机械制造设计基础课程设计说明书设计题目：设计“C135操纵手柄”零件机械加工工艺规程及工艺装备设计者：刘凡班级：机制1003学号：103004010303指导老师：王树才老师武昌工学院2013 年 6 月17 日《机械制造技术基础》课程设计题目：135调速器操纵手柄专业：机械设计制造及其自动化姓名：刘凡学号：103004010303指导教师：王树才老师2013 年 6 月17 日机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计“操作手柄”零件的机械加工工艺规程及相关工序专用夹具设计要求： 1.未注明铸造圆角R2～32.去毛刺锐边3.材料45钢设计内容： 1.熟悉零件图2.绘制零件图（1张）3.绘制毛坯图（1张）4.设计夹具图（1张）5.工艺过程综合卡片（一套）6.课程设计说明书（1份）原始资料：该零件图样，Q=4000台/年，n=1件/台，每日1班目录序言 (3)一、零件的工艺分析及生产类型的确定 (4)二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4)2.1 选择毛坯 (4)2.2 确定机械的加工余量、毛坯尺寸和公差 (4)2.3 确定机械加工余量 (5)2.4 确定毛坯尺寸和尺寸公差 (5)2.5 设计毛坯图 (6)三、选择加工方法，制定工艺路线 (6)3.1 定位基准的选择 (6)3.2 零件表面加工方法的选择 (6)3.3 制定工艺路线 (7)四、工序设计 (7)1、选择加工机床 (7)2、确定工序尺寸 (8)五、确定切削用量 (10)六、夹具设计 (25)七、设计小结 (26)八、参考文献 (28)序言机械制造技术基础课程设计在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。
这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
其目的在于：⑴培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理及刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
⑵能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会、拟定夹具设计方案。
完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。
⑶培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。
⑷进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。
一、零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零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），操纵手柄是种常见的传动件，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。
1.2 零件的工艺分析该零件加工表面有面、孔、键槽、螺纹。
由图可知：孔Φ12、Φ16、Φ9、键槽以及相关的面都有较高的技术要求。
故在加工的过程中应选用合理的基准，确保加工精度。
由图分析，可选用右端面为粗基准，加工出孔Φ12并保证一定的精度，再以孔Φ12为精基准，依次精加工右端面及其他结构。
最后再以精加工后的右端面和Φ24外表面为基准加工出孔Φ9、Φ16。
这符合基准统一、基准重合、互为基准三原则，易于保证各结构之间的位置、精度误差，同时可以减少夹具类型及数量，减少成本。
1.3.零件的生产类型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，依据设计题目原始资料知道：Q=4000台/年，n=1件/台，每日1班；结合生产实际，备品率和废品率分别取10%和1%。
代入公式得到该零件的生产纲领：N=4000x1x(1+10%)x(1+1%)=4444件/年操纵手柄轮廓尺寸小，属于轻型零件。
因此，根据表2-1可知，该零件的的生产类型为中批量生产。
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1.选择毛坯操纵手柄是种常见的传动件，要求具有一定的强度。
零件材料采用45钢，由于零件成批生产，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，在使用过程中不经常变动，只是起支撑作用，受到的冲击力不是很大，只是纵向上受到的压力比较大，并且该零件为中批生产，采用模锻成形生产方法提高生产率，提高零件精度。
2.2．确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参照《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节，钢质模锻件的公差及机械加工余量按照GB/T12362-2003确定。
要确定毛坯尺寸及机械加工余量，应先确定如下各项因素：⑴锻件的公差等级由该零件的功用和技术要求确定其锻件公差等级为普通级。
⑵锻件质量M f锻件质量的估算按下列程序进行：零件图基本尺寸估计机械加工余量绘制锻件图估算锻件质量，按此质量查表确定公差和机械加工余量。
估算毛坯质量为400.15g⑶锻件形状复杂系数S 估算毛坯质量为400.0g 最大直径为28mm,长度190mm 则N m =621085.7190284-⨯⨯⨯⨯π=0.917kg S=Nf m m =0.436 属于S 2级.⑷锻件材料系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。
⑸零件表面粗糙度 由零件图知，各要求表面粗糙度Ra >1.6um 2.3．确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9，由此查得单边余量在厚度方向为1.5-2.0mm,水平方向为1.5-2.0mm ，即锻件各外径的单面余量为1.5-2.0mm ，各轴向尺寸的单面余量也为1.5-2.0mm 。
2.4.确定毛坯尺寸和尺寸公差各加工表面为查表确定各表面粗糙度Ra>1.6um ，因此这些毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查得的余量值即可（由于有的表面只需要粗加工，这时可取所查数据中的小值。
当表面需要经过粗加工和半加工时，可取其较大值）。
综上所述，确定毛坯尺寸见表1.键槽16×81.8.8.04.02.1+-12.8×4.6[1]表5-6、5-9Φ2.09+ 1.7 .8.3.01.1o+-Φ6.2[1]表5-7、5-9Φ12.016+1.7 .8.3.01.1o+-Φ12.6 [1]表5-7、5-9三、选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择①粗基准的选择：工序基准：车Φ24外圆面，车右端面，以右端面，定位基准：Φ24外圆，车Φ18mm、扩孔Φ12mm、Φ10mm并保证一定的精度。
②精基准的选择：根据基准重合，基准统一，互为基准等原则，定位基准：Φ10外圆，工序基准：孔Φ12，半精车Φ24mm、铣键槽16mmx8mm及其它结构。
再以Φ24外圆为定位基准、孔Φ10mm为工序基准精加工孔Φ12mm2.零件表面加工方法的选择⑴175mm右端面，公差等级未注，表面粗糙度未注，直接粗车⑵Φ24mm公差等级IT10，表面粗糙度Ra=12.5，粗车，半精车⑶Φ18mm公差等级未注，表面粗糙度未注，直接粗车⑷左端面8mm，公差等级未注，表面粗糙度未注，粗铣⑸D端面、螺纹台面公差等级未注，表面粗糙度Ra=6.3，粗铣，半精铣⑹Φ12孔公差等级IT8，表面粗糙度Ra=6.3，扩孔，铰孔⑺Φ10孔公差等级未注，表面粗糙度Ra=6.3，扩孔，铰孔⑻键槽16mm×8mm公差等级未注，表面粗糙度未注，粗铣⑼M6螺纹孔公差等级未注，表面粗糙度未注，丝锥攻螺纹⑽Φ9孔公差等级IT13，表面粗糙度Ra=12.5，扩孔⑾Φ16孔公差等级IT11，表面粗糙度Ra=6.3，扩孔，铰孔3.制定工艺路线工序Ⅰ：模锻工序Ⅱ：退火，消除内应力工序Ⅲ：车右端面，车Φ24外圆，以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准车Φ18mm，倒角3×45°.工序Ⅳ：以Φ24外圆为定位基准，端面上下表面互为工序基准铣D端面到18mm，铣左端面到8mm，螺纹台面至15mm工序Ⅴ：以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准，扩孔Φ12，以Φ24外圆为定位基准、孔Φ12为工序基准，扩孔Φ10工序Ⅵ：以右端面为工序基准、Φ24外圆为定位基准，扩孔Φ9，再扩孔Φ16工序Ⅶ：倒角0.5×45°、1×45°，丝锥攻螺纹工序Ⅷ：以Φ10外圆为定位基准、孔Φ12为工序基准，铣键槽至尺寸工序Ⅸ：去毛刺工序Ⅹ：终检，入库四、工序设计1．选择加工机床工序加工机床选择依据，零件形状、大小，经济精度，表面粗糙度要求等①工序Ⅰ：模锻②工序Ⅱ：退火，消除内应力③工序Ⅲ：粗车与半精车，零件要求表面粗糙度Ra=12.5 ，精度IT12即可，零件轮廓尺寸不大，选用车床C620-1④工序Ⅳ：粗铣与半精铣即可达到精度要求，选用铣床X51⑤工序Ⅴ：孔Φ12表面粗糙度为Ra=6.3，要求相对较高，需扩孔、铰孔，选用摇臂钻床Z525⑥工序Ⅵ：孔技术要求不高，表面粗糙度要求不高，选用摇臂转床Z525⑦工序Ⅶ：选用车床C620-1⑧工序Ⅷ：键槽精度要求不高，选用铣床X51。
⑨工序Ⅸ：钳工去毛刺⑩工序Ⅹ：终检，入库2.确定工序尺寸（1）确定各圆柱面的工序尺寸加工表面工序名称工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度M6 扩孔 2.6mm Φ048.05+mm Ra12.5攻螺纹1mm M6 Ra6.3Φ9孔扩孔 3.4 Φ2.09+Ra6.3Φ16孔粗铰孔0.2 Φ12.016+Ra6.3扩孔 3.2 Φ2.08.15+Ra12.5 （2）轴向尺寸确定未注公差等级为IT14A0=68-35-16=17mmES1=0.87-0+0.3=1.17mmEI1=0-0.16-0.3=-0.48mm未注公差等级为IT14A1=175-68-80=27mmES1=1-0-0=1mmEI1=0-0.87-0.87=-1.74mm未注公差等级为IT14A1=14-8=6mm ES1=0.165-0=0.165mm EI1=-0.165-0.43-=0.595mm 五、确定切削用量5.1 车Φ24mm 外圆端面（粗车）（1） 选择刀具和机床机床选择C620-1车床即可，选刀杆尺寸1625B H mm mm ⨯=⨯，选刀片厚度为4.5mm ，选择YT5硬质合金可转位车刀，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角012λ=，后角06α=，主偏角90r κ=，副偏角15r κ'=，刃倾角0=0λ，刀尖圆弧半径0r =1mm 。
（2） 选择切削用量 ① 切削深度p a由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 p a = 3.5mm 。