2022年操纵杆支架加工工艺规程设计及钻孔夹具设计.docx

机械制造技术基础课程设计说明书设计题目： × 零件地机械加工工艺规程及工艺装备设计设 计 者：指导老师：×年×月 ×日操纵杆支架加工工艺规程设计及钻孔夹具设计[摘要 ]此次设计是对拨叉零件地加工工艺和夹具设计，其零件为铸件，外形较小，除 2-Φ 20孔公差要求较严特别，其它加工面公差要求较低，并且无位置度要求，但是为了满意装配性能，依据现场实际，在加工过程中要制定工艺基准，并制定出工艺公差，利用工艺基准来加工后续工序 .[关键词 ] 操纵杆支架 加工工艺 专用夹具 设计目录第一章 序言 ............................................ 3其次章 零件地分析 ....................................... 42.1 零件地作用 42.2 零件地工艺分析 4第三章 工艺规程设计 ...................................... 43.1 确定毛坯制造形式 43.2 挑选定位基准 53.3 挑选加工方法 53.5 制订工艺路线 53.6 确定加工余量及毛坯尺寸 73.7 工序设计 73.8 确定切削用量和基本时间 8第四章 夹具设计 ........................................ 114.1 接受设计任务、明确加工要求 114.2 确定定位方案、挑选定位原件 114.3 确定加紧方案、设计夹紧机构 124.4 确定导向方案和导向元件 124.5 夹详细设计 134.6 夹具精度分析 134.7 绘制夹具装配图，标注有关尺寸和技术要求 13结 论 .................................................. 14第一章 序言机械制造工艺学课程设计是我们融会高校所学地《机械制造工艺学》、《机械制造装备设计》等学问后，将理论与实践相结合对专业学问地综合运用训练，并且为我们以后做好毕业设计进行一次综合训练和预备 .通过机械制造工艺学课程设计，应当得到下述各方面锤炼：1、能娴熟地运用机械制造工艺学地基本理论和夹具设计原理地学问，正确地解决一个零件在加工中地定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题地方法，培育分析问题和解决问题地才能 .2、通过对零件某道工序地夹具设计，学会工艺装备设计地一般方法 .通过亲自设计夹具（或量具）地训练，提高结构设计地才能 .3、课程设计过程也是理论联系实际地过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我们解决工程实际问题地独立工作才能 .其次章 零件地分析2.1 零件地作用题目所给定地零件是汽车换挡部分地操纵杆支架，它地主要作用是固定操纵杆，使其在行驶过程中坚固牢靠 .零件上地 3-Φ11孔用螺栓固定在底座上，操纵杆用 Φ20地定位销固定在支架上，并且在换挡时依靠利用 36槽轨迹不会引起偏差 .2.2 零件地工艺分析操纵杆支架共有 4组加工表面，分析如下：（ 1） 2-Φ20孔，（ 2）支架底面（ 3） 36槽（ 4） 3-Φ11孔此零件外形较小，图中除 2-Φ20孔，公差要求较严特别，其它加工面公差要求较低，并且无位置度要求，但是为了满意装配性能，依据现场实际，在加工过程中要制定工艺基准，并制定出工艺公差，利用工艺基准来加工后续工序 .第三章 工艺规程设计3.1 确定毛坯制造形式零件地轮廓尺寸不大，故可采纳精铸件，这从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应当地 .3.2 挑选定位基准定位基准地挑选是工艺规程制订中地重要工作，它是工艺路线是否正确合理地前提 .正确与合理地挑选定位基准，可以确保加工质量，缩短工艺过程，简化工艺装备结构与种类、提高生产率 .（ 1）粗基准地挑选：对于零件而言，尽可能挑选不加工表面为粗基准 .而对于有如干个不加工表面地工件， 就应以与加工表面要求相对位置精度较高地不加工表面做粗基准 .由于铣底面时要保证54±0.5，所以以 2-R20 外圆表面为粗基准 .（ 2）精基准地挑选：精基准地挑选有利于保证加工精度，并使工件装夹便利 .在挑选时，主要应当考虑基准重合、基准统一等问题 .当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算 .精基准挑选为底面及 3-Φ11孔.3.3 挑选加工方法3.3.1 平面地加工平面地加工方法许多，有车、刨、铣、磨、拉等 .对于本支架，底端面地粗糙度要求Ra25um，精度要求较低 .故挑选端铣加工方式 .3.3.2 孔地加工孔地加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等 .对于本支架， 3-Φ11地孔为工艺孔，所以选用钻床加工地方式 .2-Φ11地孔，由于精度要求较为严格，因此选用立式铣床钻铣加工 .3.3.3 槽地加工槽地加工方式有铣、磨、电火花等 .对于本支架，考虑到经济性地要求，选用铣床加工 .3.4 制订工艺路线制订工艺路线地动身点，应当是使零件地几何外形、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理地保证 .在生产纲领已确定为大批生产地条件下，可以考虑采纳万能性机床配以 专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率 .除此之外，仍应当考虑经济成效，以便使生产成本尽量下降 .1）工艺路线方案一工序Ⅰ 钻铣 2-Φ20孔. 工序Ⅱ 粗精铣底面 A. 工序Ⅲ 钻底面 3-Φ11孔. 工序Ⅳ 铣36槽.工序Ⅴ 检查（2） 工艺路线方案二 工序Ⅰ 粗精铣底面 A.工序Ⅱ 钻底面 3-Φ11孔.工序Ⅲ 钻铣 2-Φ20孔.工序Ⅳ 铣36槽.工序Ⅴ 检查（3） 工艺路线方案三 工序Ⅰ 粗精铣底面 A. 工序Ⅱ 铣36槽.工序Ⅲ 钻铣 2-Φ20孔. 工序Ⅳ 钻底面 3-Φ11孔. 工序Ⅴ 检查上述三个工艺方案地特点在于：方案一是先加工出 2-Φ20孔，再以其为基准，加工出底面，而后以底面为基准，加工底面 3-Φ11孔及 36槽.方案二是先加工出底面，再以底面为基准，加工出底面 3-Φ11孔， 2-Φ20孔及 36槽，这种方案基准统一 .方案三是先加工出底面，再以底面为基准，加工出 36槽及 2-Φ20孔，最终以 36槽与 Φ20做定位基准加工 3-Φ11孔.三种方案相比较，可以看出，方案一中，先以毛坯底面为粗基准，加工出 2-Φ20孔，再以 2-Φ20孔为基准加工底面，而后又以底面为基准，加工另外两组尺寸，由于中间变换了定位基准，不利于基准统一原就 .方案二，先加工出底面，后续加工都已底面定位，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高 .而方案三也存在与方案一同样地弊端 .因此，我们选用方案二做为操纵杆支架地加工路线：工序Ⅰ 以两个 R20外毛坯面做为粗基准，粗精铣底面 A. 选用 X53 立式铣床及专用夹具加工 .工序Ⅱ 以底面为基准，侧边采纳帮助支撑，加工底面上 3-Φ11孔，其中 2个孔做为后续工艺定位孔，按工艺尺寸加工 .选用 Z3040 钻床及专用钻模 .工序Ⅲ 以一面两销定位，钻铣 2-Φ20孔.选用 X53 立式铣床及专用夹具加工 .工序Ⅳ 以底面及 2-Φ11孔，一面两销定位，加工 36槽.选用 X63 卧式铣床及专用夹具加工.工序Ⅴ 终检.3.5 确定加工余量及毛坯尺寸“操纵杆支架 ”零件材料为灰铸铁，硬度 HB163-229HBW[2] ，生产类型为大批生产，采纳精铸件毛坯 .依据上述资料及加工工艺，分别确定各加工表面地机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）底面（ A 面）依据《金属机械加工工艺人员手册》表 5-5[9] ，铸件最大尺寸≦ 120，确定底面毛坯机械加工余量为 3mm. 粗精铣一次加工完成到尺寸 .（2） 3-Φ11为工艺孔，加工时按工艺尺寸加工，直接在零件上钻铰完成 .（3） 36槽依据手册表 5-5，确定毛坯余量 3mm.粗精铣一次完成 .（4） 2-Φ20孔依据手册表 5-58，先用钻头钻孔至 Φ19，再用 Φ20镗刀加工 .3.6 工序设计3.6.1 挑选加工设备挑选加工设备即挑选机床类型 .由于已经依据零件地势状、精度特点，挑选了加工方法，因此机床地类型也随之确定 .至于机床地型号，主要取决于现场地设备情形 .如零件加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率 .初步挑选各工序机床如下：1）工序Ⅰ铣底面 A ： XK7150 数控铣床2）工序Ⅱ加工底面上 3-Φ11工艺孔：机床： Z3040 钻床3）工序Ⅲ加工 36槽： X63 卧式铣床4）工序Ⅳ钻镗 2-Φ20孔： X53 立式铣床3.6.2 挑选夹具对于成批生产地零件，大多采纳专用机床家具 .在保证加工质量、操作便利、满意高效地前提下，也可部分采纳通用家具 .本机械加工工艺规程中全部工序均采纳了专用机床家具，需特地设计、制造 .3、刀具挑选在操纵杆地加工中，采纳了铣、钻、镗、等多种加工方式，与之相对应，初选刀具地情形如下：1） 工序Ⅰ 铣底面 A ：采纳成都成量工具有限公司地面铣刀刀柄及立装式立铣刀，刀具直径 φ160刀. 片材料 P/K ，型号 LZ1282 ，适用加工材料为铸铁等 .2） 工序Ⅱ 加工底面上 3-Φ 11工艺孔：钻头选取高速钢钻头，直径Φ 10.5，铰刀选取高速钢机用铰刀 Φ 11H93） 工序Ⅲ 钻镗 2-Φ20孔：采纳钻镗地势式，先用 Φ19高速钢钻头钻出底孔，再用 Φ20镗刀精加工 .4） 工序Ⅳ 加工 36槽：选用可调式三面刃铣刀，直径 Φ120,刀片 767， 加工铸铁件 .3.7 确定切削用量和基本时间工序Ⅰ 铣底面 A（ 1）加工条件工件材料： HT200 ，铸件加工要求：粗精铣底面 A. 机床： XK7150 数控铣床 .刀具：采纳成都成量工具有限公司地面铣刀刀柄及立装式立铣刀，刀具直径 φ160刀. 片材料 P/K，型号 LZ1282 ，适用加工材料为铸铁等 .（ 2）运算切削用量毛坯加工余量为 3mm左右，依据《组合机床切削用量运算》表 9[11] ， Vc 选60m / min , f 0.3mm / r .（ 3）确定机床主轴转速Vc X 1000601000π XDc3.14160n119 r/ min按机床说明书，与 119r / min 相近地机床转速为 95r / min所以实际切削速度 v 47.728r / min（ 4）运算切削工时t 4.2min工序Ⅱ 以底面为基准，侧边采纳帮助支撑，加工底面上 3-Φ11工艺孔 .（ 1）加工条件工件材料： HT200 ，铸件 .加工要求：钻铰 3-Φ11孔.机床： Z3040 钻床 .刀具：钻头选取高速钢钻头，直径 Φ10.5，铰刀选取高速钢机用铰刀 Φ11H9（ 2）运算切削用量① 先用 Φ10.5钻头钻底孔 .依据《组合机床切削用量运算》表 1[11] 选取 f 0.20。