操作手柄加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)【精車外圓】
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目 錄
前言 2
一、零件的分析 2
（一）?零件的作用 2
（二）?零件的工藝分析 2
（三）?確定生產(chǎn)類型 3
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
(一) 確定毛坯的制造形式 3
（二）基面的選擇 3
（三） 制定工藝路線 3
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4
（五）確立切削用量及基本工時(shí) 6
三、夾具設(shè)計(jì) 13
（一） 問題的提出 13
（二） 夾具設(shè)計(jì) 13
1． 定位基準(zhǔn)選擇 13
2. 切削力及夾緊力計(jì)算 13
3 . 車床夾具的裝配圖見附圖 13
七、參考文獻(xiàn) 14
前言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
?就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
?由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。
一、零件的分析
（一）?零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的操作手柄。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起操作調(diào)節(jié)作用。
（二）?零件的工藝分析
操作手柄的加工表面，分述如下：
1. 以孔φ9為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ24的外圓，φ18的外圓，以及其上下端面，孔壁上一個(gè)M6的螺紋孔。
2. 以φ12為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ10 的孔，螺紋孔端面。槽的內(nèi)表面，φ16的孔。
這兩組表面有一定的位置度要求,即φ10 的孔上下兩個(gè)端面與φ12 的孔有垂直度要求。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
（三）?確定生產(chǎn)類型
由老師所提供的《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書可得，零件的生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)。
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一) 確定毛坯的制造形式
零件材料為45號鋼。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1） 粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ9孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)。
（2） 精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。以φ24的外圓及孔φ12作為精基準(zhǔn)。
（三） 制定工藝路線
?制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
其工藝路線如下：
工序一 以φ9內(nèi)表面為定位，粗車φ24外圓表面。
工序二 以φ24外表面為定位，粗車φ18外圓表面及4x45°倒角。
工序三 以φ24外表面及R10外圓表面為定位，粗鏜孔φ12，粗銑尺寸為18的上下兩面、11.5的上下兩面。
工序四 以φ24外表面及18的下表面為定位，半精鏜φ12的孔及兩邊0.5×45°的倒角。
工序五 以孔φ12及φ24外表面為定位，粗鏜φ10及兩邊1×45°倒角，粗銑槽8的內(nèi)表面，鉆槽兩邊R4的半圓槽。
工序六 以φ24外表面及一端面為定位，粗鏜孔φ16 及兩邊0.5×45°倒角
工序七 以φ24外表面及孔φ10為定位，粗銑端面及3×45°倒角，用絲錐攻螺紋M6×1-3的螺紋孔。
工序八 鉗工去毛刺。
工序九 終檢。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
?操作手柄；零件材料為45號鋼，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
鋼制鑄件的公差按GB6414-86
1：鑄件的尺寸公差CT
查表2.2-3 CT 為8～10，取CT=9
基本尺寸為185，查表2.2-1則尺寸公差為2.8
2：鑄件機(jī)械加工余量（GB/T11351-89）
查表2.2-5可得MA為F級
查表2.2-4可得各尺寸機(jī)械加工余量如下：
零件尺寸
單面加工余量
鑄件尺寸
φ24
2
φ30
Φ18
2
φ24
18
2
24
175
3.5
182
11.5
2.5
16.5
8
1
6
3:鑄造壁的最小厚度
此零件的表面積大致S=24*3.14*80+18*3.14*48+18*3.14*18+13*35=10214.12mm=102.141cm
查表2.2-7可得其最小壁厚為4mm,經(jīng)檢驗(yàn)合格。
4：圓角半徑
由題中已知可取為R3
由以上可得零件的毛坯圖，見圖1
（五）確立切削用量及基本工時(shí)
工序一 粗車φ24外圓表面
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造
加工要求：粗車φ24外圓表面
機(jī)床：臥式車床CA6140
刀具：YW2外圓車刀
2. 切削用量
1）確定背吃刀量ap 粗車單邊余量為2mm，顯然ap=2mm
2）確定進(jìn)給量f 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.74mm/r。由于是粗車，選較大量f=0.7mm/z。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，V c=
算得 Vc＝89mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*48*475/1000=71.592m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。
5) 校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=71.592m/min，f z=0.65mm/r。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ 2*f=80/2*0.65=61.5s
工序二 粗車φ18外圓表面及4x45°倒角
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造
加工要求：粗車φ18外圓表面
機(jī)床：CA6140臥式車床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金刀具
2. 切削用量
1）確定背吃刀量ap 粗車單邊余量為2mm，顯然ap=2mm
2）確定進(jìn)給量f 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.74mm/z。由于是粗車，選較大量f=0.7mm/r。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，V c=
算得 Vc＝80mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車床CA6140車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*18*475/1000=26.847m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。
5) 校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=26.847m/min，fz=0.65mm/r。
6）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=48/1.3=36.9s
工序三 粗鏜孔φ12，粗銑尺寸為18的上下兩面、11.5的上下兩面
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗鏜孔φ12，粗銑尺寸為18的上下兩面、11.5的上下兩面
機(jī)床：XA6140立式銑床
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼鏜刀
2. 銑削切削用量
1） 銑削深度 銑削尺寸為18的上下兩面時(shí)因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=2.0mm，銑削尺寸為11.5的上下兩面時(shí)ap=2.5mm一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=2.0/2.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
3. 鏜削切削用量
1） 切削深度 ap=1.5mm
2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r
3） 計(jì)算切削速度 同上
4. 計(jì)算基本工時(shí)
tm=(32+80)/475+8/0.2/6.17=40s
工序四 以φ24外表面及18的下表面為定位，半精鏜φ12的孔及兩邊0.5×45°的倒角。保證垂直度誤差不超過0.15mm
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：半精鏜φ12的孔及兩邊0.5×45°的倒角。
機(jī)床：XA6140立式銑床
刀具：YT5硬質(zhì)合金、直徑為12mm的圓形鋼鏜刀。90°直柄錐面锪鉆
2. 鏜削切削用量
1） 切削深度 ap=0.5mm
2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r
3） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
4. 計(jì)算基本工時(shí)
tm=（18+3.5+4）/(0.2*0.67)=40s
工序五 以孔φ12及φ24外表面為定位，粗鏜φ10及兩邊1×45°倒角，粗銑槽8的內(nèi)表面，鉆槽兩邊R4的半圓槽。
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗鏜φ10及兩邊1×45°倒角，粗銑槽8的內(nèi)表面，鉆槽兩邊R4的半圓槽。
機(jī)床：XA6140立式銑床
刀具：YT5硬質(zhì)合金、直徑為10mm的圓形鋼鏜刀,90°直柄錐面锪鉆, 直徑為8的高速鋼麻花鉆鉆頭，W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼銑刀
2. 鏜削切削用量
1） 切削深度 ap=1mm
2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r
3） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
4. 計(jì)算基本工時(shí)
tm=（18+4）/(0.2*0.67)+20+15=65s
工序六 以φ24外表面及一端面為定位，粗鏜孔φ16 及兩邊0.5×45°倒角
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗鏜孔φ16 。
機(jī)床：臥式車床CA6140
刀具：YT5硬質(zhì)合金、直徑為16mm的圓形鋼鏜刀，90°直柄錐面锪鉆
2. 鏜削切削用量
1） 切削深度 ap=3.5mm
2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r
3） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
4. 計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216min
工序七 以φ24外表面及孔φ10為定位，粗銑端面，用絲錐攻螺紋M6×1-3的螺紋孔。
1. 加工條件
工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗銑端面，用絲錐攻螺紋M6×1-3的螺紋孔。
機(jī)床：XA6140立式銑床
刀具：YT5硬質(zhì)合金端銑刀，粗牙普通螺紋用絲錐
2. 銑削切削用量
1） 切削深度 ap=3.5mm
2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r
3） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
4. 計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.235min
三、夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序—、二，精車外圓。本夾具將用于臥式車床CA6140，刀具為YW2外圓車刀 。
（一） 問題的提出
本夾具主要用來精鉸Φ10H7孔，該孔的表面粗糙度要求較高，達(dá)到了1.6μm。由于本零件的形狀很不規(guī)則，難以用通用的V型塊、圓柱銷等夾具元件，因此需要選擇合適的定位基準(zhǔn)、合適的定位元件才能保證本工序的加工精度。
（二） 夾具設(shè)計(jì)
1． 定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知，Φ24外圓相對于Φ9孔有位置要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇已加工好的Φ9孔為定位基準(zhǔn)。
2. 切削力及夾緊力計(jì)算
刀具：YW2外圓車刀 。
由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,車外圓時(shí)的主要切削力為鉸刀的切削方向,即垂直于工作臺,查《切削手冊》表2.3，切削力計(jì)算公式為：
其中：，，，，，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：
3 . 車床夾具的裝配圖見附圖
七、參考文獻(xiàn)
1、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年.
2、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年.
3、李益明主編,機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊,機(jī)械工業(yè)出版社,1993年.
4、肖詩綱主編,切削用量手冊,機(jī)械工業(yè)出版社,1993年.
5、崇凱主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年.
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