操縱桿支架5序課程設計說明書

1、河南科技大學課 程 設 計 說 明 書 題 目： 設計“操縱桿支架”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為10000件） 類 別 ： 業(yè)余類 年級專業(yè) ： 09級 機械設計制造及其自動化 姓 名 ： 河南科技大學課 程 設 計 任 務 書 一、題 目： 操縱桿支架加工工藝及銑床夾具設計（銑底面） 二、時 間 ： 自 2010 年 11月 3 日至 2010 年 11月 21 日止三、要 求： 正確解決該零件在加工中的定位、加緊及工藝路線等問題；設計出高效、省力，既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具；學會使用有關手冊及圖表資料。 設計條件：通用設備與工裝齊全；零件年產(chǎn)量：10000件。 具體設計

2、要求：設計該零件的機械加工工藝規(guī)程及該加工工序夾具。設計完成后提交：課程設計說明書一本；工藝過程綜合卡一份；夾具結(jié)構(gòu)設計圖紙總圖、夾具體零件圖、待加工零件圖各一張。格式符合學校有關要求。 指導教師 ： 姬愛玲 下達 時間： 2010 年 11 月 20 日目 錄序言1、零件的分析1.1 零件的作用1.2 零件的工藝分析2、工藝規(guī)程設計2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法2.2 基面的選擇2.3 制訂定工藝路線2.4 工藝路線的比較與分析2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定2.6 確定切削用量及基本工時3、夾具設計3.1問題的提出3.2夾具設計序 言機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁髮W所

3、學的機械制造工藝學、機械制造裝備設計等知識后，將理論與實踐相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合運用訓練，并且為我們以后做好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程設計，應該得到下述各方面鍛煉：1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結(jié)構(gòu)設計的能力。3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。河 南 科 技

4、大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 1、零 件 的 分 析1.1 零件的作用題目所給定的零件是汽車換擋部分的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱桿，使其在行駛過程中牢固可靠。零件上的3-11孔用螺栓固定在底座上，操縱桿用20的定位銷固定在支架上，并且在換擋時依靠利用36槽軌跡不會引起偏差。1.2 零件的工藝分析操縱桿支架共有4組加工表面，分析如下：（1）2-20孔，（2）支架底面（3）36槽（4）3-11孔此零件外形較小，圖中除2-20孔，公差要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據(jù)現(xiàn)場實際，在加工過程中要制定工藝基準，并制定出工藝公差，利用工藝

5、基準來加工后續(xù)工序。2、工 藝 規(guī) 程 設 計2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法操縱桿支架材料為灰鐵件，牌號HT150，零件年產(chǎn)量為10000件，已達大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是應該的。2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面

6、做粗基準。因為銑底面時要保證54±0.5，所以以2-R20外圓表面為粗基準。 共 頁第 1 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 （2）精基準的選擇：精基準的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應該考慮基準重合、基準統(tǒng)一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選擇為底面及3-11孔。2.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟

7、效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。（1）工藝路線方案一工序 鉆銑2-20孔。工序 粗精銑底面A。工序 鉆底面3-11孔。工序 銑36槽。工序 檢查（2）工藝路線方案二工序 粗精銑底面A。工序 鉆底面3-11孔。工序 銑36槽。工序 鉆銑2-20孔。工序 檢查（3）工藝路線方案三工序 粗精銑底面A。工序 銑36槽。工序 鉆銑2-20孔。工序 鉆底面3-11孔。工序 檢查 共 頁第 2 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 2.4 工藝路線的比較與分析上述三個工藝方案的特點在于：方案一是先加工出2-20孔，再以其為基準，加工出底面，而后以底面為基準，加工底面3-11孔及36槽。

8、方案二是先加工出底面，再以底面為基準，加工出底面3-11孔， 36槽，及2-20孔，這種方案基準統(tǒng)一。方案三是先加工出底面，再以底面為基準，加工出36槽及2-20孔，最后以36槽與20做定位基準加工3-11孔。三種方案相比較，可以看出，方案一中，先以毛坯底面為粗基準，加工出2-20孔，再以2-20孔為基準加工底面，而后又以底面為基準，加工另外兩組尺寸，由于中間變換了定位基準，不利于基準統(tǒng)一原則。方案二，先加工出底面，后續(xù)加工都已底面定位，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。而方案三也存在與方案一同樣的弊端。因此，我們選用方案二做為操縱桿支架的加工路線：工序 以兩個R20外毛坯面做為粗基準，

9、粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具加工。工序 以底面為基準，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-11孔，其中2個孔做為后續(xù)工藝定位孔，按工藝尺寸加工。選用Z3040鉆床及專用鉆模。工序 以底面及2-11孔，一面兩銷定位，加工36槽。選用X63臥式銑床及專用夾具加工。工序 以一面兩銷定位，鉆銑2-20孔。選用X53立式銑床及專用夾具加工工序 終檢。 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “操縱桿支架”零件材料為45鋼，硬度HB163-229，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用精鑄件毛坯。根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）底面（A面）根據(jù)金

10、屬機械加工工藝人員手冊表5-5，鑄件最大尺寸120，確定底面毛坯機械加工余量為3mm。粗精銑一次加工完成到尺寸。（2）3-11為工藝孔，加工時按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆鉸完成。 共 頁第 3 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 （3）36槽根據(jù)手冊表5-5，確定毛坯余量3mm。粗精銑一次完成。（4）2-20孔根據(jù)手冊表5-58，先用鉆頭鉆孔至19，再用20鏜刀加工。2.6 確定切削用量及基本工時工序 銑底面A（1）加工條件工件材料：HT150，鑄件加工要求：粗精銑底面A。機床：XK7150數(shù)控銑床。刀具：采用成都成量工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑

11、160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。（2）計算切削用量毛坯加工余量為3mm左右，根據(jù)組合機床切削用量計算表9，Vc選60m/min，f=0.3 mm/r。（3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速n=VcX1000 XDc=60x1000 3.14x160=119r/min按機床說明書，與119r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為95r/min所以實際切削速度v=47.728r/min（4）計算切削工時t =4.2min工序 以底面為基準，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-11工藝孔。（1）加工條件工件材料：HT150，鑄件。加工要求：鉆鉸3-11孔。機床：Z3040鉆床。刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭

12、，直徑10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀11H9 共 頁第 4 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 （2）計算切削用量 先用10.5鉆頭鉆底孔。根據(jù)組合機床切削用量計算表1選取f=0.20mm/r,v=20m/min所以n=1000v D=1000x20 3.14x10.5=606r/min按機床選取n=630r/min實際切削速度v=20.77 m/min 用11H9鉸刀進行鉸孔根據(jù)組合機床切削用量計算表6,選取f=0.5 mm/r,v=6m/min所以n=1000v D=1000x6 3.14x11.=173.7r/min按機床選取n=200r/min實際切削速度v

13、=6.9 m/min（3）計算切削工時鉆削一孔：t= 0.72min鉸削一孔：t= 1.8min總切削時間：0.72x3+1.8x3=7.5min工序 以底面及11孔，一面兩銷定位，加工36槽。（1）加工條件工件材料：HT150，鑄件。加工要求：銑36槽。機床：X63臥式銑床。刀具：選用可調(diào)式三面刃銑刀，直徑120,刀片767，加工鑄鐵件。（2）計算切削用量根據(jù)組合機床切削用量計算表9,選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r確定機床轉(zhuǎn)速n=VcX1000 XDc=60x1000 3.14x120=159.2r/min按機床說明書，與212.3 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為150 r/mi

14、n所以實際切削速度v=56.52 m/min 共 頁第 5 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 （3）計算切削工時，t=4min工序 以一面兩銷定位，鉆鏜2-20孔（1）加工條件工件材料：HT150，鑄件。加工要求：鉆銑2-20孔。機床：X53立式銑床。刀具：采用鉆鏜的形式，先用19高速鋼鉆頭鉆出底孔，再用20鏜刀精加工。 先用19鉆頭鉆底孔根據(jù)組合機床切削用量計算表9，選取f=0.2 mm/r,v=40m/min所以n=1000v D=1000x40 3.14x19.=670 r/min按機床選取n=600r/min實際切削速度v=35.796m/min 用20成型

15、鏜刀進行鏜孔根據(jù)組合機床切削用量計算選取f=0.15mm/r,v=70m/min所以n=1000v D=1000x70 3.14x20.=581r/min按機床選取n=600 r/min實際切削速度v=37.68 m/min（3）計算切削工時鉆削時間：t =2.3 min鉸削時間：t =1.2 min總切削時間：t=3.5 min工序 檢查 共 頁第 6 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 3、夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第一道工序銑底面A的銑床夾具。本夾具將用于X52立式銑床。刀具采用成都成量

16、工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。3.1問題的提出本夾具主要用來銑工件底面A，粗精銑一次完成。在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。3.2夾具設計（1）定位基準的選擇前期方案分析過程中，是將2-20孔圓弧面為粗基準，因此本工序可以2-20孔圓弧面以及輔助支撐定位進行加工，主要的是設計出的夾具需要定位迅速可靠。（2）切削力及夾緊力計算（3）定位誤差分析（A）定位元件尺寸及公差的確定：夾具的主要定位元件為一面及兩銷。圓柱銷產(chǎn)生的X（Y）方向定位誤差=0.043+0.043+0

17、.046=0.132mm，能滿足加工要求。由于是通孔（槽），Y（X）向可不考慮。底面定位基準重合，不存在基準不重合誤差和位移誤差。兩孔中心連線對兩銷中心連線的最大轉(zhuǎn)角誤差為：=2=2cot（0.092+0.092）/2l）=0.063。即=0.031。滿足加工要求。（4）夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，夾具的實用性及勞動強度也要考慮在內(nèi)。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓緊力也不大，所以沒有必要使用氣動或液壓夾緊，手動壓緊就可以滿足需要。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的

18、一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖見附圖。 共 頁第 7 頁河 南 科 技 大 學 課 程 設 計 說 明 書 用 紙 參考文獻金屬機械加工工藝人員手冊 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組機械工人切削手冊 北京第一通用機械廠 編機床夾具零件及部件 中國第一拖拉機工程機械公司技術標準化辦公室組合機床設計 大連組合機床研究所1973年編機械設計師實用手冊 天津科學技術出版社機械設計手冊 化學工業(yè)出版社機械零件設計手冊 東北大學機械零件設計手冊編寫組 編中國機械設計大典 中國機械工程協(xié)會 編委會金屬切削手冊 上海市金屬切削技術協(xié)會 編 共 頁第 8 頁說 明1、要求學生按上述格式用A4紙打印，正文原則要求宋體或楷體打印,大標題用二號,小標題用三號字,正文用小四號.