機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題 目：操縱桿支架機(jī)械加工工藝規(guī)程及3* C 11孔鉆削夾具設(shè)計(jì)班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期:任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：操縱桿支架機(jī)械加工工藝規(guī)程及3* 11孔鉆削夾具設(shè)計(jì)、原始資料（1）被加工零件的零件圖生產(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(jī)械加工工藝過程卡片1套4 .編制所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)的那道工序的機(jī)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(gè)零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定 需繪制的零件圖，一般為夾具體）。1張7 .課程設(shè)計(jì)說明書，包括機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)全部?jī)?nèi)容。（約 5000-8000 字）1 份四、進(jìn)度安排本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。1 .第I2天查資料，繪制零件圖。2 .第37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(jī) 械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機(jī)械加工工序卡片。第在第第第第 F4 5 6 7 溝810天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫出草圖，與指導(dǎo)教師圭同意的前 提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。1113天，完成夾具裝配圖的繪制。1415天，零件圖的繪制。1618天，整理并完成設(shè)計(jì)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(dǎo)教師評(píng)語該生設(shè)計(jì)的過程中表現(xiàn)，設(shè)計(jì)內(nèi)容反映的基本概念及計(jì)算，設(shè)計(jì)方案，圖紙表達(dá)，說明書撰寫，答辯表現(xiàn)。綜合評(píng)定成績(jī)：指導(dǎo)教師摘要機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)大學(xué)所學(xué)的機(jī)械制造技術(shù)基 礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等知識(shí)后，將理論與實(shí)踐相結(jié)合對(duì)專 業(yè)知識(shí) 的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，并且為我們以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合 訓(xùn)練和準(zhǔn) 備。這次設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)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(shè)計(jì)，決定設(shè)計(jì)第二道工序一一鉆底面孔系，夾具通 過一 個(gè)固定V形塊、一個(gè)擺動(dòng)壓塊、四個(gè)支承板共同限制5個(gè)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(shè)計(jì)出來的鉆模板要保證3- 11的孔間距及孔徑。由于本人設(shè)計(jì)水平所限錯(cuò)誤和欠妥之處懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。AbstractCourse desig n for mecha ni cal manu facture tech no logy is mixed the 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 training 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 the 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 drilled 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- 11 hole spacing and apertureAs I design is limited by errors and defects to teacher criticism.目錄1 .零件的分析61.1 零件的作用61.2 零件的工藝分析62 .工藝規(guī)程設(shè)計(jì)62.1 選擇毛坯種類并確定制造方法62.2 基面的選擇72.3 制訂工藝路線72.4 工藝路線的比較與分析82.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定92.6 確定切削用量及基本工時(shí)93、夾具的設(shè)計(jì)123.1 問題的提出123.2 夾具設(shè)計(jì)134、設(shè)計(jì)感言：14參考文獻(xiàn)151 .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3-11孔用螺栓固定在底座上，操 縱桿 用20的定位銷固定在支架上，并且在換擋時(shí)依靠利用36槽軌跡不會(huì)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- 20 孔，(2)支架底面(3) 36槽(4) 3- 11 孔此零件外形較小，圖中除220孑L,公差要求較嚴(yán)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(chǎng)實(shí)際，在加工過程中 要制定工藝基準(zhǔn)，并制定出工藝公差，利用工藝基準(zhǔn)來加工后續(xù)工序。2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(hào) HT150，硬度HB163-229，零件年產(chǎn)量為 10000件，已達(dá)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(yīng)該的。2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)于有若干個(gè)不加工表 面 的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面做粗基準(zhǔn)。因?yàn)殂|底面時(shí)要保證54+ 0.5,所以以2-R20外圓表面為粗基準(zhǔn)。(2)精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該 考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行 尺寸 換算。精基準(zhǔn)選擇為底面A及3-11孑L。2.3 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技 術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮 采用 萬能性機(jī)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(yīng)當(dāng) 考慮經(jīng)濟(jì)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3-11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3-11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3-11孑L。工序V 檢杳2.4 工藝路線的比較與分析上述三個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工出 2-20孑L,再以其為基 準(zhǔn)，加工出底面，而后以底面為基準(zhǔn)，加工底面3-11孔及36槽。方案二是先加 工出底面，再以底面為基準(zhǔn)，加工出底面3-11孔，36槽，及2-0)20孔，這種方 案基準(zhǔn)統(tǒng)一。方案三是先加工出底面，再以底面為基準(zhǔn)，加工出36槽及2-0)20孔，最后以36槽與20做定位基準(zhǔn)加工3-11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(zhǔn)，加工出220孔，再以2-20孔為基準(zhǔn)加工底面，而后又以底面為基準(zhǔn)，加工另外兩組尺寸，由于中間變換了定 位基準(zhǔn)，不利于基準(zhǔn)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：工序I以兩個(gè)R20外毛坯面做為粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-11孑L,其中2 個(gè)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211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2.20孔。選用X53立式銃床及專用夾具 加工 工序V終檢2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“操縱桿支架”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(jī)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(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表55，鑄件最大尺寸三120,確定底面 毛 坯機(jī)械加工余量為3mm。粗精銃一次加工完成到尺寸。(2) 3 11為工藝孔，加工時(shí)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(jī)用錢刀錢.11的孔。(3) 36槽根據(jù)手冊(cè)表5-5，確定毛坯余量3mm。粗精銃一次完成。(4) 2 20 孔根據(jù)手冊(cè)表558,先用鉆頭鉆孔至19,再用20鍵刀加工。(5) 確定切削用量及基本工時(shí)工時(shí)定額是指完成零件加工的就一個(gè)工序的時(shí)間定額Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N其中：Td一是指但見時(shí)間定額Tj一是指基本時(shí)間(機(jī)動(dòng)時(shí)間)，通過計(jì)算求得Tf一是指輔助時(shí)間，一般取(1520) %; Tj與Tf和稱為作業(yè)時(shí)間Tb一是指布置工作時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間的(2-7) %估算Tx是指休息及生理需要時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間(2-4) %估算Tz是準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，大量生產(chǎn)時(shí)，準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間忽略不計(jì)N一是指一批零件的個(gè)數(shù)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(jī)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(hào)LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。(2)計(jì)算切削用量毛坯加工余量為3mm左右，根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算表9, Vc選 60m/min，f=0.3 mm/r。(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=Vc 1000/ x Dc=60x1 0003.14x160=119r/min按機(jī)床說明書，與119r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為95r/min所以實(shí)際切削速度v=47.728r/min(4)計(jì)算切削工時(shí)t =4.2min工序U以底面為基準(zhǔn)，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-11工藝孔。(1)加工條件工件材料：HT150，鑄件。加工要求：鉆錢3-11孔。機(jī)床：Z3063鉆床。刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑105較刀選取高速鋼機(jī)用錢刀11H9(2)計(jì)算切削用量先用10.5鉆頭鉆底孔。根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算表1選取f=0.20mm/r,v=20m/min所以 n=1000v/D =1000x203.14x10.5=606r/min按機(jī)床選取n=630r/min 實(shí)際切削速度v=20.77 m/min用11H9錢刀進(jìn)行錢孔根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算表6,選取f=0.5 mm/r,v=6m/min所以 n=1000v/ 3.14x11.=173.7r/min按機(jī)床選取n=200r/min實(shí)際切削速度v=6.9 m/min(3)計(jì)算切削工時(shí)鉆削一孔：t= 0.72min一削一孔:t= 1.8min總切削時(shí)間：0.72 3+1.8 3=7.5min工序川以底面及11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(jī)床：X63臥式銃床。刀具：選用可調(diào)式三面刃銃刀，直徑120,刀片767,加工鑄鐵件。(2)計(jì)算切削用量根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算表9,選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r確定機(jī)床轉(zhuǎn)速n=VcX1000 n XDc=60x10003.14x120=159.2r/min按機(jī)床說明書，與212.3 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為150 r/min所以實(shí)際切削速度v=56.52 m/min(3)計(jì)算切削工時(shí)，t=4min工序W以一面兩銷定位，鉆鋒2-20孔(1)加工條件工件材料：HT150，鑄件。加工要求：鉆銃220孔。機(jī)床：X53立式銃床。刀具：采用鉆鋒的形式，先用19高速鋼鉆頭鉆出底孔，再用20鋒刀精加工先用19鉆頭鉆底孔根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)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(jī)床選取n=600r/min實(shí)際切削速度v=35.796m/min用20成型鋒刀進(jìn)行鋒孔根據(jù)組合機(jī)床切削用量計(jì)算選取f=0.15mm/r,v=70m/min所以 n=1000v / nD=1000x703.14x20.=581 r/min按機(jī)床選取n=600 r/min實(shí)際切削速度v=37.68 m/min(3)計(jì)算切削工時(shí)鉆削時(shí)間：t =2.3 min較削時(shí)間：t =1.2 min總切削時(shí)間:t=3.5 min工序V檢查3、夾具的設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第二道工序鉆底面孔系。本夾具將用于Z3063 鉆床。刀具為一把10.5的高速鋼鉆頭，11H9的高速鋼機(jī)用錢刀，對(duì)工件的3- 11孔進(jìn)行加工。采用鉆模上面對(duì)刀塊對(duì)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3-11的孔成，孔加工通，先用10.5的鉆頭粗鉆后再用11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準(zhǔn)。3.2 夾具設(shè)計(jì)（1）定位基準(zhǔn)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(shè)計(jì)出來的鉆模板要保證3-11 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(jì)算CF ap XF yF UFqF WF e （見切削手冊(cè)表3.28）d ?F WF其中，Cf =650，ap=3.1mm，xf =1.0 , fz =0.08mm) yr =0.72，ae=40mm （在 加工面上近似測(cè)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(jì)算切削力時(shí)，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)1.15Ka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=3197.5N2KT sin 0tWk=防止工件繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所需夾緊力m aDj （1 sin 3）（為摩擦系數(shù)，：,為90,）（4）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，夾具的實(shí)用性及 勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)或液 壓夾緊，手動(dòng)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(duì)刀（與塞尺配合 使用）；同時(shí)，夾決定設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)感言：這次的課程設(shè)計(jì)，我們真正的做了一次設(shè)計(jì)人員，由方案的出臺(tái)、查表、計(jì)算 到夾具的設(shè)計(jì)，都由我們自己獨(dú)立思考親自操作完成的。在這次課設(shè)過程中，漸漸 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè) 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(jī) 械制造技術(shù)基礎(chǔ)、制圖的課本知識(shí)，第一次感受到了運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來指導(dǎo)實(shí)踐 所帶來的快樂，同時(shí)也培 養(yǎng)了我們分析問題和解決問題的能力。親手設(shè)計(jì)夾具（或 量具）的訓(xùn)練，提高我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也算是為以后的工作提前進(jìn)行了適應(yīng)。 程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)我 們解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。更重要的是，在此過程當(dāng)中，可以總結(jié)出許多經(jīng)驗(yàn)。我們明確了做為一個(gè)工程技 術(shù)人員應(yīng)該具有的認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?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(zé)任。在以后的學(xué)習(xí)、工作當(dāng)中，必 須重視負(fù)責(zé)的工作 態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膹臉I(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)；同時(shí)，更應(yīng)重視團(tuán)隊(duì)合作7加1 是可以大于2，一次次的對(duì)方案進(jìn)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(tuán)結(jié)合作是我們完成工作的保證。三周的課程設(shè)計(jì)是如此短暫， 但在此過程中所學(xué)到的東西將指引我們以后的學(xué)習(xí)工作。參考文獻(xiàn)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)機(jī)械工人切削手冊(cè)機(jī)床夾具零件及部件準(zhǔn)化辦公室組合機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)師實(shí)用手冊(cè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)組編中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典金屬切削手冊(cè)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中國機(jī)械工程協(xié)會(huì)編委會(huì)上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)編金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)修訂組 北京第一通用機(jī)械廠編中國第一拖拉機(jī)工程機(jī)械公司技術(shù)標(biāo)大連組合機(jī)床研究所1973年編天津科學(xué)技術(shù)出版社化學(xué)工業(yè)出版社東北大學(xué)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫楊黎明主編