操縱桿支架15序課程設(shè)計(jì)說明書

1、河南科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題 目：操縱桿支架加工工藝及銑床夾具設(shè)計(jì)（銑槽36） 類 別 ： 業(yè)余類 年級專業(yè) ： 09級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名 ： 河南科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 一、題 目： 操縱桿支架加工工藝及銑床夾具設(shè)計(jì)（銑槽36） 二、時(shí) 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(shè)計(jì)出高效、省力，既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具；學(xué)會使用有關(guān)手冊及圖表資料。 設(shè)計(jì)條件：通用設(shè)備與工裝齊全；零件年產(chǎn)量：10000件。 具體設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)該零件的機(jī)械加工工藝

2、規(guī)程及該加工工序夾具。設(shè)計(jì)完成后提交：課程設(shè)計(jì)說明書一本；工藝過程綜合卡一份；夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙總圖、夾具體零件圖、待加工零件圖各一張。格式符合學(xué)校有關(guān)要求。 指導(dǎo)教師 ： 姬愛玲 下達(dá) 時(shí)間： 2010 年 11 月 20 日目 錄序言1、零件的分析··············· 11.1 零件的作用············&#

3、183;····11.2 零件的工藝分析···············12、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)·············· 12.1 選擇毛坯種類并確定制造方法·········12.2

4、 基面的選擇·················12.3 制訂定工藝路線···············22.4 工藝路線的比較與分析············32.

5、5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定···32.6 確定切削用量及基本工時(shí)···········43、夾具設(shè)計(jì)·················73.1問題的提出··········&

6、#183;······ 73.2夾具設(shè)計(jì)·················· 7河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 用 紙 序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁髮W(xué)所學(xué)的機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等知識后，將理論與實(shí)踐相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，并且為我們以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到

7、下述各方面鍛煉：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識，正確地解決一個(gè)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(jì)，學(xué)會工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)我們解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。 共 頁第 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 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

8、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(shí)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(yán)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(shí)際，在加工過程中要制定工藝基準(zhǔn)，并制定出工藝公差，利用工藝基準(zhǔn)來加工后續(xù)工序。2、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)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(dá)大批生產(chǎn)的水

9、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(yīng)該的。2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。因?yàn)殂姷酌鏁r(shí)要保證54±0.5，所以以2-R20外圓表面為粗基準(zhǔn)。 共 8 頁第 1 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 用

10、 紙 （2）精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)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(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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(jī)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(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)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

11、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 8 頁第 2 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 用 紙 2.4 工藝路線的比較與分析上述三個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工出2-20孔，再以其為基準(zhǔn)，加工出底面，而后以底面為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，加工出底面3-11孔， 36槽，及2-20孔，這種方案基準(zhǔn)統(tǒng)一。方案三是先加工出底面，再以底面為基準(zhǔn)，加工出36槽及

12、2-20孔，最后以36槽與20做定位基準(zhǔn)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(zhǔn)，加工出2-20孔，再以2-20孔為基準(zhǔn)加工底面，而后又以底面為基準(zhǔn)，加工另外兩組尺寸，由于中間變換了定位基準(zhǔn)，不利于基準(zhǔn)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(gè)R20外毛坯面做為粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-11孔，其中2個(gè)孔做為后續(xù)工藝定位孔，按工藝尺寸加工。

13、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(jī)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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）底面（A面）根據(jù)金屬機(jī)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(jī)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(shí)按工藝尺寸加

14、工，直接在零件上鉆鉸完成。 共 8 頁第 3 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 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(shí)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(jī)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160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。（2）計(jì)算切削用量毛坯加工余量為3mm左右，根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算表9，Vc選60m

15、/min，f=0.3 mm/r。（3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=VcX1000 XDc=60x1000 3.14x160=119r/min按機(jī)床說明書，與119r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為95r/min所以實(shí)際切削速度v=47.728r/min（4）計(jì)算切削工時(shí)t =4.2min工序 以底面為基準(zhǔn)，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(jī)床：Z3040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(jī)用鉸刀11H9 共 8 頁第 4 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 用 紙 （2）計(jì)算切削用量 先

16、用10.5鉆頭鉆底孔。根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)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(jī)床選取n=630r/min實(shí)際切削速度v=20.77 m/min 用11H9鉸刀進(jìn)行鉸孔根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)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(jī)床選取n=200r/min實(shí)際切削速度v=6.9 m/min（3）計(jì)算切削工時(shí)鉆削一孔：t= 0.72min鉸削一孔：t= 1.8min總切削時(shí)間：0.72x3+1.8x3=7.5min

17、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(jī)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(jì)算切削用量根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算表9,選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n=VcX1000 XDc=60x1000 3.14x120=159.2r/min按機(jī)床說明書，與212.3 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為150 r/min所以實(shí)際切削速度v=56.52 m/min 共 8 頁第 5 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 用 紙 （3）計(jì)算切削工時(shí)，

18、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(jī)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(jī)床切削用量計(jì)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(jī)床選取n=600r/min實(shí)際切削速度v=35.796m/min 用20成型鏜刀進(jìn)行鏜孔根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算選取f=0.15mm/r,v=70m/min所以n=1000v D=1000x70 3.14x20.=58

19、1r/min按機(jī)床選取n=600 r/min實(shí)際切削速度v=37.68 m/min（3）計(jì)算切削工時(shí)鉆削時(shí)間：t =2.3 min鉸削時(shí)間：t =1.2 min總切削時(shí)間：t=3.5 min工序 檢查 共 8 頁第 6 頁河 南 科 技 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 用 紙 3、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第三道工序銑36槽的銑床夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為一把可調(diào)式錯(cuò)齒三面刃銑刀，對工件的36槽進(jìn)行加工。3.1問題的提出本夾具主要用來銑工件上36槽，槽深44左右，兩邊各有余量1.5左右，粗精銑一次完成。在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。3.2夾具設(shè)計(jì)（1）定位基準(zhǔn)的選擇前期方案分析過程中，是將3-11孔加工為工藝基準(zhǔn)，因此本工序可以以底面及2-11孔，一面兩銷定位進(jìn)行加工，主要的是設(shè)計(jì)出的夾具需要定位迅速可靠。（2）切削力及夾緊力計(jì)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+0.046=0.132mm，能滿足加工要求。