手轮机械加工工艺规程

毕业设计说明书

手轮机械加工工艺规程

目 录

第一部分 工艺设计说明书……………………………………………………………………3

第二部分 工序夹具设计说明书………………………………………………………………15

第三部分 工序刀具设计说明书………………………………………………………… …17

第四部分第五部分 第六部分

工序量具设计说明书………………………………………………………………19

毕业设计体会………………………………………………………………………20

参考资料……………………………………………………………………………21

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第一部分 工艺设计说明书

一、零件图工艺性分析

1、零件结构功用分析

横进给手轮是进给机构中用来传递动力的一个零件，其主要加工的是与手轮轴进行配合的孔，还

有与中间体进行连接的端面和外圆。

2、零件技术条件分析

由于毛坯是铸件，因此加工前需要进行时效处理，

3、零件结构工艺性分析

零件图样中的视图、尺寸、公差和技术要求都选择的很合理，材料选择HT150，结构工艺性良好。

尺 寸 精 度：φ8H9，φ8H9都是H7的精度等级，要求较高，

表面粗糙 度：其中φ8的表面粗糙度为0.8um需要精铰才能达到，φ130的端面、外圆表面粗糙度为

1.6um需要精车，其它各孔和面均为3.2um、6.8um等。

热 处 理：对于铸件在加工前需要进行时效处理以便消除内应力

二、毛坯选择

1、毛坯类型

由材料可确定毛坯为铸件，其零件所要求的力学性能不高，且内腔形状复杂外形尺寸较大，又属于中批量生产，所以毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》查的铸件的公差等级采用CT10级

2、毛坯余量确定

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由于此零件为中批量生产，再根据《金属机械加工工艺人员手册》可查得它各表面的加工余量。 底面：基本尺寸为130，加工余量等级为MA-G，查表可得其单侧加工余量为8mm 侧面：基本尺寸为100，双侧加工时单侧加工余量为3.5mm

顶面：基本尺寸为130，它的加工余量等级比底面和侧面低一级，查得它的单侧加工余量为5mm 孔 ：孔的加工余量等级与顶面的相同，所以可查得它的单侧加工余量为3mm 根据铸件的基本尺寸和公差等级查出铸件的尺寸公差，确定出它的毛坯尺寸。

3、毛坯－零件合图草图

三、机加工工艺路线确定

1、加工方法分析确定

要按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则来确定。 主要表面的加工方法：

φ130的环形面和φ130的圆柱端面与外圆公差等级按IT18级算，表面粗糙度为1.6um，需要进行粗车，半精车，精车（成形车刀）

φ51的内孔表面粗糙度为3.2um，粗扩，精扩。

φ8H7，表面粗糙度为1.6um，精度等级较高需要钻，精铰。 φ8H7，表面粗糙度为0.8um，钻，扩，粗铰，精铰。 φ18x9的台阶孔要钻孔和锪孔可达到。

φ28的台阶面，φ108的环形孔和φ70的台阶孔都需要粗车，半精车，精车。

3、加工顺序的安排

工序01 .：铸造 工序03. ： 热处理

工序05 ：以φ130mm外圆端面定位，粗车φ130端面外圆，粗车φ28mm的台阶面、粗车φ70m的台阶孔。 工序07：以粗车后的φ130mm外圆及端面定位，粗车φ130端面外圆、粗车φ108环形槽，粗镗孔φ51mm 工序09：检验

工序11：以粗车后的φ130mm外圆及端面定位，半精车φ130端面外圆，半精车φ28mm的台阶面、半精

车φ70mm的台阶孔。

工序13：以半精车后的φ130mm外圆及端面定位，半精车φ130mm外圆端面， 工序17：以φ130底面定位，钻φ8H7，同时扩和粗铰φ8H7的孔

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工序19：钻φ8H7的孔，

工序23：以φ130的底面，φ51和φ9的孔定位，锪φ55x18的盲孔

工序25：以φ130的底面定位，先锪φ22的圆平面，再钻，攻M8的螺纹孔 工序26：检验

工序27：以φ130mm端面及外圆定位，精车φ130的端面外圆，精车φ108的环形槽 工序29：以φ130mm外圆及端面定位，用成形车刀车φ130的环形面，精车φ28台阶面 工序31.精铰φ8H7和φ8H7的孔 工序33： 去毛刺 工序35：终检。

3、定位基准选择 （1）精基准的选择

本零件的设计基准是外圆与端面，所以采用外圆和端面作为定位基准可以避免基准部重合产生的误差，所以选用φ130的端面和外圆作为精基准。 （2）粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。由于零件是以φ130外圆端面为精基准的，所以应选另一端的外圆和端面作为粗精准做出精基准，即选用φ130的端面和外圆作为粗基准。

8、加工阶段的划分说明

加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。

（1.）粗加工阶段：a.毛坯退火热处理 b.粗加工，粗车φ130外圆，粗车φ28台阶面，粗车φ130外

圆，粗车φ108的环形孔，粗镗φ51孔、φ70的台阶孔。

目的：切除大部分余量，把毛坯加工至接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许加工余量，通过

这个阶段还可以及时发现铸件的一些缺陷。

（2.）半精加工阶段：a.半精车φ130外圆，半精车φ28台阶面，半精车φ130外圆，半精车φ108

的环形孔，精镗φ51孔，半精镗φ70的台阶孔。

目的：切除小部余量，使毛坯各类尺寸及各项要求很接近零件的最终尺寸和技术要求。 （3.）精加工阶段：精车外圆端面及成形面、精精加工各台阶面及台阶孔 目的：达到零件设计要求。

5、主要机加工工序简图

01.铸造 03.热处理

05.粗车φ130端面外圆，粗车φ28的台阶面，粗车φ70的台阶孔

07.粗车φ130端面外圆，粗扩φ51的孔，粗车φ108的环形槽

09.检验

11.半精车φ130端面外圆，半精车φ28的台阶面，半精镗φ70的台阶孔

13.半精车φ130端面外圆，半精车φ108的环形槽，精扩φ51的孔

17．钻扩粗铰φ15.95的孔

19.钻3个φ9的孔 ，扩孔至φ18x9的台阶孔

21.钻φ3.9x9的盲孔

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23.锪 φ55x18的盲孔

25．锪φ22的圆平面，钻 、攻M8的螺纹孔

26. 检验

27.精车 φ130端面外圆，精车φ108的环形孔

29.精车φ130的成型面，精车φ28的台阶面，精镗 φ70的台阶孔

31．精铰φ8H7和φ8H7的孔

33.钳工去毛刺 38.检验

四、工序尺寸及其公差确定

Φ51的孔 加工内容 铸件 精镗 加工余量（mm） 精度等级 CT10 工序尺寸及公差 表面粗糙度（um） 6 1.5 8.5 Φ451.4 Ra=3.2 Ra=6.3 IT9 IT11 0.074 Φ510 Φ49.50.16 粗镗 0φ 8H7的孔 加工内容 精铰 加工余量（mm） 精度等级 工序尺寸及公差 表面粗糙度（um） 0.05 IT7 0.018 Φ160 Φ15.950.027 Ra=0.8 Ra=3.2 粗铰 0.1 IT8 0扩 0.85 IT10 IT8 Φ15.850.07 0Ra=6.3 Ra=8.5 钻 0.18 Φ150工序尺寸及公差 Φ130c8的外圆 加工内容 铸件

加工余量（mm） 精度等级 表面粗糙度（um） 7 CT10 Φ20712 5

精车 1.3 IT7 0.024 Φ2000.0310 Φ201.30.072Ra=1.6 半精车 2 IT8 IT11 Ra=6.3 Ra=8.5 粗车 3.7 加工余量（mm） Φ203.300.29 工序尺寸及公差 φ 8H7的孔 加工内容 精度等级 表面粗糙度（um） 精铰 0.1 IT7 0.012 Φ400.12 Φ3.90Ra=1.6 钻 IT8 Ra=8.5 五、设备及其工艺装备确定

1、选择机床

（1）工序05 、07 、11、13是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的CA6180型卧式车床即可。

（2）工序17、19、21、23，25，31钻孔，铰孔，锪平面和孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，可选用Z3025型摇臂钻床。

（3）工序27，29是精车，选用最常用的CA6180型卧式车床。

2、选择夹具

本零件除钻削加工需设计专用夹具，其他工序使用通用夹具即可，车床上用三爪自定心卡盘。

3、选择刀具

①在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工用YG10。 ②钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。

8、选择量具外圆用游标卡尺测量，内孔用塞规。

六、切削用量及工时定额确定

工序05 切削用量及工时定额的确定 1.切削用量

①确定φ13000.046mm外圆的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6180机床的中心高为130mm，故选用刀杆尺寸B×H=8mm×25mm，刀片厚度为8.5mm根据《切削用量简明手册》表1.3，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角γo=5°，后角αo＝8°、主偏角Kr=90°、,副偏角Kr’=5°、刃倾角λs=-10°、刀尖圆弧半径r=2mm。

②确定切削深度ap 由于粗车单边余量仅为3mm,可一次走刀完成.

③确定进给量f 根据表1.8，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为8 mm×25 mm、ap≤3 mm、工件直径为100 mm ——800 mm时，f=0.8 mm/r

2.基本时间

①确定粗车外圆φ130mm的基本时间 根据表6.2-1车外圆基本时间为

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V=72.3，n=95r/min, ap =3mm，f=0.8mm/r,

则T1=0.61min

第二部分 工序夹具设计说明书

1.工序尺寸精度分析

由工序图知，本道工序用来钻M8的螺纹孔，孔的加工及尺寸精度要求不高，

该工序在钻床加工，零件属于中批量生产，所以主要考虑的是夹具的制造工艺简单。 限制自由度分析：

孔在圆周上分布，为了保证此要求，因为钻头沿轴向切削，不会引起工件在轴 向上的转动，所以应限制6个自由度就行，X移动.X转动.Y移动 .Y转动.Z移动. Z转动

2.定位方案确定

由零件图可知，加工本道工序需要限制6个自由度，前道工序已将Φ8的孔钻好，所以采用一心轴和

一菱形销与一面定位就能达到要求。

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Φ130外圆端面布大平面，限制Z移动.X转动.Y转动。 Φ108孔与φ8的孔： X移动..Y移动 .Z转动.

综合结果实际限制：X移动.X转动.Y移动 .Y转动.Z移动. Z转动 故此定位方案可行。

3.定位元件的设计过程

1.布置销位：心轴布在φ108孔的位置，φ8布置菱形销 2.确定销间距：L±△j= L±1/2△k=89±0.07/2=89±0.035

0.012 3.确定圆柱销直径： d1=D1g6=Φ1080.034

△1=0.08

8.确定菱形销的直径：查表2.1可知b=8,

所以，△2=2b/D2（△k+△j+△/2）=0.089

0.049 d2=（D2-△2）h6=160.06

8.定位误差分析计算

由以上可知 △1max=0.056，△2max=0.071

分析尺寸96的定位误差：

基准不重合误差： 因钻孔时，定位基准为心轴的中心线，工序基准也为心轴的中心线。 故：△jb=0

基准位移误差：△db=△D1+△d1+△1=0.022+0.022+0.08=0.056 定位误差： △dw=△jb+△db=0+0.056=0.056

故：△dw≤1/3T=0.18

对平行方向的尺寸：△jb=0

△db应该是上下平移△db1转动角度后最大：△db1=0.056, ±tgθ2=±（△2max-△1max）/2x89=±0.00015 △db=△db1+2x96x0.00015=0.085 所以，△dw=△jb+△db=0.085≤1/3T

5.夹紧方案及元件确定

根据工件定位方案考虑夹紧力作用点及方向。

如图所示采用螺母，螺杆与开口垫圈组合对工件进行夹紧，钻模板通过心轴与夹具体连接定位，所以加紧力与切削力互相平行。

6. 确定夹具体结构

采用铸件整体式

7. 绘制总装图、标注尺寸、写技术要求。

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第三部分 设计说明书

（铰Φ8 H9内孔）

一 已知条件

1.被加工孔直径：Φ8 H9（+0.018） Ra0.8 Dw=8 2.工件材料：HT150 铰削长度为26mm 3.预制孔直径： Dw1=15.85mm 8.使用机床：Z3025

二 铰刀设计过程：

序号 1 2 项目 结构形式 刀具材料 数据来源及计算公式 采用值 锥柄焊接整体式 切削部分：W18Cr8V 柄部：钢85 Ψ=45 ap=10 3 几何角度 表3-21 kr5β=8 rp=0 p=0r00a0=10 8 铰刀直径 d0Dw=8mm G=0.35×IT=0.35×0.018=0.007mm d0=8mm G=0.007mm d0max=Dwmax-0.15IT =（8+0.018）-0.15×0.018 =8.015 5 铰刀直径极限尺寸及铰刀直径标准 d0max =8.015mm d0max =8.008mm d0min=d0max-0.35IT =8.015-0.35×0.018 =8.008 0.018计算得：Φ80.010 9

表3-21， 7 切削部分前端直径 d02 =d0-（1.3-1.8）2A =8-1.3×（8-15.85） =15.28 Z=1.5d0(2~4)=1.5×22+2=8 查表3-23 Z=6 d02=15.28mm 8 齿数 Z=6 F=0.6， r=0.5 L1=15 L2=8mm L=52mm Lc=58mm r=1mm L=210mm d03=8mm 9 齿槽截形参数 表3-28图B型直线齿背 L1=（1.3-1.8）A cot Kr=15 L2=（0.25-0.5）d0=8mm L=（0.8-3）d0=3×8=88mm Lc=L+（8-6）=52+6=58mm r=0.5-1.5mm 表3-26： L=210mm d03=8mm 切削部分L1 圆柱较准部分L2 10 工作部分L 焊接部分Lc 圆弧部分r 11

绞刀总长颈部直径中心孔 第四部分 工序量具设计说明书

1.工序尺寸精度分析

尺寸精度等级达到7级。

2.量具类型确定

由于工件基本尺寸为￠8H7量具及技术条件>中选择椎柄圆柱塞规。

3.极限量具尺寸公差确定

1.结构形式选择:

由于 工件基本尺寸为￠8光面量具及技术条件>中选择椎柄园柱塞规。 2 .确定被测孔的极限偏差:

由￠8H7偏差ES=+0.018，下偏差EI=0

3.确定工件量规的制造公差和位置公差要求<公差配合与技术测量>

查表6-1知:IT7级尺寸为 ￠8的量规公差T=0.002mm，位置要素Z=0.007mm 8.计算工作量规的极限偏差:

通规:上偏差=EI+Z+T/2=(0+0.0028+0.001)=+0.0038mm 下偏差=EI+Z-T/2=(0+0.0028-0.001)=+0.0018mm 磨损极限EI=0

止规: 上偏差=ES=+0.018 mm

下偏差=ES-T=(0.086-0.0086)=+0.08mm

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第五部分 设计体会

毕业设计是对我们这在学校所学知识的总结。通过毕业设计可以对我们所学的知识得以很好的巩固。从而使我们对以后的工作中对知识得以很好的发挥。

从拿到零件图纸的第一天开始，辅导老师就详细的给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。为我们的设计指引了方向，这样使我们不会感到太多的盲目。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺、夹具、量具等只有基本的了解。但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解到机械知识的重要性。

刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。 好长时间都看不懂图纸，老师的指导，才让我有了一定的思路，先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图等等，一步步的开始设计起来。

在设计期间，遇到不懂的问题时，通过自己查资料、仔细的琢磨、有根据的慢慢分析从而克服困难，实在解决不了的，我们的指导老师能细心的帮助我们，从而设计对我来说更迈进了一步，在这次设计中，学会了运用资料，可以向不同的懂我们知识的人问问题，这次设计，要十分的感谢我们的指导老师，他在设计期间为我解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中得以更好的发挥，也会在以后的人生的道路中更上一层楼。

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第六部分 参考资料

〔1〕机械零件课程设计 〔2〕机床夹具设计手册 〔3〕公差配合与技术测量 〔8〕机械加工工艺设计资料 〔5〕刀具设计手册： 〔6〕机械制造工艺学： 〔7〕机械加工工艺装备设计手册

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