操纵杆支架机械加工工艺规程及3φ11孔钻削夹具设计

机械制造技术基础课程设计题目操纵杆支架机械加工工艺规程及311孔钻削夹具设计班级机电101班完成日期2013年7月3日任务书一、设计题目操纵杆支架机械加工工艺规程及311孔钻削夹具设计二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图1张2毛坯图1张3编制机械加工工艺过程卡片1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5绘制夹具装配图（A0或A1）1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约50008000字）1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第L2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。综合评定成绩指导教师日期摘要机械制造技术基础课程设计是我们融会大学所学的机械制造技术基础、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。这次设计的是操纵杆支架，包括工件零件图、夹具体零件图、毛坯图、夹具装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定支架的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。本次的课程设计，决定设计第二道工序钻底面孔系，夹具通过一个固定V形块、一个摆动压块、四个支承板共同限制5个自由度，靠螺栓螺杆夹紧。钻模板与A面之间保持一定间距，设计出来的钻模板要保证311的孔间距及孔径。由于本人设计水平所限错误和欠妥之处恳请老师批评指正。ABSTRACTCOURSEDESIGNFORMECHANICALMANUFACTURETECHNOLOGYISMIXEDTHEUNIVERSITY“MANUFACTURINGTECHNOLOGY“,“DESIGNOFMECHANICALMANUFACTURINGEQUIPMENT“ANDOTHERKNOWLEDGE,THECOMBINATIONOFTHEORYANDPRACTICEOFTHECOMPREHENSIVEUSEOFPROFESSIONALKNOWLEDGETRAINING,ANDWEWILLDOTHEGRADUATIONDESIGNTOCONDUCTACOMPREHENSIVETRAININGANDPREPARATIONTHISDESIGNISTHEJOYSTICKSUPPORT,INCLUDINGTHEPARTDRAWING,ASSEMBLYDRAWINGBLANKMAP,EACHONE,MACHININGPROCESSCARDANDPROCESSCARDEACHONEFIRSTOFALLWESHOULDBEFAMILIARWITHANDUNDERSTANDINGOFITSROLETHEN,ACCORDINGTOPARTSOFNATUREANDMAPPARTSOFTHESURFACEROUGHNESSTODETERMINETHEDIMENSIONSOFTHEBLANKANDTHEMACHININGALLOWANCETHEFINALFORMULATIONOFSTENTTECHNOLOGYROADMAP,THEFORMULATIONOFTHEWORKPIECECLAMPINGSCHEME,DRAWTHEJIGASSEMBLYDRAWINGTHECURRICULUMDESIGN,DECIDEDTODESIGNASECONDSTEPHOLESDRILLEDBOTTOMFIXTURETHROUGHAFIXEDVBLOCK,ASWINGBRIQUETTING,FOURSUPPORTPLATETOCAPTHEFIVEDEGREESOFFREEDOMBYBOLTSSCREWCLAMPINGMAINTAINACERTAINDISTANCEBETWEENTHEDRILLINGTEMPLATEWITHTHEASIDE,DRILLINGTEMPLATEDESIGNEDTOENSURETHATTHE311HOLESPACINGANDAPERTUREASIDESIGNISLIMITEDBYERRORSANDDEFECTSTOTEACHERCRITICISM目录1零件的分析611零件的作用612零件的工艺分析62工艺规程设计721选择毛坯种类并确定制造方法722基面的选择723制订工艺路线724工艺路线的比较与分析825机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定926确定切削用量及基本工时103、夹具的设计1331问题的提出1332夹具设计134、设计感言14参考文献151零件的分析11零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311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。12零件的工艺分析操纵杆支架共有4组加工表面，分析如下（1）220孔，（2）支架底面（3）36槽（4）311孔此零件外形较小，图中除220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21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，硬度HB163229，零件年产量为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。22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5405，所以以2R20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A及311孔。23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220孔。工序粗精铣底面A。工序钻底面311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311孔。工序铣36槽。工序钻铣220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220孔。工序钻底面311孔。工序检查24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220孔，再以其为基准，加工出底面，而后以底面为基准，加工底面311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311孔，36槽，及220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220孔，最后以36槽与20做定位基准加工311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220孔，再以220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A为基准，侧边采用辅助支撑，加工底面上311孔，其中2个孔做为后续工艺定位孔，按工艺尺寸加工。选用Z3063钻床及专用钻模。工序以底面A及211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220孔。选用X53立式铣床及专用夹具加工工序终检。25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HT150，硬度HB163229，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55，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）311为工艺孔，加工时按工艺尺寸加工，直接在零件上钻铰完成。105高速钢钻头钻出105的孔，再高速钢机用铰刀铰11的孔。（3）36槽根据手册表55，确定毛坯余量3MM。粗精铣一次完成。（4）220孔根据手册表558，先用钻头钻孔至19，再用20镗刀加工。26确定切削用量及基本工时工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额TDTJTFTBTXTZ/N其中TD是指但见时间定额TJ是指基本时间（机动时间），通过计算求得TF是指辅助时间，一般取（1520）；TJ与TF和称为作业时间TB是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）估算TX是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（24）估算TZ是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计N是指一批零件的个数工序铣底面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，F03MM/R。（3）确定机床主轴转速NVC1000DC60X1000314X160119R/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V47728R/MIN（4）计算切削工时T42MIN工序以底面为基准，侧边采用辅助支撑，加工底面上311工艺孔。（1）加工条件工件材料HT150，铸件。加工要求钻铰311孔。机床Z3063钻床。刀具钻头选取高速钢钻头，直径105，铰刀选取高速钢机用铰刀11H9（2）计算切削用量先用105钻头钻底孔。根据组合机床切削用量计算表1选取F020MM/R,V20M/MIN所以N1000V1000X20314X105606R/MIND按机床选取N630R/MIN实际切削速度V2077M/MIN用11H9铰刀进行铰孔根据组合机床切削用量计算表6,选取F05MM/R,V6M/MIN所以N1000V1000X6314X111737R/MIND按机床选取N200R/MIN实际切削速度V69M/MIN（3）计算切削工时钻削一孔T072MIN铰削一孔T18MIN总切削时间072318375MIN工序以底面及11孔，一面两销定位，加工36槽。（1）加工条件工件材料HT150，铸件。加工要求铣36槽。机床X63卧式铣床。刀具选用可调式三面刃铣刀，直径120,刀片767，加工铸铁件。（2）计算切削用量根据组合机床切削用量计算表9,选取VC60M/MIN,F02MM/R确定机床转速NVCX1000XDC60X1000314X1201592R/MIN按机床说明书，与2123R/MIN相近的机床转速为150R/MIN所以实际切削速度V5652M/MIN（3）计算切削工时，T4MIN工序以一面两销定位，钻镗220孔（1）加工条件工件材料HT150，铸件。加工要求钻铣220孔。机床X53立式铣床。刀具采用钻镗的形式，先用19高速钢钻头钻出底孔，再用20镗刀精加工。先用19钻头钻底孔根据组合机床切削用量计算表9，选取F02MM/R,V40M/MIN所以N1000VD1000X40314X19670R/MIN按机床选取N600R/MIN实际切削速度V35796M/MIN用20成型镗刀进行镗孔根据组合机床切削用量计算选取F015MM/R,V70M/MIN所以N1000VD1000X70314X20581R/MIN按机床选取N600R/MIN实际切削速度V3768M/MIN（3）计算切削工时钻削时间T23MIN铰削时间T12MIN总切削时间T35MIN工序检查3、夹具的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，决定设计第二道工序钻底面孔系。本夹具将用于Z3063钻床。刀具为一把105的高速钢钻头，11H9的高速钢机用铰刀，对工件的311孔进行加工。采用钻模上面对刀块对刀。选用GB/T804511999固定钻套通过钻模固定在夹具体上，保证加工过程中孔的被加工的位置精度。31问题的提出本夹具主要用来钻工件上311的孔成，孔加工通，先用105的钻头粗钻后再用11H9的绞刀加工到尺寸。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，保证工艺要求孔距及孔径为下到序做基准。32夹具设计（1）定位基准的选择前期方案分析过程中，是将36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圆弧定位工件的前后，A面紧贴钻模板使其按要求加工，设计出来的钻模板要保证311的孔间距及孔径，还要照顾到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出来。（2）切削力及夹紧力计算见切削手册表3280FFXYUPZEQWCAFDN其中，650，31MM，10，008MM，072，40MM在加FPFXZFFYEA工面上近似测量值，086，225MM，086，0，Z20UDQFW所以7208665414N由于是垂直铣削，所以水平分力0N垂直分力1456N在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数KK1K2K3K4。其中K1为基本安全系数15K2为加工性质系数115K3为刀具钝化系数11K4为断续切削系数11。所以FKFH151151111145631975NWK防止工件绕轴线转动所需夹紧力2SIN1DT（为摩擦系数，为90）（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。夹具上装有钻模板，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，夹决定设计第二道工序钻底面孔系。钻床夹具的装配图及夹具体零件图见附录。4、设计感言这次的课程设计，我们真正的做了一次设计人员，由方案的出台、查表、计算到夹具的设计，都