机械制造技术基础毕业课程设计说明书.docx

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机械制造技术基础毕业课程设计说明书

机械制造技术基础

课程设计说明书

设计题目：

操纵手柄及相关工序夹具的设计

设计者：

施志峰

班级：

机械0802

指导老师：

章军

江南大学

201171

目录

设计任务书

一、序言

二、零件分析

2.1零件的生产纲领与生产类型

2.2零件的作用

2.3零件的加工工艺分析

三、毛坯成形工艺方案设计

3.1确定毛坯的成形方法

3.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差

3.3确定毛坯的热处理方式

四、机械加工工艺规程工艺

4.1基准的选择

4.1.1粗基准的选择

4.1.2精基准的选择

4.2确定加工余量及工序尺寸

4.3制订工艺路线

4.4确定切屑用量及基本工时

五、夹具方案设计

5.1确定定位方案

5.2夹紧力计算

5.3定位误差计算

六、总结心得

七、参考文献

设计任务书

设计设计题目：

设计“操纵手柄”零件机械加工工艺规程（大批量）

设计要求：

1、未注圆角R2~3

2、去毛刺

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、编写工艺过程卡1张和工序卡片2张，

5.、夹具设计装配图1张，

6、主要零件图1张，

7、课程设计说明书1份。

一、序言

设计是在我们学完了大学全部基础课程、技术基础课程以及全部专业课之后进行的。

这是对我们各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计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。

本设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程。

详细讨论操纵手柄从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结操纵手柄的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对操纵手柄零件的主要技术要求，设计先端面用的铣床夹具。

本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业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。

由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

二零件分析

2.1零件的生产纲型领及生产类

生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。

在毕业设计题目中，操纵手柄的生产纲领为5000件年。

生。

产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。

操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。

因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。

2.2零件的作用

课程设计题目给定的零件是车床操纵手柄，属于板块类零件，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。

2.3零件的加工工艺分析

该零件主要有平面、孔和键槽，是一个形状比较简单的零件。

⑴以工件的上下表面为中心加工孔和槽。

钻Φ10的孔，钻Φ12H8的孔，铣16mm×8mm的槽。

⑵以Φ18mm外圆为中心加工Φ24表面和孔，钻Φ9H7，钻Φ16H7的孔。

有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。

三、毛坯成形工艺方案设计

3.1确定毛坯的成形方法

操纵手柄是一种常用的传动件，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，考虑到其运用场合，选择毛坯为锻造成型。

并且该零件年产量为5000件年，采用模锻比较合适，故可采用模锻成形。

此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。

3.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差

参考《金属加工工艺及工装设计》，钢质模锻件的公差及机械加工余量按GBT此处参考书《金属加工工艺及工装设计》

（1）φ24外圆的毛坯余量由表2-10得双边余量4±1mm，取单边3.5mm，毛坯尺寸mm，

（2）φ24外圆端面的毛坯余量由表2-10得单边4±1mm，取3.5mm，毛坯尺寸mm，

（3）D两端面及螺纹孔端面的毛坯余量由表2-20得双边余量mm，取单边3.5mm，毛坯尺寸分别为mm和mm。

（4）所有孔的毛坯尺寸均为实心。

3.3确定毛坯的热处理方式

钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重结晶得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。

四机械加工工艺规程设计

4.1基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。

否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。

4.1.1粗基准的选择

Φ18的外表面不需要加工，选择为粗基准加工Φ24外圆，选择Φ20外圆面作为粗基准，加工尺寸为18的端面。

4.1.2精基准的选择

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。

选择Φ24外圆中心线和端面以及D面作为精基准。

4.2确定机械加工方法和余量及工序尺寸

根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：

1.Φ12mm的孔：

毛坯为实心，而Φ12mm的孔的精度为H8，Ra=6.3um（参考《机械制造技术基础课程设计指南计》表（5-30，5-15），确定工序尺寸及余量：

钻孔：

mm，

铰孔：

Φ12H8mm，2Z=0.5mm。

2.Φ10mm的孔：

毛坯为实心，Ra=6.3um参照《机械制造技术基础课程设计指南计》（5-15），确定工序尺寸及余量：

钻孔：

mm；

铰孔：

Φ10mm，2Z=0.5mm。

3.Φ9mm的孔：

毛坯为实心，而Φ9mm的孔的精度为H12，Ra=12.5um（参考《机械制造技术基础课程设计指南计》5-15），确定工序尺寸及余量：

钻孔：

Φ9mm

4.Φ16mm的孔

毛坯为Φ9mm孔，而Φ16mm的孔的精度为H11，Ra=6.3um（参考《机械制造

扩孔：

mm，2Z=6.5mm；

铰孔：

mm，2Z=0.5mm。

5.车外圆端面：

根据端面的精度要求Ra=12.5um，参照《机械制造技术基础课程设计指南计》（5-38），确定工序尺寸及余量：

粗车：

保证mm尺寸，Z=3.5mm

6.车Φ24mm外圆面

根据外圆面的精度h9，Ra=12.5um要求，参照《机械制造技术基础课程设计指

粗车：

mm

半精车：

mm，2Z=1mm

7.铣16X8mm键槽：

根据槽的精度Ra=6.3um要求，参照《机械制造技术基础课程设计指南计》（5-40），确定工序尺寸及余量：

粗铣15X7mm槽；半精铣16X8mm槽。

8.铣D两端面厚度18mm：

根据铣面的精度Ra=6.3um要求，参照《机械制造技术基础课程设计指南计》（5-49），确定工序尺寸及余量：

粗铣：

保证厚度mm，

半精铣：

保证厚度18mm，2Z=2mm

9.铣螺纹的端面：

根据铣面的精度Ra=6.3um要求，参照《机械制造技术基础课程设计指南计》（5-49，），确定工序尺寸及余量：

粗铣：

螺纹的端面厚度到16mm

半精铣：

螺纹的端面厚度到15mm

10.在Φ18mm圆上铣扁槽11.5H10mm：

根据槽的精度Ra=6.3um要求，参照《机械制造技术基础课程设计指南计》粗铣：

保证扁槽厚度mm

半精铣：

保证扁槽厚度11.5H10mm

4.3制订工艺路线

工序号工名序称工序内容

00车粗车大端面，粗车外圆φ24，半精车外圆φ24，倒角3X45°，

4X45°，钻孔φ9，铰孔至φ16，扩孔φ9至φ15.8，铰孔φ15.8至φ16，倒角0.5X45°

05铣粗铣D两端面至18，半精铣D两端面至18，

06铣在φ18外圆上粗铣长28平面，半精铣长28平面

10铣粗铣螺纹圆端面至15，半精铣螺纹圆端面至15，

15钻钻孔φ11.8，钻孔φ10，铰孔φ12，倒角0.5X45°，铰孔φ10，倒角1X45°

20铣粗铣铣键槽16X8，半精铣键槽16X8

25钻φ5，倒角0.5X45°

30攻丝对φ5的孔进行攻丝M6X1-3

35去毛刺去毛刺

40清洗清洗

45终检终检入库

4.4确定切削用量及基本工时

以工序05：

铣两端面作为计算的例子

1）加工条件

工件材料：

45钢,=670MPa，锻件。

加工要求：

粗铣D两端面加工余量2.5mm。

机床、刀具：

X51立式铣床、硬质合金立铣刀。

表5-101选择铣刀的尺寸铣刀直径，L=72，Z=4。

已知铣削宽度，铣削深度

确定每齿进给量fz。

根据表5-74，X51型卧式铣床的功率为4.5kw，工艺系统刚性为中等，查得每齿进给量，取。

选择铣刀磨钝标准及耐用度。

根据表5-149，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.2mm，直径d=10mm，耐用度T=60min。

确定切削速度和工作台每分钟进给量。

根据表2-17中公式计算：

式中，，，，，，T=60min，，，，，，

根据X51转速表，选择，实际切削速度，工作台每分钟进给量为

根据表5-72，，实际

校验机床功率。

根据表2-18计算公式，

式中，，，，，，，，，，，

X62铣床功率为4.5KW，符合要求，可以采用。

2）计算基本工时

mm

3）辅助工时

根据书《金属加工工艺及工装设计》由表4-106可查得：

辅助工时大约为T=100s

工序1钻Φmm孔。

以零件的Φ18mm外圆柱面为主要的定位粗基准，以孔Φ10mm为辅助基准。

钻Φ15孔，采用高速钢钻头,查《机械制造技术基础课程设计》表5-64，f=0.31～0.37mmr,由于ld<3,故系数为1。

取f=0.32mmr。

查《机械制造技术基础课程设计》表5-66，取=0.33ms=19.8mmin

n=1000πd=1000×19.8（π×15）=420.17rmin

取n=480rmin,所以实际切削速度为：

计算工时＝Lnf=（40+1）（480*0.32）=0.27min

扩Φmm孔并倒角

采用高速钢扩钻。

查《机械制造技术基础课程设计》表5-67，f=0.6～0.7mmr。

取f=0.6mmr。

查《机械制造技术基础课程设计》表5-67,=（12～13）mmr

故=0.4=0.4×19.8=7.95mmin

n=1000πd=1000×7.92（π×16）=157.64rmin

取n=180rmin

计算工时＝Lnf=41（180*0.6）=0.38min

Φmm孔倒角0.5*450两端.

采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与扩孔相同。

即n=180rmin

工序2钻Φmm孔并倒角。

以Φmm孔为精基准，保证与Φ的同轴度误差不超过0.2mm。

采用高速钢钻头,查《机械制造技术基础课程设计》表5-64，f=0.22～0.28mmr,由于ld>7～10,故系数为0.75。

取f=0.24*0.75=0.18mmr。

查《机械制造技术基础课程设计》表5-66，取=0.35ms=21mmin,则

n=1000πd=1000×21（π×9）=742.72rmin

取n=780rmin。

计算工时＝Lnf=88（780*0.18）=0.63min

采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与钻孔相