机械制造课程设计 C1318手柄.docx
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机械制造课程设计C1318手柄
《机械制造技术基础》课程设计
题目：
手柄机械加工工艺规程设计
院别：
机电学院
专业：
机械电子工程
姓名：
学号：
同组人员：
指导教师：
日期：
题目：
手柄机械加工工艺规程设计
一、零件的主要技术条件分析
经分析，原图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。
各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
Φ16的孔精度要求较高，公差等级为IT7，并且和总长和中间手柄都有位置要求，其轴向设计基准是Φ16孔的下表面。
M16螺纹孔要求和中间手柄在同轴上，所以加工时应利用Φ16孔制作专用夹具，保证其加工面在同轴向上。
其余小孔尺寸容易保证，加工方便。
总体来看，这个零件的工艺性良好。
二、选择毛坯、确定毛坯尺寸。
2.1零件的生产类型：
中批量生产
2.2选择毛坯．
毛坯类型：
铸件，由于零件生产类型为中批量生产，零件较为复杂，而铸造生产成本低，设备简单，故选择毛坯类型为铸件。
铸造类型：
砂型手工造型
2.3确定机械加工余量（公差等级12~14级）
《机械加工实用手册》P242，表5.2.2，砂型手工造型加工余量等级：
IT11-IT13，选择加工余量等级IT12；加工余量等级：
H；表5.2.1，孔和端面尺寸均小于100mm，加工余量数值为：
3.0-4.0mm；长度为167mm的加工余量为3.5-4.5mm；
2.4确定毛坯尺寸
M16螺孔取螺距P为2则大径为16mm，小径为14mm。
表2-1/mm
零件尺寸
单面加工余量
毛坯尺寸
根据
φ16H7
3及3
φ10
参考文献[1]：
表5.2.1
M16（14mm）
3及3
φ8
24
3及3
30
167
3
170
25
3及3
31
2.5确定毛坯尺寸公差
表2-2/mm
毛坯尺寸
公差
偏差
φ10
4.4
±2.2
φ8
4.4
±2.2
30
5.0
±2.5
170
8
±4
31
5.0
±2.5
三、选择加工方法、制定工艺路线
定位基准选择得合理与否，将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量。
基准选择不当，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。
3.1定位基准的选择
a.粗基准：
以φ32外圆作为粗基准，加工φ16H7孔，可保证壁厚均匀，减小偏心。
同时铣φ16H7的两端面，保证端面对φ16H7孔中心线的垂直度。
b.精基准：
主要考虑基准重合问题。
选择φ16H7孔的轴心线作为精基准，加工右端面（M16端面）。
3.2零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有内孔，端面，小孔，螺纹孔等，材料为HT200。
以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。
a.φ16H7孔公差为IT7，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行钻、半精镗、精镗。
b.尺寸24mm的两端面，为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra3.2μm，根据GB1800-79规定其公差等级选IT7，需进行粗铣、半粗铣、精铣。
c.螺纹孔M16的端面，为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级选IT7，表面粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗铣、半粗铣、精铣。
d.M16螺纹孔，为未注公差尺寸，根据GB197-1981规定其顶径公差等级选IT7，基本偏差为G（+0.038、0），底孔需进行钻、半精镗、精镗，最后在螺孔加工机床加工螺纹。
e.工艺螺孔φ5，在螺孔加工机床上完成
f.锥销孔φ4配作，先钻底孔，然后用锥铰刀铰成与锥销尺寸相同的锥孔。
g.中间手柄的加工表面，上下端面和侧表面，粗糙度为Ra3.2μm，需进行粗车和半精车。
h.半径为R20的面，表面粗糙度Ra6.3μm用锉刀挫光。
3.3制定工艺路线
工序Ⅰ：
以φ32孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗φ16H7孔；
工序Ⅱ：
以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣24mm上端面；粗铣167的右端面；粗铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅲ：
以φ32孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗φ16H7孔；
工序Ⅳ：
以φ16H7孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣25mm下端面；半精铣167的右端面；粗铣、半精铣24mm下端面；
工序Ⅴ：
以中间手柄和167的右端面定位，在镗床精镗φ16H7孔；
工序Ⅵ：
以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面、侧面；
工序Ⅶ：
以φ32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm下端面；精铣M16处的端面；倒圆角R2；
工序Ⅷ：
以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔
工序Ⅸ：
以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗M16孔
工序Ⅹ：
丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹
工序Ⅺ：
采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°角度的锥销孔φ4；
工序Ⅻ：
R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序ⅩⅢ：
终检
四、工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
（1）选择机床
工序Ⅰ：
镗床T5120
工序Ⅱ：
铣床X5020
工序Ⅲ：
镗床T5120
工序Ⅳ：
铣床X5020
工序Ⅴ：
镗床T5120
工序Ⅵ：
铣床X5020
工序Ⅶ：
铣床X5020
工序Ⅷ：
卧式钻床Z6220
工序Ⅸ：
卧式镗铣床T6120
工序Ⅹ：
铣床X5020
工序Ⅺ：
采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°Z5150。
（2）选择夹具
由于该零件加工表面不在同一平面，所以须设计专用夹具配合通用夹具加工，工序Ⅰ、Ⅱ使用通用夹具即可，钻φ4孔时选用分度夹具。
（3）选择刀具
a.加工Φ16孔选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；
b.零件的加工表面大多为平面，且精度要求不高，所以铣刀选用高速钢的圆柱形铣刀，铣削宽度ae≤60,深度ap≤4,齿数z=10,根据《机械加工实用手册》，取铣刀直径D=75mm。
选择刀具前角γo＝10°后角周齿αo＝12°，端齿αo＝8°；
c.钻Φ4mm小孔，直接用Φ4mm的钻头钻出来；
d.加工M16螺孔的底孔，选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6。
加工螺纹，根据GB/T3464.3-94，采用螺距p为2mm，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的丝锥，加工M5螺纹孔，根据GB/T3464.3-94，用采用螺距p为0.8mm，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的丝锥。
（4）选择量具
选择量具有：
读值为0.02、量程为0～200mm游标卡尺。
4.2确定工序尺寸
零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有关，前面已确定的零件表面的毛坯余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。
根据各加工方法能达到的公差等级，选定未注公差尺寸公差等级：
24（IT8）mm，167（IT8）mm，25（IT9）mm，M16（IT7）mm。
表4-1零件表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度/mm
加工
表面
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度/μm
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
Φ16H7
4.6
1
0.4
Φ14.6
Φ15.6
Φ16H7
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
M16
4.6
1
0.4
Φ12.6
Φ13.6
M16
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
24
3
2
1
28
25
24
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
167
3
2
1
171
168
167
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
25
3
2
1
29
26
25
Ra12.5
Ra6.3
—
五、确定切削用量
切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度υc。
切削用量的选择原则：
在保证加工质量，降低成本和提高生产效率的前提下，使ap、f、υc的乘积最大。
当ap、f、υc的乘积最大时，工序的切削时间最短。
选择切削用量时先选择背吃刀量，进给量，再确定切削速度。
5.1工序Ⅰ切削用量的确定
本工序为粗镗（Φ16H7孔）。
已知加工材料为HT200，铸件；机床为T5120型立式镗床。
确定粗镗Φ16mm孔的切削用量。
所选刀具硬质合金镗刀，YG8材质。
①确定背吃刀量ap：
粗镗双边余量为4.6mm，则ap为单边余量，ap=2.3mm。
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.5mm/r。
③确定切削速度υc：
υc=60m/min；
5.2工序Ⅱ切削用量的确定
本工序为粗铣端面。
已知加工材料为HT200，铸件；机床为X5020型铣床。
所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。
①确定背吃刀量ap：
粗铣24mm上端面双边余量为3mm，则ap为单边余量，
ap1=1.5mm。
粗铣167的右端面双边余量为2mm，ap2=1mm。
粗铣25mm上端面、侧面双边余量3mm，ap3=1.5mm；
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每齿进给量为0.15mm/z，铣刀有10齿，即1.5mm/r。
③确定切削速度υc：
查《机械加工实用手册》υc=42m/min；
5.3工序Ⅲ切削用量的确定
本工序为半精镗（Φ16H7孔）。
机床为T5120型立式镗床。
刀具硬质合金镗刀，YG6材质；
①确定背吃刀量ap：
粗镗双边余量为1mm，则ap为单边余量，ap=1/2=0.5mm。
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.5mm/r。
③确定切削速度υc：
υc=80m/min；
5.4工序Ⅳ切削用量的确定
本工序为粗铣、半精铣端面。
机床为X5020铣床。
刀具为高速钢圆柱形铣刀。
①确定背吃刀量ap：
粗铣、半精铣24mm下端面双边余量为3mm、2mm，则ap为单边余量，ap1=1.5mm，ap2=1mm；粗铣、半精铣25mm下端面双边余量3mm、2mm，ap3=1.5mm，ap4=1mm；半精铣167的右端面单边余量为2mm，ap5=1mm。
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.5mm/r。
③确定切削速度υc：
查《机械加工实用手册》υc=42m/min；
5.5工序Ⅴ切削用量的确定
本工序为精镗（Φ16H7孔）。
机床为T5120立式镗床。
所选刀具硬质合金镗刀，YG6材质。
①确定背吃刀量ap：
精镗双边余量为0.4mm，则ap为单边余量，ap=0.2mm。
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为0.3mm/r。
③确定切削速度υc：
υc=60m/min；
5.6工序Ⅵ切削用量的确定
本工序为半精铣、精铣24mm上端面；半精铣25mm上端面、侧面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀；
①确定背吃刀量ap：
半精铣、精铣24mm上端面双边余量为2mm、1mm，则ap为单边余量，ap1=1mm，ap2=0.5mm；半精铣25mm下端面双边余量2mm，ap3=1mm；
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.0mm/r。
③确定切削速度υc：
查《机械加工实用手册》υc=42m/min；
5.7工序Ⅶ切削用量的确定
本工序为半精铣、精铣24mm下端面；精铣167的右端面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀；
①确定背吃刀量ap：
半精铣、精铣24mm下端面双边余量为2mm、1mm，则ap为单边余量，ap1=1mm，ap2=0.5mm；精铣167的右端面双边余量为1mm，ap3=0.5mm；
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量为1.0mm/r。
③确定切削速度υc：
查《机械加工实用手册》υc=42m/min；
5.8工序Ⅷ切削用量的确定
本工序为钻孔，机床为卧式钻床Z6220，直接用直径为Φ12钻头钻底孔，深度约为32mm，单边余量为ap=6mm。
用直径为Φ4钻M5底孔，通孔，单边余量为ap=2mm。
5.9工序Ⅸ切削用量的确定
本工序为粗镗、半精镗、精镗M16孔，刀具为硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；机床为卧式镗铣床T6120
①确定背吃刀量ap：
粗镗、半精镗、精镗M16孔双边余量为4.6mm、1mm、0.4mm，ap1=2.3mm，ap2=0.5mm，ap3=0.2mm；
②确定进给量f：
查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，粗镗、半精镗、精镗镗刀每转进给量分别为0.8mm/r、0.4mm/r、0.2mm/r。
③确定切削速度υc：
查《机械加工实用手册》，粗镗、半精镗、精镗镗刀切削速度分别为υc1=60m/min，υc2=80m/min，υc3=60m/min；
5.10工序Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ切削用量的确定
这三道工序，工序Ⅹ用丝锥攻螺纹，M16用螺距p为2mm，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的丝锥；M5用螺距p为0.8mm，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的丝锥。
工序Ⅺ在立式钻床Z5150加工，采用专用的分度夹具加工角度30°的锥销孔通孔。
工序Ⅻ钳工在钳工台将R20的圆弧锉光到粗糙度为Ra6.3μm
参考文献
[1]夏祖印，张能武.机械加工实用手册.合肥：
安徽科学技术出版社，2008.9.
[2]张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础.北京：
高等教育出版社，2007.5.
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