工艺与夹具课程设计任务书

工艺与夹具课程设计任务书

(第1组)

设计题目：“手柄”零件机械加工工艺及φ4孔（位于尺寸13处）钻模设计

设计条件：批量生产

设计内容：

1 产品零件图（一张，CAD图，打印）

2 产品毛坯图（锻造毛坯）（一张，CAD图打印）

3 机械加工工艺过程卡片（该零件完整的工艺过程，手写或打印）

4 机械加工工序卡片（所设计夹具对应的工序，一张，手写或打印）

5 夹具设计（装配图一张，主要零件图三张，全部为1：1铅笔图）

6 工艺、夹具设计说明书（6000字以上，用专用纸撰写）

学院机电工程学院

班级11机制本一班

学号110611035

姓名项欢欢

指导教师周太平

2014 年9 月30 日

目录

一．序言

二．零件分析

(一）零件的作用

（二）零件的工艺分析

三．工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

（二）基面的选择

（三）制定工艺路线

（四）机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定四．专用夹具分析

（一）设计主旨

（二）夹具设计

五．课程设计心得体会

六．参考文献

二、零件的分析

（一）零件的作用

该零件为典型的杆类零件，而且为连杆类。因此，其主要的要素包括两侧面，大、小头孔。另外，还有其它辅助要素：小头的槽盒大头的径向孔以及杆身的部分的锻造机构。手柄一头通过φ38mm孔连接，另一头通过φ22mm孔其它部件连接，即该手柄的作用是实现运动的传递作用。

（二）零件的工艺分析

该手柄的加工表面分三种，主要是孔的加工，两侧面的加工，槽的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：

1.孔的加工

该零件共有3个孔要加工：φ38mm孔是零件的主要加工面，多组面，大头孔与两侧面的垂直度为0.08，孔口倒角为1X45°，尺寸精度为φ38H8，因而是后续工序的主要精基准面，需精加工且尽早加工出来；φ22mm小头孔与φ38mm 大头孔有中心距为120±0.2，小头孔孔口倒角为1X45°，尺寸精度为φ22H9，也要精加工；φ4mm注油孔是通孔，通过两孔中心连线及对两侧对称面，没有位置尺寸度要求，只需要转床粗加工。

2.面的加工

该零件共有2个侧面要加工：两个侧面是配合φ38mm孔后续工序的主要精基准面，需要精加工。

3.槽的加工

该零件仅有1个槽需加工：φ22mm小头孔键槽两侧面粗糙度为Ra6.3um，尺寸精度为10H9，需精加工。

三、工艺规划设计

（一）确定毛坯的制造形式

零件材料为45，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型铸造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用普通模锻。

由于零件上两孔都较大，且都有严格的表面精度要求，故都要留出足够的加工余量。

（二）基面的选择

基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1.粗基准的选择

粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于两侧面较平整且加工精度较高，故以2个主要侧面为基准。

2.精基准的选择

精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，该零件上重要表面是大头孔

φ38H8，由于其与底面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的φ37H11提高到φ38H8，该定位基准组合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。

1.工艺路线方案:

工序1：模锻毛坯;

工序2：毛坯热处理；

工序3：粗铣端面B;

工序4：粗铣端面A;

工序5：精铣端面B;

工序6：精铣端面A;

工序7：粗钻小头孔;

工序8：粗钻大头孔;

工序9：精钻小头孔φ22;

工序10：精钻大头孔φ38;

工序11：粗铣小头槽;

工序12：精铣小头槽;

工序13：钻大头径向孔φ4;

工序14：倒角;

工序15：检验入库。

2.工艺方案的确定

工序1：模锻毛坯;

工序2：毛坯热处理；

工序3：粗铣端面B，利用端面A，大头孔外圆与两侧面定位;

工序4：粗铣端面A，利用端面B，大头孔外圆与两侧面定位;

工序5：精铣端面B，定位与30工序相同;

工序6：精铣端面A，定位与40工序相同;

工序7：.粗钻小头孔，定位与40工序相同，保证120mm;

工序8：粗钻大头孔，定位与40工序相同;

工序9：精钻小头孔φ22，定位与40工序相同;

工序10：精钻大头孔φ38，定位与40工序相同;

工序11：粗铣小头槽，利用端面A B，大头孔和小头孔中心定位，保证85mm;

工序12：精铣小头槽，定位与110工序相同;

工序13：钻大头径向孔φ4，利用端面A B，大头孔和小头孔中心连定位;;

工序14：倒角，手工倒角，去毛刺;

工序15：检验入库。

（四）机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定

手柄零件材料为45,毛坯重量约为1.0kg，生产类型为中批，采用普通模锻生产。

查表确定加工余量：

普通模锻，材料为45钢，分模线平直对称，材质系数M1,复杂系数=1.56/1.8≈0.87,为S1级，厚度为26mm，普通级，查的上下偏差分别为+1.4和-0.6，确定毛坯尺寸为29mm。

1.两侧面毛坯尺寸及加工余量计:

根据工序要求，两侧面经过四道工序，先粗铣端面B，再粗铣端面A，精铣端面B，最后精铣端面A，各步余量如下：

粗铣：由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-23，其余量值规定，零件厚度大于6mm到30mm，宽度小于100mm，其加工余量为1.0mm。

精铣：由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-25，其余量值规定，零件厚度大于6mm到30mm，宽度小于100mm，其加工余量为0.5mm。

故锻造造毛坯的基本尺寸为26＋1＋1＋0.5＋0.5＝29mm 。又根据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差的上偏差为1.4mm，下偏差为-0.4mm。故：毛坯的名义尺寸：26＋1.0＋1.0＋0.5＋0.5＝29mm；

毛坯的最小尺寸：29―0.4＝28.6mm；

毛坯的最大尺寸：29＋1.4＝30.4mm；

粗铣端面B后的最大尺寸：26＋1.0＋0.5＋0.5＋1.4＝29.4mm；

粗铣端面B后的最小尺寸：26＋1.0＋0.5＋0.5―0.4＝27.6mm；

粗铣端面A后的最大尺寸：:26＋0.5＋0.5＋1.4＝28.4mm；

粗铣端面A后的最小尺寸：: 26＋0.5＋0.5―0.4＝26.6mm。

精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为26mm。

2.小头孔毛坯尺寸及加工余量计算

根据工序要求，φ22H9mm孔由粗钻到精钻得到，查《机械加工工艺手册》得粗钻的公差上偏差0.21mm，下偏差为0，故：

毛坯的名义尺寸：22－0.8－3.2＝18mm；

毛坯的最大尺寸：18＋1.4＝19.4mm；

毛坯的最小尺寸：18－0.4＝17.6mm；

粗钻小头孔后的最大尺寸：18＋3.2＋0.4＋0.21＝21.81 mm；

粗钻小头孔后的最小尺寸：18＋3.2－1.4＝19.8 mm。

精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为φ22H9mm。

3.大头孔毛坯尺寸及加工余量计算

根据工序要求，φ38H8mm孔由粗钻到精钻得到，查《机械加工工艺手册》得粗钻的公差上偏差0.25mm，下偏差为0故：

毛坯的名义尺寸：38－1－3＝34 mm；

毛坯的最大尺寸：34＋1.4＝35.4mm；

毛坯的最小尺寸：34－0.4＝33.6mm；

粗钻大头孔后的最大尺寸：34＋3＋0.4＋0.25=37.65mm；

粗钻大头孔后的最小尺寸：34＋3－1.4＋0.25=35.85mm。

精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等

级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。故精铣后尺寸为φ38H8mm。

4.其他尺寸极其加工余量的确定

其他工序尺寸包括1个孔，1个槽，现仅分析主要的1个槽的加工余量及尺寸偏差。

精铣槽，Ra＝6.3um；

根据《机械加工工艺手册》，按粗铣到精铣的加工为：

粗铣：9H11mm；

精铣：精铣。