好知识，以后要多多找机会自己动手去操作，来获得更好的经验。二 、工艺是一个很细致的工作，我们要在工作中不断的积累经验，学会用自己的知识和积累的经验来解决实际问题。三 、觉得自己学到的知识太有限，知识面太窄，书面知识再多也不行，必须自己动手之后才能更好的理解到实际的操作，以后还要加强训练和实践来时自己增加经验。 四 、同时我们要不断地向别人学习，不会就要向同学虚心请教，毕竟“三人行，必有我师“最重要是要多向老师请教，老师可以让我们少走很多的弯路，同时也让我们知道很多优秀的设计方法和与众不同的设计理念。 五 、创新设计是我们未来生存的法宝，只有创新才能使人进步，才能使国家富强，所以从现在开始我要加强动手的锻炼和培养自己穿心这方面的能力。 六 、在设计的过程中我学到最重要的一点就是对于知识的态度，在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真.我会永远的记住一句话“态度决定一切！”由于本人的知识不够全面，动手的机会也不是很多，所以作品中还有血多的不足和缺陷，因此希望老师能指导我来帮助我提高我的知识面，期待老师的专业指导。参考文献1哈尔滨工业大学，机床夹具设计，上海科学技术出版社，1990。2顾崇衡，机械制造工艺学，陕西科学出版社，1995。3邹青，机械制造技术基础课程设计指导教程，机械工业出版社，200.8。4崇凯，机械制造技术基础课程设计指南，化学工业出版社，2006.12。5周开勤，机械零件手册，高等教育出版社，1994。6大连组合机床研究所，组合机床设计，机械工业出版社，1978。7李云.机械制造及设备指导手册.北京:机械工业出版社,1997.88孟少农.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,1991.99李庆寿.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，198410于骏一.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，200011薛源顺.机床卡具设计.北京：机械工业出版社，200012赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书2版.北京:机械工业出版社,2000.1013陶崇德.葛鸿翰.机床夹具设计.第二版.上海：上海科技技术出版社,198914黄健求.机械制造技术基础. 机械工业出版社,200515 杨叔子. 机械加工工艺师手册. 机械工业出版社.2000