機械製造工藝及夾具
課程設計說明書
題目：手柄座零件機加工工藝及鑽φ10孔夾具設計
設計者周沛澤
班級機自101
指導教師葉永東
工學院機械系
2023年6月7日
目錄一、引言4
二、設計任務分析4
三、機械加工工藝規程設計7
（一）、確定毛坯、繪製毛坯簡圖7
3.1.1選擇毛坯7
3.1.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量7
（2）、擬定手柄座工藝路線7
3.2.1定位基準的選擇7
3.2.2表面加工方法的確定8
3.2.3加工階段的劃分9
3.2.4工藝路線方案的確定10
（三）、 加工餘量、工序尺寸和公差的確定12
3.3.1工序4：鑽—鉸φ14mm孔各資料的確定12
（四）、切削用量、時間定額的計算13
3.4.1切削用量的計算13
3.4.2時間定額的計算15
四、工具機夾具設計18
（一）、夾具體的設計18
4.1.1定位方案設計18
4.1.2定位誤差分析18
（二）、導向裝置的設計19
（三）、夾緊裝置設計20
五、設計總結評價20
六、參考文獻21
引言本次設計是設計ca6140車床手柄座，我們首先對手柄座的結構特徵、用途以及其工藝規程進行了詳細的分析，然後確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡單，並能保證加工質量。由於手柄座各表面的精度要求一般，所以我們在加工一些主要平面時先粗銑然後半精銑，加工一些孔時要進行鑽、鉸工序，因為手柄座的加工質量將直接影響其效能和使用壽命，所以每一道工序都必須要達到其加工要求。
此外，本設計的生產型別是中批生產，為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量，需設計專用夾具，本設計是設計加工ca6140車床手柄座φ10mm孔工序的夾具。
關鍵詞：ca6140車床手柄座；專用夾具設計；工藝規程
2、設計任務分析
1）、手柄座的用途
題目所給的零件是ca6140車床的手柄座。它位於車床操作機構中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：
當手把控制手柄座向上扳動時，車床內部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，於是左離合器接合，主軸正轉；同理，當手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉。當手把在中間位置時，推拉桿處於中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器槓桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。
2）、手柄座的技術要求
表1-1手柄座零件技術要求表
3）、審查手柄座的工藝性
分析零件圖可知，手柄座左右兩端面和孔端麵均有要求切削加工，孔端麵、孔端麵、孔端麵和孔凸台端麵均為平面，可以防止加工過程中鑽頭鑽偏，以保證孔的加工精度，而螺紋孔m10和圓錐孔的端麵均為圓柱面保證孔的加工精度較困難；另外在軸向方向上的孔凸台端麵作為定位基準加工要求較其他端麵高。主要工作表面雖然加工精度也相對較高，但也可以在正常生產條件下，採用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見該零件的工藝性較好。
現將主要加工麵分述如下：
該零件共有5個孔要加工：φ45mm外圓凸台端麵（孔凸台端麵）是零件的主要加工面，其他的面、孔與其有位置尺寸度要求，因而是後續工序的主要精基準面，需精加工出來；φ10mm孔與孔有平行度要求，也需要精加工；φ14mm是不通孔，特別注意該孔的加工深度；φ5mm圓錐孔需精鉸，φ5.5mm油孔表面粗糙度有ra3.
2μm的要求，因此對其也應該要進行精鉸。
該零件共有1個端麵要加工：φ45mm外圓凸台端麵精度要求較高，同時也是配合φ25mm孔作為後續工序的精基準面，需半精加工。
該零件僅有2個槽需加工：φ25mm孔上鍵槽兩側面粗糙度為ra12.5mm，無需精加工，底面加工精度要求不高，加工鍵槽時很難以φ45mm外圓端麵為定位基準，因而工序尺寸的計算較複雜；而槽14mm兩側面粗糙度均為ra12.
5mm，粗銑即可。
m10mm螺紋孔的加工，它與φ10mm孔和φ25mm孔連心線有30°角度要求，同時螺紋孔中心線與φ45mm圓柱端麵有11mm的尺寸位置要求。
由以上分析可知，該零件的加工應先加工φ45mm圓柱凸台端麵，再以端麵為基準加工作為後續工序主要精基準的φ25mm孔，進而以該孔為精基準加工出所有的孔，面，槽，螺紋孔等。
4)、確定手柄座生產型別
依設計題目知：q=2000件/年，結合生產實際，備品率a%和廢品率b%分別為10%和1%。
所以：n=2000件/年（1+10%）（1+1%）=2222件/年
由參考文獻【1】表1-4知，手柄座為輕型零件；由參考文獻【1】表1-5知，該手柄座型別為中批生產。
3、機械加工工藝規程設計
（一）、確定毛坯、繪製毛坯簡圖
3.1.1選擇毛坯
由於該手柄座在工作過程中不經常變動，受力不大，毛坯選用鑄件，該手柄座輪廓尺寸不大，且生產型別為中批生產，為提高生產率和鑄件精度，宜採用機器造型鑄造，毛坯的拔模斜度為5°，鑄造圓角半徑為r3~5，選擇在左檢視中中心平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。
3.1.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量
毛坯總餘量的確定：由參考文獻【1】表2-1、表2-2和2-5，對於中批量生產砂型機器造型，取尺寸公差等級為10級，加工餘量等級為g級；再由參考文獻【1】表2-4查得每側加工餘量數值為1.4mm；故取凸台端麵的毛坯總加工餘量為：。
粗銑餘量：
外圓凸台端麵毛坯加工總餘量為：。
半精銑餘量：；
粗銑餘量：；
手柄座大端麵毛坯加工總餘量為：。
粗銑餘量：。
(2）、擬定手柄座工藝路線
3.2.1定位基準的選擇
根據該手柄座零件的技術要求和裝配要求，選擇手柄座孔及外圓凸台端麵作為精基準零件上的很多表面都可以採用它們作基準進行加工，遵循了「基準統一」原則。又軸孔的軸線是設計基準，選用其作為精基準定位加工手柄座腳上孔和孔以及其他的孔和表面，實現了設計基準和工藝基準重合，保證了被加工表面的位置度要求及孔軸線和孔軸線的平行度要求。選用手柄座外圓凸台端麵作為精基準同樣是遵循了「基準重合」原則，因為該手柄座上的尺寸多以該端麵作為設計基準。
選用孔及外圓凸台端麵作為精基準，夾緊力可作用在手柄座孔的大端面上，夾緊穩定可靠。
作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該手柄座加工時選用孔大端麵為基準的方法進行加工出精基準表面。
3.2.2表面加工方法的確定
根據手柄座零件圖上各加工尺寸精度和表面粗糙度，確定加工零件各表面的加工方法，如表3-1所示。
表3-1零件表面的加工方法
3.2.3加工階段的劃分
零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：
粗加工的目的是切去絕大部分多餘的金屬，為以後的精加工創造較好的條件，並為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。
粗加工可採用功率大，剛性好，精度低的工具機，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為it11~it12。粗糙度為ra80~100μm。
半精加工階段是完成一些次要面的加工並為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工餘量。半精加工的公差等級為it9~it10。表面粗糙度為ra10~1.25μm。
精加工階段切除剩餘的少量加工餘量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最後,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應採用高精度的工具機小的切前用量，工序變形小，有利於提高加工精度．精加工的加工精度一般為it6~it7，表面粗糙度為ra10~1.25μm。
3.2.4工藝路線方案的確定
擬定工藝路線的內容除選擇定位基準外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先後順序，確定加工裝置，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證，成批生產還應考慮採用組合工具機，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應考慮加工的經濟性，以便使生產成本盡量下降。
CA6140車床手柄座設計說明書
目錄序言2一 零件分析3 一 零件的作用3 二 零件的工藝分析3 二 工藝規程設計4 一 確定毛坯的製造形式4 二 基面的選擇4 三 制定工藝路線5 四 機械加工餘量 工序尺寸及毛皮尺寸的確定 7 五 確立切削用量及基本工時 8 三 夾具設計17 一 問題提出17 二 夾具設計17 四 小結20 五...
CA6140車床手柄座設計說明書
目錄序言2一 零件分析3 一 零件的作用3 二 零件的工藝分析3 二 工藝規程設計4 一 確定毛坯的製造形式4 二 基面的選擇4 三 制定工藝路線5 四 機械加工餘量 工序尺寸及毛皮尺寸的確定 7 五 確立切削用量及基本工時 8 三 夾具設計17 一 問題提出17 二 夾具設計17 四 小結20 五...
CA6140法蘭盤工序卡片
機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 機械加工工序卡 四參考文獻 1.機械製造技術基礎 吉林大學于俊 一 鄒青主編，2006年1月第一版，機械工業出版社。2.機械製造工藝學課程設...