操縱桿支架機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂

1、第一節(jié)序言2第二節(jié)零件分析22. 1零件的功用分析22. 2零件的工藝分析 2第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程制定33. 1確定生產(chǎn)類(lèi)型 33. 2確定毛坯制造形式 33. 3選擇定位基準(zhǔn) 33. 4選擇加工方法 33. 5制定工藝路線(xiàn) 43. 6確定加工余量及毛坯尺寸 53. 7工序設(shè)計(jì) 63. 8確定切削用量和基本時(shí)間7結(jié)論 1213致謝 13參考文獻(xiàn)第一節(jié) 序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)大學(xué)所學(xué)的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、 互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)等知識(shí)后，將理論與實(shí)踐相結(jié)合對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)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(guò)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該得到下述各方面

2、鍛煉：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論知識(shí)，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(wèn)題的方法，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)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(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢(xún)相關(guān)資料等，增強(qiáng)我們解決工程實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。第二節(jié) 零件分析2.1 零件的功用分析本次課程設(shè)計(jì)的零件是汽車(chē)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(guò)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(xiāo)固定在支架上，并且在換

3、擋時(shí)依靠利用36槽軌跡不會(huì)引起偏2.2 零件的工藝分析從零件圖上可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號(hào)的表面有平面、內(nèi)孔、槽等。從而操縱桿支架共有4組加工表面：（1） 2- 20孔（ 2）支架底面 3） 3） 36槽 4） 3- 11孔此零件外形較小，圖中除2-20孔，表面粗超度為Ra3.2umg求較嚴(yán)格外， 其它加工面公差要求較低，并且無(wú)位置度要求，但是為了滿(mǎn)足裝配性能，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際， 在加工過(guò)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(lái)加工后續(xù)工序。第三節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定3.1 確定生產(chǎn)類(lèi)型操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號(hào)HT250， 零件年產(chǎn)量為10000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平。3.2

4、確定毛坯制造形式毛坯選擇的正確與否，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)制造成本也有很大的影響，因此加工零件之前應(yīng)首先選用正確合適的毛坯。由于灰鑄鐵不能選用鍛造的方式得到，根據(jù)操縱桿支架的形狀復(fù)雜，故毛坯類(lèi)型應(yīng)選用鑄造方式得到。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。3.3 選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線(xiàn)是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量，縮短工藝過(guò)程，簡(jiǎn)化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類(lèi)、提高生產(chǎn)率。（ 1）粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)于有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工

5、表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面做粗基準(zhǔn)。因?yàn)殂|底面時(shí)要保證54 0.5,所以以2-R20外圓表面為粗基準(zhǔn)。（ 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(wèn)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。3.4 選擇加工方法（ 1）平面的加工平面的加工方法很多，有車(chē)、刨、銑、磨、拉等。對(duì)于本支架，底端面的粗糙度要求Ra25um精度要求較低，故選擇端銃加工方式。（ 2）孔的加工孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏈、拉、磨等。對(duì)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

6、度要求較為嚴(yán)格，因此選用立式 銑床鉆銑加工。3）槽的加工槽的加工方式有銑、磨、電火花等。對(duì)于本支架，考慮到經(jīng)濟(jì)性的要求，選用銑床加工。36槽的表面粗糙度要求Ra12.5um， 公差等級(jí)為12級(jí)， 精度要求較低，故選擇粗銑加工方式即可。3.5 制定工藝路線(xiàn)制訂工藝路線(xiàn)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(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)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(xiàn)方案一I鉆銃2-20孔。n粗精銃底面am鉆底面3-11孔。IV 銃36槽。V 檢查

7、（ 2）工藝路線(xiàn)方案二I粗精銃底面An鉆底面3-11孔。m鉆銃2-20孔。IV 銃36槽。V 檢查（ 3）工藝路線(xiàn)方案三I粗精銃底面An銃36槽。m鉆銃2-20孔。IV 鉆底面3-11孔。V 檢查上述三個(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，2-20孔及36槽，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2-20孔，最后 以36槽與20故定位基準(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)，

8、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(xiàn)：I以?xún)蓚€(gè)R2改卜毛坯面做為粗基準(zhǔn)，粗精銃底面A。n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。m 以一面兩銷(xiāo)定位，鉆銃2-20孔。IV 以底面及2-11孔，一面兩銷(xiāo)定位，加工36槽。V 終檢。3.6 確定加工余量及毛坯尺寸（一）確定加工余量

9、“操縱桿支架”零件材料為灰鑄鐵,硬度HB163-229HBW生產(chǎn)類(lèi)型為成批生 產(chǎn)，采用精鑄件毛坯。根據(jù)查表知，灰鑄鐵采用砂型鑄造機(jī)器造型時(shí)，灰鑄鐵尺 寸公差為CT8-CT12,此處選為CT9K。又根據(jù)查表選擇加工余量為 鍬，根據(jù) 機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸查表知各加工表面加工余量如下表所示：加工表面加工余量/mm備注底面2.2粗譏次兀成36的槽2.2粗譏次兀成3- 11無(wú)鉆、較完成2-20孔無(wú)鉆、擴(kuò)、較、精較完成（二）確定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所?。毫慵叽?mm單邊加工余量/mm毛坯尺寸/mm122.214.2362.23

10、1.611002000（三）確定毛坯尺寸公差各鑄件加工尺寸公差如下表所示:毛坯尺寸/mm公差/mm按“對(duì)稱(chēng)”標(biāo)注結(jié)果/mm14.21.60.814.2 0.81.80.931.6 0.9（四）繪制毛坯簡(jiǎn)圖根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄造的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，繪制毛坯簡(jiǎn)圖，如下圖所示:3.7 工序設(shè)計(jì)（一）選擇加工設(shè)備：選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類(lèi)型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn)，選擇 了加工方法，因此機(jī)床的類(lèi)型也隨之確定。 至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的 設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。初步 選擇各工序機(jī)床如下：工序05銃底面：數(shù)控銃床工序10 15 20加工底面3一11

11、工藝孔：搖臂鉆床工序25 30 35 40力口工2-20孔：臺(tái)式鉆床工序45加工36槽：立式銃床（二）選擇夾具：對(duì)于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專(zhuān)用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、 滿(mǎn)足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機(jī)械加工工藝規(guī)程中所有工序均 采用了專(zhuān)用機(jī)床家具，需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、制造。（三）選擇刀具：在操縱桿的加工中，采用了銃、鉆、擴(kuò)、較、等多種加工方式，與之相對(duì)應(yīng)， 初選刀具的情況如下：工序05銃底面：采用面銃刀來(lái)進(jìn)行加工，銃削深度為ap=2.2mm銃削寬度 約為12mm通過(guò)查表得：選用高速鋼鑲齒套式面銃刀，滿(mǎn)足要求的銃刀直徑 d=80mm 孔徑 D=27mm 寬 L=36mm 齒數(shù)

12、Z=10=工序10 15 20加工底面3一11工藝孔：采用錐柄麻花鉆頭完成加工工序， 工序10采用d=10.5的高速鋼錐柄麻花鉆鉆孔，工序15采用d=10.8的錐柄擴(kuò)孔 鉆擴(kuò)孔，工序20采用d=11的錢(qián)刀錢(qián)孔。工序25 30 35 40加工2-20孔：工序20采用直柄麻花鉆完成加工工序， 工序25采用d=19的高速鋼直柄麻花鉆鉆孔，工序30采用d=19.5的錐柄擴(kuò)孔鉆， 工序35采用d=19.75的錢(qián)刀錢(qián)孔，工序40采用d=20的較刀精較孔。（四）選擇量具：選擇量具的原則是根據(jù)被測(cè)量對(duì)象的要求， 在滿(mǎn)足測(cè)量精度的前提下，盡量 選用操作方便、測(cè)量效率高的量具。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量

13、具， 可以用游標(biāo)卡尺。同時(shí)在條件允許的情況下，也可以設(shè)計(jì)專(zhuān)用量規(guī)，以量規(guī)的通 端和止端測(cè)量零件加工的極限偏差，這可以顯著的提高測(cè)量效率。3.8 確定切削用量和基本時(shí)間（一）工序30 （擴(kuò)2一20mm勺通孔）切削用量及基本時(shí)間的確定本工序是擴(kuò)2一20mmL,已知工件材料：HT20Q硬度200MPa,鑄件。所用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=19.5mm , L=238高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù) 30 ,2118 ,50 , f 12。由表5-49知，當(dāng)d0 20mm時(shí)，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.8mm,耐用度T 45min。1.切削用量(1)確

14、定背吃刀量appd. d 195 19ap 0.25mm,故可取 ap=0.25mmp 22p(2)確定進(jìn)給量f按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑do=19.5mm,工件材料為鑄鋼且200MPa時(shí)，根據(jù)表 5-50,進(jìn)給量f取值范圍為0.700.86mm/r。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無(wú)需修正系數(shù)來(lái)修正。根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量,查表5-51,選取f0.8 mm./r。(3)確定切削速度V 根據(jù)表5-52的計(jì)算公式確定切削速度Cvd0VvmTf7 kv(m/mT ap f式中，Cv 12.9, zv 0.25,xv 0.1，yv 0.4,mv 0.125。因本例的加工條件與該公式應(yīng)用

15、條件不完全相同，故需對(duì)切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐用度 T 45min ,得修正系數(shù)kTv 1.0;工件材料 b 200MPa ,得修正系數(shù)為kMv 1.0;刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)ktv1.0；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)kxv0.87。所以kvkTvkMvktvkxv1.0 1.0 1.0 0.87 0.870.2512.9 19.5v mmm mm min =14.22 mm min450.125 0.250.1 0.80.25n 1000 14.22 r min =232.24 r min19.5根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n 250r/min

16、 ,實(shí)際切削速度速為19.5 250 . m. min =15.3 m min 1000(4)校驗(yàn)機(jī)床功率由表5-55,查得轉(zhuǎn)矩T和切削功率Pm計(jì)算公式如下:CTd(ZT f yTkT(N m)TvPm(kW)30d0式中，CT0.206,zT2.0, yT0.8 , kTkMTkXTkVBT ,由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)kMT1.0 ;與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)kxT1.0 ；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)kVBT0.87。因此，總的修正系數(shù)為kT1.0 1.0 0.87 0.87所以鉆孔時(shí)的轉(zhuǎn)矩為T(mén) Crd(ZT f yT Kt = 0.206 19.52.0 0.80.8 0.87

17、 N.m=57N.m切削功率為T(mén)vpm30d057 15.330 19.51.49(KW)由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸最大轉(zhuǎn)矩 Tm 196.2N m ,主電機(jī)功率 PE2.2kW。由于T Tm,Pm PE ,做選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為ap 9.5mm；f 0.8mm/r ；v 15.3m, min (n 250r. min).2.基本時(shí)間tm由表5-57得鉆孔的基本時(shí)間為lw l f l1fn式中，lw 工件切削部分長(zhǎng)度，單位為 mm;dml f切入量，單位為mm,l fcos r 2；2l1超出量，單位為mm,l1(2 4)mm；已知 lw 66mm , l f20

18、118cot 3mm 9mm, l1 3mm , f 0.8mm/r ,22n 250r/min 。所以，加工2個(gè)孔所用的基本時(shí)間為tm2tm66 9 3=0.78min0.8 250(二)工序35 (較2一20的孔)切削用量及基本時(shí)間的確定本工序是錢(qián)孔，已知工件材料：HT20Q硬度163229HBVV鑄件。機(jī)床為搖臂鉆床，所選用d=2R L=238的錐柄高速鋼錢(qián)刀，查表得其幾何參數(shù)為k.51 .切削用量(1)確定背吃刀量ap:apdw d220 19.7520.125 mm(2)確定進(jìn)給量f :按照加工要求決定進(jìn)給量。錢(qián)刀直徑do 20mm工件材料為HT200寸，根據(jù)表知:錢(qián)刀進(jìn)給選取f0.

19、10mm/r。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無(wú)需修正系數(shù)來(lái)修正。(3)計(jì)算和選擇切削速度興：計(jì)算公式為：vCvd： kv式中 v-切削適度/ (m/min)Tmapxfyv v查表得：cv 15.6,zv 0.2, xv 0.1,yv 0.5,m 03ap 0.125mm根據(jù)刀具耐磨度T=45min ,得修正系數(shù) k” 1.0;工件材料b =200MPa ,得修正系數(shù)為kmv 1.0 ;刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)ktv 1.0 ；與錢(qián)孔切削深度有關(guān)的系數(shù)kapv 1.0；鉆孔深度三3do ,得與鉆孔深度有關(guān)的系數(shù)klv 1.0；鋼件狀態(tài)為熱軋的，得鉆孔時(shí)鋼料狀態(tài)有關(guān)的系數(shù)ksv 1.0；

20、則有：kvkTvkmvksvktvkapvklv1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0所以:vTmapv f15.6 19.750.2 _0.3- -CL。 c MS450.1250.21.0m min =24.89 m min日口 1000v1000 24.89 :.n r. min 401.35 r. mind019.75根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由查表選取 n=400r/min ,19.75 n 19.75 n 八 .頭際切削速度為：v24.8 m： min10001000(4)校驗(yàn)機(jī)床功率：查表得轉(zhuǎn)矩T和切削功率Pm滿(mǎn)足要求，故切削用量可以用。2 .基本時(shí)間t由表

21、得鉆孔的基本時(shí)間為lw 1 f l1tmrfn式中，lw一工件切削部分長(zhǎng)度，單位為 mmd1f切入重，單包 mm l f -cos r 3;211超入量，單位 mm, 11(24)mm:已知 1w =66mm,dm八 115o1 f cos r 3= cos 3=7.56mm 222取 11 3mm所以，加工2個(gè)孔所用基本時(shí)間為c 1w 1f 11 c 66 7.56 3 .t=2tm 2 =2 min 1.91minfn0.2 400(三)工序40 (較2一20的孔)切削用量及基本時(shí)間的確定本工序是錢(qián)孔，已知工件材料：HT20Q硬度163229HBWV鑄件。機(jī)床為搖臂鉆床，所選用 d=19.

22、75、L=238的錐柄高速鋼錢(qián)刀，查表得其幾何參數(shù)為 kr 5 O 1.切削用量(1)確定背吃刀量ap：dw d 19.75 19ap 0.125 mmp 22(2)確定進(jìn)給量f :按照加工要求決定進(jìn)給量。錢(qián)刀直徑de 19.75mm工件材料為HT200寸，根據(jù)表知：錢(qián)刀進(jìn)給選取f 0.20 mm/r。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無(wú)需修 正系數(shù)來(lái)修正。(3)計(jì)算和選擇切削速度外:計(jì)算公式為：vCvd：kv式中 v-切削適度/ (m/min)Tmapxfyv查表得：Cv 15.6,Zv 0.2,Xv 0.1, yv 0.5,m 0.3,ap 0.125mm根據(jù)刀具耐磨度 T=45min ,

23、得修正系數(shù)kTv 0.87 ;工件材料 b =200MPa ,得修正系數(shù)為kmv 1.0 ；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)ktv1.0 ；與錢(qián)孔切削深度有關(guān)的系數(shù)1.0;鋼件狀態(tài)為熱kapv 1.0；鉆孔深度三3do ,得與鉆孔深度有關(guān)的系數(shù)klv軋的，得鉆孔時(shí)鋼料狀態(tài)有關(guān)的系數(shù) ksv1.0;則有:kvkTvkmvksvktvkapvklv0.87 1.0 1.0 1.01.0 1.0 0.87所以:v Tmap/f yv15.6 200.2450.3 0.1250.1 0.20.51.0 m min =21.7 m. min1000 V 1000 21.7d020r min 345.7 r. min根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由查表選取 n=400r/min ,實(shí)際切削速度為：v 更逛100020 400 ,25.12 m. min1000(4)校驗(yàn)機(jī)床功率:查表得轉(zhuǎn)矩T和切削功率Pm滿(mǎn)足要求，故切削用量可以用。2.基本時(shí)間t由表得鉆孔的基本時(shí)間為lw l fl1tm -fn式中，lw一工件切削部分長(zhǎng)度，單位為 mmlf一切入量，單位mm l fd mocos r 3 ；211超入量，單位mm, 1i(2 4)mm :已知 1w =66mm,取11dm cos r23mmc 1153= cos 3 =9mm所以，加工2個(gè)孔所用基本時(shí)間