課 程 設(shè) 計 說 明 書題 目： 設(shè)計“操縱桿支架”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 學(xué)生姓名： 王曉東 班 級： 機(jī)制五班 學(xué) 號： 23 0 / 25目 錄1、零 件 的 分 析11.1 零件的作用11.2 零件的工藝分析12、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計12.1 選擇毛坯種類并確定制造方法12.2 基面的選擇12.3選擇加工方法22.4 制訂工藝路線22.5 工藝路線的分析22.6 機(jī)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32.7 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3x11）切削用量及基本時間的確定8（四）工序20（鉆通孔）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(xiàn)141、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）2-20孔，（2）支架底面（3）36槽（4）3-11孔此零件外形較小，圖中除2-20孔，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)場實際，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(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)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，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(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。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(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，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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)選擇為底面及3-11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。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(jù)GB/T 1804-2000規(guī)定，選用中等級（m），相當(dāng)于IT13級，故可考慮粗車或粗端銑，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，選用端銑加工方式。（2）孔的加工孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。3-11為工藝孔，加工時按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆鉸完成。2-20的要求較高，根據(jù)手冊表5-48，先用鉆頭鉆孔至19，再用20鏜刀加工。2.4 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，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。工藝路線方案工序 粗精銑底面A。工序 鉆底面3-11孔。工序 銑36槽。工序 鉆銑2-20孔。工序 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(zhǔn)，加工出底面3-11孔， 36槽，及2-20孔，這種方案基準(zhǔn)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(zhì)量得到保證，生產(chǎn)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 以兩個R20外毛坯面做為粗基準(zhǔn)，粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具加工。工序 以底面為基準(zhǔn)，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-11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 以底面及2-11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 以一面兩銷定位，鉆銑2-20孔。選用X53立式銑床及專用夾具加工工序 終檢。2.6 機(jī)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(qiáng)度，采用砂型機(jī)器造型，且為批量生產(chǎn)。由表5-2知，鑄鋼件采用砂型機(jī)器造型時，鑄件的尺寸公差為CT8-CT12級，此處選為CT9級。由表5-3選擇加工余量為H級，根據(jù)機(jī)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3-11表5-19無鉆鉸完成 2-20孔表5-19無先用鉆頭鉆孔至19，再用20鏜刀加工36槽表5-40.7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(yīng)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毛坯尺寸/mm120.712.71101120020361.437.4（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(biāo)注結(jié)果12.70.78 37.41（四）繪制毛坯簡圖根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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 本道工序是粗銑端面，已知加工材料為HT200，機(jī)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(jù)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(jìn)給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-24知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進(jìn)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(jìn)給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時度 根據(jù)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(jīng)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(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時間。 （3）確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)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(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)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(jìn)給量為 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實際每齒進(jìn)給量為 （4）校驗機(jī)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(jī)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(jù)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(jìn)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(jī)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(jù)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）確定每吃進(jìn)給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-24知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時，其每齒進(jìn)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(jìn)給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時度 根據(jù)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(jīng)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(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時間。 （3）確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)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(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)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(jìn)給量為 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實際每齒進(jìn)給量為 （4）校驗機(jī)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(jī)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(jù)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(jìn)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3x11）切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆3個11mm的孔，所選用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)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(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)由表5-49知，當(dāng)時，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.8mm，耐用度T=45min。1. 切削用量（1） 確定背吃刀梁鉆孔時，故可取=5mm。（2） 確定進(jìn)給量按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑，工件材料為HT200SH時，根據(jù)表5-50，鉆頭進(jìn)給范圍mm/r.根據(jù)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(jù)表5-52的計算公式式中，。因本例的加工的條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以 根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n=315m/min,實際轉(zhuǎn)速為：（4）校驗機(jī)床功率 由表5-55，查的轉(zhuǎn)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(guān)的修正系數(shù)灰鑄鐵無；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為切削功率為由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸的最大轉(zhuǎn)矩，主電機(jī)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；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(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)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(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)。由表5-49知，當(dāng)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(jìn)給量 按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑，工件材料為鑄鋼且時，根據(jù)表5-50，進(jìn)給量取值范圍為0.700.86mm/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(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量，查表5-51，選取 。（3）確定切削速度 根據(jù)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(yīng)用條件不完全相同，故需對切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取，實際轉(zhuǎn)速為（4）校驗機(jī)床功率 由表5-55，查得轉(zhuǎn)矩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(guān)的修正系數(shù);與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此，總的修正系數(shù)為所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為切削功率為由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸最大轉(zhuǎn)矩，主電機(jī)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孔，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車床，采用YG60硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)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(jìn)給量 對于精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，選取。（3）確定切削速度 根據(jù)表5-43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(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)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(jīng)插值得修正系數(shù)。所以查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實際切削速度為（4）檢驗機(jī)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(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)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(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為所以，切削力為切削功率為根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)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(chǎn)時的試切附加長度，單位為mm； 進(jìn)給次數(shù)。已知，。所以，基本時間為參考文獻(xiàn)1 王棟主編，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20102 王先逵主編，機(jī)械制造工藝學(xué)，第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20063 王先逵，機(jī)械制造工藝學(xué)手冊，第二版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20074 王蘭美主編，畫法幾何及工程制圖，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20025 成大先主編，機(jī)械設(shè)計手冊，第五版，北京：化工工業(yè)出版社，2007