手柄座机械制造技术基础课程设计说明书Word文件下载.docx
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7．编写课程设计说明书（约5000-8000字）。
1
份
四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。
1.第I〜2天查资料，熟悉题目阶段。
2.第3〜7天，完成零件的工艺性分析，确定毛坯的类型、
制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。
3.第8〜10天,完成夹具总体方案设计（画出草图,与指导教师沟通,在其同意的前提下,进行课程设计的下一步）。
4.第11〜13天,完成夹具总装图的绘制。
5.第14〜15天,零件图的绘制。
6.第16〜18天,整理并完成设计说明书的编写。
7.第19天,完成图纸和说明书的输出打印。
8.第20〜21天,答辩
五、指导教师评语
成绩:
指导教师
日期
摘要
制造工
机械制造技术基础课程设计,是以切削理论为基础
艺为主线,兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本涉机能力培
文档仅供参考
养的实践课程;
是综合运用机械制造技术的基本知识,基本理论和基本技能,分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节是对学生运用掌握的”机械制造”技术基础知识及相关知识的一次全面的应用训练。
机械制造技术基础课程设计,是已机械制造工艺装备为内容进行的设计。
即以给定的一个中等复杂的程度的中小型机械零件为对象,在确定其毛胚制造工艺的基础上,编制其机械加工工艺规程,并对其一工序进行机床专用卡具设计。
由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予批评指正。
Abstract
Mechanicalmanufacturingtechnologyfoundationcoursedesign,isthecuttingtheoryasafoundation,manufacturingprocessasthemainline,balancingprocessequipmentknowledgeofmechanicalmanufacturingtechnologybasicwademachineofcultivatingtheabilityofpracticalcourses,Isthecomprehensiveuseofmechanicalmanufacturingtechnologyofthebasicknowledge,basictheoryandbasicskill,analyzeandsolvepracticalengineeringproblemsanimportantteachinglink,Forthestudentsusemaster"
mechanicalmanufacturingtechnology"
basisknowledgeandrelatedknowledgeofacomprehensiveapplicationtraining.Mechanicalmanufacturingtechnologyfoundationcoursedesign,isalreadymachinerymanufacturingtechnologyandequipmentforthedesignofcontent.Namelyinthegivena
medium-sizedcomplexdegreeofsmallandmediumsizedmachinerypartsastheobject,indeterminingtheblankcastsmanufacturingtechnology,onthebasisofcompilingthemachiningprocessplanning,andoneprocessmachinespecialfixturedesign.
课程设计的目的和要求
1轴承座的工艺分析及生产类型的确定1
1.1轴承座的用途.1
1.2轴承座的技术要求2
1.3轴承座工艺分析2
2.1选择毛坯4
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4
3、拟定轴承座工艺路线5
3.1、定位基准的选择5
3.1.1精基准的选择.6
3.1.2粗基准的选择.7
3.2各面、孔加工方法的确定8
3.3加工阶段的划分9
3.4工序的集中与分散9
3.5工序顺序的安排10
3.6确定加工路线11
4、加工余量、工序尺寸和公差的确定11
5夹具设计13
5.1夹具设计13
5.2定位方案15
6设计体会16
7参考文献17
CA6140手柄座课程设计说明书
一、课程设计的目的和要求
（一）课程设计的目的机械制造工艺学课程设计是在学完机械制造工艺学
数控加工工艺学）,生产实习后进行的一个教学环节。
要求学生在设计中能初步学会综合运用所学
过的工艺基本理论,在下述几方面得到锻炼
a）巩固、扩大工艺课所学内容;
b）在教师指导下,运用所学知识,独立完成工业设计工艺技术工作的实际训练
c）学会查阅,准确使用设计资料,图表和手册。
、零件的分析
（一）零件的作用
该零件是CA6140车床操纵部分的组成零件之一
柄座的作用就相当于一个连杆。
车床外部手柄的运动是经过
（或
并受到
该手
CA6140车床手柄座传递到车床内部实现人为对机床的操纵。
手柄与该零件经过©
25mm孔连接，机床内部零件经过©
10mm
孔与手柄座连接,即CA6140车床手柄座的作用是实现运动由外部到内部的传递。
（二）零件的工艺分析
CA6140车床手柄座的加工表面分四种,主要是孔的加工,圆柱端面的加工,槽的加工,螺纹孔的加工,各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特别是孔
的加工,几乎都要保证Ra1.6mm的表面粗糙度,因而需精加工,现将主要加工面分述如下:
a）孔的加工
该零件共有5个孔要加工：
©
25H8mm孔需要精加工；
14H7mm孔是不通孔，特别注意该孔的加工深度；
5mm圆锥孔及©
5.5mm孔虽是小孔,但由于表面粗糙度要求高,仍需精铰。
b）面的加工
该零件共有3个端面要加工：
45mm圆柱小端面精度要求较高,同时也是配合©
25H8mm孔作为后续工序的精基准面,需精加工；
©
45mm圆柱大端面以及©
25H8mm孔端面粗铣既可。
c）槽的加工
该零件仅有2个槽需加工：
25H8mm孔上键槽两侧面粗
糙度为Ra1.6mm,需精加工，底面加工精度要求不高，但与©
25H8mm孔上表面有尺寸要求，而加工键槽时很难以©
25H8mm
孔上表面为定位基准,因而要特别注意尺寸链的推算,保证加工尺寸要求;
深槽要注意加工深度,由于表面粗糙度为Ra6.3mm,半精铣即可。
d）螺纹孔的加工
M10mm螺纹孔是重点工序，它与©
25H8mm孔和©
25H8mm孔中心线有角度要求,同时中心线与©
45mm圆柱端面有11mm的尺寸位置要求。
由以上分析可知,该零件的加工应先加工©
45mm圆柱两端面,再以端面为基准加工作为后续工序主要精基准的©
25H8mm孔，进而以该孔为精基准加工出所有的孔，面，槽，螺纹
孔等。
三、工艺规程设计
（一）确定生产类型和毛坯的制造形
a）确定生产类型
根据下式计算零件的生产纲领
N（零）=Qxnx（1+a%）（1+b%）
则N（零）=6000x1x（1+12%）（1+3%）
=6000x1x1.12x1.03
=6922（件）
b）毛坯的制造形
零件材料为HT15-33,根据选择毛坯应考虑的因素,该零件体积较小,形状较复杂,外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求,由于零件年产量为6000件,已达到大批生产的水平,而砂型铸造生产成本低,设备简单,故本零件毛坯采用砂型铸造。
由于零件上孔都较小,且都有严格的表面精度要求,故都不铸出,留待后续机械加工反而经济实用。
（二）基面的选择
基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一,基准选择的正确与合理,能够使加工质量得到保证,生产率得到提高,否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
a）粗基准的选择
粗基准选择应为后续加工提供精基准,由于该零件毛坯没有铸孔，故只能以3个主要端面为基准，由于©
45mm小端面表面粗糙度为Ra3.2mm,若直接以大端面为粗基准,恐不能一次达到加工精度，故先以©
45mm小端面为粗基准，粗铣©
45mm大端面，再以©
45mm大端面为基准，半精铣小端面，并保证尺寸43mm。
b）精基准的选择
精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，前面已
多次提过以©
25mm孔为第一精基准，©
45mm圆柱小端面作
为基准先加工出©
25mm孔，然后作为辅助基准面配合©
25mm
孔加工后续工序中的孔，面,槽,螺纹等。
（三）工艺路线的拟定
拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加
工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。
工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸
精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑
采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。
a）确定加工方法
加工表面
精度
表面粗糙
可选加工方法
确定加工方法
45mm
大端面
IT7〜8
3.2
粗刨f精刨
粗铣
小端面
IT7
粗刨f精刨粗铣f半精铣
粗铣f半精铣
25H8mm
孔
IT8
1.6
粗镗f半粗镗f拉钻f扩f铰
钻f扩f铰
键槽
IT9
粗铣f精铣
10H7mm
粗镗f半粗镗f拉钻f粗铰f精铰
钻f粗铰f精铰
14H7mm
孔端面
M10mm螺
纹孔
钻—攻
钻f攻
5.5mm孑L
钻f粗铰f精铰钻-精铰
钻f精铰
5mm圆锥
铰
大槽
IT8〜11
6.3
粗刨f半精刨
b）工艺路线方案一
工序I.铣©
45mm圆柱小端面；
工序H.粗铣©
45mm圆柱大端面，保证尺寸43mm;
工序皿.钻，扩，铰©
25H8mm孔；
工序W.钻，扩，铰©
10H7mm孔；
工序V.钻，铰©
14H7mm孔；
工序W.钻，攻M10mm螺纹孔；
工序％.插键槽，保证尺寸27.3H11mm；
工序忸.钻，铰©
5mm圆锥孔；
工序区.铣槽，保证尺寸14mm,深度30mm；
工序X.钻，铰©
5.5mm孔；
工序幻.去锐边，毛刺；
工序刈.终检，入库。
c）工艺路线方案二
工序I.粗铣©
45mm圆柱大端面；
工序H.半精铣©
45mm圆柱小端面，保证尺寸43mm;
工序W.粗铣©
14H7mm孔端面；
工序W.钻，铰©
5mm圆锥孔，钻，扩，铰©
工序％.钻，攻M10螺纹孔；
工序忸.插键槽，保证尺寸27.3H11mm
d）工艺方案的比较与分析
上述两个方案区别在两点:
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,而方案二是先粗铣大端面,再加工小端面；
二是方案一将©
5mm圆锥孔和©
10mm孔按部就班顺序加工,而方案二显得更灵活聪明,看出这两个孔的定位方式,夹紧方式相同,故而在一台机床上同时加工出来.另外,方案一没有铣©
14mm小端面,但由于©
14mm孔有严格深度要求,故最好还是粗铣一遍.
两套方案显然方案二更简洁更符合要求,但正如前面所
分析的，方案二将©
5mm圆锥孔©
10mm孔的加工合并在一道工中,虽然减少了装夹次数,简化了工艺设计,但在一道工序中完成这两个钻孔,由于两孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工时产生的轴向力等等都相差较大,且两孔的加工精度要求都较高,显然组合机床不适用。
如果采用摇臂钻床,对于大批量生产,则要频繁更换钻头刀具,大大增加了劳动强度,降低了生产效率,因此,决定还是将两个孔分开加工。
综上所述,零件的最后加工路线如下
45mm圆柱大端面，以©
45mm圆柱小端面为定位基准;
45mm圆柱小端面，以©
45mm大端面为定位基准;
25H8mm孔，以©
45mm圆柱大端面为定位基准;
10H7mm,以©
45mm圆柱小端面为基准;
工序V.粗铣©
14mm孔端面，利用©
45mm圆柱小端面，
10H7mm孔定位，保证尺寸43mm;
14H7mm孔,定位与V工序相同，保证孔
深度25mm;
工序％.钻，攻MIOmm螺纹孔，定位与V工序相同；
5mm圆锥孔，定位与V工序相同；
工序区.插键槽，为便于加工，以©
45mm圆柱小端面，©
10H7mm孑L和©
14H7mm孔端面定位，同时要保证尺寸27.3H11mm;
工序X.铣槽，定位与V工序相同，保证尺寸30mm;
工序幻.钻，铰©
5.5mm孔，定位与V工序相同；
工序刈.去锐边，毛刺，特别注意©
25H8mm孔表面可能因为钻M10mm螺纹孔以及插槽带来的表面鳞次损伤；
工序X皿.终检，入库。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140车床手柄座零件材料为HT15-33,毛坯重量约为
0.73kg,生产类型为大批生产,采用砂型铸造生产。
由于所有孔均有精度要求,且尺寸小,均不铸出。
故仅确定三个端面的相关尺寸。
查表确定加工余量:
砂型铸造,材料为灰铸铁,机器造型,公差等级为CT8~12,取CT10,加工余量等级E~G,取G
切削余量:
查表,基本尺寸小于100mm,加工余量为
1.4mm;
基本尺寸小于63mm,加工余量为
0.7mm。
铸件公差等级:
查表,基本尺寸小于100mm,取3.2mm;
基本尺寸小于63mm,取2.8mm。
a）©
45mm圆柱两端面毛坯尺寸及加工余量计算
根据工序要求，©
45mm圆柱两端面经过两道工序，先粗
铣©
45mm圆柱大端面，再粗,半精铣©
45mm圆柱小端面，各步余量如下:
粗铣:
由＜机械加工工艺手册第一卷＞表3.2-23,其余量值规定，对于小端面（＜50mm）为1.0~2.0mm,现取1.8mm。
表3.2-27粗铣平面的厚度偏差（＜30mm）为一0.25——0.39mm,现取―0.30mm。
半精铣:
由＜加工工艺手册＞表3.2-25,其余量规定值为
1.0mm。
故铸造毛坯的基本尺寸为43+1.2+1.8+1.0=
47mm。
又根据前面铸件尺寸公差标准值,取尺寸公差为
2.8mm。
故：
毛坯的名义尺寸
毛坯的最小尺寸
毛坯的最大尺寸
:
43+1.2+1.8+1.0=47mm;
47—1.4=45.6mm;
47+1.4=48.4mm;
粗铣小端面后的最小尺寸：
44—0.30=43.7mm
精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未
给出具体的公差等级，现按＜加工工艺手册＞表5.29,粗铣-精
铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。
故精铣后尺
+0,039
寸为430.039mm
b）©
14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量计算
14H7mm孔端面仅由粗铣得到，故©
14H7mm孔端面距©
25H8mm孔中心线的毛坯基本尺寸为43+
1.2=44.2mm,故:
毛坯的名义尺寸:
43+1.2=44.2mm;
毛坯的最大尺寸:
44.2+1.4=45.6mm;
毛坯的最小尺寸:
44.2—1.4=42.8mm。
粗铣后尺寸应于零件图尺寸相同，但由于零件图纸并未
给出具体的公差等级，现按前面粗铣平面厚度偏差取-
0.28mm。
故粗铣后的尺寸为43-0.28mm
其它毛坯尺寸由于零件图纸未做具体的工序尺寸要求，
且对后面诸孔，槽的加工影响不大，仅粗铣即可。
c）其它尺寸极其加工余量的确
其它工序尺寸包括5个孔，2个槽，1个螺纹孔的基本尺
寸，现仅分析主要的5个孔的加工余量及尺寸偏差。
5个孔均不铸出，机械加工出来，根据＜加工工艺手册＞,
由于5个孔的表面粗糙度要求均较高,因此都要经过精铰工序
具体工序尺寸和加工余量为:
（1）©
25H8mm孔,Ra=1.6mm;
根据＜加工工艺手册＞表3.2-10,加工该孔的工艺为:
钻—扩—铰
钻孔:
23mm;
扩孔：
24.8mm2Z=1.8mm（Z为单边加工余量）;
铰孔:
25H8mm。
（2）©
10H7mm孑L,Ra=1.6mm;
根据＜加工工艺手册＞表3.2-9,加工该孔的工艺为：
钻—粗铰—精铰
钻孔：
9.8mm;
粗铰：
9.96mm;
精铰：
10H7mm。
（3）©
14H7mm孑L,Ra=1.6mm;
钻—粗铰—精铰
13.0mm;
13.95mm;
14H7mm。
（4）©
5mm圆锥孑L,Ra=1.6mm;
由于零件图纸未给出具体的公差等级，现也按H7公差等
级加工，按表3.2-9,加工该孔的工艺为：
钻-精铰
钻孑L:
4.8mm;
精铰：
5H7mm
（5）©
5.5mm孔,Ra=3.2mm
由于也未给出公差等级，现同样按©
5mm圆锥孔加工方
式：
精铰:
5.5H7mm。
（五）确定各工序切削用量及基本工时
a）工序I:
粗铣©
45mm圆柱大端面
机床:
X51立式铣床
刀具：
高速钢端铣刀，直径D=50mm,齿数Z=6
根据<
加工工艺手册>
表2.4-73,取每齿进给量f=0.15mm/Z,根据<
切削工艺手册>
表3.9,取铣削速度W=20m/min。
则车床主轴转速哄=i27.4r/min
按机床选取铣刀转数=160r/min,则实际切削速度
=25.12m/min.
工作台每分钟进给量f=144mm/min,
铣床工作台进给量f=150mm/min,
按＜加工工艺手册＞表6.2-5,
基本工时t=0.65min。
b）工序H:
半精铣©
45mm圆柱小端面
X51立式铣
（1）粗铣©
45mm小端面
铣削余量Z=1.2mm,
同样查表选取确定切削速度'
=20m/min,进给
量f=0.15mm/Z,则车床主轴转速1=127.4r/min,
同样选取机床铣刀转数％=160r/min,则实际切削速度
=25.12m/min.,工作台每分钟进给量f=144mm/min,铣床工
作台进给量f=150mm/min
贝卩基本工时间t=0.43min。
（2）半精铣©
加工余量Z=1.0mm,
同样查表确定切削速度=20m/min,进给量f
=0.15mm/Z,则车床主轴转速=127.4r/min,
同样选取机床铣刀转数'
=160r/min,则实际切削速度
=25.12m/min.,工作台每分钟进给量f=144mm/min,铣床
工作台进给量f=100mm/min,
c）工序皿：
钻，扩，铰©
25H8mm孔
机床:
Z535立式钻床
（1）钻孔©
23mm
刀具：
高速钢锥柄标准麻花钻,D=23mm。
根据＜切削工艺手册＞表2.7,取麻花钻每转进给量f=0.43mm/r,根据表2.15,取V=15m/min,则主轴转速n=208r/min,
按机床选取主轴转速n=195r/min,则实际切削V=14.08m/min.,
则基本工时t=0.64min。
（2）扩孔©
24.8mm
高速钢锥柄标准麻花钻,D=24.8mm
双边余量
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