机械制造技术课程设计-KCSJ-13手柄套加工工艺及钻φ12孔夹具设计.docx

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1、机械制造工艺课程设计题目KCSJ日3手柄套零件机械加工工艺及12mm孔夹具设计目录序言21零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析22工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制定工艺路线32.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定切削用量及基本时间83钻l2孔夹具设计123.1 确定定位方案123.2 定位误差分析123.3 夹紧方案133.4 计算钻削力143.5 计算夹紧力143.6 钻套设计143.7 设计夹具体173.8 夹具设计及操作简要说明18总结与展望19参考文献20序言机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机

2、床夹具课程设计课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是我们全面运用课程及其有关选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。我希望能通过这次设计巩固我们前面所学的知识，并深化我对它的理解，为以后更好地走向工作打下基础。因知识和能力有限，设计过程难免会有许多不足之处，还请老师指正。1零件的分析图1.1手柄套零件图1.1 零件的作用题目给出的是机床用“手柄套”，如图Ll所示,它起着连接手柄和转轴的作用，主要是用来传递转矩，使转轴旋转，从而起到调控作用。其中012孔用来安装转轴，并通过两个06H8mm孔进行轴向固定。08孔则用于安装手柄，借此来传递转矩。05H7mm孔只用于加工时的

3、定位作用，通过它来保证3个径向孔的位置精度。1.2 零件的工艺分析手柄套主要有两组加工表面，她们相互间有一定的位置精度。现分述如下：1 .以012H7m孔为中心的加工表面。它包括，016mm孔，012H7m孔，左右两端面，045mm外圆面以及定位用的05H7m孔，它们在加工时互为基准，彼此相互联系来保证形状位置精度。另，工件的四个1x45直角也可以并入该组加工表面。2 .以08mm为主的加工表面它包括，08mm孔和两个06H8mm孔，即径向的三个圆面加孔。这两组表面以及表面组内之间，有一定的位置要求，主要是：(1)012mm孔轴线与045mm右端面的垂直度公差为O.05mm；(2)两个06mm

4、孔与012m孔轴线的位置度公差为0.12mm0由上可知，对于这两组表面，可以先加工一组(第一组)表面，然后借助专用夹具以及定位孔加工另一组表面(第一组)，并且通过一次装或互为基准来保证其位置精度。2工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑其耐磨性其受到的局部冲击，选用锻件。又因为零件年产量为4000件，可采用普通模煨，以提高生产效率并保证加工质量。2.2 基面的选择基准的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，可以保证加工质量，提高加工效率。否则，就会使加工工艺问题百出，严重影响零件加工质量和效率。1 .粗基准的选择因为此零件结构简单，选用045mm外圆面

5、作为粗基准即可。但加工时注意，因为零件短小，不能以粗基准一次定位即完成初步加工，而需要两次使用粗基准,期间产生的二次定位误差可通过后序的半精、精加工来弥补。2 .精基准的选择因为该零件各加工面有一定的形位精度要求，所以精基准的选择主要考虑基准重合和互为基准的原则。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.3 制定工艺路线零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。初次以外，还应考虑经济效果，以便降低生产

6、成本。1 .工艺路线方案一：工序1：粗车右端面和部分045mm外圆面；工序2：粗车左端面和045mm外圆面剩余部分，钻012mm孔；工序3：半精车、磨销045mm外圆；工序4：半精车左端面，车016Inm孔；工序5：扩、较012m孔并半精车045mm右端面，钻05mm孔；工序6：钻08mm孔；工序7：钻2x06H8mm孔；工序8：精锐012mm孔并磨销045mm右端面；工序9：倒左端面1x45直角；工序10：倒右端面1x45直角；工序11：去毛刺；工序12：清洗；工序13：终检。2 .工艺路线方案二：工序1：粗车045mm右断面和部分045mm外圆面；工序2：粗、半精车045mm左端面，粗车剩

7、余的045rn外圆面，钻012mm孔，车016mm孔；工序3：半精车、磨销045mm外圆面；工序4：扩孔、钻、较、精较012孔，半精车045mm右端面；工序5：磨销045mm右端面；工序6：钻05mm孔；工序7：钻08mm孔；工序8：钻、精钱两个06mm孔；工序9：倒左端面1x45角；工序10：右端面1x45角;工序11：去毛刺；工序12：清洗；工序13：终检。3 .工艺方案的比较和分析上述两个方案最大的区别在于两个面组的加工顺序的不同。方窠一是将第二面组插入到第一面组中加工。而方案二则是先完全加工完第一面组后再加工第二面组，虽然方案一能减少去毛刺的工作量，但违背了基准统一的原则，且在定位面和

8、基准面未加工的情况下，第二面组位置精度难以满足，特别是15o0mo而方案二中，工序2过于集中，粗精未分离，这将导致左端面偏斜，016mm孔偏小,工序5则恰好相反，未了保证012mm轴心和右端面的垂直度，应该将它和工序4放在一起，即一起加工。故决定采用方案二加工的顺序并分离和合并部分工序。具体工艺过程如下：工序1：粗车045mm右端面和部分045Dim外圆面；工序2：粗车045mm左端面和剩余的外圆面部分；工序3：钻012Inm孔；工序4：半精车，磨销045Inm外圆面；工序5：半精车045左端面，车016面；工序6：扩、较、精较012三孔，半精车、磨销045mm右端面；工序7：钻05mm孔；工

9、序8：钻08mm孔；工序9：钻两个06mm孔；工序10：倒左端面1x45角；工序11：倒右端面1x45角；工序12：去毛刺；工序13：清洗；工序14：终检。以上工艺过程理论上说是非常合理的，但一旦考虑到机床工具的选择，从经济角度出发，它还是不理想。首先，工序2和工序3精度要求不高，完全可以用转塔式车床将它们并作一道工序；其次，工序4和工序6中都需要进行车销加磨销，这就得使用加工中心才能实现，经济性差，查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表24和26,发现使用精车代替磨销一样能达到精度要求。再者，倒角工序10和11完全可以在前面加工过程中一起加工，无需再次装夹。综合，最终确定工艺路线如下：工序1

10、：普通模锻；工序2：正火；工序3：粗车右端面和部分外圆面。以045mm外圆面为基准，选用CA6140车床；工序4：粗车左端面和剩余的045mm外圆面部分，钻012mm孔。以045mm外圆面为基准，选用C365L式转塔式车床；工序5：半精车，精车045mm外圆面。以012mm孔为基准，选用CA6140车床；工序6：半精车045mm左端面，车016mm孔，侄J1x45直角。以045mm外圆面为基准，并选CA6140车床；工序7：扩、较、精较012mm孔，半精车，精车045mm右端面，保证尺寸35mm,倒直角1x45。以045mm外圆面为基准，选用C365L转塔式车床；工序8：钻，精较05mm孔，使

11、用专用夹具CJ01。以045mm左端面和012mm孔定位，选用Z525钻床；工序9：钻08mm孔，使用专用夹具CJ-02o以045右端面012mm孔、05mm孔定位，选用Z525钻床；工序10：钻成90的06mm孔，保证13尺寸和相应位置度，使用专用夹具CJ-03.以045mm右端面、012mm孔、05mm孔定位，选用Z525钻床；工序11：去毛刺；工序12：清洗；工序13：终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工序卡片”。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄套”零件材料为45钢，硬度为207-241HBW,毛坯重量约为0.46kg,生产类型为大批生产，采用

12、普通模锻毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，结合实用机械制造工艺设计手册，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .机械加工余量确定外圆表面沿轴线及径向方向的加工余量（045mm及35mm）,查实用机械制造工艺设计手册（以下简称手册）表2-7及2-9,其中锻件重量为O.4kg,锻件复杂数为S,锻件轮廓尺寸W315m,采用一般加工精度F”故轴向余量1.5mms2.0mm,取2mm,径向余量1.5moo2.0mm,取1.9mm。2 .工序尺寸和毛坯尺寸的确定（1） .外圆表面（045mm）分步加工余量查手册表7-2/7-5,结合1所得结果，拟定加工余量，如下：粗车：046.8I

13、nm2Z=2mm半精车：045.3mm2Z=1.5mm精车：045.0mm2Z=0.3m（2） .左右端面分步加工余量由上述已确定了毛坯的长度为39mm。查手册表7-2/7-4,结合1所得结果，拟定加工余量如下:右端面左端面粗车：37.8mmZ=l.2mm粗车：36.4mmZ=l.4mm半精车：35.8mmZ=0.6mm半精车：35.3mmZ=0.5mm精车：35mmZ-0.3mm（左右端面交替加工，尺寸彼此联系）（3）.内孔012mm毛坯为实心，不冲孔。孔精度为IT7,参照手册表7T1,可确定工序尺寸及余量为：钻孑I：01Lomm扩孔：011.85mm2Z=0.85mm粗较：011.95mm

14、2Z=0.Imm精钱：012o,ool2Z=0.05mm(4) .定位孔05mm孔具有较高的位置精度，参照手册表7-11,可确定工序尺寸及余量为:钻孔：04.8mm精锐：05.Omm2Z=0.2mm(5) .两个径向孔06mm06三孔具有较高的位置度，参照手册表711,可确定其工序尺寸及余量为：钻孔：05.8mm精钱：06.Omm2Z=0.2mm由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。综合以上分析，可确定毛坯长度为39mm,直径为45.8mm,如下图4.2所示：图2.2零件毛坯图2.5确定切削用量及基本时间切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速

15、度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量，再确定切削速度。选择两个典型的工序，工序3粗车。45mm外圆和工序7加工。12H7mm孔，进行钻-粗较-精较进行计算。2.5.1 工序30粗车045mm外圆的切削用量及基本时间本工序为粗车。45mm外圆面。已知工件材料：45钢，p=670MPa,热轧制型材；机床为CA6140卧式车床；刀具：硬质合金，YT5。下面的相关数据根据切削用量简明手册确定。CA6140机床中心高为20Onlnb查表L1,选择刀杆BXH=I6mmx25mm,刀片厚度4.5mm,由表1.3,选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角九二12。，后角劭=6。，主偏角kr=9O。，副偏角k；=10。，刃倾角4=0。，刀尖圆弧半径c=0.7mm。5.1.1工序30切削用量的确定（1）确定切削深度此工序直径加工余量为1