操縱桿支架設計說明書

1、遼寧工 程技 術大學機械制造技術基礎課程設計題目：操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及3* 11孔鉆削夾具設計班級：加工 09-1姓名：學號：指導教師：完成日期：2012 年 9 月 13 日1/15任務書一、設計題目 :操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及3* 11 孔鉆削夾具設計二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖1 張(2) 生產類型: （中批或大批大量生產）三、上交材料1所加工的零件圖1 張2毛坯圖1 張3編制機械加工工藝過程卡片1 套4編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片1 套5繪制夾具裝配圖（A0 或 A1）1 張6繪制夾具中 1 個零件圖（ A1 或 A2。裝配圖出來后，由指導教師為

2、學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。1 張7課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容 。（約 5000-8000 字）1 份四、進度安排本課程設計要求在 3 周內完成。1 第 l 2 天查資 料，繪制 零件 圖 。2第 37 天，完成零件的工藝性分析, 確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。3第 810 天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。4第 1113 天，完成夾具裝配圖的繪制。5第 1415 天，零件圖的繪制。6第 1618 天，整理并完成設計說明書的編寫。7第 1

3、9 天21 天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯五、指導教師評語該生設計的過程中表現，設計內容反映的基本概念及計算，設計方案，圖紙表達，說明書撰寫，答辯表現。綜合評定成績：指導教師日期2/15摘要機械制造技術基礎課程設計是我們融會大學所學的 機械制造技術基礎、機械制造裝備設計等知識后，將理論與實踐相結合對專業(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。這次設計的是操縱桿支架，包括工件零件圖、夾具體零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖各一張， 機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用。然后，根據零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械

4、加工余量。 最后擬定支架的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。本次的課程設計， 決定設計第二道工序鉆底面孔系， 夾具通過一個固定 V 形塊、一個擺動壓塊、四個支承板共同限制 5 個自由度，靠螺栓螺桿夾緊。鉆模板與 A 面之間保持一定間距，設計出來的鉆模板要保證 3-11 的孔間距及孔徑。由于本人設計水平所限錯誤和欠妥之處懇請老師批評指正。3/15AbstractCourse design for mechanical manufacture technology is mixed the University manufacturing technology, design of

5、 mechanical manufacturing equipment and other knowledge, the combination of theory and practice of the comprehensive use of professional knowledge training, and we will do the graduation design to conduct a comprehensive training and preparation.This design is the joystick support, including the par

6、t drawing, assembly drawing blank map, each one, machining process card and process card each one.First of all we should be familiar with and understanding of its role.Then, according to parts of nature and map parts of the surface roughness to determine the dimensions of the blank and the machining

7、 allowance.The final formulation of stent technology roadmap, the formulation of the workpiece clamping scheme, draw the jig assembly drawing.The curriculum design, decided to design a second step - Holes drilled bottom fixture through a fixed V-block, a swing briquetting, four support plate to cap

8、the five degrees of freedom by bolts screw clamping. Maintain a certain distance between the drilling template with the A side,drilling template designed to ensure that the 3-11 hole spacing and apertureAs I design is limited by errors and defects to teacher criticism.4/15目錄1. 零件的分析61.1零 件的作用61.2零 件

9、的工藝 分析62. 工藝規(guī)程設計62.1選 擇毛坯種 類并 確定 制造 方法62.2基 面的選擇72.3制 訂工藝路 線72.4工 藝路線的 比較 與分 析82.5機 械加工余 量、 工序 尺寸 及毛坯尺 寸的 確定92.6確 定切削用 量及 基本 工時93、 夾具 的設計123.1 問題 的提出123.2 夾具 設計134、 設計 感言：14參考文 獻155/151. 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

10、 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，根據現場實際，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。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，硬度 HB163-229，零件年產量為10000 件，已達大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產率、保證加工精度上考慮也是

11、應該的。6/152.2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。 基面選擇得正確與合理， 可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。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。（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

12、準不重合時， 應該進行尺寸換算。精基準選擇為底面 A 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。 在生產綱領已確定為大批生產的條件下，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率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。（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。7/15工序銑36槽。工序鉆銑 2-20 孔。工序檢查（3）工藝路線方案

13、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。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

14、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，可以使加工質量得到保證， 生產率得以提高。 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， 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 A 為基準，側邊采用輔助支撐， 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Z3063 鉆床及專用鉆模。工序以底面 A 及 2-11 孔，一面兩銷定位，加工36 槽。選用 X63 臥式銑床及專

15、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8/15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 HT150，硬度 HB163-229，生產類型為大批生產，采用精鑄件毛坯。根據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）根據金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。10.5 高速鋼鉆頭鉆出10.5的孔，再高

16、速鋼機用鉸刀鉸11的孔。（3）36 槽根據手冊表 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時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N其中：Td是指但見時間定額Tj 是指基本時間（機動時間），通過計算求得Tf是指輔助時間，一般?。?1520）%；Tj 與 Tf 和稱為作業(yè)時間Tb是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的（ 27） %估算Tx是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間（24）%估算Tz是準備與終結時間，大量生產時

17、，準備與終結時間忽略不計9/15N是指一批零件的個數工序銑底面 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 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）確定機床主軸轉速n=Vc 1000 Dc=60x1000 3.14x160=119r/min 按機床說明書，與 119r/min 相近的機床轉速為 95r/min所以實際

18、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： Z3063 鉆床。刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑 10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀 11H9（2）計算切削用量 先用 10.5 鉆頭鉆底孔。根據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=1000x203.14x10.5=606r/minD按機床選取 n=630r/min實際切削速度 v=20.77 m/min10/15 用 11H

19、9 鉸刀進行鉸孔根據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=1000x63.14x11.=173.7r/minD按機床選取 n=200r/min實際切削速度 v=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： 0.723+1.8 3=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

20、組合機床切削用量計算表9,選取 Vc=60m/min,f=0.2 mm/r確定機床轉速n=VcX1000 XDc=60x10003.14x120=159.2r/min按機床說明書，與212.3 r/min 相近的機床轉速為 150 r/min所以實際切削速度v=56.52 m/min（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11/15加工。 先用 19 鉆頭鉆底孔根據組合機床切削用量計算表9，選取 f

21、=0.2 mm/r,v=40m/min所以 n=1000vD=1000x403.14x19.=670 r/min按機床選取 n=600r/min實際切削速度 v=35.796m/min 用 20 成型鏜刀進行鏜孔根據組合機床切削用量計算選取f=0.15mm/r,v=70m/min所以 n=1000vD=1000x703.14x20.=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3、夾具的設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低

22、勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第二道工序鉆底面孔系。本 夾具將用于 Z3063 鉆床。刀具為一把10.5的高速鋼鉆頭， 11H9 的高速鋼機用鉸刀， 對工件的 3- 11 孔進行加工。采用鉆模上面對刀塊對刀。選 用 GB/T 8045.1 1999 固定鉆套通過鉆模固定在夾具體上，保證加工過程中孔的被加工的位置精度。3.1 問題的提出本夾具主要用來鉆工件上3- 11的孔成，孔加工通，先用10.512/15的鉆頭粗鉆后再用11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準。3.2 夾具設計（1）定

23、位基準的選擇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，設計出來的鉆模板要保證3- 11的孔間距及孔徑，還要照顧到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出來。（2）切削力及夾緊力計算CF ap xF f zyF aeu F(見切削手冊表 3.28)Fd0 qF nwF其 中 ， CF =650 ， ap =3.1mm ， xF=1.0 ， fz =0.08mm ， yF =0.72，ae =40mm(在 加工 面上 近 似測 量值 ) ， uF =0.86 ， d0 =225mm， qF =0.86，wF =0 ， z

24、=206 5 03. 10 .720. 862 0所以0. 084 0F2250 .8 61456 N由于是垂直銑削，所以水平分力=0N垂直 分力 =1456N在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數 K=K1K2K3K4。其中 K1為基本安全系數 1.5K2為加工性質系數 1.15K3為刀具鈍化系數 1.1K4為斷續(xù)切削系數 1.1 。所以F =KFH=1.5 1.15 1.1 1.1 1456=3197.5N2KT sinWk=2-防止工件繞軸線轉動所需夾緊力D (1 sin )2（為摩擦系數，為90 ）（ 4）夾具設計及操作的簡要說明13/15如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此，夾具的實用性及勞動強度也要考慮在內。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，夾決定設計第二道工