機械制造技術(shù)課程設(shè)計-操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及銑底面夾具設(shè)計【全套圖紙】 .pdf

機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 題 目：操縱桿支架加工工藝及操縱桿支架加工工藝及 底面銑削夾具設(shè)計底面銑削夾具設(shè)計 班 級： 加工 09-1 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012-9-10 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 i 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、設(shè)計題目一、設(shè)計題目: 操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及銑床卡具設(shè)計（銑操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及銑床卡具設(shè)計（銑 底面）底面） 二、原始資料二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1 張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料三、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(shè)計夾具對應(yīng)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(dǎo)教 師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體） 。 1 張 7課程設(shè)計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設(shè) 計全部內(nèi)容。 （約 5000-8000 字） 1 份 四、進度安排四、進度安排 本課程設(shè)計要求在 3 周內(nèi)完成。 1第 l2 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(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師 溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)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(shè)計說明書的編寫。 7第 19 天21 天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯 五、指導(dǎo)教師評語五、指導(dǎo)教師評語 該生設(shè)計的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計內(nèi)容反映的基本概 念及計算 ，設(shè)計方案 ，圖紙表達 ， 說明書撰寫 ，答辯表現(xiàn) 。 綜合評定成績：綜合評定成績： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 日日 期期 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 ii 摘摘 要要 機械制造工藝課程設(shè)計是在我們完成了全部基礎(chǔ)課、技 術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習(xí)之后進行的。 這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜 合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我 們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 通過本次課程設(shè)計，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉： 1.能熟練運用機械制造工藝設(shè)計中的基本理論以及在生 產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的 定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證 零件的加工質(zhì)量。 2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當獲 得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合 理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 3.學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種 資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 iii abstract mechanical manufacturing technology course design is in our completed all basic course, technology basic course, most professional course and took part in the production practice of after. this is our graduation design in the course to learn before a further comprehensive review, is also a theory with practice training, therefore, it in our four year university life occupies an important position. through this curriculum design, should have the following various aspects of exercise: 1. able to skillfully use mechanical manufacturing process design of the basic theory and production practice in middle school to practice knowledge, properly solve a part in the processing of positioning, clamping and process route arrangement, process to determine size and so on, and ensure the quality of parts processing. 2. improve the ability to structure design. through the fixture design training, should be given according to be processing parts processing requirements, design the high efficiency, energy saving, economic reasonable and can 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 iv guarantee the machining quality of the ability of fixture. 3. learn how to use manual and chart material. master and this design related material name, origin, can skillfully use. 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 v 目目 錄錄 1、零件分析 （1） 1.1 零件的作用（1） 1.2 零件的工藝分析（1） 2、工藝規(guī)程的設(shè)計 （1） 2.1選擇毛坯種類并確定制造方法 （1） 2.2 基面的選擇（1） 2.3 制訂定工藝路線（2） 2.4工藝路線的比較與分 （3） 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確（4） 2.6 確定切削用量及基本工時 （4） 3、夾具的設(shè)計 （7） 3.1 問題的提出（7） 3.2 夾具設(shè)計的有關(guān)設(shè)計（7） 4、設(shè)計感言 （9） 5、參考文獻（10） 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 1 1.零零 件件 的的 分分 析析 1.1 支架的的作用支架的的作用 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 支架的技術(shù)要求支架的技術(shù)要求 操縱桿支架共有 4 組加工表面，分析如下： （1）支架底面 （2）2- 20 孔 （3）36 槽 （4）3- 11 孔 該零件外形較小、形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的支座類零件。為實現(xiàn)換 擋的功能，其 2- 20 孔，公差要求較嚴格，但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。 1.3 支架的工藝性支架的工藝性 分析零件圖可知，支架的底面、內(nèi)壁均要求切削加工。底座鑄造時中心較 低，可減少切削加工面積，且底座無位置精度要求，做粗基準。2- 20 孔外壁 有角度，鉆削時需防止鉆偏。3- 11 孔僅作為螺栓的通過孔，精度要求不高。 故整個零件可用普通加工設(shè)備加工，最后精鏜 2- 20 孔 1.4 支架的生產(chǎn)類型支架的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：q=800 臺/年，m=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率%和廢 品率%分別取 3%和 0.5%。代入公式（1- 1）得 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 2 n=800 臺/年1 件/臺（1+3%）（1+0.5%）=8281.2/年 由表 1- 4 知，該支架的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)；該支架重為 3.5kg，由表 1- 3 知， 該支架屬輕型零件。 2.工工 藝藝 規(guī)規(guī) 程程 設(shè)設(shè) 計計 2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法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 8000 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(yīng)該的。 2.2 基面的選擇基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(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。 因為銑底面時要保證 12- 1.10，所以以底座上表面為粗基準。 （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(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 進行尺寸換算。精基準選擇為底面 a 及 3- 11 孔。 2.3 制制訂訂工藝工藝路線路線 制訂工藝路線的出發(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)成本盡量下降。 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 3 （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 2.4 工藝路線的比較與分析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 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 4 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 以底座上表面做為粗基準， 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(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 a 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(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 ram=3mm。又根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計指導(dǎo) 書的公式（2- 1） ，最終機械加工的尺寸 f=12，鑄件公差 ct=1.10，得：鑄件 毛胚的基本尺寸 r=12+3+1.1 0=16.10 mm 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。 （3）36 槽 又根根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表 5- 5，確定槽的機械加工余量為 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 5 ram=3mm。再根據(jù) 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計指導(dǎo)書的公式 r=f- 2ram- ct/2，最終機械加工的尺寸 f=36，公差等級 ct=0.25，得：鑄件毛 胚的基本尺寸 r=36+23+0.25/2=42.125 mm 粗精銑一次加工完成到尺寸。 （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 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=601000 3.14160=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。 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 6 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(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=10006 3.1411.=173.7r/min 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+1.83=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=vc1000 dc=601000 3.14120=159.2r/min 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 7 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/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 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=100040 3.1419.=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(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=100070 3.1420.=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(shè)計、夾具的設(shè)計 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 8 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(shè)專 用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商， 決定設(shè)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(yīng)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(shè)計夾具設(shè)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(shè)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+0.046=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(shè)計及操作的簡要說明 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 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 9 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