C1318手柄设计说明书

《机械制造技术基础》课程设计

题 目：手柄机械加工工艺规程设计

院 别：

专 业：

姓 名：

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同组人员：

指导教师：

日 期： 机械工程学院 机械工程及自动化 2011.7.7

目录

一、零件的主要技术条件分析 .................................... 1

二、选择毛坯、确定毛坯尺寸 .................................... 2

2.1 零件的生产类型 . ................................................................................................ 2

2.2 选择毛坯............................................................................................................ 2

2.3 确定机械加工余量 ............................................................................................. 2

2.4 确定毛坯尺寸 .................................................................................................... 2

2.5确定毛坯尺寸公差 .............................................................................................. 2

三、选择加工方法、制定工艺路线 ................................ 3

3.1 定位基准的选择 . ................................................................................................ 3

3.2 零件表面加工方法的选择 . .................................................................................. 3

3.3 制定工艺路线 .................................................................................................... 3

四、工序设计................................................. 4

4.1 选择加工设备与工艺装备 . .................................................................................. 4

4.2 确定工序尺寸 .................................................................................................... 5

五、确定切削用量 ............................................. 5

5.1工序Ⅰ切削用量的确定 ....................................................................................... 6

5.2工序Ⅱ切削用量的确定 ....................................................................................... 6

5.3工序Ⅲ切削用量的确定 ....................................................................................... 6

5.4工序Ⅳ切削用量的确定 ....................................................................................... 6

5.5工序Ⅴ切削用量的确定 ....................................................................................... 6

5.6工序Ⅵ切削用量的确定 ....................................................................................... 7

5.7工序Ⅶ切削用量的确定 ....................................................................................... 7

5.8工序Ⅷ切削用量的确定 ....................................................................................... 7

5.9工序Ⅸ切削用量的确定 ....................................................................................... 7

参考文献 .................................................... 8

I

题目：手柄机械加工工艺规程设计

一、 零件的主要技术条件分析

经分析，原图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。Φ16的孔精度要求较高，公差等级为IT7， 并且和总长和中间手柄都有位置要求，其轴向设计基准是Φ16孔的下表面。M16螺纹孔要求和中间手柄在同轴上，所以加工时应利用Φ16孔制作专用夹具，保证其加工面在同轴向上。其余小孔尺寸容易保证，加工方便。总体来看，这个零件的工艺性良好。

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二、 选择毛坯、确定毛坯尺寸。

2.1 零件的生产类型：成批生产

2.2 选择毛坯．

毛坯类型：铸件，由于零件生产类型为成批生产，零件较为复杂，而铸造生产

成本低，设备简单，故选择毛坯类型为铸件。铸造类型：砂型手工造型

2.3 确定机械加工余量（公差等级12~14级）

《机械加工实用手册》P242，表5.2.2，砂型手工造型加工余量等级：IT11-IT13，选择加工余量等级IT12；加工余量等级：H ；表5.2.1，孔和端面尺寸均小于100mm ，加工余量数值为：3.0-4.0mm ；长度为167mm 的加工余量为3.5-4.5mm ；

2.4 确定毛坯尺寸

M16螺孔取螺距P 为2则大径为16mm ，小径为14mm 。

表2-1 /mm

2.5确定毛坯尺寸公差

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三、 选择加工方法、制定工艺路线

定位基准选择得合理与否，将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量。基准选择不当，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。

3.1 定位基准的选择

a. 粗基准：以φ32外圆作为粗基准，加工φ16H7孔，可保证壁厚均匀，减小偏心。同时铣φ16H7的两端面，保证端面对φ16H7孔中心线的垂直度。

b. 精基准：主要考虑基准重合问题。选择φ16H7孔的轴心线作为精基准，加工右端面(M16端面) 。

3.2 零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有内孔，端面，小孔，螺纹孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。

a. φ16H7孔 公差为IT7，表面粗糙度为Ra 3.2μm ，需进行钻、半精镗、精

镗。

b. 尺寸24mm 的两端面，为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra 3.2μm ，根据

GB1800-79规定其公差等级选IT7，需进行粗铣、半粗铣、精铣。

c. 螺纹孔M16的端面，为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级选

IT7，表面粗糙度为Ra 3.2μm ，需进行粗铣、半粗铣、精铣。

d. M16螺纹孔，为未注公差尺寸，根据GB197-1981规定其顶径公差等级选IT7，

基本偏差为G(+0.038、0) ，底孔需进行钻、半精镗、精镗，最后在螺孔加

工机床加工螺纹。

e. 工艺螺孔φ5，在螺孔加工机床上完成

f. 锥销孔φ4配作，先钻底孔，然后用锥铰刀铰成与锥销尺寸相同的锥孔。

g. 中间手柄的加工表面，上下端面和侧表面，粗糙度为Ra 3.2μm ，需进行粗

车和半精车。

h. 半径为R20的面，表面粗糙度Ra6.3μm 用锉刀挫光。

3.3 制定工艺路线

工序Ⅰ：以φ32孔外圆和下端面定位，在镗床粗镗φ16H7孔；

工序Ⅱ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床粗铣24mm 上端面；粗铣167的右

端面；粗铣25mm 上端面、侧面；

工序Ⅲ：以φ32孔外圆和下端面定位，在镗床半精镗φ16H7孔；

工序Ⅳ：以φ16H7孔和上端面定位，在铣床粗铣、半精铣25mm 下端面；半精铣

167的右端面；粗铣、半精铣24mm 下端面；

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工序Ⅴ：以中间手柄和167的右端面定位，在镗床精镗φ16H7孔；

工序Ⅵ：以φ32孔外圆和下端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm 上端面；半精

铣25mm 上端面、侧面；

工序Ⅶ：以φ32孔外圆和上端面定位，在铣床半精铣、精铣24mm 下端面；精铣

M16处的端面；倒圆角R2；

工序Ⅷ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式钻床钻M16底孔；钻M5底孔

工序Ⅸ：以φ32孔外圆和下端面定位，在卧式镗床粗镗、半精镗、精镗M16孔 工序Ⅹ：丝锥加工M16螺纹，丝锥加工M5螺纹

工序Ⅺ：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°角度的锥销孔φ4；

工序Ⅻ：R20圆弧用锉刀锉光，表面粗糙度Ra6.3μm

工序ⅩⅢ：终检

四、 工序设计

4.1 选择加工设备与工艺装备

（1） 选择机床

工序Ⅰ：镗床T5120

工序Ⅱ：铣床X5020

工序Ⅲ：镗床T5120

工序Ⅳ：铣床X5020

工序Ⅴ：镗床T5120

工序Ⅵ：铣床X5020

工序Ⅶ：铣床X5020

工序Ⅷ：卧式钻床Z6220

工序Ⅸ：卧式镗铣床T6120

工序Ⅹ：铣床X5020

工序Ⅺ：采用专用的分度夹具在立式钻床加工30°Z5150。

（2） 选择夹具

由于该零件加工表面不在同一平面，所以须设计专用夹具配合通用夹具加

工，工序Ⅰ、Ⅱ使用通用夹具即可，钻φ4孔时选用分度夹具。

（3） 选择刀具

a. 加工Φ16孔选用硬质合金镗刀，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为平面，且精度要求不高，所以铣刀选用高速钢的圆柱

形铣刀，铣削宽度a e ≤60, 深度a p ≤4, 齿数z=10,根据《机械加工实用手册》，

取铣刀直径D=75mm。选择刀具前角γo ＝10°后角周齿αo ＝12°，端齿αo

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＝8°；

c. 钻Φ4mm 小孔，直接用Φ4mm 的钻头钻出来；

d. 加工M16螺孔的底孔，选用硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加

工用YG6。加工螺纹，根据GB/T3464.3-94，采用螺距p 为2mm ，d1=12.5mm，

l=32mm，L=90mm的丝锥，加工M5螺纹孔，根据GB/T3464.3-94，用采用螺

距p 为0.8mm ，d 1=4mm ，l=16mm ，L=50mm 的丝锥。

（4） 选择量具

选择量具有：读值为0.02、量程为0～200mm 游标卡尺。

4.2 确定工序尺寸

零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有关，前面已确定的零件表面的毛坯余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。

根据各加工方法能达到的公差等级，选定未注公差尺寸公差等级：

24（IT8）mm ，167（IT8）mm ，25（IT9）mm ，M16(IT7)mm。

五、 确定切削用量

切削用量包括背吃刀量a p 、进给量f 和切削速度υc 。切削用量的选择原则：在保证加工质量，降低成本和提高生产效率的前提下，使a p 、f 、υc 的乘积最大。当a p 、f 、υc 的乘积最大时，工序的切削时间最短。

选择切削用量时先选择背吃刀量，进给量，再确定切削速度。

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5.1工序Ⅰ切削用量的确定

本工序为粗镗（Φ16H7孔）。已知加工材料为HT200，铸件；机床为T5120型立式镗床。

确定粗镗Φ16mm 孔的切削用量。所选刀具硬质合金镗刀，YG8材质。

①确定背吃刀量a p ：粗镗双边余量为4.6mm ，则a p 为单边余量，a p =2.3mm。

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为

0.5mm/r。

③确定切削速度υc ：υc =60m/min；

5.2工序Ⅱ切削用量的确定

本工序为粗铣端面。已知加工材料为HT200，铸件；机床为X5020型铣床。

所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。

①确定背吃刀量a p ：粗铣24mm 上端面双边余量为3mm ，则a p 为单边余量，

a p1=1.5mm。粗铣167的右端面双边余量为2 mm ，a p2=1mm。粗铣25mm 上端面、侧面双边余量3mm ，a p3=1.5mm；

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每齿进给量

为0.15mm/z，铣刀有10齿，即1.5mm/r。

③确定切削速度υc ：查《机械加工实用手册》υc =42m/min；

5.3工序Ⅲ切削用量的确定

本工序为半精镗（Φ16H7孔）。机床为T5120型立式镗床。刀具硬质合金镗刀，YG6材质；

①确定背吃刀量a p ：粗镗双边余量为1mm ，则a p 为单边余量，a p =1/2=0.5mm。

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为

0.5mm/r。

③确定切削速度υc ：υc =80m/min；

5.4工序Ⅳ切削用量的确定

本工序为粗铣、半精铣端面。机床为X5020铣床。刀具为高速钢圆柱形铣刀。 ①确定背吃刀量a p ：粗铣、半精铣24mm 下端面双边余量为3mm 、2mm ，则a p 为单边余量，a p1=1.5mm，a p2 =1mm；粗铣、半精铣25mm 下端面双边余量3mm 、2mm ，a p3=1.5mm，a p4=1mm；半精铣167的右端面单边余量为2mm ，a p5=1mm。

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量

为1.5mm/r。

③确定切削速度υc ：查《机械加工实用手册》υc =42m/min；

5.5工序Ⅴ切削用量的确定

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本工序为精镗（Φ16H7孔）。机床为T5120立式镗床。所选刀具硬质合金镗刀，YG6材质。

①确定背吃刀量a p ：精镗双边余量为0.4mm ，则a p 为单边余量，a p =0.2mm。

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，镗刀每转进给量为

0.3mm/r。

③确定切削速度υc ：υc =60m/min；

5.6工序Ⅵ切削用量的确定

本工序为半精铣、精铣24mm 上端面；半精铣25mm 上端面、侧面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀；

①确定背吃刀量a p ：半精铣、精铣24mm 上端面双边余量为2mm 、1mm ，则a p 为单边余

量，a p1=1mm，a p2 =0.5mm；半精铣25mm 下端面双边余量2mm ，a p3=1mm；

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量

为1.0mm/r。

③确定切削速度υc ：查《机械加工实用手册》υc =42m/min；

5.7工序Ⅶ切削用量的确定

本工序为半精铣、精铣24mm 下端面；精铣167的右端面；机床为铣床X5020，刀具为高速钢圆柱形铣刀；

①确定背吃刀量a p ：半精铣、精铣24mm 下端面双边余量为2mm 、1mm ，则a p 为单边余

量，a p1=1mm，a p2 =0.5mm；精铣167的右端面双边余量为1mm ， a p3 =0.5mm； ②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用高速钢圆柱形铣刀，铣刀每转进给量

为1.0mm/r。

③确定切削速度υc ：查《机械加工实用手册》υc =42m/min；

5.8工序Ⅷ切削用量的确定

本工序为钻孔，机床为卧式钻床Z6220，直接用直径为Φ12钻头钻底孔，深度约为32mm ，单边余量为a p =6mm。用直径为Φ4钻M5底孔，通孔，单边余量为a p =2mm。

5.9工序Ⅸ切削用量的确定

本工序为粗镗、半精镗、精镗M16孔，刀具为硬质合金镗刀，粗加工用YG8，半精加工和精加工用YG6；机床为卧式镗铣床T6120

a p ：粗镗、半精镗、精镗M16孔双边余量为4.6mm 、1mm 、0.4mm ，

a p1=2.3mm，a p2 =0.5mm ，a p3 =0.2mm；

②确定进给量f ：查《机械加工实用手册》，选用硬质合金镗刀，粗镗、半精镗、精镗①确定背吃刀量

镗刀每转进给量分别为0.8mm/r、0.4mm/r、0.2mm/r。

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③确定切削速度υc ：查《机械加工实用手册》，粗镗、半精镗、精镗镗刀切削速度分别为υc1=60m/min，υc2=80m/min，υc3=60m/min；

5.10工序Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ切削用量的确定

这三道工序，工序Ⅹ用丝锥攻螺纹，M16用螺距p 为2mm ，d1=12.5mm，l=32mm，L=90mm的丝锥；M5用螺距p 为0.8mm ，d1=4mm，l=16mm，L=50mm的丝锥。

工序Ⅺ在立式钻床Z5150加工，采用专用的分度夹具加工角度30°的锥销孔通孔。 工序Ⅻ钳工在钳工台将R20的圆弧锉光到粗糙度为Ra6.3μm

参考文献

[1] 夏祖印，张能武. 机械加工实用手册. 合肥：安徽科学技术出版社，2008.9.

[2] 张世昌，李旦，高航. 机械制造技术基础. 北京：高等教育出版社，2007.5.

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