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1、郑州科技学院机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“操纵杆支架”零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容：1.零件图1张2. 毛坯图1张3. 机械加工工艺过程卡1份4. 机械加工工序卡1份5. 夹具设计装配图1张6. 夹具体零件图1张7. 课程设计说明书1份班 级： 机制本9班学 号： 201333265指导教师： 杨晨教研室主任：2016年4月 13日目录1、零件的分析31.1零件的作用31.2零件的工艺分析32、工艺规程设计32.1选择毛坯种类并确定制造方法32.2基面的选择32.3选择加工方法42.4制订工艺路线42.5机械加工余量及毛坯尺寸的确定5（一）确定加工余量5（二）确定毛坯基本尺寸
2、5（三）绘制毛坯简图52.6工序设计6（一）选择加工设备与工艺设备62.7确定切削用量及基本工时7（一）工序05 （粗铣底面A）切削用量及基本时间的确定7（二）工序10 （粗铣36槽）切削用量及基本时间的确定9（三）工序15 （钻3x011）切削用量及基本时间的确定11（四）工序20 （钻2xO19mm通孔）切削用量及基本时间的确定14（五）工序25 （精镗20mm孔）切削用量及基本时间的确定163、夹具设计193.1接受设计任务、明确加工要求193.2确定定位方案、选择定位元件193.3确定加紧方案、设计夹紧机构203.4确定导向方案和导向元件203.5夹具体设计21设计心得22参考文献23
3、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3X011孔用螺栓固定在底座上，操 纵杆用0 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) 2X020 孔，(2) 支架底面(3) 36 槽(4) 3X011 孔此零件外形较小，图中除2X020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。
4、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。而对于有若十个不加工表 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
5、时要保证540.5,所以以2XR20外圆表面为粗基准。(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3X011孔。2.3选择加工方法(1) 平面的加工平面加工的方法很多，有车、刨、铣、磨、拉等。由于本零件对所加工表面 粗糙度要求都不高。由表5-11，根据GB/T 1800-2009规定，选用中等级(m)， 相当于IT13级，故可考虑粗车或粗端铣，根据零件的结构特点，选用端铣加工 方式。(2) 孔的加工孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。3X011为工艺
6、孔，加工时按工艺 尺寸加工，直接在零件上钻铰完成。2X020的要求较高，根据手册表5-49，先 用钻头钻孔至019，再用020镗刀加工。2.4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。工艺路线方案工序05 粗铣底面。工序10 粗铣36槽。工序15 钻底面3X011孔。工序20 钻2X019孔。工序25 精镗2X6 20孔工序30 去毛刺工序35 检查25机械加工余量及毛坯
7、尺寸的确定（一）确定加工余量操纵杆支架的材料为HT150,抗拉强度 b = 200MPa，采用砂型机器造型， 且为批量生产。由表5-2知，铸钢件采用砂型机器造型时，铸件的尺寸公差为 CT8-CT12级，此处选为CT9级。由表5-3选择加工余量为F级，根据机械加工 后铸件的最大轮廓尺寸由表5-4可查得个加工表面余量如下表：表1-1加工表面多考加工余量/mm备注底面（A面）表5-41粗铣一次完 成3X011表 5-1911钻铰完成2X0 20 孔表 5-195先用钻头钻 孔至019，再用0 20镗刀加工36槽表5-41粗铣一次完 成（二）确定毛坯基本尺寸加工表面的的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取得
8、相应加工余量即可，所得毛坯尺寸如表3-2所示：表3-2零件尺寸/mm加工余量/mm毛坯尺寸/mm12113011110110 205015（三）绘制毛坯简图根据以上内容及砂型铸件的有关标准与规定，绘制毛坯简图，如图3-1：如图3-1毛坯简图R1026工序设计（一）选择加工设备与工艺设备1.选择加工设备选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择 了加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的 设备情况。若零件的加工余量较大，加工材料又硬，有必要校验机床功率。选择 加工设备要考虑加工经济精度。最终选择的机床，其经济精度应与零件表面的设 计要求相适应，
9、初步选定各工序机床如下:（1）工序05、10粗铣：X5032A型立式铣床，主要技术参数见表5-13（2）工序15、20钻孔：Z3025摇臂钻床，主要技术参数见表5-14、（3）工序25精镗：用CA6140卧式车床2.选择夹具对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、 满足高效的前提下，亦可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序均 采用了专用机床夹具，需专门设计、制造。3选择刀具（1）铣刀工序05、10中底面A、36槽采用面铣刀来进行加工。工序05 中要求铣削深度为ap = 7心，工序10要求铣削深度为七=.7*，铣削宽度 均为aw = 92mm。根据表515,
10、选用高速钢镶齿套式面铣刀。由表5-16知所需铣刀直径75-90mm。查表5-17知，满足加工要求的铣刀直径 d = 80,孔径D = 27,宽L = 36,齿数Z = 10。（2）钻刀从零件要求和加工经济性考虑，采用锥柄麻花钻头完成加工工序。 工序15中，采用麻花钻，由表5-19知，选用d=11mm,l=94mm,莫氏圆锥号为2 的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。工序20中，采用麻花钻，由表5-19知，选用 d =19mm，1 = 233，莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。（3）镗刀在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金工具。加工钢质零件 可采用YG类硬质合金，此处为精镗孔加工采用YG60
11、，刀具参数为主偏角kr = 45， 杆部直径为8mm的圆形镗刀进行加工。2.7确定切削用量及基本工时（一）工序05 （粗铣底面A）切削用量及基本时间的确定1. 切削用量本道工序是粗铳端面，已知加工材料为HT200，尸200a，机床为 X5032A型立式铳床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铳刀，其参数 d = 80,孔径。=27，宽L = 36齿数z =10。根据表5-26确定铣刀角度，选择前 角y0 = 10o，后角a0 = 12o，主偏角k = 50。，螺旋角P = 10o。 已知铳 削宽度 aw= 92mm僦削背吃刀量广0.7mm。（1）确定每齿进给量af根据表5-13知XA5032型立式铳床
12、的主电机功 率为7.5kw，查表5-24知当工艺系统刚性中等、镶齿端铳刀加工铸铁时，其每齿 进给量af = 023mm /乙。由于本工序被吃刀量和铳削宽度较小，故选择最大 的每齿进给量。a = 0.3mm / z（2）选择铳刀磨钝标准和耐用时度 根据表5-28，用高速钢镶齿端铳刀 粗加工铸剑时，选择铳刀后刀面磨损极限值为2.0mm，查表5-29知铳刀直径 d=80mm时，经插值的端铳刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的 刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标准所经历的总切削时间。(3)确定切削速度和工作台每分钟进给量vf查表5-30知，高速钢铣刀铣削速度为15 25m/min，
13、则所需铣床主轴转速范围是1000vn = 38.2 63.7r /min兀d根据XA5032机床的标准主轴转速，由表5-13选取n=60r/min，则实际铣削速度为v = xx6 m / min = 15.04m / min 1000工作台每分钟进给量为v = fn = a zn = 0.3 x 10 x 60mm / min = 180mm / min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取vf = 150mm/min，则实际每齿进给量为a = = 5 = 0.25mm / z f zn 10 x 60(4)校验机床功率 由表5-31和表5-32知，铣削力Fz和铣削功率m计算公式如下:F
14、C a xF a yF a uF z( )zd qFnwFfzP = F (kW)m 60 x 103式中 c= 650，n。uf=0.86, *, %=。.86。所以，铣 削梨为F C a xF a yF a uF zzd qFnwFFZ650 x 0.71 x 0.250.72 x 920.86 x 10800.86=1890.8( N)Pm - 60 】1031891.1x15.0860 x103=0.47(kW)X5023A铣床主电机功率为7.5kW。故选用切削用量合适。最后的切削用量为a = 0.7mmpa = 0.3mmv = 60mm / minv = 0.25m / s2. 基本时间）根据表5-33知，K r 9。00的端铣刀对铣削的基本时间为t = lw +11 +12 m vf式中；lw 一工件铣削部分长度单位为mm；4切入行程长度，单位为mm,；， -、 al = 0.5（d _，、, d 2 _ a 2） + pi00 wtankrl2 切出行程长度，单位mm；vf 工作台每分钟进给量，单位为mm/min。已知f 60 mm /min, lw = 92 mm。由表5-34查的切入切出行程长度l1 + 12 = 22mm。所以，基本时间为t =丝=1.5 minm 60（二）工序10（粗铣36槽）切削用量及基本时间的确定1.切削用
