操縱桿支架說明書

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1、 課 程 設 計 說 明 書 題 目： 設計“操縱桿支架”零件的機械加工工藝規(guī)程 學生姓名： 王曉東 班 級： 機制五班 學 號： 23 0 / 25 目 錄 1、零 件 的 分 析 1 1.1

2、 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 2、工 藝 規(guī) 程 設 計 1 2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法 1 2.2 基面的選擇 1 2.3選擇加工方法 2 2.4 制訂工藝路線 2 2.5 工藝路線的分析 2 2.6 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 3 （一）確定加工余量 3 （三）確定毛坯基本尺寸 3 （四）繪制毛坯簡圖 3 2.7 確定切削用量及基本工時 4 （一）工序05（粗銑底面A）切削用量及基本時間的確定 4 （二）工序10（粗銑36槽）切削用量及基本時間的確定 6 （三）工序15（鉆3xΦ11）切削用量及基本時間的確定 8 （四）工序20（鉆

3、通孔）切削用量及基本時間的確定 10 （五）工序25（精鏜孔）切削用量及基本時間的確定 12 參考文獻 14 1、零 件 的 分 析 1.1 零件的作用 題目所給定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。 1.2 零件的工藝分析 操縱桿支架共有4組加工表面，分析如下： （1）2-Φ20孔， （2）支架底面 （3）36槽 （4）

4、3-Φ11孔 此零件外形較小，圖中除2-Φ20孔，公差要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據現(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。 2、工 藝 規(guī) 程 設 計 2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法 操縱桿支架材料為灰鐵件，牌號HT150，零件年產量為10000件，已達大批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產率、保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，

5、加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （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54±0.5，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。精基準選擇為底面及3-Φ11孔。 2.3選擇加工方法 （1）平面的加工 平面加工的方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等

6、。由于本零件對所加工表面粗糙度要求都不高。由表5-11，根據GB/T 1804-2000規(guī)定，選用中等級（m），相當于IT13級，故可考慮粗車或粗端銑，根據零件的結構特點，選用端銑加工方式。 （2）孔的加工 孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。3-Φ11為工藝孔，加工時按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆鉸完成。2-Φ20的要求較高，根據手冊表5-48，先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工。 2.4 制訂工藝路線 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。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能 性機床配以專用工

7、夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案 工序Ⅰ 粗精銑底面A。 工序Ⅱ 鉆底面3-Φ11孔。 工序Ⅲ 銑36槽。 工序Ⅳ 鉆銑2-Φ20孔。 工序Ⅴ 檢查 2.5 工藝路線的分析 本方案是先加工出底面，再以底面為基準，加工出底面3-Φ11孔， 36槽，及2-Φ20孔，這種方案基準統(tǒng)一。先加工出底面，后續(xù)加工都已底面定位，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。因此，我們選用本方案做為操縱桿支架的加工路線： 工序Ⅰ 以兩個R20外毛坯面做為粗基準，粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具

8、加工。 工序Ⅱ 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，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。選用Z3040鉆床及專用鉆模。 工序Ⅲ 以底面及2-Φ11孔，一面兩銷定位，加工36槽。選用X63臥式銑床及專用夾具加工。 工序Ⅳ 以一面兩銷定位，鉆銑2-Φ20孔。選用X53立式銑床及專用夾具加工 工序Ⅴ 終檢。 2.6 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 （一）確定加工余量 操縱桿支架的材料為HT200，抗拉強度，采用砂型機器造型，且為批量生產。由表5-2知，鑄鋼件采用砂型機器造型時，鑄件的尺寸公差為CT8-CT12級，此處選為CT9級。由

9、表5-3選擇加工余量為H級，根據機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸由表5-4可查得個加工表面余量如下表： 表1-1 加工表面 參考 加工余量/mm 備注 底面（A面） 表5-4 0.7 粗銑一次完成 3-Φ11 表5-19 無 鉆鉸完成 2-Φ20孔 表5-19 無 先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工 36槽 表5-4 0.7 粗銑一次完成 （二）確定毛坯基本尺寸 加工表面的的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取得相應加工余量即可，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

10、寸/mm 12 0.7 12.7 Φ11 0 Φ11 Φ20 0 Φ20 36 1.4 37.4 （三）確定毛坯基本尺寸 由表5-1，選用CT7級查的各鑄件加工尺寸公差如表3-3所示： 表3-3 毛坯尺寸/mm 公差/mm 標注 結果 12.7 0.78 37.4 1 （四）繪制毛坯簡圖 根據以上內容及砂型鑄件的有關標準與規(guī)定，繪制毛坯簡圖，如圖3-1： 如圖3-1 毛坯簡圖 2.7 確定切削用量及基本工時 (一) 工序05（粗銑底面A）切削用量及基本時間的確定 1.切削用量

11、本道工序是粗銑端面，已知加工材料為HT200，，機床為XA5032型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù) 。根據表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度銑削被吃刀量。 （1）確定每齒進給量 根據表5-13知XA5032型立式銑床的主電機功率為7.5kw,查表5-24知當工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標準和耐用時度 根據表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時，經插值的端銑

12、刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍的標準所經歷的總切削時間。 （3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉速范圍是 根據XA5032機床的標準主軸轉速，由表5-13選取n=60r/min,則實際銑削速度為 工作臺每分鐘進給量為 根據表5-13中工作臺標準縱向進給量，選取，則實際每齒進給量為 （4）校驗機床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計算公式如下： 式中。所以，銑削梨

13、為 XA5023銑床主電機功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時間 根據表5-33知，的端銑刀對銑削的基本時間為 式中， —工件銑削部分長度，單位為mm； —切入行程長度，單位為mm，； —切出行程長度，單位mm； —工作臺每分鐘進給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長度。所以，基本時間為 （二）工序10（粗銑36槽）切削用量及基本時間的確定 1.切削用量 本道工序是粗銑端面，已知加工材料為HT200，，機床為XA5032型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)。根據表5

14、-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度銑削被吃刀量。 （1）確定每吃進給量 根據表5-13知XA5032型立式銑床的主電機功率為7.5kw,查表5-24知當工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標準和耐用時度 根據表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時，經插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍的標準所經歷的總切削時間。 （3）確

15、定切削速度和工作臺每分鐘進給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉速范圍是 根據XA5032機床的標準主軸轉速，由表5-13選取n=60r/min,則實際銑削速度為 工作臺每分鐘進給量為 根據表5-13中工作臺標準縱向進給量，選取，則實際每齒進給量為 （4）校驗機床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計算公式如下： 式中。所以，銑削梨為 XA5023銑床主電機功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時間 根據

16、表5-33知，的端銑刀對銑削的基本時間為 式中， —工件銑削部分長度，單位為mm； —切入行程長度，單位為mm，； —切出行程長度，單位mm； —工作臺每分鐘進給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長度。所以，基本時間為 （三）工序15（鉆3xΦ11）切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆3個Φ11mm的孔，所選用機床為Z3025搖臂鉆床。根據表5-19知選取d=11mm,l=94mm,莫氏圓錐號為2的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據表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0.8mm，耐用度T=45min。 1

17、. 切削用量 （1） 確定背吃刀梁鉆孔時，，故可取=5mm。 （2） 確定進給量按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑，工件材料為HT200SH時，根據表5-50，鉆頭進給范圍mm/r.根據表5-51，選取。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） 確定切削速度v 根據表5-52的計算公式 式中，。因本例的加工的條件與該公式應用條件不完全相同，故對切削速度進行修正，由表5-53得：根據刀具耐磨度T=45min，得修正系數(shù)k;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)；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以

18、根據Z3025機床標準主軸轉速，由表5-54選取n=315m/min,實際轉速為： （4）校驗機床功率 由表5-55，查的轉矩T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)灰鑄鐵無；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 所以鉆孔時的轉矩為 切削功率為 由表5-14知，Z3025機床主軸的最大轉矩 ，主電機功率。由于 ，故選用的切削用量可以用。最后確定的切削用量為 =5mm 2.基本時間 由表5-57的鉆孔的基本時間為 式中，—共建切削部分長度，單位為mm；

19、 —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=14mm, ==5.83mm 所以，加工3個空所用基本時間為 =3=3=0.35min （四）工序20（鉆通孔）切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆2個通孔，所用機床為Z3025搖臂鉆床。根據表5-19知選取，莫氏圓錐號為2號的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據表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 鉆孔時，。 （2）確定進給量 按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑，工件材料為 鑄鋼且時，根據表5-50，進給量取值范圍為0.70~

20、0.86mm/r。由于鉆孔后不用絲錐攻螺紋，以及鉆孔深度小于直徑，不用乘修正系數(shù)。根據Z3025機床標準進給量，查表5-51，選取 。 （3）確定切削速度 根據表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：根據道具耐用度，得修正系數(shù)；工件材料，得修正系數(shù)為；道具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以 根據Z3025機床標準主軸轉速，由表5-54選取，實際轉速為 （4）校驗機床功率 由表5-55，查得轉矩和切削功率計算公式如下： 式中，，，

21、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 所以鉆孔時的轉矩為 切削功率為 由表5-14知，Z3025機床主軸最大轉矩，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 （五）工序25（精鏜孔）切削用量及基本時間的確定 本工序為精鏜

22、孔，機床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YG60硬質合金刀具，根據加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑鏜刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為8mm的圓形鏜刀。由表5-40知，鏜刀合理耐用度為。 1. 切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知精鏜時雙邊加工余量為1mm,精鏜后孔直徑為，故單邊余量為0.5mm，即。 （2）確定進給量 對于精加工，根據表5-42，按照CA6140機床的進給量值，選取 。 （3）確定切削速度 根據表5-43的計算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工

23、條件與該公式應用條件不完全相同，故需根據表5-32對鏜削速度進行修正：根據刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據工件材料，得修正系數(shù)為；根據毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YG60，得修正系數(shù)；主偏角，經插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，根據CA6140機床上的主軸轉速選擇，則實際切削速度為 （4）檢驗機床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與 刀具耐用度有關的修正系數(shù)，與工件材料有關的修正系數(shù)，鏜孔相對于外圓縱車時的修正系數(shù)，與主偏角相關的修正系數(shù)；與前角有關的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切

24、削力為 切削功率為 根據表5-46知：CA6140機床主電機功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時間 由表5-47得鏜孔的基本時間為 式中，——切削加工長度，單位為mm； ——刀具切人長度，單位為mm，； ——刀具切入長度，單位為mm，； ——單件小批量生產時的試切附加長度，單位為mm； ——進給次數(shù)。 已知，，，，，，。所以，基本時間為 參考文獻 [1] 王棟主編，《機械制造工藝學課程設計指導書》，北京：機械工業(yè)出版社，2010 [2] 王先逵主編，《機械制造工藝學》，第二版，北京：機械工業(yè)出版社，2006 [3] 王先逵，《機械制造工藝學手冊》，第二版，北京：機械工業(yè)出版社，2007 [4] 王蘭美主編，《畫法幾何及工程制圖》，北京：機械工業(yè)出版社，2002 [5] 成大先主編，《機械設計手冊》，第五版，北京：化工工業(yè)出版社，2007