操纵手柄(135调速器)的加工工艺及钻M6螺纹孔夹具设计
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序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械制造技术基础和机械制造工艺学等课程之后进行的。
这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。
因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。
此次课程设计，需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识，如运用软件绘制零件图、毛坯图，零件加工工艺路线的定制等。
同时通过设计让我们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。
总的来说，就是要让所学理论知识在实际设计过程中得到最充分地利用，并不断提高自己解决问题的能力。
本设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程。
通过分析操纵手柄从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。
针对操纵手柄零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。
本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。
由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。
目录序言 (I)1 零件分析 (1)1.1 零件的生产类型及生产纲领 (1)1.2 零件的作用 (1)1.3 零件的工艺分析 (1)2 铸造工艺方案设计 (2)2.1 确定毛坯的成形方法 (2)2.2 确定铸造工艺方案 (2)2.2.1铸造方法的选择 (2)2.2.2造型的选择 (2)2.2.3 分型面的选择 (2)2.3 确定铸造工艺参数 (2)2.3.1加工余量的确定 (2)2.3.2拔模斜度的确定 (3)2.3.3收缩率的确定 (3)2.3.4不铸孔的确定 (3)2.3.5铸造圆角的确定 (3)3 机械加工工艺规程设计 (3)3.1 基面的选择 (3)3.1.1 粗基准的选择 (3)3.1.2 精基准的选择 (3)3.1.3 制订工艺路线 (3)3.1.4 工艺方案的分析： (5)3.2 确定机械加工余量及工序尺寸 (5)3.2.1 车Φ24mm外圆端面 (5)3.2.2 车Φ24mm外圆 (6)3.2.3 车Φ18外圆 (6)3.2.4 铣D端面至尺寸18mm (6)3.2.5 铣键槽所在平面 (7)3.2.6 铣16X8mm槽 (7)3.2.7 铣M6端面 (7)3.2.8 Φ12 mm的孔 (8)3.2.9 Φ10的孔 (8)3.2.10 Φ9 mm的孔 (9)3.2.11 Φ16mm的孔 (9)3.2.12 攻M6螺纹及倒角0.5X45 (9)3.3 确定切削用量及基本工时 (9)3.3.1 车Φ24mm外圆端面 (9)3.3.2 车Φ24mm外圆 (10)3.3.3 车Φ18mm外圆： (12)3.3.4 铣D端面至尺寸18 mm (13)3.3.5 铣键槽所在平面 (14)3.3.6 铣16X8mm槽 (16)3.3.7 铣M6端面 (17)3.3.8 Φ12 mm的孔 (19)3.3.9 铰孔Φ12： (20)3.3.10 Φ10的孔 (21)3.3.11 铰孔Φ10： (23)3.3.12 Φ9 mm的孔 (24)3.3.13 绞孔Φ9mm： (25)3.3.14 Φ16mm的孔 (26)3.3.15 绞Φ16mm的孔 (27)3.3.16 攻螺纹M6 (28)4.1 夹具的设计 (30)4.1.1 定位分析 (30)4.1.2 定位原理 (30)4.1.3 定位元件的分析 (30)4.1.4 夹紧元件的选择 (31)4.1.5定位误差的分析 (31)4.1.6切削力及夹紧力的计算 (32)3.2 夹具设计及操作的简要说明 (34)总结 (35)参考文献 (36)1 零件分析1.1 零件的生产类型及生产纲领生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。
在本次课程设计题目中，已知该零件的生产类型为大批生产。
由于操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。
因此，该零件的年生产纲领大于5000(件/年)。
1.2 零件的作用本次课程设计题目给定的零件是操纵手柄（135调速器），是机床操纵杆上的一个零件，该零件的功用是传递扭矩。
工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置，从而使机床主轴正转、反转或停止转动。
1.3 零件的工艺分析该零件主要加工面有平面、外圆面、孔和键槽，是一个形状比较简单的零件，可通过车、铣以及钻来获得。
加工个参数如下：车Φ24及Φ18外圆面、车端面铣D端面至尺寸18mm、铣M6端面铣16mm×8mm的槽及其所在端面钻Φ12、Φ10、Φ9、Φ16四个孔并倒角攻螺纹M6及去毛刺有以上的分析可知，可以先加工外圆表面，然后借助外圆面加工其他表面。
这样子对于后续的加工，其精度要求更加容易得到保证。
2 铸造工艺方案设计2.1 确定毛坯的成形方法操纵手柄是一种常用的传动件，材料为45钢，要求具有一定的强度。
由于零件轮廓尺寸不大，形状也不复杂，在使用过程中主要承受的是扭矩。
并且该零件为大批生产，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。
此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。
2.2 确定铸造工艺方案2.2.1铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用45钢为材料，铸件的表面精度要求不很高，并且为大批量生产，（参考《机械工程师手册》第三篇第2节）选用砂型铸造。
2.2.2造型的选择因铸件制造批量为大批生产（参考《机械工程师手册》第三篇第2节），故选用砂型机器造型。
2.2.3 分型面的选择选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，本零件选择最大的截面作为分型面。
这样有利于铸件的取出。
2.3 确定铸造工艺参数2.3.1加工余量的确定按机械砂型铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5，查得铸件尺寸公差等级为8～10，加工余量等级为H，按9公差等级制造，则单侧加工余量为3.5mm，双侧加工余量为3mm，则可推出毛坯总尺寸。
2.3.2拔模斜度的确定零件总体长度小于200mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。
2.3.3收缩率的确定通常，45钢的收缩率为1.3%～2% ，在本设计中铸件取2% 的收缩率2.3.4不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于Φ25mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。
2.3.5铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R =2mm～4mm圆滑过渡。
3 机械加工工艺规程设计3.1 基面的选择基面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，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。
否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
3.1.1 粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。
但本对于零件来说Φ24 mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证。
通常选取零件上不加工表面作为粗基准，现选取零件上Φ20mm的上下表面为粗基准，车Φ24 mm、Φ18mm。
利用Φ24mm外圆面定位，加工D表面及钻孔。
3.1.2 精基准的选择主要考虑的是基准的重合问题。
当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。
3.1.3 制订工艺路线生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
同时还可降低生产成本。
工艺路线方案一：工序1：铸造；工序2：热处理；工序3：车端面、车Φ24mm外圆，车Φ18mm，倒角3X45，3X45；工序4：铣D端面至尺寸18 mm；工序5：铣键及所在平面；工序6：铣M6端面；工序7：钻孔Φ12，倒角0.5X45；工序8：钻孔Φ10，倒角1X45；工序9：钻孔Φ9 mm，钻孔Φ16 mm；工序10：攻螺纹M6；工序11：倒角0.5X45；工序12：去毛刺；工序13：终检；工序14：入库。
工艺路线方案二：工序1：铸造；工序2：热处理；工序3：车端面、车Φ24mm外圆，车Φ18mm，倒角3X45，3X45；工序4：铣D端面至尺寸18 mm；工序5：铣键及所在平面、铣M6端面；工序6：钻孔Φ12，倒角0.5X45、钻孔Φ10，倒角1X45； 工序7：钻孔Φ9 mm ，钻孔Φ16 mm ； 工序8：攻螺纹M6、倒角0.5X45；工序9：去毛刺； 工序10：终检； 工序11：入库。
3.1.4 工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一将每个工序细分，分别进行加工。
方案二将部分工序集中起来，这样有利提高效率，定位精度也比较高，使用于大批量生产。
经比较，从生产条件出发及生产效率方面考虑，选择工艺路线方案二。
3.2 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下： 3.2.1 车Φ24mm 外圆端面根据端面的精度要求，查《机械加工工艺师手册》表4-12，得可用粗车达到要求精度，端面参照《机械制造工艺设计简明手册》，确定工序尺寸，余量为单侧余量3.5mm ，具体工序尺寸见表3-1。
表3-1工序尺寸表 工 序 名 称 工序间 余量/mm 工序间工序间 尺寸/mm 工序间尺寸 公差/mm经济精度/um 表面粗糙度 /um 车 3.5H11Ra12.5 175 00.25175-毛 坯CT9Ra25178.502.8178.5-3.2.2 车Φ24mm 外圆根据外圆面的精度要求，查《机械加工工艺师手册》表4-10，得可用粗车达到要求精度，外圆面参照《机械制造工艺设计简明手册》，确定工序尺寸，余量为3mm ；具体工序尺寸见表3-2。
表3-2 工序尺寸表工 序 名 称 工序间 余量/mm 工序间工序间 尺寸/mm工序间尺寸 公差/mm经济精度/um 表面粗糙度 /um 车 3H10 Ra12.5 24 00.0824- 毛 坯CT9Ra253001.830-3.2.3 车Φ18外圆根根据外圆面的精度要求，查《机械加工工艺师手册》表4-10，得可用粗车达到要求精度，外圆面参照《机械制造工艺设计简明手册》，确定工序尺寸，余量为3mm ；具体工序尺寸见表3-3。
表3-3工序尺寸表工 序 名 称 工序间 余量/mm 工序间 工序间 尺寸/mm 工序间尺寸 公差/mm经济精度/um 表面粗糙度 /um 车 3H11 Ra12.5 18 00.1118- 毛 坯CT9Ra252401.724-3.2.4 铣D 端面至尺寸18mm根据端面的精度要求，查《机械加工工艺师手册》表4-12，得可用粗铣达到要求精度，端面参照《机械制造工艺设计简明手册》，确定工序尺寸，余量为3mm ，具体工序尺寸见表3-4。
