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C1318自動車床手柄機械加工工藝規(guī)程設計
《機械制造技術基礎》課程設計
題 目：手柄機械加工工藝規(guī)程設計
院 別： 機械工程學院
專 業(yè)： 機械工程及自動化
姓 名： 王華
學 號： 0401080228
同組人員：
指導教師：
日 期： 2011.7.7
目錄
一、零件的主要技術條件分析 1
二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸 2
2.1 零件的生產類型 2
2.2 選擇毛坯 2
2.3 確定機械加工余量 2
2.4 確定毛坯尺寸 2
2.5確定毛坯尺寸公差 2
三、選擇加工方法、制定工藝路線 3
3.1 定位基準的選擇 3
3.2 零件表面加工方法的選擇 3
3.3 制定工藝路線 3
四、工序設計 4
4.1 選擇加工設備與工藝裝備 4
4.2 確定工序尺寸 5
五、確定切削用量 5
5.1工序Ⅰ切削用量的確定 6
5.2工序Ⅱ切削用量的確定 6
5.3工序Ⅲ切削用量的確定 6
5.4工序Ⅳ切削用量的確定 6
5.5工序Ⅴ切削用量的確定 6
5.6工序Ⅵ切削用量的確定 7
5.7工序Ⅶ切削用量的確定 7
5.8工序Ⅷ切削用量的確定 7
5.9工序Ⅸ切削用量的確定 7
參考文獻 8
I
C1318自動車床手柄機械加工工藝規(guī)程設計
題目：手柄機械加工工藝規(guī)程設計
一、 零件的主要技術條件分析
經分析，原圖樣的視圖正確、完整、尺寸、公差及技術要求齊全。各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。Φ16的孔精度要求較高，公差等級為IT7， 并且和總長和中間手柄都有位置要求，其軸向設計基準是Φ16孔的下表面。M16螺紋孔要求和中間手柄在同軸上，所以加工時應利用Φ16孔制作專用夾具，保證其加工面在同軸向上。其余小孔尺寸容易保證，加工方便?？傮w來看，這個零件的工藝性良好。
二、 選擇毛坯、確定毛坯尺寸。
2.1 零件的生產類型：成批生產
2.2 選擇毛坯．
毛坯類型：鑄件，由于零件生產類型為成批生產，零件較為復雜，而鑄造生產成本低，設備簡單，故選擇毛坯類型為鑄件。鑄造類型：砂型手工造型
2.3 確定機械加工余量（公差等級12~14級）
《機械加工實用手冊》P242，表5.2.2，砂型手工造型加工余量等級：IT11-IT13，選擇加工余量等級IT12；加工余量等級：H ；表5.2.1，孔和端面尺寸均小于100mm，加工余量數(shù)值為：3.0-4.0mm；長度為167mm的加工余量為3.5-4.5mm；
2.4 確定毛坯尺寸
M16螺孔取螺距P為2則大徑為16mm，小徑為14mm。
表2-1 /mm
零件尺寸
單面加工余量
毛坯尺寸
根據(jù)
φ16H7
3及3
φ10
參考文獻 [1] ：表5.2.1
M16（14mm）
3及3
φ8
24
3及3
30
167
3
170
25
3及3
31
2.5確定毛坯尺寸公差
表2-2 /mm
毛坯尺寸
公差
偏差
φ10
4.4
±2.2
φ8
4.4
±2.2
30
5.0
±2.5
170
8
±4
31
5.0
±2.5
三、 選擇加工方法、制定工藝路線
定位基準選擇得合理與否，將直接影響所制訂的零件加工工藝規(guī)程的質量?；鶞蔬x擇不當，往往會增加工序，或使工藝路線不合理，或使夾具設計困難，甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。
3.1 定位基準的選擇
a.粗基準：以φ32外圓作為粗基準，加工φ16H7孔，可保證壁厚均勻，減小偏心。同時銑φ16H7的兩端面，保證端面對φ16H7孔中心線的垂直度。
b.精基準：主要考慮基準重合問題。選擇φ16H7孔的軸心線作為精基準，加工右端面(M16端面)。
3.2 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有內孔，端面，小孔，螺紋孔等，材料為HT200。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關資料，其加工方法選擇如下。
a. φ16H7孔 公差為IT7，表面粗糙度為Ra 3.2μm，需進行鉆、半精鏜、精鏜。
b. 尺寸24mm的兩端面，為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra 3.2μm，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級選IT7，需進行粗銑、半粗銑、精銑。
c. 螺紋孔M16的端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級選IT7，表面粗糙度為Ra 3.2μm，需進行粗銑、半粗銑、精銑。
d. M16螺紋孔，為未注公差尺寸，根據(jù)GB197-1981規(guī)定其頂徑公差等級選IT7，基本偏差為G(+0.038、0)，底孔需進行鉆、半精鏜、精鏜，最后在螺孔加工機床加工螺紋。
e. 工藝螺孔φ5，在螺孔加工機床上完成
f. 錐銷孔φ4配作，先鉆底孔，然后用錐鉸刀鉸成與錐銷尺寸相同的錐孔。
g. 中間手柄的加工表面，上下端面和側表面，粗糙度為Ra 3.2μm，需進行粗車和半精車。
h. 半徑為R20的面，表面粗糙度Ra6.3μm用銼刀挫光。
3.3 制定工藝路線
工序Ⅰ：以φ32孔外圓和下端面定位，在鏜床粗鏜φ16H7孔；
工序Ⅱ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床粗銑24mm上端面；粗銑167的右端面；粗銑25mm上端面、側面；
工序Ⅲ：以φ32孔外圓和下端面定位，在鏜床半精鏜φ16H7孔；
工序Ⅳ：以φ16H7孔和上端面定位，在銑床粗銑、半精銑25mm下端面；半精銑167的右端面；粗銑、半精銑24mm下端面；
工序Ⅴ：以中間手柄和167的右端面定位，在鏜床精鏜φ16H7孔；
工序Ⅵ：以φ32孔外圓和下端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm上端面；半精銑25mm上端面、側面；
工序Ⅶ：以φ32孔外圓和上端面定位，在銑床半精銑、精銑24mm下端面；精銑M16處的端面；倒圓角R2；
工序Ⅷ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鉆床鉆M16底孔；鉆M5底孔
工序Ⅸ：以φ32孔外圓和下端面定位，在臥式鏜床粗鏜、半精鏜、精鏜M16孔
工序Ⅹ：絲錐加工M16螺紋，絲錐加工M5螺紋
工序Ⅺ：采用專用的分度夾具在立式鉆床加工30°角度的錐銷孔φ4；
工序Ⅻ：R20圓弧用銼刀銼光，表面粗糙度Ra6.3μm
工序ⅩⅢ：終檢
四、 工序設計
4.1 選擇加工設備與工藝裝備
（1） 選擇機床
工序Ⅰ：鏜床T5120
工序Ⅱ：銑床X5020
工序Ⅲ：鏜床T5120
工序Ⅳ：銑床X5020
工序Ⅴ：鏜床T5120
工序Ⅵ：銑床X5020
工序Ⅶ：銑床X5020
工序Ⅷ：臥式鉆床Z6220
工序Ⅸ：臥式鏜銑床T6120
工序Ⅹ：銑床X5020
工序Ⅺ：采用專用的分度夾具在立式鉆床加工30°Z5150。
（2） 選擇夾具
由于該零件加工表面不在同一平面，所以須設計專用夾具配合通用夾具加工，工序Ⅰ、Ⅱ使用通用夾具即可，鉆φ4孔時選用分度夾具。
（3） 選擇刀具
a. 加工Φ16孔選用硬質合金鏜刀，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為平面，且精度要求不高，所以銑刀選用高速鋼的圓柱形銑刀，銑削寬度ae≤60,深度ap≤4,齒數(shù)z=10,根據(jù)《機械加工實用手冊》，取銑刀直徑D=75mm。選擇刀具前角γo＝10°后角周齒αo＝12°，端齒αo＝8°；
c. 鉆Φ4mm小孔，直接用Φ4mm的鉆頭鉆出來；
d. 加工M16螺孔的底孔，選用硬質合金鏜刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6。加工螺紋，根據(jù)GB/T3464.3-94，采用螺距p為2mm，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的絲錐，加工M5螺紋孔，根據(jù)GB/T3464.3-94，用采用螺距p為0.8mm，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的絲錐。
（4） 選擇量具
選擇量具有：讀值為0.02、量程為0～200mm游標卡尺。
4.2 確定工序尺寸
零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有關，前面已確定的零件表面的毛坯余量，應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。
根據(jù)各加工方法能達到的公差等級，選定未注公差尺寸公差等級：
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
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度/μm
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
Φ16H7
4.6
1
0.4
Φ14.6
Φ15.6
Φ16H7
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
M16
4.6
1
0.4
Φ12.6
Φ13.6
M16
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
24
3
2
1
28
25
24
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
167
3
2
1
171
168
167
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
25
3
2
1
29
26
25
Ra12.5
Ra6.3
—
五、 確定切削用量
切削用量包括背吃刀量ap、進給量f和切削速度υc。切削用量的選擇原則：在保證加工質量，降低成本和提高生產效率的前提下，使ap、f、υc的乘積最大。當ap、f、υc的乘積最大時，工序的切削時間最短。
選擇切削用量時先選擇背吃刀量，進給量，再確定切削速度。
5.1工序Ⅰ切削用量的確定
本工序為粗鏜（Φ16H7孔）。已知加工材料為HT200，鑄件；機床為T5120型立式鏜床。
確定粗鏜Φ16mm孔的切削用量。所選刀具硬質合金鏜刀，YG8材質。
①確定背吃刀量ap：粗鏜雙邊余量為4.6mm，則ap為單邊余量，ap=2.3mm。
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用硬質合金鏜刀，鏜刀每轉進給量為0.5mm/r。
③確定切削速度υc ：υc=60m/min；
5.2工序Ⅱ切削用量的確定
本工序為粗銑端面。已知加工材料為HT200，鑄件；機床為X5020型銑床。
所選刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
①確定背吃刀量ap：粗銑24mm上端面雙邊余量為3mm，則ap為單邊余量，
ap1=1.5mm。粗銑167的右端面雙邊余量為2 mm，ap2=1mm。粗銑25mm上端面、側面雙邊余量3mm，ap3=1.5mm；
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每齒進給量為0.15mm/z，銑刀有10齒，即1.5mm/r。
③確定切削速度υc：查《機械加工實用手冊》υc=42m/min；
5.3工序Ⅲ切削用量的確定
本工序為半精鏜（Φ16H7孔）。機床為T5120型立式鏜床。刀具硬質合金鏜刀，YG6材質；
①確定背吃刀量ap：粗鏜雙邊余量為1mm，則ap為單邊余量，ap=1/2=0.5mm。
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用硬質合金鏜刀，鏜刀每轉進給量為0.5mm/r。
③確定切削速度υc：υc=80m/min；
5.4工序Ⅳ切削用量的確定
本工序為粗銑、半精銑端面。機床為X5020銑床。刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
①確定背吃刀量ap：粗銑、半精銑24mm下端面雙邊余量為3mm、2mm，則ap為單邊余量，ap1=1.5mm，ap2 =1mm；粗銑、半精銑25mm下端面雙邊余量3mm、2mm，ap3=1.5mm，ap4=1mm；半精銑167的右端面單邊余量為2mm，ap5=1mm。
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉進給量為1.5mm/r。
③確定切削速度υc：查《機械加工實用手冊》υc=42m/min；
5.5工序Ⅴ切削用量的確定
本工序為精鏜（Φ16H7孔）。機床為T5120立式鏜床。所選刀具硬質合金鏜刀，YG6材質。
①確定背吃刀量ap：精鏜雙邊余量為0.4mm，則ap為單邊余量，ap=0.2mm。
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用硬質合金鏜刀，鏜刀每轉進給量為0.3mm/r。
③確定切削速度υc：υc=60m/min；
5.6工序Ⅵ切削用量的確定
本工序為半精銑、精銑24mm上端面；半精銑25mm上端面、側面；機床為銑床X5020，刀具為高速鋼圓柱形銑刀；
①確定背吃刀量ap：半精銑、精銑24mm上端面雙邊余量為2mm、1mm，則ap為單邊余量，ap1=1mm，ap2 =0.5mm；半精銑25mm下端面雙邊余量2mm，ap3=1mm；
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉進給量為1.0mm/r。
③確定切削速度υc：查《機械加工實用手冊》υc=42m/min；
5.7工序Ⅶ切削用量的確定
本工序為半精銑、精銑24mm下端面；精銑167的右端面；機床為銑床X5020，刀具為高速鋼圓柱形銑刀；
①確定背吃刀量ap：半精銑、精銑24mm下端面雙邊余量為2mm、1mm，則ap為單邊余量，ap1=1mm，ap2 =0.5mm；精銑167的右端面雙邊余量為1mm， ap3 =0.5mm；
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉進給量為1.0mm/r。
③確定切削速度υc：查《機械加工實用手冊》υc=42m/min；
5.8工序Ⅷ切削用量的確定
本工序為鉆孔，機床為臥式鉆床Z6220，直接用直徑為Φ12鉆頭鉆底孔，深度約為32mm，單邊余量為ap =6mm。用直徑為Φ4鉆M5底孔，通孔，單邊余量為ap =2mm。
5.9工序Ⅸ切削用量的確定
本工序為粗鏜、半精鏜、精鏜M16孔，刀具為硬質合金鏜刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；機床為臥式鏜銑床T6120
①確定背吃刀量ap：粗鏜、半精鏜、精鏜M16孔雙邊余量為4.6mm、1mm、0.4mm， ap1=2.3mm，ap2 =0.5mm ，ap3 =0.2mm；
②確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用硬質合金鏜刀，粗鏜、半精鏜、精鏜鏜刀每轉進給量分別為0.8mm/r、0.4mm/r、0.2mm/r。
③確定切削速度υc：查《機械加工實用手冊》，粗鏜、半精鏜、精鏜鏜刀切削速度分別為υc1=60m/min，υc2=80m/min，υc3=60m/min；
5.10工序Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ切削用量的確定
這三道工序，工序Ⅹ用絲錐攻螺紋，M16用螺距p為2mm，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的絲錐；M5用螺距p為0.8mm，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的絲錐。
工序Ⅺ在立式鉆床Z5150加工，采用專用的分度夾具加工角度30°的錐銷孔通孔。
工序Ⅻ鉗工在鉗工臺將R20的圓弧銼光到粗糙度為Ra6.3μm
參考文獻
[1] 夏祖印，張能武.機械加工實用手冊.合肥：安徽科學技術出版社，2008.9.
[2] 張世昌，李旦，高航.機械制造技術基礎.北京：高等教育出版社，2007.5.
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