操縱桿支架課程設(shè)計匯本舉例

1、機械制造工藝學課程設(shè)計題目:操縱桿支架加工工藝規(guī)程設(shè)計及 鉆孔夾具設(shè)計姓名:萬百川系別:機電工程系專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化年級:2009學號:MDA09087指導(dǎo)教師：永鮮職稱：教授2012年07月03日操縱桿支架加工工藝規(guī)程設(shè)計及鉆孔夾具設(shè)計摘要此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鑄件，外形較 小，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，利用工藝基準來加工后續(xù)工序。關(guān)鍵詞操縱桿支架加工工藝專用夾具設(shè)計 目錄第一章序言3第二章零件的分析42.1零件的作用42.

2、2零件的工藝分析4第二章工藝規(guī)程設(shè)計53.1確定生產(chǎn)類型53.2確定毛坯制造形式53.3選擇定位基準53.4選擇加工方法53.5制訂工藝路線63.6確定加工余量及毛坯尺寸73.7工序設(shè)計73.8確定切削用量和根本時間8第四章夾具設(shè)計114.1承受設(shè)計任務(wù)、明確加工要求114.2確定定位方案、選擇定位原件114.3確定加緊方案、設(shè)計夾緊機構(gòu)124.4確定導(dǎo)向方案和導(dǎo)向元件124.5夾具體設(shè)計134.6夾具精度分析134.7繪制夾具裝配圖，標注有關(guān)尺寸和技術(shù)要求13結(jié)論15致16參考文獻17第一章序言機械制造工藝學課程設(shè)計是我們?nèi)跁髮W所學的 ？機械制造工藝學？、？機械 制造裝備設(shè)計？等知識后，將

3、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(shè)計進展一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程 設(shè)計，應(yīng)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根本理論和夾具設(shè)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(shè)計，學會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過 親手設(shè)計夾具或量具的訓練，提高構(gòu)造設(shè)計的能力。3、課程設(shè)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(guān)資 料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。第二章零件的分析2.1零件的作用題目所給定的零件是汽車

4、換擋局部的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱 桿，使其在行駛過程中結(jié)實可靠。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。2.2零件的工藝分析操縱桿支架共有4組加工外表，分析如下：12- 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，利用工藝基準來加工后續(xù)工序。第二章工藝規(guī)程設(shè)計3.1確定生產(chǎn)類型操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號HT250零件年產(chǎn)量為

5、10000件,已達大批生 產(chǎn)的水平【1。3.2確定毛坯制造形式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(yīng)該的。3.3選擇定位基準定位基準的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量，縮短工藝過程，簡化 工藝裝備構(gòu)造與種類、提高生產(chǎn)率。1粗基準的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工外表為粗基準。而對于有假設(shè)干個不加工 外表的工件，那么應(yīng)以與加工外表要求相對位置精度較高的不加工外表做粗基 準。因為銑底面時要保證54± 0.5，所以以2-R20外圓外表為粗基準。2精基準的選擇：精基準的選擇有

6、利于保證加工精度， 并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng) 該考慮基準重合、基準統(tǒng)一等問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時， 應(yīng)該進展 尺寸換算。精基準選擇為底面及3-11孔。3.4選擇加工方法平面的加工平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對于本支架，底端面的粗 糙度要求Ra25um精度要求較低。應(yīng)選擇端銑加工方式。孔的加工孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-11的孔為工藝孔， 所以選用鉆床加工的方式。2-11的孔，由于精度要求較為嚴格，因此選用立式 銑床鉆銑加工。槽的加工槽的加工方式有銑、磨、電火花等。對于本支架，考慮到經(jīng)濟性的要求，選 用銑床加工。3.5制訂工藝路線制訂工

7、藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)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(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。1工藝路線方案一工序I鉆銑2-20孔。工序U粗精銑底面A。工序川鉆底面3-11孔工序W銑36槽。工序V檢杳2工藝路線方案二工序I粗精銑底面Ao工序U鉆底面3-11孔工序川鉆銑2-20孔o工序W銑 36槽o工序V檢杳3工藝路線方案三工序I粗精銑底面Ao工序U銑 36槽o工序川鉆銑2-20孔o工序W鉆底面3-11孔工序V檢杳上述三個工藝方案的特點在于：

8、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。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，2-20孔及36槽，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故定位基準加工3-11孔。三種方案相比擬，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) 一原那么。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

9、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I以兩個R2（外卜毛坯面做為粗基準，粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具加工。工序U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Z304C鉆床及專用鉆模。工序川以一面兩銷定位，鉆銑2-20孔。選用X53立式銑床及專用夾具加工。工序W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V 終檢。3.6確定加工余量及毛坯尺寸“操縱桿支架零件材料為灰鑄鐵，硬度 HB163-229HB創(chuàng)，生產(chǎn)類型為大批 生產(chǎn)，采用精鑄件

10、毛坯。根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工外表的機械加工余量、工序尺寸 及毛坯尺寸如下：1底面A0根據(jù)？金屬機械加工工藝人員手冊？表5-59，鑄件最大尺寸三120，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。23- 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336槽根據(jù)手冊表5-5，確定毛坯余量3mm粗精銑一次完成。42- 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3.7工序設(shè)計選擇加工設(shè)備選擇加工設(shè)備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇 了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。 至于機床的型號，主要取決于現(xiàn)場的 設(shè)備情況。假

11、設(shè)零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。初 步選擇各工序機床如下：1)工序I銑底面A： XK715(數(shù)控銑床2)工序u加工底面上3-11工藝孔：機床：Z3040鉆床3)工序川加工36槽: X63臥式銑床4)工序W鉆鏜2-20孔：X53立式銑床3.7.2選擇夾具對于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機床家具。在保證加工質(zhì)量、操作 方便、滿足高效的前提下，也可局部采用通用家具。本機械加工工藝規(guī)程中 所有工序均采用了專用機床家具，需專門設(shè)計、制造。3、刀具選擇在操縱桿的加工中，采用了銑、鉆、鏜、等多種加工方式，與之相對應(yīng)，初 選刀具的情況如下：1) 工序I 銑底面A:采用成量工具的面銑刀刀

12、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。2) 工序U 加工底面上3-11工藝孔：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑10.5,鉸刀選取高速鋼機用鉸刀11H93) 工序川鉆鏜2-20孔：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。4) 工序W加工36槽：選用可調(diào)式三面刃銑刀，直徑120,刀片767,加工鑄鐵件。3.8確定切削用量和根本時間工序I 銑底面A1加工條件工件材料：HT20Q鑄件加工要求：粗精銑底面Ao機床：XK715C數(shù)控銑床。刀具：采用成量工具的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑©160o刀片材料P/K

13、，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3m左右，根據(jù)？組合機床切削用量計算？表911，Vc選 60m/min，f=0.3 mm/r 。3確定機床主軸轉(zhuǎn)速VcX1000_60x1000n=n xdc =3.14x160 =119r/mi n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/min4計算切削工時t =4.2min工序U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：HT20Q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，直徑10.5，鉸刀選

14、取高速鋼機用鉸刀11H92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111選取f=0.20mm/r,v=20m/min1000v _1000x20-所以 n=n =606r/mi n按機床選取n=630r/min實際切削速度v=20.77 m/min 用11H9鉸刀進展鉸孔根據(jù)？組合機床切削用量計算？表6,選取f=0.5 mm/r,v=6m/min1000v1000x6_所以 n=n盯=3.14x11. =173.7r/mi n按機床選取n=200r/min實際切削速度v=6.9 m/min3計算切削工時鉆削一孔：t= 0.72min鉸削一孔：t= 1.8min總切削

15、時間：0.72x3+1.8x3=7.5mi n工序W以一面兩銷定位，鉆鏜2-20孔1加工條件工件材料：HT25Q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18鉆頭鉆底孔根據(jù)？組合機床切削用量計算？表911，選取f=0.2 mm/r,v=40m/min1000V_1000x40_所以 n=n=3.i4xi9. =670 r/min按機床選取n=600r/min實際切削速度v=35.796m/min 用20成型鏜刀進展鏜孔根據(jù)？組合機床切削用量計算？選取f=0.15mm/r,v=70m/min1000v_100

16、0x70 所以 n=n =3.14x20. =581r/mi n按機床選取n=600 r/mi n實際切削速度v=37.68 m/min2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工序川以底面及11孔，一面兩銷定位，加工36槽。1加工條件工件材料：HT20Q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911,選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r 確定機床轉(zhuǎn)速VcX1000 60x1000n=n XDc =3.14

17、x120 =159.2r/mi n按機床說明書，與212.3 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為150 r/min所以實際切削速度v=56.52 m/min3計算切削工時，t=4min工序V 檢查第四章夾具設(shè)計4.1承受設(shè)計任務(wù)、明確加工要求本次專用機床夾具設(shè)計任務(wù)是設(shè)計用于操縱桿支架上的兩個20孔的鉆孔，是專用的鉆床夾具，具體設(shè)計應(yīng)以前文的工藝規(guī)程和后文的工序卡片為依據(jù)，有關(guān)零件的功用、工作條件方面可參照零件圖樣和工藝規(guī)程指定局部。由零件和課程設(shè)計任務(wù)書中能得到的本工序加工要求如下：(1) 2個20m孔尺寸公差等級為IT12。(2) 2個20m孔外表粗糙度要求為Ra3.2。(3) 2個20m孔都為通

18、孔。(4) 2個20m孔軸線共線，距工件底面54± 0.5mm距工件后平面19mm(5) 零件毛坯材料為HT250(6) 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：10000件/年。了解了上述信息之后，針對設(shè)計任務(wù)，可同時搜集另一些設(shè)計資料，如相應(yīng) 的標準以及有關(guān)的計算公式、同類產(chǎn)品或近似產(chǎn)品的夾具圖樣，有關(guān)機床設(shè)備的 相關(guān)尺寸，實現(xiàn)現(xiàn)場中機床設(shè)備的位置、空間尺寸等。4.2確定定位方案、選擇定位原件在鉆模的設(shè)計中，工件得定位方案和定位基準的選擇一般應(yīng)與該工件的機械 加工工藝規(guī)程一致。假設(shè)工藝規(guī)程中的定位方案與定位基準的選擇確有問題時， 可重新進展考慮和確定。有零件圖樣和該圖樣的機械加工工藝規(guī)程可知，工件上兩個2

19、0m孔于工件 的底面和后垂直面有距離要求，說明這兩個20mr孔的工序基準是工件底面和后 垂直面，在定位基準面和定位方案選擇上要盡可能以底面和后垂直面為定位基準 以防止基準不重合帶來的加工誤差。由零件的實際加工情況可知，由于考慮到夾緊方面的因素，工件后垂直面很 難用于夾緊。假設(shè)單獨以底面為定位基準只能限制三個自由度， 故必須另選擇定 位基準以滿足定位要求。經(jīng)綜合分析比擬，最終決定選擇用3-11孔中的兩孔作為第二基準，由此可 以得到以底面為第一基準限制三個自由度， 以3-11孔中的兩孔作為第二基準限 制三個自由度。工件的定位是通過定位基準面與定位元件接觸來實現(xiàn)的，故定位元件的選擇 應(yīng)與定位方案和工

20、件定位外表相適應(yīng)。第一定位基準：工件底面第二定位基準：3-11孔中的兩孔4.3確定加緊方案、設(shè)計夾緊機構(gòu)根據(jù)工件的形狀特點和定位方案，可采用以下兩種加緊方案：一種為手動螺 旋夾緊機構(gòu)，另一種為手動偏心輪夾緊機構(gòu)。由于零件批量大，為了節(jié)約時間和 制造本錢，現(xiàn)采用偏心輪夾緊的方案較為適宜， 螺旋夾緊雖有一定優(yōu)點，但缺點 是在拆裝過程中用時較多。經(jīng)過以上分析，最終確定未增力比大，自鎖性好的偏 心夾緊機構(gòu)。為了使夾緊可根據(jù)零件毛坯實際情況做出調(diào)節(jié)，現(xiàn)在夾具上蓋與工件接觸的 面上挖斜槽，并配置相應(yīng)的斜塊，由斜塊的深入程度，可調(diào)節(jié)夾緊力。在本夾具定位與夾緊方案確定后，現(xiàn)分析夾緊力。擴孔時切削力有兩個，一

21、個是主切削力，它形成扭矩；另一個是軸向進給力，它施加給工件側(cè)移力。對于 扭矩來說，由于上蓋中斜契塊的壓緊，本身可以承受很強的橫向載荷，故沒有必 要校核扭矩。對于軸向進給里，由底座上兩個與 3-11孔中的兩孔配合的小銷， 小銷本身就與夾具底座剛性連接與一起，類比其他構(gòu)造可知軸向進給力無法使其 發(fā)生松動和變形。4.4確定導(dǎo)向方案和導(dǎo)向元件本次加工不僅需要鉆孔，還需要對孔進展鏜孔進展切削余量為1m的擴孔，故鉆孔精度要求不高，因次采用鏜套導(dǎo)向，這樣可以起到減少精加工過程中的 震動的作用，由于可換鏜套磨損后，可以迅速更換，適用于大批量生產(chǎn)，應(yīng)選用 可換鏜套?？蓳Q鏜套的具體構(gòu)造可參考機床夾具手冊5王光斗，

22、王春福，機床夾具設(shè)計手冊M，科學技術(shù)，2000。鏜套中導(dǎo)向孔的孔徑以及其偏差應(yīng)根據(jù)所選取的刀具 尺寸來確定。由前文可知本工序采用的是d=18mm勺高速鋼錐柄麻花鉆，由課程設(shè)計指導(dǎo)書13王 棟，大磊，機械制造工藝學課程設(shè)計指導(dǎo)書M，機械工業(yè)，2010。中表5-67可知18高速鋼麻花鉆的直徑上偏差為 0,下偏差為-0.033，此外在 本書表5-39可知20機夾單刃鏜刀刃長上偏差為 0,下偏差為-0. 25。故導(dǎo)向 孔根本尺寸為20，由機床夾具手冊5王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊M，科學技術(shù)，2000。丨導(dǎo)向孔偏差應(yīng)取F7,筒套中和襯套配合局部應(yīng)取公差k6。鉆套和工件之間應(yīng)該有排屑間隙。由課程設(shè)計

23、指導(dǎo)書13王 棟，大磊， 機械制造工藝學課程設(shè)計指導(dǎo)書M，機械工業(yè)，2010。中表5-68，鏜套與工件的間隙距離為h=0.71.5d=14 30mm考慮到導(dǎo)向為精鏜，單邊加工余量僅為1mm 因此h值可適當減小。4.5夾具體設(shè)計本夾具主要用來鉆工件上2- © 20的孔成，孔加工通，先用19的鉆頭粗鉆后 再用20H9勺鏜刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生 產(chǎn)率，降低勞動強度，保證工藝要求孔的尺寸精度、位置精度以及外表粗糙準。前期方案分析過程中，是將36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圓弧 定位工件的前后，A面緊貼鉆模板使其按要求加工，設(shè)計出來的鉆模板要保證 2

24、© 20的位置及孔徑，還要照顧到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出來。如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)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。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。夾具上裝有鉆模板，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，夾具體底面上的四個腰形槽可使整個夾具在機床工作臺上平安 加緊，以利于鉆削加工。4.6夾具精度分析根據(jù)各工序要求，對本工序的定位誤差、導(dǎo)向誤差進展分析。12個© 20孔徑尺寸精度，本工序的尺寸精度有擴孔時的鏜刀決

25、定其尺 寸，此外有鏜套進展導(dǎo)正，因此不存在定位誤差。22個© 20孔深尺寸精度，本工序尺寸因孔為通孔，不存在誤差。4.7繪制夾具裝配圖，標注有關(guān)尺寸和技術(shù)要求裝配圖上應(yīng)標注的尺寸和公差1夾具外形的最大輪廓尺寸：長215mm寬180mm2夾具與機床連接局部的尺寸：兩耳座中心縱向距離為130mm橫向距離為 160mm.3配合尺寸和公差：鏜模板于襯套配合尺寸© 30H7/m6襯套和鉆套配合尺寸© 25F7/k6© 20軸與底座© 20孔的配合公差© 20F8/h7© 20軸與連桿© 20孔的配合公差© 20F8

26、/h7偏心圓柱外伸出桿與連桿的© 12孔的配合公差F8/h7© 12軸與底座© 12孔的配合公差© 12K7/h6© 12軸與壓蓋的© 12孔的配合公差© 12 K7/h6裝配圖上技術(shù)要求兩個© 20鏜?？淄S度公差為0.05/100。所有零件在裝配前應(yīng)清洗干凈，有運動要求處涂潤滑油。有運動要求處應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，不得出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計都有了更進 一步的認識，也加深了對大學中所學根底知識的學習和理解。 課程設(shè)計是理論聯(lián) 系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論 上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。 這樣，在設(shè)計時就必須考慮所 設(shè)計的機構(gòu)是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行 性，課程設(shè)計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設(shè)計夾具。在本次設(shè)計中，考慮到零件的加工難易、材料、本錢等問題，所選用的零、 部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從