C1318自动车床手柄机加工工艺规程及φ16H7孔夹具设计【含CAD图纸、说明书】
压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985C1318自动车床手柄机加工工艺规程及16H7孔夹具设计一、设计题目设计C1318自动车床手柄加工工艺规程及镗削16H7孔专用夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:(中批或大批大量生产)三、上交材料1绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1张4编制机械加工工艺卡片(仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片) 1张5绘制夹具装配图(A0或A1) 1张6绘制夹具中1个零件图 1张7编写课程设计说明书(约5000-8000字)。 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料,熟悉题目阶段。2第37天,完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3第810天,完成夹具总体方案设计(画出草图,与指导教师沟通,在其同意的前提下,进行课程设计的下一步)。4第1113天,完成夹具总装图的绘制。5第1415天,零件图的绘制。6第1618天,整理并完成设计说明书的编写。7第19天,完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天,答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ,设计内容反映的基本概念及计算 ,设计方案 ,图纸表达 ,说明书撰写 。摘要随着社会的发展、科技的进步,机械行业对专业人才的需求在不断变化,特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加,对既有扎实专业理论基础,有会动手的职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习,机械课程设计这门课显得特别的重要。通过课程设计这一事件环节,是学生更好地理解和掌握课程的基本理论和方法,进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力。按照一个简单机械系统的功能要求,综合运用所学知识,并对其中某些机构进行分析和设计。以设计为主线,分析为设计服务,立足点是机械系统的方案设计,是机械制造工艺与装备设计的新体系。 我们应该能综合运用机械制造工艺学中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力,能熟练运用有关手册、图表等技术资料,进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技术,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础AbstractWith the development of the society, technological advances, the machinery industry demand for professionals is constantly changing, particularly as the application of numerical control technology and advanced equipment increases, on both a solid theoretical foundation, there are specialty will be hands-on technical talent demand more and more. So in order to deepen the course in mechanical design the course especially important. Through the course design of this event, the students better understand and master courses in basic theory and methods, further improving access to technical information, drawing parts, etc. According to a simple mechanical system of functional requirements, the knowledge, and on some of these organizations to carry out analysis and design.To design the main line, analysis services for the design, the foothold is the design of the mechanical system, is the machinery manufacturing process and equipment design of the new system. We should be using mechanical manufacture technology in basic theory, combined with production practice learned practical knowledge, independent analysis and problem-solving technological problems, preliminary design with a moderate part of the process of ability, skill for manuals, charts and other technical information, further consolidate the map reading, drawing, and writing technical documents, and other basic technology for future graduation and future work and lay a good foundation.目录一、零件的主要技术条件分析3二、选择毛坯、确定毛坯尺寸42.1 零件的生产类型42.2 选择毛坯42.3 确定机械加工余量42.4 确定毛坯尺寸42.5确定毛坯尺寸公差4三、选择加工方法、制定工艺路线53.1 定位基准的选择53.2 零件表面加工方法的选择53.3 制定工艺路线6四、工序设计74.1 选择加工设备与工艺装备74.2 确定工序尺寸8五、确定切削用量及工时95.1工序切削用量的确定95.2工序切削用量的确定95.3工序切削用量的确定105.4工序切削用量的确定105.5工序切削用量的确定115.6工序切削用量的确定115.7工序切削用量的确定115.8工序切削用量的确定125.9工序切削用量的确定12六、 夹具设计136.1问题的提出136.2夹具设计13七、 设计总结15参考文献1618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。16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16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16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:成批生产2.2 选择毛坯毛坯类型:铸件,由于零件生产类型为成批生产,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1214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16H73及310参考文献 1 :表5.2.1M16(14mm)3及38243及3301673170253及3312.5确定毛坯尺寸公差 表2-2 /mm毛坯尺寸公差偏差104.42.284.42.2305.02.517084315.02.5三、 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32外圆作为粗基准,加工16H7孔,可保证壁厚均匀,减小偏心。同时铣16H7的两端面,保证端面对16H7孔中心线的垂直度。b.精基准:主要考虑基准重合问题。选择16H7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. 16H7孔 公差为IT7,表面粗糙度为Ra 3.2m,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Ra 3.2m,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Ra 3.2m,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5,在螺孔加工机床上完成f. 锥销孔4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Ra 3.2m,需进行粗车和半精车。h. 半径为R20的面,表面粗糙度Ra6.3m用锉刀挫光。3.3 制定工艺路线工序:以32孔外圆和下端面定位,在镗床粗镗16H7孔;工序:以32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:以32孔外圆和下端面定位,在镗床半精镗16H7孔;工序:以16H7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:以中间手柄和167的右端面定位,在镗床精镗16H7孔;工序:以32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:以32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:以32孔外圆和下端面定位,在卧式钻床钻M16底孔;钻M5底孔工序:以32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:丝锥加工M16螺纹,丝锥加工M5螺纹工序:采用专用的分度夹具在立式钻床加工30角度的锥销孔4;工序:R20圆弧用锉刀锉光,表面粗糙度Ra6.3m工序: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:镗床T5120工序:铣床X5020工序:镗床T5120工序:铣床X5020工序:镗床T5120工序:铣床X5020工序:铣床X5020工序:卧式钻床Z6220工序:卧式镗铣床T6120工序:铣床X5020工序:采用专用的分度夹具在立式钻床加工30Z5150。(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、使用通用夹具即可,钻4孔时选用分度夹具。(3) 选择刀具a. 加工16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ae60,深度ap4,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o10后角周齿o12,端齿o8;c. 钻4mm小孔,直接用4mm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0200mm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/m粗半精精粗半精精粗半精精16H74.610.414.615.616H7Ra12.5Ra6.3Ra3.2M164.610.412.613.6M16Ra12.5Ra6.3Ra3.224321282524Ra12.5Ra6.3Ra3.2167321171168167Ra12.5Ra6.3Ra3.225321292625Ra12.5Ra6.3五、 确定切削用量及工时切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度c。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、c的乘积最大。当ap、f、c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工序切削用量的确定本工序为粗镗(16H7孔)。已知加工材料为HT200,铸件;机床为T5120型立式镗床。确定粗镗16mm孔的切削用量。所选刀具硬质合金镗刀,YG8材质。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。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。确定切削速度c :c=60m/min;tj=Li/fn=4.02s tf=0.15tj=0.6s。5.2工序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。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2 mm,ap2=1mm。粗铣25mm上端面、侧面双边余量3mm,ap3=1.5mm;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。确定切削速度c:查机械加工实用手册c=42m/min;tj=tj1+tj2=16.2s tf=0.15tj=2.46s5.3工序切削用量的确定本工序为半精镗(16H7孔)。机床为T5120型立式镗床。刀具硬质合金镗刀,YG6材质;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。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。确定切削速度c:c=80m/min;tj=Li/fn=2.1s tf=0.15tf=0. 3s5.4工序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。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。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。确定切削速度c:查机械加工实用手册c=42m/min;tj=16.2s tf=0.15tj=2.46s5.5工序切削用量的确定本工序为精镗(16H7孔)。机床为T5120立式镗床。所选刀具硬质合金镗刀,YG6材质。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。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。确定切削速度c:c=60m/min;tj=Li/fn=2.58s tf=0.15tj=0.39s5.6工序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;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;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。确定切削速度c:查机械加工实用手册c=42m/mintj=9s tf=0.15tj=1.35s5.7工序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;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;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。确定切削速度c:查机械加工实用手册c=42m/min;tj=16.2s tf=2.43s5.8工序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12钻头钻底孔,深度约为32mm,单边余量为ap =6mm。用直径为4钻M5底孔,通孔,单边余量为ap =2mm。tj1=(L+l1)/fn=3.36s tf2=0.15tj=0.504s 、tj2=(L+l1+l2)/fn=1.38s tf2=0.207s5.9工序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;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。确定切削速度c: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c1=60m/min,c2=80m/min,c3=60m/min;tj1=(L+l1)/fn=4.62s tf2=0.15tj=0.693stj1=(L+l1)/fn=3.36s tf2=0.15tj=0.504s5.10工序、切削用量的确定这三道工序,工序用丝锥攻螺纹,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。工序钳工在钳工台将R20的圆弧锉光到粗糙度为Ra6.3mtj1=(l+l1)/fn+(l+l1)/fn0=30s tf=0.15tj=4.5stj2=(l+l1+l2)/fn+(l+l1+l2)/fn0=2.5s tf=0.15tj=0.378s六、夹具设计 设计工序钻孔16H7的孔6.1 问题的提出 本夹具要用于钻孔16H7,本工序对孔16H7的要求有:孔直径15.本道工序只钻一下孔即达到各要求,因此,在本道工序加工时,我们应首先考虑保证孔的各加工精度,如何提高生产效率,降低劳动强度6.2夹具设计定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择选择定位基准,定位基准的选择必须合理,否则会直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,选择合理的定位基准。此零件图没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应该考虑如何提高劳动效率,降低劳动要求,提高加工精度。M16孔和其他两端面都是已经加工好,为了使定位误差小,选择已加工好的M16孔和其端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,已两销、三块支承板和已加工好的M16孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用简单的压板作为夹紧机构。定位误差分析a) 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为5个支撑钉孔与支撑钉间隙配合。由图可知dw=0故应当能满足定位要求。夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉,应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了螺母夹紧方式。本工序为精铣切削余量小,切削力小,所以一般的手动夹具就能达到本工序的要求。 装夹是,将工件放入夹具中,以压板定位于夹具上,再于三颗支撑钉定位后,手动旋紧压板上的带肩螺母,将工件用压板夹紧,再于立式钻床依靠钻套导向钻头进行钻孔。夹具自由度分析 压板和三个支撑钉消除了工件Z轴方向上的移动X、Y轴上的旋转共三个自由度;两颗A型支撑钉消除工件Z轴方向上的转动以及Y轴方向上的移动,共两个自由度;一颗B型支撑钉消除工件X轴方向上的移动,共一个自由度,总共限制六个自由度,实现完全定位。夹具示意图:七、设计总结 经过三周的课程设计,在刘老师的帮忙和指导下,终于完成了车床手柄的夹具设计。这次设计培养了我们综合运用我们所学的知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是学完这一学科课本与生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计让我学到了很多。 参考文献. 1 . 孟少农.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,1991.2 . 蔡兰.机械零件工艺性手册M.北京:机械工业出版社,1995.3 . 皱青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京:机械工业出版社,2004.4 . 黄如林.金属加工工艺及工装设计M.北京:化学工业出版社,2006.5 . 王先菱.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,2007.6. 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.北京:机械工业出版社,20077.赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书(2版),机械工业出版社,2006年.8.于英华主编,机械制造技术基础,机械工业出版社,2014年.9.李益明主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993年.10.肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993年.11.金属切削机床夹具设计手册.上海柴油机厂工艺设备研究所编,机械工业出版社,1987年.12.赵丽娟、冷岳峰主编.机械几何精度设计与检测:清华大学出版社,2011年机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡产品名称及型号手柄(C1318自动车床)零件名称手柄零件图号材料名称铸铁毛坯种类砂型手工造型每件重量(kg)毛重牌号HT200尺寸净重每料件数1每台件数每批件数工序号工序名工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号时间定额/min夹具刀具单件准备-终结粗镗粗镗16H7孔镗床 T5120通用夹具硬质合金镗刀YG8粗铣粗铣24mm上端面;粗铣167的右端面;粗铣25mm上端面、侧面铣床 X5020通用夹具高速钢圆柱形铣刀半精镗半精镗16H7孔镗床 T5120专用夹具硬质合金镗刀YG6半精铣粗铣、半精铣25mm下端面、24mm下端面;半精铣167的右端面铣床 X5020专用夹具高速钢圆柱形铣刀精镗精镗16H7孔镗床 T5120专用夹具硬质合金镗刀YG6精铣半精铣、精铣24mm上端面;半精铣25mm上端面铣床X5020专用夹具高速钢圆柱形铣刀精铣半精铣、精铣24mm下端面;精铣M16处的端面;倒圆角R2铣床 X5020专用夹具高速钢圆柱形铣刀钻孔钻M16底孔;钻M5底孔卧式钻床Z6220专用夹具硬质合金钻头精镗粗镗、半精镗、精镗M16孔卧式镗铣床 T6120专用夹具硬质合金镗刀 YG6攻螺纹丝锥加工M16螺纹,丝锥加工M5螺纹钳工台专用夹具丝锥钻锥销孔加工30角度的锥销孔4立式钻床Z5150分度夹具丝锥锉光用锉刀锉光R20圆弧钳工台专用夹具锉刀编制校对审核机械加工工序卡产品名称零件名称零件图号工序名称工序号手柄精镗车间工段材料名称材料牌号铸铁HT200同时加工件数每料件数单件时间/ min准备终结时间 / min11设备名称设备编号夹具名称工作液立式镗床 T5120专用夹具无工步号工步内容走刀次数切削用量工时定额/min刀具、量具及辅助工具背吃刀量/mm进给量/(mm/r)或(mm/min)主轴转速/(r/min)切削速度/m/min基本时间辅助时间工作地服务时间刀具名称刀具编号量具名称量具规格辅助工具1精镗16H7孔10.20.3/(mm/r)360602.580.39镗刀YG6编制 校对 审核
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