操作手柄(135减速器)---机械制造基础课程设计.doc

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《机械制造技术基础》课程设计

题目：

135调速器操纵手柄

专业：

工业工程

姓名：

XXXXXX

学号：

XXXXXX

指导教师：

XXXXXXXXX

2013年1月5日

机械制造技术基础课程设计任务书

设计题目：

设计“操作手柄”零件的机械加工

工艺规程及相关工序专用夹具

设计要求：

1.未注明铸造圆角R2～3

2.去毛刺锐边

3.材料45钢

设计内容：

1.熟悉零件图

2.绘制零件图（1张）

3.绘制毛坯图（1张）

4.设计夹具图（1张）

5.工艺过程综合卡片（一套）

6.课程设计说明书（1份）

原始资料：

该零件图样，Q=2000台/年，n=1件/台，每日1班

目录

序言 3

一、零件的工艺分析及生产类型的确定 4

1.1零件的作用 4

1.2零件的艺分析 4

1.3零件的生产类型 4

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 4

2.1选择毛坯 4

2.2确定机械的加工余量、毛坯尺寸和公差 4

2.3确定机械加工余量 5

2.4确定毛坯尺寸和尺寸公差 5

2.5设计毛坯图 6

三、选择加工方法，制定工艺路线 6

3.1定位基准的选择 6

3.2零件表面加工方法的选择 6

3.3制定工艺路线 7

四、工序设计 7

1、选择加工机床 7

2、确定工序尺寸 8

五、确定切削用量 10

六、参考文献 15

序言

技术基础课程设计是我们学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产见习的基础上进行的又一次实践性教学环节。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。

本设计的内容是制订操作手柄的加工工艺规程。

通过分析从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。

针对操作手柄零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。

本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。

还有许多设计不足的地方，希望老师多加指教！

一、零件的工艺分析及生产类型的确定

1.1零件的作用

本次课程设计题目给定的零件是操纵手柄（135调速器），操纵手柄是种常见的传动件，是机床操纵杆上的一个零件，该零件的功用是传递扭矩。

工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置，从而使机床主轴正转、反转或停止转动。

1.2零件的工艺分析

该零件加工表面有面、孔、键槽、螺纹。

由图可知：

孔Φ12、Φ16、Φ9、键槽以及相关的面都有较高的技术要求。

故在加工的过程中应选用合理的基准，确保加工精度。

由图分析，可选用右端面为粗基准，加工出孔Φ12并保证一定的精度，再以孔Φ12为精基准，依次精加工右端面及其他结构。

最后再以精加工后的右端面和Φ24外表面为基准加工出孔Φ9、Φ16。

这符合基准统一、基准重合、互为基准三原则，易于保证各结构之间的位置、精度误差，同时可以减少夹具类型及数量，减少成本。

1.3.零件的生产类型

生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

在本次课程设计题目中，依据设计题目原始资料知道：

Q=2000台/年，n=1件/台，每日1班；结合生产实际，备品率和废品率分别取10%和1%。

代入公式（2-1）得到该零件的生产纲领：

N=2000x1x（1+10%）x（1+1%）=2222件/年

操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。

因此，根据表2-1可知，该零件的的生产类型为中批量生产。

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

2.1.选择毛坯

操纵手柄是种常见的传动件，要求具有一定的强度。

零件材料采用45钢，由于零件成批生产，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，在使用过程中不经常变动，只是起支撑作用，受到的冲击力不是很大，只是纵向上受到的压力比较大，并且该零件为中批生产，采用模锻成形生产方法提高生产率，提高零件精度。

2.2．确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差

参照《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节，钢质模锻件的公差及机械加工余量按照GB/T12362-2003确定。

要确定毛坯尺寸及机械加工余量，应先确定如下各项因素：

⑴锻件的公差等级由该零件的功用和技术要求确定其锻件公差等级为普通级。

⑵锻件质量mf锻件质量的估算按下列程序进行：

零件图基本尺寸 估计机械加工余量绘制锻件图估算锻件质量，按此质量查表确定公差和机械加工余量。

估算毛坯质量为1.5kg

⑶锻件形状复杂系数S估算毛坯质量为1.5kg最大直径为28mm,长度190mm则==0.917kgS==1.64属于级

⑷锻件材料系数M由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。

⑸零件表面粗糙度由零件图知，各要求表面粗糙度Ra>1.6um

2.3．确定机械加工余量

根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9，由此查得单边余量在厚度方向为1.7-2.2mm,水平方向为1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量也为1.7-2.2mm。

锻件中心两孔的单面余量按表5-10查得2.0mm

2.4.确定毛坯尺寸和尺寸公差

各加工表面为查表确定各表面粗糙度Ra>1.6um，因此这些毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查得的余量值即可（由于有的表面只需要粗加工，这时可取所查数据中的小值。

当表面需要经过粗加工和半加工时，可取其较大值）。

综上所述，确定毛坯尺寸见表1.

零件尺寸/mm

单面加工余量/mm

偏差

毛坯尺寸/mm

根据

175

2.0

179

[1]表5-6、5-9

Φ

2.0

Φ28

[1]表5-7、5-9

Φ18

2.0

Φ22

[1]表5-7、5-9

Φ

1.8

Φ8.4

[1]表5-6、5-9

Φ10

1.7

Φ6.6

[1]表5-6、5-9

M6

1.7

Φ2.4

[1]表5-6、5-9

键槽

16×8

1.8

12.4×4.4

[1]表5-6、5-9

Φ

1.7

Φ5.6

[1]表5-7、5-9

Φ

1.7

Φ12.6

[1]表5-7、5-9

2.5.设计毛坯图

三、加工工艺过程设计

3.1．定位基准的选择

3.1.1粗基准的选择：

车Φ24外圆面，车右端面，以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准，车Φ18mm、扩孔Φ12mm、Φ10mm并保证一定的精度。

3.1.2精基准的选择：

根据基准重合，基准统一，互为基准等原则，以Φ10外圆为定位基准、孔Φ12为工序基准，半精车Φ24mm、铣键槽16mm*8mm及其它结构。

再以Φ24外圆为定位基准、孔Φ10mm为工序基准精加工孔Φ12mm

3.2．零件表面加工方法的选择

⑴174mm右端面，公差等级未注，表面粗糙度未注，直接粗车

⑵Φ24mm公差等级IT10，表面粗糙度Ra=12.5，粗车，半精车

⑶Φ18mm公差等级未注，表面粗糙度未注，直接粗车

⑷左端面8mm，公差等级未注，表面粗糙度未注，粗铣

⑸D端面、螺纹台面公差等级未注，表面粗糙度Ra=6.3，粗铣，半精铣

⑹Φ12孔公差等级IT8，表面粗糙度Ra=6.3，扩孔，铰孔

⑺Φ10孔公差等级未注，表面粗糙度Ra=6.3，扩孔，铰孔

⑻键槽16mm×8mm公差等级未注，表面粗糙度未注，粗铣

⑼M6螺纹孔公差等级未注，表面粗糙度未注，丝锥攻螺纹

⑽Φ9孔公差等级IT13，表面粗糙度Ra=12.5，扩孔

⑾Φ16孔公差等级IT11，表面粗糙度Ra=6.3，扩孔，铰孔

3.3.制定工艺路线

工序Ⅰ：

模锻

工序Ⅱ：

退火，消除内应力

工序Ⅲ：

车右端面，车Φ24外圆，以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准车Φ18mm，倒角3×45°、4×45°

工序Ⅳ：

以Φ24外圆为定位基准，端面上下表面互为工序基准铣D端面到18mm，铣左端面到8mm，螺纹台面至15mm

工序Ⅴ：

以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准，扩孔Φ12，以Φ24外圆为定位基准、孔Φ12为工序基准，扩孔Φ10

工序Ⅵ：

以Φ10外圆为定位基准、孔Φ12为工序基准，铣键槽至尺寸

工序Ⅶ：

以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准，扩孔Φ9，再扩孔Φ16

工序Ⅷ：

倒角0.5×45°、1×45°，丝锥攻螺纹

工序Ⅸ：

去毛刺

工序Ⅹ：

终检，入库

四、工序设计

1．选择加工机床

工序加工机床选择依据，零件形状、大小，经济精度，表面粗糙度要求等

①工序Ⅰ：

模锻

②工序Ⅱ：

退火，消除内应力

③工序Ⅲ：

粗车与半精车，零件要求表面粗糙度Ra=12.5，精度IT12即可，零件轮廓尺寸不大，选用车床C1640

④工序Ⅳ：

粗铣与半精铣即可达到精度要求，选用铣床X51

⑤工序Ⅴ：

孔Φ12表面粗糙度为Ra=6.3，要求相对较高，需扩孔、铰孔，选用摇臂钻床Z525

⑥工序Ⅵ：

键槽精度要求不高，选用铣床Z525

⑦工序Ⅶ：

孔技术要求不高，表面粗糙度要求不高，选用车床C1640

⑧工序Ⅷ：

选用车床C1640

⑨工序Ⅸ：

钳工去毛刺

⑩工序Ⅹ：

终检，入库

2.确定工序尺寸

（1）确定各圆柱面的工序尺寸

加工表面

工序名称

工序双边余量

工序尺寸及公差

表面粗糙度

右端面

粗车

4.0mm

174（IT11）

Ra12.5

车Φ24外圆面

粗车

2.5mm

Φ25.5（IT13）

Ra12.5

半精车

1.5mm

Φ24（IT10）

Ra25

车Φ18外圆面

粗车

4.0mm

Φ18（IT13）

Ra12.5

加工表面

工序名称

工序双边余量

工序尺寸及公差

表面粗糙度

Φ12孔

铰孔

0.2mm

Φ（IT8）

Ra6.3

扩孔

3.4mm

Φ（IT10）

Ra12.5

加工表面

工序名称

工序双边余量

工序尺寸及公差

表面粗糙度

Φ10孔

扩孔

3.2mm

（IT10）

Ra12.5

铰孔

0.2mm

（IT19）

Ra6.3

键槽

16mm×8mm

铣槽

3.6mm

16×8（IT12）

Ra12.5

加工表面

工序名称

工序双边余量

工序尺寸及公差

表面粗糙度

M6

扩孔

2.6mm

Φmm