操纵杆支架20序课程设计说明书

目 录序言1、零件的分析1.1 零件的作用1.2 零件的工艺分析2、工艺规程设计2.1 选择毛坯种类并确定制造方法2.2 基面的选择2.3 制订定工艺路线2.4 工艺路线的比较与分析2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.6 确定切削用量及基本工时3、夹具设计3.1问题的提出3.2夹具设计序 言机械制造工艺学课程设计是我们融会大学所学的机械制造工艺学、机械制造装备设计等知识后，将理论与实践相结合对专业知识的综合运用训练，并且为我们以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。通过机械制造工艺学课程设计，应该得到下述各方面锻炼：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，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的独立工作能力。河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸 1、零 件 的 分 析1.1 零件的作用题目所给定的零件是汽车换挡部分的操纵杆支架，它的主要作用是固定操纵杆，使其在行驶过程中牢固可靠。零件上的3-11孔用螺栓固定在底座上，操纵杆用20的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。1.2 零件的工艺分析操纵杆支架共有4组加工表面，分析如下：（1）2-20孔，（2）支架底面（3）36槽（4）3-11孔此零件外形较小，图中除2-20孔，公差要求较严格外，其它加工面公差要求较低，并且无位置度要求，但是为了满足装配性能，根据现场实际，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。2、工 艺 规 程 设 计2.1 选择毛坯种类并确定制造方法操纵杆支架材料为灰铁件，牌号HT150，零件年产量为10000件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用精铸件，这从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对于有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。因为铣底面时要保证540.5，所以以2-R20外圆表面为粗基准。 共 页第 1 页河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸 （2）精基准的选择：精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。精基准选择为底面及3-11孔。2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用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，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）工艺路线方案一工序 钻铣2-20孔。工序 粗精铣底面A。工序 钻底面3-11孔。工序 铣36槽。工序 检查（2）工艺路线方案二工序 粗精铣底面A。工序 钻底面3-11孔。工序 铣36槽。工序 钻铣2-20孔。工序 检查（3）工艺路线方案三工序 粗精铣底面A。工序 铣36槽。工序 钻铣2-20孔。工序 钻底面3-11孔。工序 检查 共 页第 2 页河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸 2.4 工艺路线的比较与分析上述三个工艺方案的特点在于：方案一是先加工出2-20孔，再以其为基准，加工出底面，而后以底面为基准，加工底面3-11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3-11孔， 36槽，及2-20孔，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2-20孔，最后以36槽与20做定位基准加工3-11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2-20孔，再以2-20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，不利于基准统一原则。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的弊端。因此，我们选用方案二做为操纵杆支架的加工路线：工序 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 以底面为基准，侧边采用辅助支撑，加工底面上3-11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 以底面及2-11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 以一面两销定位，钻铣2-20孔。选用X53立式铣床及专用夹具加工工序 终检。 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “操纵杆支架”零件材料为45钢，硬度HB163-229，生产类型为大批生产，采用精铸件毛坯。根据上述资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）底面（A面）根据金属机械加工工艺人员手册表5-5，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）3-11为工艺孔，加工时按工艺尺寸加工，直接在零件上钻铰完成。 共 页第 3 页河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸 （3）36槽根据手册表5-5，确定毛坯余量3mm。粗精铣一次完成。（4）2-20孔根据手册表5-58，先用钻头钻孔至19，再用20镗刀加工。2.6 确定切削用量及基本工时工序 铣底面A（1）加工条件工件材料：HT150，铸件加工要求：粗精铣底面A。机床：XK7150数控铣床。刀具：采用成都成量工具有限公司的面铣刀刀柄及立装式立铣刀，刀具直径160。刀片材料P/K，型号LZ1282，适用加工材料为铸铁等。（2）计算切削用量毛坯加工余量为3mm左右，根据组合机床切削用量计算表9，Vc选60m/min，f=0.3 mm/r。（3）确定机床主轴转速n=VcX1000 XDc=60x1000 3.14x160=119r/min按机床说明书，与119r/min相近的机床转速为95r/min所以实际切削速度v=47.728r/min（4）计算切削工时t =4.2min 共 页第 4 页河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸 3、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第一道工序铣底面A的铣床夹具。本夹具将用于X63卧式铣床。刀具为三面刃铣刀一把。3.1问题的提出本夹具主要用来铣工件上底面A，余量约4mm左右，粗铣一次即可完成。在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。3.2夹具设计（1）定位基准的选择因为是第一道工序，加工精度不高，只能选择一个粗基准，采用两个支撑板定位进行加工，主要的是设计出的夹具需要定位迅速可靠。（2）切削力及夹紧力计算 夹紧力就等于手作用在螺旋杆上的力。（3）定位误差分析（A）定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为两个支撑板。底座支撑板产生的X（Y）方向定位误差=0.043+0.043+0.006=0.092mm，能满足加工要求。Y（X）向可不考虑。底面定位基准重合，不存在基准不重合误差和位移误差。两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差为：=2=2cot（0.092+0.092）/2l）=0.063。即=0.031。满足加工要求。（4）夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，夹具的实用性及劳动强度也要考虑在内。本零件是精铸件，余量较小，切削力不是太大，需要的压紧力也不大，所以没有必要使用气动或液压夹紧，手动压紧就可以满足需要。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。铣床夹具的装配图及夹具体零件图见附图。 共 页第 5 页河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸 参考文献金属机械加工工艺人员手册 金属机械加工工艺人员手册修订组机械工人切削手册 北京第一通用机械厂 编机床夹具零件及部件 中国第一拖拉机工程机械公司技术标准化办公室组合机床设计 大连组合机床研究所1973年编机械设计师实用手册 天津科学技术出版社机械设计手册 化学工业出版社机械零件设计手册 东北大学机械零件设计手册编写组 编中国机械设计大典 中国机械工程协会 编委会金属切削手册 上海市金属切削技术协会 编 共 页第 6 页评语指导教师职 称 年 月 日课程设计指导教师评语课程设计答辩评语评语答 辩 成 绩 辩 组长 签 字时 间年 月 日