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1、機械制造技術基礎 課程設計 題 目：操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及 3* C 11 孔鉆削夾具設計 班級：姓名：學號：指導教師：完成日期: 任務書 一、設計題目：操縱桿支架機械加工工藝規(guī)程及3* 11孔鉆削夾具 設計 、原始資料 （1）被加工零件的零件圖 ⑵生產(chǎn)類型：（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 所加 1張 1張 1 . 工的零件圖 2 ?毛坯圖 3 .編制機械加工工藝過程卡片 1套 4 .編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片1套 5 .繪制夾具裝配圖60或人1） 1張 6 ?繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師

2、為學生指定 需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7 .課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內(nèi)容。 （約 5000-8000 字） 1 份 四、進度安排 本課程設計要求在3周內(nèi)完成。 1 .第I?2天查資料，繪制零件圖。 2 .第3?7天，完成零件的工藝性分析，確定毛坯的類型、制造方法，編制機 械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。 第在第第第第 F4 5 6 7 溝 8?10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師圭同意的前 提下，進行課程設計的下一步）。 11?13天，完成夾具裝配圖的繪制。 14?15天，零件圖的繪制。 16?

3、18天，整理并完成設計說明書的編寫。 19天?21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯 五、指導教師評語 該生設計的過程中表現(xiàn)，設計內(nèi)容反映的基本概念及計算，設計方案，圖紙表達，說明書撰寫，答辯表現(xiàn)。 綜合評定成績： 指導教師 摘要 機械制造技術基礎課程設計是我們?nèi)跁髮W所學的《機械制造技術基 礎》、《機械制造裝備設計》等知識后，將理論與實踐相結(jié)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。 這次設計的是操縱桿支架，包括工件零件圖、夾具體零件圖、毛 坯 圖、夾具裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首 先我們要熟悉零件和

4、了解其作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零 件圖上各端 面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定支架的工藝路線 圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。 本次的課程設計，決定設計第二道工序一一鉆底面孔系，夾具通 過一 個固定V形塊、一個擺動壓塊、四個支承板共同限制5個自由度，靠螺栓 螺桿夾緊。鉆模板與A面之間保持一定間距，設計出來的鉆模板要保證3- ①11的孔間距及孔徑。 由于本人設計水平所限錯誤和欠妥之處懇請老師批評指正。 Abstract Course desig n for mecha ni cal manu facture tech no logy is mixed the

5、 Un iversity nma nu facturi ng tech no logy"，"desig n of mecha nical manu facturi ng equipme nt” and other kno wledge, the comb in atio n of theory and practice of the comprehe nsive use of professi onal kno wledge training, and we will do the graduati on desig n to con duct a comprehe nsive trainin

6、g and preparati on. This design is the joystick support, including the part drawing, assembly draw ing bla nk map, each one, machi ning process card and process card each one.First of all we should be familiar with and understanding of its role.Then, according to parts of nature and map parts of th

7、e surface rough ness to determ ine the dime nsions of the bla nk and the mach ining allowa nce.The final formulati on of ste nt tech no logy roadmap, the formulation of the workpiece clamping scheme, draw the jig assembly draw ing. The curriculum design, decided to design a second step - Holes dril

8、led bottom fixture through a fixed V-block, a swing briquetting, four support plate to cap the five degrees of freedom by bolts screw clamping. Maintain a certain distance between the drilling template with the A side, drilling template designed to ensure that the 3-① 11 hole spacing and aperture A

9、s I design is limited by errors and defects to teacher criticism. 目錄 1 .零件的分析 6 1.1 零件的作用 6 1.2 零件的工藝分析 6 2 .工藝規(guī)程設計 6 2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法 6 2.2 基面的選擇 7 2.3 制訂工藝路線 7 2.4 工藝路線的比較與分析 8 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 2.6 確定切削用量及基本工時 9 3、夾具的設計 12 3.1 問題的提出 12 3.2 夾具設計 13 4、設計感言： 14 參考文獻 15 1 .零

10、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3-①11孔用螺栓固定在底座上，操 縱桿 用①20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) 2-① 20 孔， (2)支架底面 (3) 36槽 (4) 3-① 11 孔 此零件外形較小，圖中除2■①20孑L,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(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

11、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，硬度HB163-229，零件年產(chǎn)量為 10000件，已達大批生產(chǎn)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(chǎn)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?；孢x擇得正確與合理，可以 使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，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(chǎn)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

12、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 為銃底面時要保證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A及3-①11孑L。 2.3 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(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

13、。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 工序I 鉆銃2-0)20孔。 工序U 粗精銃底面A。 工序川 鉆底面3-①11孑L。 工序W 銃36槽。 工序V 檢查 (2)工藝路線方案二 工序］粗精銃底面A。 工序U 鉆底面3-①11孑L。 工序川 銃36槽。 工序W 鉆銃2-0)20孔。 工序V 檢杳 (3)工藝路線方案三 工序］ 粗精銃底面A。 工序U 錢36槽。 工序川 鉆銃2-0)20孔。 工序W 鉆底面3-①11孑L。 工序V 檢杳 2.4 工藝路線的比較與分析 上述三個工藝方案的特點在于：方案一是先

14、加工出 2-①20孑L,再以其為基 準，加工出底面，而后以底面為基準，加工底面3-①11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3-①11孔，36槽，及2-0)20孔，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 2-0)20孔，最后以36槽與①20做定位基準加工3-①11孑L。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■①20孔，再以2-①20 孔為基準加工底面，而后又以底面為基準，加工另外兩組尺寸，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

15、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： 工序I以兩個R20外毛坯面做為粗基準，粗精銃底面A。選用X53立式 銃床及 專用夾具加工。 工序U以底面A為基準，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-①11孑L,其中2 個孔做為后續(xù)工藝定位孔，按工藝尺寸加工。選用 Z3063鉆床及專用鉆模。 工序〃 I以底面A及2■①11孔，一面兩銷定位，加工36槽。選用X63臥式銃 床及專用夾具加工。 工序W以一面兩銷定位，鉆銃2.①20孔。選用X53立式銃床及專用夾具 加工 工序V終檢 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “操縱桿

16、支架”零件材料為HT150,硬度HB163-229,生產(chǎn)類型為大批生 產(chǎn)，采用精鑄件毛坯。 根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸 及 毛坯尺寸如下： (1 )底面(A面) 根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表5?5，鑄件最大尺寸三120,確定底面 毛 坯機械加工余量為3mm。粗精銃一次加工完成到尺寸。 (2) 3 ■① 11 為工藝孔，加工時按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆較完成。 10.5高速 鋼鉆頭鉆出10.5的孔，再高速鋼機用錢刀錢.11的孔。 (3) 36槽 根據(jù)手冊表5-5，確定毛坯余量3mm。粗精銃一次完成。 (4) 2■① 20 孔

17、 根據(jù)手冊表5?58,先用鉆頭鉆孔至①19,再用①20鍵刀加工。 (5) 確定切削用量及基本工時 工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額 Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中： Td一是指但見時間定額 Tj一是指基本時間(機動時間) ，通過計算求得 Tf一是指輔助時間，一般取(15?20) %; Tj與Tf和稱為作業(yè)時間 Tb一是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的(2-7) %估算 Tx—是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間(2-4) %估算 Tz—是準備與終結(jié)時間，大量生產(chǎn)時，準備與終結(jié)時間忽略不計 N一是指一批零件的個數(shù)

18、工序I銃底面A (1)加工條件 工件材料：HT150，鑄件 加工要求：粗精銃底面A。 機床：XK7150數(shù)控銃床。 刀具：采用成都成量工具有限公司的面銃刀刀柄及立裝式立銃刀， 刀具直徑 160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。 (2)計算切削用量 毛坯加工余量為3mm左右，根據(jù)《組合機床切削用量計算》表9, Vc選 60m/min，f=0.3 mm/r。 (3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速 n=Vc 1000 / x Dc=60x1 000 3.14x160=119r/min 按機床說明書，與119r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為95r/min 所以實際切削速度v

19、=47.728r/min (4)計算切削工時 t =4.2min 工序U 以底面為基準，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上 3-①11工藝孔。 (1)加工條件 工件材料：HT150，鑄件。 加工要求：鉆錢3-①11孔。 機床：Z3063鉆床。 刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑①105較刀選取高速鋼機用錢刀①11H9 (2)計算切削用量 ①先用①10.5鉆頭鉆底孔。 根據(jù)《組合機床切削用量計算》表1選取f=0.20mm/r,v=20m/min 所以 n=1000v/D =1000x20 3.14x10.5=606r/min 按機床選取n=630r/min 實際切削速度v

20、=20.77 m/min ②用①11H9錢刀進行錢孔 根據(jù)《組合機床切削用量計算》表6,選取f=0.5 mm/r,v=6m/min 所以 n=1000v / 3.14x11.=173.7r/min 按機床選取n=200r/min 實際切削速度v=6.9 m/min (3)計算切削工時 鉆削一孔：t= 0.72min 一削一孔:t= 1.8min 總切削時間：0.72 3+1.8 3=7.5min 工序川以底面及①11孔，一面兩銷定位，加工36槽。 (1)加工條件 工件材料：HT150，鑄件。 加工要求：銃36槽。 機床：X63臥式銃床。 刀具：選用可調(diào)式三面刃銃刀

21、，直徑①120,刀片767,加工鑄鐵件。 (2)計算切削用量 根據(jù)《組合機床切削用量計算》表9,選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r確定機床轉(zhuǎn) 速 n=VcX1000 n XDc=60x1000 3.14x120=159.2r/min 按機床說明書，與212.3 r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為150 r/min所以實際切削速度 v=56.52 m/min (3)計算切削工時， t=4min 工序W 以一面兩銷定位，鉆鋒2-①20孔 (1)加工條件 工件材料：HT150，鑄件。 加工要求：鉆銃2■①20孔。 機床：X53立式銃床。 刀具：采用鉆鋒的形式，先用①1

22、9高速鋼鉆頭鉆出底孔，再用①20鋒刀精 加工 ①先用①19鉆頭鉆底孔 根據(jù)《組合機床切削用量計算》表9,選取f=0.2 mm/r,v=40m/min 所以 n=1000v n D=1000x40 z 3.14x19.=670 r/min 按機床選取n=600r/min 實際切削速度v=35.796m/min ②用①20成型鋒刀進行鋒孔 根據(jù)《組合機床切削用量計算》選取f=0.15mm/r,v=70m/min 所以 n=1000v / nD=1000x70 3.14x20.=581 r/min 按機床選取n=600 r/min 實際切削速度v=37.68 m/min (3

23、)計算切削工時 鉆削時間：t =2.3 min 較削時間：t =1.2 min總切削時間:t=3.5 min 工序V檢查 3、夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第二道工序鉆底面孔系。本夾具將用于Z3063 鉆床。刀具為一把①10.5的高速鋼鉆頭，①11H9的高速鋼機用錢刀，對工件的3- ①11孔進行加工。采用鉆模上面對刀塊對刀。選用GB/T 8045.1 ——1999固定鉆 套通過鉆模固定在夾具體上，保證加工過程中孔的被加工的位置精度。 3.1 問題的提出 本夾具主要用來鉆工件上3-①11的孔成，孔加工通

24、，先用①10.5 的鉆頭粗鉆后再用①11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應考慮如何 提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準。 3.2 夾具設計 （1）定位基準的選擇 前期方案分析過程中，是將36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圓弧定 位工件的前后，A面緊貼鉆模板使其按要求加工，設計出來的鉆模板要保證3-①11 的孔間距及孔徑，還要照顧到毛坯36Hl 2槽的加工余量不至于后序加工不出來。 （2）切削力及夾緊力計算 CF ap XF yF UF qF WF e （見《切削手冊》表3.28） d ?F WF 其中，Cf =650，ap

25、=3.1mm，xf =1.0 , fz =0.08mm) yr =0.72， ae=40mm （在 加工面上近似測量值），5 =0.86，d0=225mm, qp=0.86， wf =0， z=20 所以 650 3. 1。^ 7240 0%=1456N 225086 由于是垂直銃削，所以水平分力=0N 垂直分力=1456N 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=KK2&K4其中K為基 本安全系數(shù)1.5 心為加工性質(zhì)系數(shù)1.15 Ka為刀具鈍化系數(shù)1.1 《為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 O 所以 F =KFH=1.5X 1.15X 1.1 X 1.1 X 1456=31

26、97.5N 2KT sin 0t Wk= ……防止工件繞軸線轉(zhuǎn)動所需夾緊力 m a Dj （1 sin 3） （為摩擦系數(shù)，：,為90,） （4）夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，夾具的實用性及 勞動強度也要考慮在內(nèi)。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓 緊力也不大，所以沒有必要使用氣動或液 壓夾緊，手動壓緊就可以滿足需要。 夾具上裝有鉆模板，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合 使用）；同時，夾決定設計第二道工序一一鉆底面孔系。鉆床夾具的裝配圖及夾具 體零件圖見附錄。 4、設計感言： 這次的課程設計

27、，我們真正的做了一次設計人員，由方案的出臺、查表、計算 到夾具的設計，都由我們自己獨立思考親自操作完成的。在這次課設過程中，漸漸 能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，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。我們重溫了《機 械制造技術基礎》、制圖的課本知識，第一次感受到了運用所學的知識來指導實踐 所帶來的快樂，同時也培 養(yǎng)了我們分析問題和解決問題的能力。親手設計夾具（或 量具）的訓練，提高我們結(jié)構設計的能力，也算是為以后的工作提前進行了適應。 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

28、立工作能力。 更重要的是，在此過程當中，可以總結(jié)出許多經(jīng)驗。我們明確了做為一個工程技 術人員應該具有的認真、嚴謹?shù)乃仞B(yǎng)。在以后的工作中，我們不僅僅交出了一份作品， 一份作業(yè)，更交出了一份安全，一份信任，一份責任。在以后的學習、工作當中，必 須重視負責的工作 態(tài)度和嚴謹?shù)膹臉I(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)；同時，更應重視團隊合作7加1 是可以大于2，一次次的對方案進行討論、修改，使我們的方案逐漸走上成熟，各種 疑問都得到了解決，團結(jié)合作是我們完成工作的保證。三周的課程設計是如此短暫， 但在此過程中所學到的東西將指引我們以后的學習工作。 參考文獻 《金屬機械加工工藝人員手冊》 《機械工人切削手冊》 《機床夾具零件及部件》 準化辦公室 《組合機床設計》 《機械設計師實用手冊》 《機械設計手冊》 《機械零件設計手冊》 組編 《中國機械設計大典》 《金屬切削手冊》 《機床夾具設計手冊》 中國機械工程協(xié)會編委會 上海市金屬切削技術協(xié)會編 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組 北京第一 通用機械廠編 中國第一拖拉機工程機械公司技術標 大連組合機床研究所1973年編 天津科學技術出版社 化學工業(yè)出版社 東北大學《機械零件設計手冊》編寫 楊黎明主編