手柄座课程设计说明书

摘　要机械制造技术基础课程设计是我们大学众多课程设计中的一个，每次课程设计对毕业设计有着很大的帮助这次设计花费了两周半的时间，而此次主要的设计对象是手柄座，需要画零件图、毛坯图、装配图各一张，等等要很好的设计出来，首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是手柄座首先了解了手柄座的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量然后我们再根据定位基准确定好粗基准和精基准，最后拟定手柄座的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图AbstractThe course design of mechanical manufacturing foundation is one of the many course designs in our university and each course design has a lot of help to our graduation design. This design spends two and a half weeks. This time we need to design a handle seat, and we also need one part drawing, one blank drawing, one assembly drawing and so on. If we want to design the handle seat well, we should know it first. First of all, we should know the function of the handle seat, then we can determine the size of the blank and machining allowance according to the nature of the part and the roughness on the face of the part drawing. Next, we can determine the coarse reference and the fine reference in accordance with the requirements of the locating datum .Lastly, we could protocol the handle seat technology roadmap and make the clamping scheme of the workpiece and draw the clamp assembly drawing in the end.目录1. 初始设计规划.............................................................................2. 分析审查零件图样.....................................................................2.1零件分析............................................................................2.2零件图样审查....................................................................3. 毛坯设计..................................................................................... 3.1确定毛坯制造形式............................................................3.2毛坯尺寸的确定................................................................4. 工艺规程设计............................................................................. 4.1基面和定位方案的选择.................................................... 4.2各表面的加工方法的确定................................................ 4.3 制定工艺路线................................................................... 4.4 各工序加工余量的确定...................................................4.5 确定切削用量及基本工时...............................................5. 夹具设计..................................................................................... 5.1 问题的提出.......................................................................5.2 夹具设计..........................................................................参考文献.........................................................................................1.初始设计规划由老师给定的设计要求知，该零件为大批量生产，因此在设计中可以应用大批量生产的毛坯制造、加工余量确定、工艺设备和工艺装备选择、工艺规程指定和夹具方案确定等的方法。

1）毛坯制造方法：材料为灰铸铁HT150，毛坯的制造方法采用的是铸造形式2）加工余量：毛坯余量和工序余量小到中等均适合本设计采用3）工艺设备和工艺装备：“通用+专用”结合，题目要求设计专用夹具，则设备、刀具、量具等可以考虑选用通用的类型4）工艺规程设计：适合采用工艺卡和部分重点工序的工序卡5）夹具方案：适合对关键工学实用专用夹具2.分析和审查零件图样2.1零件分析题目所给的零件是CA6140车床的手柄座它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动2.2零件图样审查根据前面提出的铸造毛坯方案，结合零件图，可以判断出主要的加工表面有：一个外圆面、两个内孔、一个键槽，各表面有尺寸精度和表面粗糙度要求，上平面和槽两侧面对花键孔中心线之间有位置精度要求。

次要的加工表面是：一个Φ6.5孔、一个Φ5配作锥销孔和一些内外圆的1×45°倒角.零件图样上的已有的各项技术要求合理，且尺寸精度、表面粗糙度和位置精度属于普通精度零件结构的铸造和切削加工工艺性均满足GB/T24734.3—2009规定的基本要求手柄座零件加工表面及其加工要求加工面尺寸和几何精度要求表面粗糙度外圆Φ38f7外圆，1×45°倒角，3×0.5退刀槽，与内圆垂直度为0.05，直线度为0.05Ra1.6内圆Φ25H7圆孔，孔口倒角1×45°，Φ14H7圆孔，孔口倒角90°Ra1.6键槽6Js9，与内圆对称度为0.02孔Φ6.5孔、Φ5配作锥销孔所有棱边零件加工表面相交所形成的棱边去毛刺3.毛坯设计3.1确定毛坯制造形式此次所设计的手柄座材料为HT150，根据材料成型工艺可知用金属型铸造该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求因为生产纲领为大批量生产因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出3.2毛坯尺寸的确定CA6140手柄座材料为HT150毛坯质量为1.2kg 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据零件图计算轮廓尺寸，长68mm，宽为52mm，高为82mm，故零件最大轮廓尺寸为82mm 选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计》中表5-9可查得毛坯件的公差等级为8~10级，取为8级 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计》中表5-1可查得尺寸公差为CT=1.6mm 求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计》表5-11查得机械加工余量等级范围为D~F，取为E级 求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.8mm求毛坯尺寸 Φ6.5通孔和Φ5锥孔较小铸成实心则： R=F+RAM+CT/2=82+0.8+1.6/2=83.6mm 为了铸造方便，凑整取R=83mm 铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：项目外圆面内圆面公差等级CT88加工面基本尺寸5225铸件尺寸公差1.61.6机械加工余量等级EERAM0.80.8毛坯基本尺寸52254.工艺规程设计4.1基面和定位方案的选择 粗基准的选择一般以设计基准作为定位基准，粗基准的选择按照以下原则： （1）选择不加工的表面作为粗基准，尤其应选与加工表面有位置要求的不加工表面，这样可以保证加工面的位置精度； （2）选重要表面作为粗基准，这样可以保证重要表面的加工余量，加工精度较高； （3）选加工余量较小的表面作为粗基准，这样可以保证加工表面都有足够的加工余量； （4）选平整、光洁、无飞边、浇冒口等缺陷的表面作为粗基准，这样可以使定位可靠、加紧方便；(5)粗基准只选用一次，应避免重复使用，这样可以避免较大的定位误差。

根据以上原则，考虑零件的具体情况，应选择零件的外圆面作为粗基准来加工，使用四抓夹盘定位，消除了4个自由度，可以加工零件精基准的选择主要考虑基准重合和基准统一的问题在已经加工出一个表面的情况下，就可以把它作为精基准使用在本例中，可以把加工后的外圆面看做零件图中的基准，它既是设计基准又是定位基准，基准重合4.2各表面的加工方法的确定 依据各种加工方法的经济精度和表面粗糙度、已确定的生产纲领 先考虑主要加工表面对一个外圆面和两个内圆面，表面粗糙度为Ra1.6，所以采用粗车+半精车+磨削即可以达到要求3×0.5退刀槽可以用退刀槽车刀车削加工出来1×45°倒角可以直接用车刀车削来进行加工90°倒角选择一把锪刀即可一次加工出来6Js9键槽选择一把拉刀即可一次加工出来 再考虑次要表面的加工Φ6.5的孔、Φ5锥销孔采用普通钻削 4.3 制定工艺路线 工艺路线方案：工序一：铸造毛坯；工序二：粗车内外圆面；工序三：车削3×0.5退刀槽；工序四：车削1×45°倒角；工序五：半精车内外圆面；工序六：钻孔、锪90°倒角；工序七：钻配作孔，钻键槽孔；工序八：拉键槽；工序九：磨削内外圆面；工序十：去毛刺；工序十一：终检，入库；4. 4 各工序加工余量的确定（1）外圆面的加工：粗加工余量3mm，半精加工余量0.8mm；（2）内圆面的加工：粗加工余量2mm，半精加工余量0.8mm；（3）孔的加工：双边加工余量为0.8mm；（4）Φ5锥销孔的加工：双边加工余量为3mm。

5）键槽的加工：槽宽6mm，粗加工余量1mm；4.5 确定切削用量及基本工时工序一：铸造毛坯工序二：粗车内外圆面1. 粗车外圆Φ38f7面⑴ 选择刀具和机床查阅《机械制造工艺设计简明手册》，由车削宽度=0～45mm，选择高速钢车刀，根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YT5硬质合金刀片，机床选择CA6140车床⑵ 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 5mm采用不对称端车以提高进给量，查《切削用量简明手册》，当使用高速钢圆柱车刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》，故取= 0.8mm/min确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据《切削用量简明手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简明手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min切削速度和每分钟进给量根据《切削用量简明手册》表3.16，当=52mm，z = 6，≤7.5mm， ，各修正系数： 故 (m/min) (r/min)按机床选取：= 150r/min，则实际切削速度和进给量为：实际切削速度：工作台每分钟进给量：车床工作台进给量：检验机床功率根据《切削用量简明手册》，当工件的硬度在HBS =174～207时，所选择的切削用量是可以采用的。

计算基本工时 2.粗车内圆Φ25H7面⑴ 选择刀具和机床查阅《机械制造工艺设计简明手册》，由车削宽度=0～45mm，选择高速钢圆柱车刀，根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YT5硬质合金刀片，机床选择CA1640车床⑵ 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 10mm采用不对称端车以提高进给量，查《切削用量简明手册》，当使用高速钢圆柱车刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》，故取= 0.8mm/min确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据《切削用量简明手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简明手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min切削速度和每分钟进给量根据《切削用量简明手册》表3.16，当=38mm， ≤7.5mm， ，，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 150r/min，则进给量为：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据《切削用量简明手册》，当工件的硬度在HBS =174～207时，所选择的切削用量是可以采用的。

计算基本工时工序三 车削3×0.5mm退刀槽车削完成后，即可车削退刀槽工序四 车削1×45o倒角车削完成后，接着倒角即可工序五 半精车内外圆面⑴ 选择刀具和机床查阅《机械制造工艺设计简明手册》，由车削宽度=0～45mm，选择高速钢圆柱车刀，根据《切削用量简明手册》表1.2，选择YT5硬质合金刀片，机床选择CA1640车床⑵ 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 0.8mm采用不对称端车以提高进给量，查《切削用量简明手册》，当使用高速钢圆柱车刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》，故取= 0.8mm/min确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据《切削用量简明手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简明手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min切削速度和每分钟进给量根据《切削用量简明手册》表3.16，当=38mm， ≤7.5mm， ，，各修正系数： 故 (m/min) (r/min) 按机床选取：= 300r/min，则进给量为：工作台每分钟进给量：检验机床功率根据《切削用量简明手册》，当工件的硬度在HBS =174～207时，所选择的切削用量是可以采用的。

计算基本工时 工序六：钻孔、锪90°倒角1.钻Φ14H7的孔因为Φ14H7孔公差等级为IT7，查《实用机械加工工艺手册》只，IT7 等级的孔只需两次钻孔即可加工出来 选择高速钢麻花钻，钻头直径do＝12.4mm （1)决定进给量 按铸铁的硬度160~220HBW，查表得进给量f=0.8mm/r结合进给量的选 择，查主要立式钻床型号，知Z535型钻床的进给量，可以得到0.32这一 级，所以选择Z535型钻床 （2)确定钻削速度 由工件材料灰铸铁（中硬等级）查得钻削速度 v=8~12m/min,初取 v=20m/min 则主轴转速 ＝324r/min 由Z535机床说明书选取与之接近的标准值n＝300r/min 则实际切削速度 Vc＝＝＝13.2 m/min （3)计算基本工时： tm＝（其中L=l+l1=l2,l=80mm,l1=0.5DctgKr+(1~2=0.5*22ctg50+ （1~2）=10.2mm，l2=1~4=2) 故： tm＝＝＝0.33mim。

2. 锪90°倒角 钻削完成后，换上锪刀锪90°倒角即可工序七 钻配作孔，钻键槽孔 1．钻Φ6.5孔 选择高速钢直柄麻花钻直径为Φ6.5，钻头形状为双锥修磨横刃由《实用机械加工工艺手册》查得进给量f＝0.2mm/r，由《切削用量简明手册》表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f＝0.3mm/r由《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f＝1.6mm/rZ535型立式钻创可以得到0.2的进给量，所以机床仍选用Z535型立式钻床 (1)确定钻头磨钝标准及寿命由《切削用量简明手册》表2.12查得磨钝标准为0.5～0.8寿命为T＝35min (2)确定切削用量钻Φ7孔，双边余量为6.5mm，则切削深度ap＝3.25mm 由《实用机械加工工艺手册》查得切削速度为V＝8～12m/min则主轴转速为 n＝＝280～540 r/min由Z535钻床说明书由就近原则取n＝300 r/min故实际切削速度为Vc＝300×3.14×6.5/1000 ＝13.2 m/min (3)校核机床扭矩及功率 由《切削用量简明手册》表2.20查得 （ =420, =1 ＝0.8，=0.206, 2.0, =0.8） 所以 ＝420×7×0.20.8×1＝811.3 N Mc＝0.206×72×0.20.8×1＝2.79 Nm Pc＝＝0.32 KW 根据Z535机床说明书可知Mm=392.4 Nm, Pe=4.5×0.81=3.64 KW, Fmax=15696， 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故 机床符合要求。

(4)计算钻削加工工时 由《切削用量简明手册》查得入切量和超切量y＋的值为6 mm故 t＝＝ ＝0.33 min 因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t＝0.14 min2.钻Φ5孔 钻Φ5孔的时候选用跟钻Φ6.5孔时一样的机床和差不多的切削用量 取n＝300r/min，f＝0.2mm/r， 则实际钻削速度Vc＝300×3.14×5/1000＝13.2m/min 由《切削用量简明手册》查得入切量和超切量y＋的值为6 mm故 t＝＝ ＝0.07 min工序八：拉键槽 由《机械加工工艺手册》表4.1-42拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件 材料铸铁的齿开量为0.04～0.1mm，取齿开量为0.06mm拉削速度由《机械加 工工工艺手册》查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度为级的花键 拉削速度为Vc＝4.5～3.5 m/min 取Vc＝4m/min；由表面粗糙度Ra=1.6~3.2， 查表知拉削精度等级IT7~IT9。

拉削加工工时 t＝ 式中Zb为单面余量，Zb ＝＝1.5 mmL为拉削表面长度， L＝82mm为拉削系数，取＝1.2K 考虑机床返回行程系数，取 k＝1.4V即为拉削速度Vcfz为拉刀单面齿升量z为拉刀同时工作齿数z，＝L/PP为拉刀齿距 P＝（1.25~1.5）＝1.35＝12 mm所以拉刀同时工作齿数为 z＝L/P=80/127所以 t＝ ＝0.16 min5.夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具经分析决定设计第六道工序钻Φ14H7孔的钻床专用夹具5.1 问题的提出本夹具用来钻Φ14H7孔，该孔相对于与零件的位置比较特殊因此在本道工序加工时，在考虑零件的技术要求的前提下降低劳动强度提高劳动生产率5.2 夹具设计1、定位基准的选择 由零件图知，Φ14H7孔没有具体位置精度要求，其设计基准是零件底端面，为了使定位误差为零，故选择以零件底端面为主要定位基准，所以由定位其准不重合引起的误差为零 2、夹紧机构 根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可以满足。

采用螺旋夹紧机构，通过拧紧夹紧螺母使工件夹紧，有效提高了工作效率手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算 3、对刀装置 采用钻模板安装钻套来进行对刀，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀 4、夹具与机床连接元件 夹具体底面上的两对定位螺母可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于钻削加工 5、使用说明 安装工件时，先将工件花键孔装入V形槽中，安装盖板，用夹紧螺母拧紧，夹紧工件 6、 结构特点 该夹具结构简单，操作方便，容易铸成，加工定位方便参考文献【1】艾兴 肖诗纲 《切削用量简明手册》 机械工业出版社【2】王光斗 王春福 《机床夹具设计手册》 上海科学技术出版社【3】孟宪栋 刘彤安 《机床夹具图册》 机械工业出版社【4】冯道 《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》 机械工业出版社【5】吴宗泽 罗盛国 《机械设计课程设计手册》 高等教育出版社【6】陈宏钧《实用机械加工工艺手册》 机械工业出版。