手柄座零件机械加工工艺和钻孔（Φ10+00.015）夹具设计

手柄座零件机械加工工艺和钻孔（Φ10+00.015）夹具设计

摘要：手柄座零件是车床操纵部分的组成零件之一，该手柄座的作用相当于一个连杆，车床外部手柄的运动是通过车床手柄座传递到车床内部实现人为对机床的操纵。在设计中，主要目的是根据零件选择合理的工艺路线，然后制定出一套可行的夹具。本文涉及两大部分，第一部分是对手柄座零件的分析及工艺规程的制定；第二部分是对于零件中的两次钻孔加工采用不同的定位、夹紧方式进行典型夹具的设计。通过设计一方面使我们更进一步熟悉了产品加工设计的全过程，在制定加工方案的时候，充分考虑其经济性和可行性。另一方面通过对手柄座零件的机械加工工艺规程设计和钻孔用夹具设计，试图找出一种简单、实用的加工方法，以供生产同类零件的企业参考。

关键字：手柄座；工艺；夹具
Handle Parts Machining Process and Typical Fixture Design

Abstract：Handle seat parts is one of the component parts of lathe parts manipulation, the handle seat ACTS as a connecting rod. Movement is handle by lathe external handles to the lathe internal implementation artificial control for machine tools. In the design, the main task is according to the parts during the design and calculation, including processing machine tools, spindle speed, the three elements of cutting the reasonable selection of the processing technology, as well as the typical fixture design. This article involves two parts, the first part is the analysis of the handle seat parts and processing procedures. Two drilling in the second part is for parts with different way of positioning, clamping typical fixture design. Through the design on the one hand, make us more familiar with the whole process of the product processing design, at the time of processing plan formulation, give full consideration to its economical efficiency and feasibility. On the other hand through the handle parts of the machining process planning design and drilling fixture design, trying to find out a simple and practical processing methods, to provide the reference for the manufacture of similar parts.

Key words: The handle seat; process; fixture
目录
一 绪论...................................................................1
1.1前言..................................................................1
1.2题目背景及意义........................................................1
1.3国内外相关研究情况....................................................1
二 零件的分析.............................................................3
2.1 生产纲领..............................................................3
2.2 零件的作用............................................................3
2.3 零件的要求............................................................4
2.4 零件的工艺分析........................................................4
2.5 零件表面加工方法的选择................................................5
三 工艺规程设计...........................................................8
3.1 毛坯制造..............................................................8
3.2 基面选择..............................................................8
3.2.1 粗基准选择..........................................................8
3.2.2 精基准选择..........................................................8
3.3 制定工艺路线..........................................................8
3.3.1 工艺路线方案一......................................................8
3.3.2 工艺路线方案二......................................................9
3.3.3 工艺方案分析.......................................................10
3.4．加工余量确定.........................................................11
3.5 确定切削用量及基本工时...............................................11
四 钻孔夹具设计..........................................................23
4.1 任务提出.............................................................23
4.2 定位方案及定位装置的设计.............................................23
4.2.1 定位方案确定.......................................................23
4.2.2 定位元件及装置设计.................................................24
4.2.3 确定最佳定位方式...................................................25
4.2.4 定位误差分析.......................................................25
4.2.5 定位元件型号尺寸和安装方式.........................................25
4.3 加紧方案确定.........................................................26
五 结论..................................................................29
参考文献.................................................................30
一、绪论
1.1前言
在机械制造行业中的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。夹具是在金属切削加工中，用以准确的确定工件位置，并将其牢固地加紧，以接受加工的工艺装备。在机械加工制造中采用大量及很多类型的夹具，其中机床夹具就是夹具中的一种。手柄座装在机床上，使工件相对机床刀具与机床保持正确及安全的相对位置，并能承受住切削的作用力。机床夹具的作用主要包括以下几个方面：较容易和较稳定地保证加工的精度，因为用夹具来装夹工件后，工件相对机床（刀具）的位置由夹具来保证，基本不受操作者技术水平的影响，因此可以较容易和稳定地保证工件的加工精度,提高其劳动生产率，因为采用夹具固定后，工作过程中工件不需要划线找正，装夹也方便快捷，明显地减少了前期准备时间，提高了劳动生产率，扩大机床使用范围。因为使用不同的夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围，例如，在车床或者摇臂钻床中安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工。改善劳动条件、保证生产安全，因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全，所以设计机床夹具显得尤为重要[1]。
1.2题目背景及意义
机械加工工业是国民经济的基础行业，也是一个国家发展的重要经济来源。在机械零件的加工过程中，机械加工工艺是相当重要的一个环节。因为机械工艺对产品的质量控制起着重要作用，直接影响到产品的生产成本和生产效率，以及价格的高低。所以作为一名机械设计者，应该具备以下几个基本要求：零件的结构设计基本合理；制定良好的加工工艺路线；在此基础上尽可能优化结构，降低成本，提高生产率。
对于机械产品的设计要从零件到装配有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握对CAD和CAM的运用。锻炼自己的独立思考能力和创造能力，进一步将所学知识和实践结合，为能够更好更快的适应工作做准备。
1.3国内外相关研究情况
    a. 国内发展情况：目前国内机械行业的基本情况是，随着机械工业及汽车制造业的迅速发展，机械设计制造日益受到人们的广泛关注，已逐渐的形成了一个热门行业。但是我国机械加工行业还存在很多缺点，例如缺乏技术人员，产品存在制造周期长、寿命短、供不应求的现状。
目前存在的主要问题包括以下几个方面：
    （1）从设计结构上看，我们的设计还不够细致，许多细节考虑的不够，以至于零件使用寿命不长，尤其是加工工艺和热处理技术，在这方面与国外的差距还有很大。
    （2）从零件材料看，我国的机械加工行业起步时间较晚，对材料的认识还不够全面，但是国际上产品的材料品种则有很多可供选择。目前，我国虽然也有个别品种有较好的的质量诸如高速钢，但使用的方面比较少，主要是国产的钻头、端铣刀等切削工具不好切削，诸如HRC40等很硬的钢。
（3）从加工工艺水平上看，主要的问题是设备不够先进，专门设备使用的少，加工出来的零件表面较为粗糙，精度很难达到国外平均水平，检测手段也落后，装配水平不高，导致产品容易出现报废或裂痕现象。为了提高企业的设计水平和加工能力，国家推荐适合于机械企业用的CAD/CAM等系统。但国内优秀的CAD/CAM系统不多，只有少数适合使用。而国外购买的虽然有强大的三维曲面造型能力、强大的结构有限元分析能力、强大的计算机辅助制造能力和产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业不会采用。
b. 国外的发展情况：进入21世纪以来，发达国家改变方针，机械制造工艺的基础地位毫不动摇，但是把机械制造工艺装置放在了更为优先发展的重要地位。而机械制造工艺则位居工业的核心地位，担负着为国民经济发展和国防建设提供技术装备的重要责任，咋工业化国家占据着主导地位。工业发达国家持续加大对机械制造工艺的研发投入，不断加强核心技术创新，增强技术在机械制造工艺发展的影响力和渗透力，从而更加凸显了现代机械制造工艺对推动产业技术升级和国民经济发展的重要性。
二、 零件的分析
2.1生产纲领
    任务书上的题目内容为：加工一个手柄座零件。假设该零件年产量若为2万件，设其备品率为10%，机械加工废品率为1%，对该零件进行工艺规程设计。
现制定该手柄座零件的机械加工工艺规程。

该零件的年产量为22220件，根据机械制造技术基础教材中生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为大批量生产[3]。

2.2零件作用
题目所给的零件是手柄座，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。零件的三维图如图2.1所示。
参考文献
[1] 肖继德,陈宁平主编.《机床夹具设计》第2版.北京:机械工业出版社,2007.
[2] 孙丽媛主编.《机械制造工艺及专用夹具设计指导》.北京:冶金工业出版社,1998.
[3] 周昌治,杨忠鉴等.《机械制造工艺学》.北京:重庆大学出版社,2008.
[4] 白婕静,万宏强.《机械制造工程学课程设计》.北京:兵器工业出版社,2008.
[5] 李益民.《机械制造工艺设计简明手册》.北京:机械工业出版社,1994.
[6] 机械加工技术手册编写组.《机械加工技术手册》.北京:北京出版社,1989.
[7] 李洪.《机械加工工艺手册》.北京:北京出版社,1990.
[8] 唐克中,朱同钧主编.《画法几何及工程制图第四版》.北京:高等教育出版社.
[9] 廖念钊.《互换性与技术测量》.北京:中国计量出版社,2009.
[10] 王小华,袁相谨.《机床夹具图册》.北京:机械工业出版社,1992.
[11] 朱耀祥,蒲林祥.《现代夹具设计手册》.北京:机械工业出版社,2010.
[12] 大连理工大学工程画教研室编.《机械制图》.北京:高等教育出版社,2000.
[13] 孙波,万宏强.《机械制造工艺与过程综合设计实践》设计指导.西安工业大学,2010.
[14] 唐增宝,何永然,刘安俊,《机械设计课程设计》(第二版).华中科技大学出版社,1995.
[15] 濮良贵,纪名刚.《机械设计》(第六版).高等教育出版社,1996.
[16] 李贵轩.《设计方法学世界图书出版社》,1989.
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