操纵杆支架机械加工工艺规程制订

1、第一节序言2第二节零件分析22. 1零件的功用分析22. 2零件的工艺分析 2第三节机械加工工艺规程制定33. 1确定生产类型 33. 2确定毛坯制造形式 33. 3选择定位基准 33. 4选择加工方法 33. 5制定工艺路线 43. 6确定加工余量及毛坯尺寸 53. 7工序设计 63. 8确定切削用量和基本时间7结论 1213致谢 13参考文献第一节 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技术基础、 互换性与技术测量基础等知识后，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，我们应该得到下述各方面

2、锻炼：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论知识，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。第二节 零件分析2.1 零件的功用分析本次课程设计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

3、挡时依靠利用36槽轨迹不会引起偏2.2 零件的工艺分析从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、内孔、槽等。从而操纵杆支架共有4组加工表面：（1） 2- 20孔（ 2）支架底面 3） 3） 36槽 4） 3- 11孔此零件外形较小，图中除2-20孔，表面粗超度为Ra3.2umg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。第三节 机械加工工艺规程制定3.1 确定生产类型操纵杆支架材料为灰铸铁，牌号HT250， 零件年产量为10000件，已达大批生产的水平。3.2

4、确定毛坯制造形式毛坯选择的正确与否，不仅影响产品质量，而且对制造成本也有很大的影响，因此加工零件之前应首先选用正确合适的毛坯。由于灰铸铁不能选用锻造的方式得到，根据操纵杆支架的形状复杂，故毛坯类型应选用铸造方式得到。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。3.3 选择定位基准定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理的选择定位基准，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

5、表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。因为铳底面时要保证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。3.4 选择加工方法（ 1）平面的加工平面的加工方法很多，有车、刨、铣、磨、拉等。对于本支架，底端面的粗糙度要求Ra25um精度要求较低，故选择端铳加工方式。（ 2）孔的加工孔的加工方式有钻、扩、链、拉、磨等。对于本支架，3-11的孔为工艺孔， 所以选用钻床加工的方式。2-11的孔，由于精

6、度要求较为严格，因此选用立式 铣床钻铣加工。3）槽的加工槽的加工方式有铣、磨、电火花等。对于本支架，考虑到经济性的要求，选用铣床加工。36槽的表面粗糙度要求Ra12.5um， 公差等级为12级， 精度要求较低，故选择粗铣加工方式即可。3.5 制定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I钻铳2-20孔。n粗精铳底面am钻底面3-11孔。IV 铳36槽。V 检查

7、（ 2）工艺路线方案二I粗精铳底面An钻底面3-11孔。m钻铳2-20孔。IV 铳36槽。V 检查（ 3）工艺路线方案三I粗精铳底面An铳36槽。m钻铳2-20孔。IV 钻底面3-11孔。V 检查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，2-20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2-20孔，最后 以36槽与20故定位基准加工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，

8、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：I以两个R2改卜毛坯面做为粗基准，粗精铳底面A。n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。m 以一面两销定位，钻铳2-20孔。IV 以底面及2-11孔，一面两销定位，加工36槽。V 终检。3.6 确定加工余量及毛坯尺寸（一）确定加工余量

9、“操纵杆支架”零件材料为灰铸铁,硬度HB163-229HBW生产类型为成批生 产，采用精铸件毛坯。根据查表知，灰铸铁采用砂型铸造机器造型时，灰铸铁尺 寸公差为CT8-CT12,此处选为CT9K。又根据查表选择加工余量为 锹，根据 机械加工后铸件的最大轮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备注底面2.2粗讥次兀成36的槽2.2粗讥次兀成3- 11无钻、较完成2-20孔无钻、扩、较、精较完成（二）确定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所小：零件尺寸/mm单边加工余量/mm毛坯尺寸/mm122.214.2362.23

10、1.611002000（三）确定毛坯尺寸公差各铸件加工尺寸公差如下表所示:毛坯尺寸/mm公差/mm按“对称”标注结果/mm14.21.60.814.2 0.81.80.931.6 0.9（四）绘制毛坯简图根据以上内容及砂型铸造的有关标准与规定，绘制毛坯简图，如下图所示:3.7 工序设计（一）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。若零件加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。初步 选择各工序机床如下：工序05铳底面：数控铳床工序10 15 20加工底面3一11

11、工艺孔：摇臂钻床工序25 30 35 40力口工2-20孔：台式钻床工序45加工36槽：立式铳床（二）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，也可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序均 采用了专用机床家具，需专门设计、制造。（三）选择刀具：在操纵杆的加工中，采用了铳、钻、扩、较、等多种加工方式，与之相对应， 初选刀具的情况如下：工序05铳底面：采用面铳刀来进行加工，铳削深度为ap=2.2mm铳削宽度 约为12mm通过查表得：选用高速钢镶齿套式面铳刀，满足要求的铳刀直径 d=80mm 孔径 D=27mm 宽 L=36mm 齿数

12、Z=10=工序10 15 20加工底面3一11工艺孔：采用锥柄麻花钻头完成加工工序， 工序10采用d=10.5的高速钢锥柄麻花钻钻孔，工序15采用d=10.8的锥柄扩孔 钻扩孔，工序20采用d=11的钱刀钱孔。工序25 30 35 40加工2-20孔：工序20采用直柄麻花钻完成加工工序， 工序25采用d=19的高速钢直柄麻花钻钻孔，工序30采用d=19.5的锥柄扩孔钻， 工序35采用d=19.75的钱刀钱孔，工序40采用d=20的较刀精较孔。（四）选择量具：选择量具的原则是根据被测量对象的要求， 在满足测量精度的前提下，尽量 选用操作方便、测量效率高的量具。本零件属于成批生产，一般均采用通用量

13、具， 可以用游标卡尺。同时在条件允许的情况下，也可以设计专用量规，以量规的通 端和止端测量零件加工的极限偏差，这可以显著的提高测量效率。3.8 确定切削用量和基本时间（一）工序30 （扩2一20mm勺通孔）切削用量及基本时间的确定本工序是扩2一20mmL,已知工件材料：HT20Q硬度200MPa,铸件。所用机床为Z3025摇臂钻床。根据表5-19知选取d=19.5mm , L=238高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据表5-48选择的麻花钻参数 30 ,2118 ,50 , f 12。由表5-49知，当d0 20mm时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.8mm,耐用度T 45min。1.切削用量(1)确

14、定背吃刀量appd. d 195 19ap 0.25mm,故可取 ap=0.25mmp 22p(2)确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径do=19.5mm,工件材料为铸钢且200MPa时，根据表 5-50,进给量f取值范围为0.700.86mm/r。因为孔的深度与孔的直径相差不多，故无需修正系数来修正。根据Z3025机床标准进给量,查表5-51,选取f0.8 mm./r。(3)确定切削速度V 根据表5-52的计算公式确定切削速度Cvd0VvmTf7 kv(m/mT ap f式中，Cv 12.9, zv 0.25,xv 0.1，yv 0.4,mv 0.125。因本例的加工条件与该公式应用

15、条件不完全相同，故需对切削速度进行修正，由表5-53得：根据刀具耐用度 T 45min ,得修正系数kTv 1.0;工件材料 b 200MPa ,得修正系数为kMv 1.0;刀具材料为高速钢，得修正系数ktv1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv0.87。所以kvkTvkMvktvkxv1.0 1.0 1.0 0.87 0.870.2512.9 19.5v mmm mm min =14.22 mm min450.125 0.250.1 0.80.25n 1000 14.22 r min =232.24 r min19.5根据Z3025机床标准主轴转速，由表5-54选取n 250r/min

16、 ,实际切削速度速为19.5 250 . m. min =15.3 m min 1000(4)校验机床功率由表5-55,查得转矩T和切削功率Pm计算公式如下:CTd(ZT f yTkT(N m)TvPm(kW)30d0式中，CT0.206,zT2.0, yT0.8 , kTkMTkXTkVBT ,由表5-56得：与加工材料有关的修正系数kMT1.0 ;与刃磨形状有关的修正系数kxT1.0 ；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT0.87。因此，总的修正系数为kT1.0 1.0 0.87 0.87所以钻孔时的转矩为T Crd(ZT f yT Kt = 0.206 19.52.0 0.80.8 0.87

17、 N.m=57N.m切削功率为Tvpm30d057 15.330 19.51.49(KW)由表5-14知，Z3025机床主轴最大转矩 Tm 196.2N m ,主电机功率 PE2.2kW。由于T Tm,Pm PE ,做选择的切削用量可用。最后所确定的切削用量为ap 9.5mm；f 0.8mm/r ；v 15.3m, min (n 250r. min).2.基本时间tm由表5-57得钻孔的基本时间为lw l f l1fn式中，lw 工件切削部分长度，单位为 mm;dml f切入量，单位为mm,l fcos r 2；2l1超出量，单位为mm,l1(2 4)mm；已知 lw 66mm , l f20

18、118cot 3mm 9mm, l1 3mm , f 0.8mm/r ,22n 250r/min 。所以，加工2个孔所用的基本时间为tm2tm66 9 3=0.78min0.8 250(二)工序35 (较2一20的孔)切削用量及基本时间的确定本工序是钱孔，已知工件材料：HT20Q硬度163229HBVV铸件。机床为摇臂钻床，所选用d=2R L=238的锥柄高速钢钱刀，查表得其几何参数为k.51 .切削用量(1)确定背吃刀量ap:apdw d220 19.7520.125 mm(2)确定进给量f :按照加工要求决定进给量。钱刀直径do 20mm工件材料为HT200寸，根据表知:钱刀进给选取f0.

19、10mm/r。因为孔的深度与孔的直径相差不多，故无需修正系数来修正。(3)计算和选择切削速度兴：计算公式为：vCvd： kv式中 v-切削适度/ (m/min)Tmapxfyv v查表得：cv 15.6,zv 0.2, xv 0.1,yv 0.5,m 03ap 0.125mm根据刀具耐磨度T=45min ,得修正系数 k” 1.0;工件材料b =200MPa ,得修正系数为kmv 1.0 ;刀具材料为高速钢，得修正系数ktv 1.0 ；与钱孔切削深度有关的系数kapv 1.0；钻孔深度三3do ,得与钻孔深度有关的系数klv 1.0；钢件状态为热轧的，得钻孔时钢料状态有关的系数ksv 1.0；

20、则有：kvkTvkmvksvktvkapvklv1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0所以:vTmapv f15.6 19.750.2 _0.3- -CL。 c MS450.1250.21.0m min =24.89 m min日口 1000v1000 24.89 :.n r. min 401.35 r. mind019.75根据Z3025机床标准主轴转速，由查表选取 n=400r/min ,19.75 n 19.75 n 八 .头际切削速度为：v24.8 m： min10001000(4)校验机床功率：查表得转矩T和切削功率Pm满足要求，故切削用量可以用。2 .基本时间t由表

21、得钻孔的基本时间为lw 1 f l1tmrfn式中，lw一工件切削部分长度，单位为 mmd1f切入重，单包 mm l f -cos r 3;211超入量，单位 mm, 11(24)mm:已知 1w =66mm,dm八 115o1 f cos r 3= cos 3=7.56mm 222取 11 3mm所以，加工2个孔所用基本时间为c 1w 1f 11 c 66 7.56 3 .t=2tm 2 =2 min 1.91minfn0.2 400(三)工序40 (较2一20的孔)切削用量及基本时间的确定本工序是钱孔，已知工件材料：HT20Q硬度163229HBWV铸件。机床为摇臂钻床，所选用 d=19.

22、75、L=238的锥柄高速钢钱刀，查表得其几何参数为 kr 5 O 1.切削用量(1)确定背吃刀量ap：dw d 19.75 19ap 0.125 mmp 22(2)确定进给量f :按照加工要求决定进给量。钱刀直径de 19.75mm工件材料为HT200寸，根据表知：钱刀进给选取f 0.20 mm/r。因为孔的深度与孔的直径相差不多，故无需修 正系数来修正。(3)计算和选择切削速度外:计算公式为：vCvd：kv式中 v-切削适度/ (m/min)Tmapxfyv查表得：Cv 15.6,Zv 0.2,Xv 0.1, yv 0.5,m 0.3,ap 0.125mm根据刀具耐磨度 T=45min ,

23、得修正系数kTv 0.87 ;工件材料 b =200MPa ,得修正系数为kmv 1.0 ；刀具材料为高速钢，得修正系数ktv1.0 ；与钱孔切削深度有关的系数1.0;钢件状态为热kapv 1.0；钻孔深度三3do ,得与钻孔深度有关的系数klv轧的，得钻孔时钢料状态有关的系数 ksv1.0;则有:kvkTvkmvksvktvkapvklv0.87 1.0 1.0 1.01.0 1.0 0.87所以:v Tmap/f yv15.6 200.2450.3 0.1250.1 0.20.51.0 m min =21.7 m. min1000 V 1000 21.7d020r min 345.7 r. min根据Z3025机床标准主轴转速，由查表选取 n=400r/min ,实际切削速度为：v 更逛100020 400 ,25.12 m. min1000(4)校验机床功率:查表得转矩T和切削功率Pm满足要求，故切削用量可以用。2.基本时间t由表得钻孔的基本时间为lw l fl1tm -fn式中，lw一工件切削部分长度，单位为 mmlf一切入量，单位mm l fd mocos r 3 ；211超入量，单位mm, 1i(2 4)mm :已知 1w =66mm,取11dm cos r23mmc 1153= cos 3 =9mm所以，加工2个孔所用基本时间