手轮机械加工工艺规程及夹具设计

孔 ：孔的加工余量等级与顶面的相同，所以可查得它的单侧加工余量为 3mm 根据铸件的基本尺寸和公差等级查出铸件的尺寸公差，确定出它的毛坯尺寸。
3、毛坯－零件合图草图
三、机加工工艺路线确定
1、加工方法分析确定
要按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则来确定。 主要表面的加工方法： φ130 的环形面和φ130 的圆柱端面与外圆公差等级按 IT18 级算，表面粗糙度为 1.6um，需要进行粗车， 半精车，精车（成形车刀） φ51 的内孔表面粗糙度为 3.2um，粗扩，精扩。 φ8H7，表面粗糙度为 1.6um，精度等级较高需要钻，精铰。 φ8H7，表面粗糙度为 0.8um，钻，扩，粗铰，精铰。 φ18x9 的台阶孔要钻孔和锪孔可达到。 φ28 的台阶面，φ108 的环形孔和φ70 的台阶孔都需要粗车，半精车，精车。
5
限制自由度分析： 孔在圆周上分布，为了保证此要求，因为钻头沿轴向切削，不会引起工件在轴
向上的转动，所以应限制 6 个自由度就行，X 移动.X 转动.Y 移动 .Y 转动.Z 移动. Z 转动
2.定位方案确定
由零件图可知，加工本道工序需要限制 6 个自由度，前道工序已将 Φ8 的孔钻好，所以采用一心轴和 一菱形销与一面定位就能达到要求。 Φ130 外圆端面布大平面，限制 Z 移动.X 转动.Y 转动。 Φ108 孔与 φ8 的孔： X 移动..Y 移动 .Z 转动. 综合结果实际限制：X 移动.X 转动.Y 移动 .Y 转动.Z 移动. Z 转动 故此定位方案可行。
精度等级
IT7
工序尺寸及公差
+ 0.012 Φ4 0
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Ra=6.3 Ra=8.5
表面粗糙度（um）
Ra=1.6
+ 0.12
钻
IT8
Φ3.9 0
Ra=8.5
五、设备及其工艺装备确定
1、选择机床
（1）工序 05 、07 、11、13 是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不 高，选用最常用的 CA6180 型卧式车床即可。
3、定位基准选择 （1）精基准的选择
本零件的设计基准是外圆与端面，所以采用外圆和端面作为定位基准可以避免基准部重 合产生的误差，所以选用 φ130 的端面和外圆作为精基准。 （2）粗基准的选择
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。由于零件是以 φ130 外圆端面为精基准的，所以 应选另一端的外圆和端面作为粗精准做出精基准，即选用 φ130 的端面和外圆作为粗基准。
5.夹紧方案及元件确定
根据工件定位方案考虑夹紧力作用点及方向。 如图所示采用螺母，螺杆与开口垫圈组合对工件进行夹紧，钻模板通过心轴与夹具体连接定位，所以加紧力与 切削力互相平行。
6. 确定夹具体结构
采用铸件整体式
7. 绘制总装图、标注尺寸、写技术要求。
6
第三部分
设计说明书
（铰Φ8 H9 内孔）
一 已知条件
Kr=90°、,副偏角 Kr’=5°、刃倾角 λs=-10°、刀尖圆弧半径 re =2mm。
②确定切削深度 ap 由于粗车单边余量仅为 3mm,可一次走刀完成. ③确定进给量 f 根据表 1.8，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为 8 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直径为 100 mm ——800 mm 时，f=0.8 mm/r
铸件
7
IT8
精度等级
CT10
Φ150+ 0.18
工序尺寸及公差
Φ207 ±12
Ra=8.5
表面粗糙度（um）
精车
1.3
IT7
Φ200--
0.024 0.031
Ra=1.6
半精车
2
粗车
3.7
φ 8H7 的孔
加工内容
加工余量 （mm）
精铰
0.1
IT8 IT11
0 Φ201.3 - 0.072 Φ203.30- 0.29
17．钻扩粗铰 φ15.95 的孔
2
19.钻 3 个 φ9 的孔 ，扩孔至 φ18x9 的台阶孔 21.钻 φ3.9x9 的盲孔 23.锪 φ55x18 的盲孔 25．锪 φ22 的圆平面，钻 、攻 M8 的螺纹孔
26. 检验 27.精车 φ130 端面外圆，精车 φ108 的环形孔
29.精车 φ130 的成型面，精车 φ28 的台阶面，精镗 φ70 的台阶孔
8、加工阶段的划分说明
加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。 （1.）粗加工阶段：a.毛坯退火热处理 b.粗加工，粗车 φ130 外圆，粗车 φ28 台阶面，粗车 φ130 外
圆，粗车 φ108 的环形孔，粗镗 φ51 孔、φ70 的台阶孔。 目的：切除大部分余量，把毛坯加工至接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许加工余量，通过
2、毛坯余量确定
由于此零件为中批量生产，再根据《金属机械加工工艺人员手册》可查得它各表面的加工余量。 底面：基本尺寸为 130，加工余量等级为 MA­G，查表可得其单侧加工余量为 8mm 侧面：基本尺寸为 100，双侧加工时单侧加工余量为 3.5mm 顶面：基本尺寸为 130，它的加工余量等级比底面和侧面低一级，查得它的单侧加工余量为 5mm
故：△dw≤1/3T=0.18 对平行方向的尺寸：△jb=0
△db 应该是上下平移△db1 转动角度后最大：△db1=0.056, ±tgθ2=±（△2max-△1max）/2x89=±0.00015
△db=△db1+2x96x0.00015=0.085 所以，△dw=△jb+△db=0.085≤1/3T
①确定
φ130
0 - 0 . 046
mm
外圆的切削用量
所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀，根《切削用量简明手册》
表 1.1，由于 CA6180 机床的中心高为 130mm，故选用刀杆尺寸 B×H=8mm×25mm，刀片厚度为 8.5mm 根据《切
4
削用量简明手册》表 1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角 γo=5°，后角 αo＝8°、主偏角
第一部分 工艺设计说明书
一、零件图工艺性分析
1、零件结构功用分析
横进给手轮是进给机构中用来传递动力的一个零件，其主要加工的是与手轮轴进行配合的孔，还 有与中间体进行连接的端面和外圆。
2、零件技术条件分析
由于毛坯是铸件，因此加工前需要进行时效处理，
3、零件结构工艺性分析
零件图样中的视图、尺寸、公差和技术要求都选择的很合理，材料选择 HT150，结构工艺性良 好。 尺 寸 精 度：φ8H9，φ8H9 都是 H7 的精度等级，要求较高， 表面粗糙 度：其中φ8 的表面粗糙度为 0.8um 需要精铰才能达到，φ130 的端面、外圆表面粗糙度为
3、选择刀具
①在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用 YG 型硬质合金，粗加工用 YG6，半精加工用 YG8，精加工用 YG10。 ②钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。
8、选择量具外圆用游标卡尺测量，内孔用塞规。
六、切削用量及工时定额确定
工序 05 切削用量及工时定额的确定 1.切削用量
1.6um 需要精车，其它各孔和面均为 3.2um、6.8um 等。 热 处 理：对于铸件在加工前需要进行时效处理以便消除内应力
二、毛坯选择
1、毛坯类型
由材料可确定毛坯为铸件，其零件所要求的力学性能不高，且内腔形状复杂外形尺寸较大，又 属于中批量生产，所以毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》 查的铸件的公差等级采用 CT10 级
5、主要机加工工序简图
01.铸造 03.热处理
05.粗车 φ130 端面外圆，粗车 φ28 的台阶面，粗车 φ70 的台阶孔
07.粗车 φ130 端面外圆，粗扩 φ51 的孔，粗车 φ108 的环形槽
09.检验
11.半精车 φ130 端面外圆，半精车 φ28 的台阶面，半精镗 φ70 的台阶孔
13.半精车 φ130 端面外圆，半精车 φ108 的环形槽，精扩 φ51 的孔
车 φ70mm 的台阶孔。 工序 13：以半精车后的 φ130mm 外圆及端面定位，半精车 φ130mm 外圆端面，
1
工序 17：以 φ130 底面定位，钻 φ8H7，同时扩和粗铰 φ8H7 的孔 工序 19：钻 φ8H7 的孔， 工序 23：以 φ130 的底面，φ51 和 φ9 的孔定位，锪 φ55x18 的盲孔 工序 25：以 φ130 的底面定位，先锪 φ22 的圆平面，再钻，攻 M8 的螺纹孔 工序 26：检验 工序 27：以 φ130mm 端面及外圆定位，精车 φ130 的端面外圆，精车 φ108 的环形槽 工序 29：以 φ130mm 外圆及端面定位，用成形车刀车 φ130 的环形面，精车 φ28 台阶面 工序 31.精铰 φ8H7 和 φ8H7 的孔 工序 33： 去毛刺 工序 35：终检。
3、加工顺序的安排
工序 01 .：铸造 工序 03. ： 热处理 工序 05 ：以 φ130mm 外圆端面定位，粗车 φ130 端面外圆，粗车 φ28mm 的台阶面、粗车 φ70m 的台阶孔。 工序 07：以粗车后的 φ130mm 外圆及端面定位，粗车 φ130 端面外圆、粗车 φ108 环形槽，粗镗孔 φ51mm 工序 09：检验 工序 11：以粗车后的 φ130mm 外圆及端面定位，半精车 φ130 端面外圆，半精车 φ28mm 的台阶面、半精
2.基本时间
①确定粗车外圆 φ130mm 的基本时间 根据表 6.2-1 车外圆基本时间为 V=72.3，n=95r/min, ap =3mm，f=0.8mm/r,
则 T1=0.61min
第二部分 工序夹具设计说明书
1.工序尺寸精度分析
由工序图知，本道工序用来钻 M8 的螺纹孔，孔的加工及尺寸精度要求不高， 该工序在钻床加工，零件属于中批量生产，所以主要考虑的是夹具的制造工艺简单。
所以，△2=2b/D2（△k+△j+△/2）=0.089
d2=（D2-△2）h6= 16--00..00469
8.定位误差分析计算
由以上可知 △1max=0.056，△2max=0.071 分析尺寸 96 的定位误差： 基准不重合误差： 因钻孔时，定位基准为心轴的中心线，工序基准也为心轴的中心线。
故：△jb=0 基准位移误差：△db=△D1+△d1+△1=0.022+0.022+0.08=0.056 定位误差： △dw=△jb+△db=0+0.056=0.056
3.定位元件的设计过程
1.布置销位：心轴布在 φ108 孔的位置，φ8 布置菱形销 2.确定销间距：L±△j= L±1/2△k=89±0.07/2=89±0.035
3.确定圆柱销直径： d1=D1g6=Φ108--00..001324
△1=0.08 8.确定菱形销的直径：查表 2.1 可知 b=8,
Φ45 ±1.4 Φ510+ 0.074 Φ49.50+ 0.16
工序尺寸及公差
Φ160+ 0.018 Φ15.950+ 0.027 Φ15.850+ 0.07
表面粗糙度（um）
Ra=3.2 Ra=6.3
表面粗糙度（um）
Ra=0.8 Ra=3.2 Ra=6.3
3
钻
Φ130c8 的外圆
加工内容
加工余量 （mm）
1.被加工孔直径：Φ8 H9（+0.018） Ra0.8 Dw=8 2.工件材料：HT150 铰削长度为 26mm 3.预制孔直径： Dw1=15.85mm 8.使用机床：Z3025
（2）工序 17、19、21、23，25，31 钻孔，铰孔，锪平面和孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工， 可选用 Z3025 型摇臂钻床。
（3）工序 27，29 是精车，选用最常用的 CA6180 型卧式车床。
2、选择夹具
本零件除钻削加工需设计专用夹具，其他工序使用通用夹具即可，车床上用三爪自定心卡盘。
31．精铰 φ8H7 和 φ8H7 的孔
33.钳工去毛刺 38.检验
四、工序尺寸及其公差确定
Φ51 的孔
加工内容
加工余量 （mm）
精度等级
铸件
6
CT10
精镗
1.5
IT9
粗镗
8.5
φ 8H7 的孔
加工内容
加工余量 （mm）
精铰
0.05
IT11
精度等级
IT7
粗铰
0.1
IT8
扩
0.85
IT10
工序尺寸及公差
这个阶段还可以及时发现铸件的一些缺陷。 （2.）半精加工阶段：a.半精车 φ130 外圆，半精车 φ28 台阶面，半精车 φ130 外圆，半精车 φ108
的环形孔，精镗 φ51 孔，半精镗 φ70 的台阶孔。 目的：切除小部余量，使毛坯各类尺寸及各项要求很接近零件的最终尺寸和技术要求。 （3.）精加工阶段：精车外圆端面及成形面、精精加工各台阶面及台阶孔 目的：达到零件设计要求。