操縱桿支架的機械加工工藝規(guī)程制訂

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1、目 錄 第一節(jié) 序言……………………………………………………………2 第二節(jié) 零件分析………………………………………………………2 2. 1 零件的功用分析………………………………………………2 2. 2 零件的工藝分析………………………………………………2 第三節(jié) 機械加工工藝規(guī)程制定………………………………………3 3. 1 確定生產(chǎn)類型…………………………………………………3 3. 2 確定毛坯制造形式……………………………………………3 3. 3 選擇定位基準…………………………………………………3 3. 4 選擇加工方法……………

2、……………………………………3 3. 5 制定工藝路線…………………………………………………4 3. 6 確定加工余量及毛坯尺寸……………………………………5 3. 7 工序設計………………………………………………………6 3. 8 確定切削用量和基本時間……………………………………7 結論 ……………………………………………………………………12 致謝 ……………………………………………………………………13 參考文獻 ………………………………………………………………13 第一節(jié) 序 言 機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁髮W所學

3、的《機械制造技術基礎》、《互換性與技術測量基礎》等知識后，將理論與實踐相結合對專業(yè)知識的綜合運用訓練，并且為我們以后做好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程設計，我們應該得到下述各方面鍛煉： 1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。 3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。

4、 第二節(jié) 零件分析 2.1 零件的功用分析 本次課程設計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-Φ11孔用螺栓固定在底座上，操縱桿用Φ20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。 2.2 零件的工藝分析 從零件圖上可以看出，標有表面粗糙度符號的表面有平面、內(nèi)孔、槽等。從而操縱桿支架共有4組加工表面： （1）2-Φ20孔 （2）支架底面 （3）36槽 （4）3-Φ11孔 此零件外形較小，圖中除2-Φ20孔，表面粗超度為Ra3.2um要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求

5、，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。 第三節(jié) 機械加工工藝規(guī)程制定 3.1 確定生產(chǎn)類型 操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號HT250，零件年產(chǎn)量為10000件，已達大批生產(chǎn)的水平。 3.2 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，而且對制造成本也有很大的影響，因此加工零件之前應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雜，故毛坯類型應選用鑄造方式得到。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該的。

6、3.3 選擇定位基準 定位基準的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量，縮短工藝過程，簡化工藝裝備結構與種類、提高生產(chǎn)率。 （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540.5，所以以2-R20外圓表面為粗基準。 （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，主要應該考慮基準重合、基準統(tǒng)一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選

7、擇為底面及3-Φ11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、刨、銑、磨、拉等。對于本支架，底端面的粗糙度要求Ra25um，精度要求較低，故選擇端銑加工方式。 （2）孔的加工 孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-Φ11的孔為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。2-Φ11的孔，由于精度要求較為嚴格，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。對于本支架，考慮到經(jīng)濟性的要求，選用銑床加工。36槽的表面粗糙度要求Ra12.5um，公差等級為12級，精度要求較低，故選擇粗銑加工方式即可。 3.5 制定工藝

8、路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(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，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1）工藝路線方案一 Ⅰ 鉆銑2-Φ20孔。 Ⅱ 粗精銑底面A。 Ⅲ 鉆底面3-Φ11孔。 Ⅳ 銑36槽。 Ⅴ 檢查 （2）工藝路線方案二 Ⅰ 粗精銑底面A。 Ⅱ 鉆底面3-Φ11孔。 Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。 Ⅳ 銑36槽。 Ⅴ 檢查 （3）工藝路線方案三 Ⅰ 粗精銑底

9、面A。 Ⅱ 銑36槽。 Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。 Ⅳ 鉆底面3-Φ11孔。 Ⅴ 檢查 上述三個工藝方案的特點在于：方案一是先加工出2-Φ20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-Φ11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-Φ11孔，2-Φ20孔及36槽，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-Φ20孔，最后以36槽與Φ20做定位基準加工3-Φ11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-Φ20孔，再以2-Φ20孔為基準加工底面，而后又以底面為基準，加工另外兩組

10、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： Ⅰ 以兩個R20外毛坯面做為粗基準，粗精銑底面A。 Ⅱ 以底面為基準，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11孔，其中2個孔做為后續(xù)工藝定位孔，按工藝尺寸加工。 Ⅲ 以一面兩銷定位，鉆銑2-Φ20孔。 Ⅳ 以底面及2-Φ11孔，一面兩銷定位，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 “操縱桿支架”零件材料為灰

11、鑄鐵，硬度HB163-229HBW，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用精鑄件毛坯。根據(jù)查表知，灰鑄鐵采用砂型鑄造機器造型時，灰鑄鐵尺寸公差為CT8—CT12級，此處選為CT9級。又根據(jù)查表選擇加工余量為G級，根據(jù)機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 粗銑一次完成 36的槽 2.2 粗銑一次完成 3-Φ11 無 鉆、 鉸完成 2-Φ20孔 無 鉆、擴、鉸、精鉸完成 （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加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示： 零件尺寸/mm 單邊

12、加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 12 2.2 14.2 36 2.2 31.6 Φ11 0 0 Φ20 0 0 （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“對稱”標注 結果/mm 14.2 1.6 0.8 14.20.8 1.8 0.9 31.60.9 （四）繪制毛坯簡圖 根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄造的有關標準與規(guī)定，繪制毛坯簡圖，如下圖所示： 3.7 工序設計 （一）選擇加

13、工設備： 選擇加工設備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現(xiàn)場的設備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。初步選擇各工序機床如下： 工序05 銑底面：數(shù)控銑床 工序10 15 20加工底面3—Φ11工藝孔：搖臂鉆床 工序25 30 35 40加工2-Φ20孔：臺式鉆床 工序45加工36槽：立式銑床 （二）選擇夾具： 對于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了專用機床家具，需專

14、門設計、制造。 （三）選擇刀具： 在操縱桿的加工中，采用了銑、鉆、擴、鉸、等多種加工方式，與之相對應，初選刀具的情況如下： 工序05 銑底面：采用面銑刀來進行加工，銑削深度為ap=2.2mm，銑削寬度約為12mm，通過查表得：選用高速鋼鑲齒套式面銑刀，滿足要求的銑刀直徑d=80mm，孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)Z=10。 工序10 15 20加工底面3—Φ11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的錐柄擴孔鉆擴孔，工序20采用d=11的鉸刀鉸孔。 工序25 30 35 40加工2-Φ20孔：工序20采用

15、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的錐柄擴孔鉆，工序35采用d=19.75的鉸刀鉸孔，工序40采用d=20的鉸刀精鉸孔。 （四）選擇量具： 選擇量具的原則是根據(jù)被測量對象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、測量效率高的量具。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具，可以用游標卡尺。同時在條件允許的情況下，也可以設計專用量規(guī)，以量規(guī)的通端和止端測量零件加工的極限偏差，這可以顯著的提高測量效率。 3.8 確定切削用量和基本時間 （一）工序30（擴2—Φ20mm的通孔）切削用量及基本時間的確定 本工序是擴2—Φ20

16、mm孔，已知工件材料：HT200，硬度200，鑄件。所用機床為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)。由表5-49知，當時，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為,耐用度 1. 切削用量 （1）確定背吃刀量 ，故可取=0.25mm。 （2）確定進給量 按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑=19.5mm，工件材料為 鑄鋼且時，根據(jù)表5-50，進給量取值范圍為0.70~0.86mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。根據(jù)Z3025機床標準進給量，查表5-51，選取0.8。 （3）確

17、定切削速度 根據(jù)表5-52的計算公式確定切削速度 式中，。因本例的加工條件與該公式應用條件不完全相同，故需對切削速度進行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐用度，得修正系數(shù)；工件材料，得修正系數(shù)為；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以 =14.22 =232.24 根據(jù)Z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取，實際切削速度速為 =15.3 （4）校驗機床功率 由表5-55，查得轉(zhuǎn)矩和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-56得：與加工材料有關的修正系數(shù);與刃磨形狀有關的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關的修正系數(shù)。因此，總的修正系數(shù)為

18、 所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為 =N.m=57N.m 切削功率為 由表5-14知，Z3025機床主軸最大轉(zhuǎn)矩，主電機功率。由于，做選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為 ； ； 2. 基本時間 由表5-57得鉆孔的基本時間為 式中，——工件切削部分長度，單位為mm; ——切入量，單位為mm，； ——超出量，單位為mm，； 已知，，，，。所以，加工2個孔所用的基本時間為 =0.78min （二）工序35（鉸2—Φ20的孔）切削用量及基本時間的確定 本工序是鉸孔，已知工件材料：HT200，硬度163—229HBW，鑄件。機床為搖臂鉆床，所選

19、用d=20、L=238的錐柄高速鋼鉸刀，查表得其幾何參數(shù)為。 1.切削用量 （1）確定背吃刀量： mm （2）確定進給量： 按照加工要求決定進給量。鉸刀直徑20mm，工件材料為HT200時，根據(jù)表知：鉸刀進給選取mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）計算和選擇切削速度： 計算公式為： 式中 -切削適度/（m/min） 查表得： 根據(jù)刀具耐磨度T=45min，得修正系數(shù);工件材料=200MPa，得修正系數(shù)為；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；與鉸孔切削深度有關的系數(shù)； 鉆孔深度≦，得與鉆孔深度有關的系數(shù)；鋼件狀態(tài)為熱軋的，得鉆孔時鋼料狀態(tài)有關

20、的系數(shù)；則有： 所以： =24.89 即： 401.35 根據(jù)Z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，由查表選取n=400r/min， 實際切削速度為：24.8 （4）校驗機床功率： 查表得轉(zhuǎn)矩T和切削功率滿足要求，故切削用量可以用。 2.基本時間 由表得鉆孔的基本時間為 式中，—工件切削部分長度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=66mm, ==7.56mm 取 所以，加工2個孔所用基本時間為 =2=1.91min （三）工序40（鉸2—Φ20的孔）切削用量及基本時間的確定 本工序是鉸孔，已知工件材料：HT200，硬度1

21、63—229HBW，鑄件。機床為搖臂鉆床，所選用d=19.75、L=238的錐柄高速鋼鉸刀，查表得其幾何參數(shù)為。 1.切削用量 （1）確定背吃刀量： mm （2）確定進給量： 按照加工要求決定進給量。鉸刀直徑19.75mm，工件材料為HT200時，根據(jù)表知：鉸刀進給選取mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）計算和選擇切削速度： 計算公式為： 式中 -切削適度/（m/min） 查表得： 根據(jù)刀具耐磨度T=45min，得修正系數(shù);工件材料=200MPa，得修正系數(shù)為；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；與鉸孔切削深度有關的系數(shù)； 鉆孔深度≦，得與

22、鉆孔深度有關的系數(shù)；鋼件狀態(tài)為熱軋的，得鉆孔時鋼料狀態(tài)有關的系數(shù)；則有： 所以： =21.7 即： 345.7 根據(jù)Z3025機床標準主軸轉(zhuǎn)速，由查表選取n=400r/min， 實際切削速度為：25.12 （4）校驗機床功率： 查表得轉(zhuǎn)矩T和切削功率滿足要求，故切削用量可以用。 2.基本時間 由表得鉆孔的基本時間為 式中，—工件切削部分長度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=66mm, ==9mm 取 所以，加工2個孔所用基本時間為 =2=3.9min 結 論 這次課程設計讓我們熟悉和掌握了零件產(chǎn)品從設計到加

23、工的一套完整工藝路線，確定了操縱桿支架從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時的工藝過程，這需要綜合我們前階段所學習的機械制圖、互換性與測量技術、機械制造技術基礎等多門課程的知識，同時還要運用數(shù)學、力學等基礎學科知識以及設計手冊上的標準。在具體設計過程中，必須考慮到各個方面的問題，由于人為操作，外界誤差，在理論上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題，使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不合格。因此在設計中就必須考慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而且要考慮到更換容易，維修簡單。這次的工藝流程設計培養(yǎng)了我們制訂機械加工工藝規(guī)程的原則、步驟和方法，提高了對零件機械加工中影響質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的因素進行

24、綜合分析的能力。這次課程設計是我們熟悉出身社會的工作實踐，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎。 致 謝 這次的課程設計中遇到很多難題，通過老師的細心指導在圖書館查閱資料，最終解決了困難，順利完成這次課程設計，感謝廖京川老師在課程設計上給予我的指導和幫助。廖京川老師淵博的學識、敏銳的思維、民主而嚴謹?shù)淖黠L，使我受益匪淺，終生難忘。廖京川老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和對工作兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的精神將永遠激勵和鞭策我認真學習、努力工作。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設計能力。 參考文獻 [1]王 棟，李大磊.機械制造工藝學課程設計指導書[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010. [2]張茂.機械制造技術基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2010. [3]胡鳳蘭.互換性與技術測量基礎（第二版）.北京：高等教育出版社，2010. [4]楊叔子，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004. 13 / 13文檔可自由編輯打印