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操纵杆支架优秀课程设计举例.doc
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1、机械制造工艺学课程设计题 目:操纵杆支架加工工艺规程设计及钻孔夹具设计姓 名:万百川系 别:机电工程系专 业:机械设计制造及其自动化年 级:学 号:MDA09087指导老师:李永鲜 职称:教授07月03日操纵杆支架加工工艺规程设计及钻孔夹具设计摘要此次设计是对拨叉零件加工工艺和夹具设计,其零件为铸件,外形较小,除2-20孔公差要求较严格外,其它加工面公差要求较低,而且无位置度要求,不过为了满足装配性能,依据现场实际,在加工过程中要制订工艺基准,并制订出工艺公差,利用工艺基准来加工后续工序。关键词 操纵杆支架 加工工艺 专用夹具 设计目录第一章序言3第二章 零件分析42.1 零件作用42.2 零
2、件工艺分析4第二章工艺规程设计53.1 确定生产类型53.2 确定毛坯制造形式53.3 选择定位基准53.4 选择加工方法53.5 制订工艺路线63.6 确定加工余量及毛坯尺寸73.7 工序设计73.8 确定切削用量和基础时间8第四章 夹具设计114.1 接收设计任务、明确加工要求114.2 确定定位方案、选择定位原件114.3 确定加紧方案、设计夹紧机构124.4 确定导向方案和导向元件124.5 夹具体设计134.6 夹具精度分析134.7 绘制夹具装配图,标注相关尺寸和技术要求13结 论15致 谢16参考文件17第一章 序言机械制造工艺学课程设计是我们融会大学所学机械制造工艺学、机械制造
3、装备设计等知识后,将理论和实践相结合对专业知识综合利用训练,而且为我们以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。经过机械制造工艺学课程设计,应该得到下述各方面锻炼:1、能熟练利用机械制造工艺学基础理论和夹具设计原理知识,正确地处理一个零件在加工中定位,夹紧和合理制订工艺规程等问题方法,培养分析问题和处理问题能力。2、经过对零件某道工序夹具设计,学会工艺装备设计通常方法。经过亲手设计夹具(或量具)训练,提升结构设计能力。3、课程设计过程也是理论联络实际过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强我们处理工程实际问题独立工作能力。第二章 零件分析2.1 零件作用题目所给定零件是汽车换挡部分操纵杆支架,
4、它关键作用是固定操纵杆,使其在行驶过程中牢靠可靠。零件上3-11孔用螺栓固定在底座上,操纵杆用20定位销固定在支架上,而且在换挡时依靠利用36槽轨迹不会引发偏差。2.2 零件工艺分析操纵杆支架共有4组加工表面,分析以下:(1)2-20孔,(2)支架底面(3)36槽(4)3-11孔此零件外形较小,图中除2-20孔,公差要求较严格外,其它加工面公差要求较低,而且无位置度要求,不过为了满足装配性能,依据现场实际,在加工过程中要制订工艺基准,并制订出工艺公差,利用工艺基准来加工后续工序。第二章 工艺规程设计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
5、产水平1。3.2 确定毛坯制造形式零件轮廓尺寸不大,故可采取精铸件,这从提升生产率、确保加工精度上考虑也是应该。3.3 选择定位基准定位基准选择是工艺规程制订中关键工作,它是工艺路线是否正确合理前提。正确和合理选择定位基准,能够确保加工质量,缩短工艺过程,简化工艺装备结构和种类、提升生产率。(1)粗基准选择: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工件,则应以和加工表面要求相对位置精度较高不加工表面做粗基准。因为铣底面时要确保540.5,所以以2-R20外圆表面为粗基准。(2)精基准选择:精基准选择有利于确保加工精度,并使工件装夹方便。在选择时,关键应该考虑基准重合
6、、基准统一等问题。当设计基准和工序基准不重合时,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3.4.1 平面加工平面加工方法很多,有车、刨、铣、磨、拉等。对于本支架,底端面粗糙度要求Ra25um,精度要求较低。故选择端铣加工方法。3.4.2 孔加工孔加工方法有钻、扩、镗、拉、磨等。对于本支架,3-11孔为工艺孔,所以选择钻床加工方法。2-11孔,因为精度要求较为严格,所以选择立式铣床钻铣加工。3.4.3 槽加工槽加工方法有铣、磨、电火花等。对于本支架,考虑到经济性要求,选择铣床加工。3.5 制订工艺路线制订工艺路线出发点,应该是使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要
7、求能得到合理确保。在生产纲领已确定为大批生产条件下,能够考虑采取万能性机床配以专用工夹具,并尽可能使工序集中来提升生产率。除此之外,还应该考虑经济效果,方便使生产成本尽可能下降。1)工艺路线方案一工序 钻铣2-20孔。工序 粗精铣底面A。工序 钻底面3-11孔。工序 铣36槽。工序 检验(2)工艺路线方案二工序 粗精铣底面A。工序 钻底面3-11孔。工序 钻铣2-20孔。工序 铣36槽。工序 检验(3)工艺路线方案三工序 粗精铣底面A。工序 铣36槽。工序 钻铣2-20孔。工序 钻底面3-11孔。工序 检验上述三个工艺方案特点在于:方案一是先加工出2-20孔,再以其为基准,加工出底面,以后以底
8、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,最终以36槽和20做定位基准加工3-11孔。三种方案相比较,能够看出,方案一中,先以毛坯底面为粗基准,加工出2-20孔,再以2-20孔为基准加工底面,以后又以底面为基准,加工另外两组尺寸,因为中间变换了定位基准,不利于基准统一标准。方案二,先加工出底面,后续加工全部已底面定位,能够使加工质量得到确保,生产率得以提升。而方案三也存在和方案一一样弊端。所以,我们选择方案二做为操纵杆支架加工路线:工序
9、以两个R20外毛坯面做为粗基准,粗精铣底面A。选择X53立式铣床及专用夹具加工。工序 以底面为基准,侧边采取辅助支撑,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。选择Z3040钻床及专用钻模。工序 以一面两销定位,钻铣2-20孔。选择X53立式铣床及专用夹具加工。工序 以底面及2-11孔,一面两销定位,加工36槽。选择X63卧式铣床及专用夹具加工。工序 终检。3.6 确定加工余量及毛坯尺寸 “操纵杆支架”零件材料为灰铸铁,硬度HB163-229HBW2,生产类型为大批生产,采取精铸件毛坯。依据上述资料及加工工艺,分别确定各加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸以下:(
10、1)底面(A面)依据金属机械加工工艺人员手册表5-59,铸件最大尺寸120,确定底面毛坯机械加工余量为3mm。粗精铣一次加工完成到尺寸。(2)3-11为工艺孔,加工时按工艺尺寸加工,直接在零件上钻铰完成。(3)36槽依据手册表5-5,确定毛坯余量3mm。粗精铣一次完成。(4)2-20孔依据手册表5-58,先用钻头钻孔至19,再用20镗刀加工。3.7 工序设计3.7.1 选择加工设备选择加工设备即选择机床类型。因为已经依据零件形状、精度特点,选择了加工方法,所以机床类型也随之确定。至于机床型号,关键取决于现场设备情况。若零件加工余量较大,加工材料又较硬,有必需校验机床功率。初步选择各工序机床以下
11、:1) 工序 铣底面A:XK7150数控铣床2) 工序 加工底面上3-11工艺孔:机床:Z3040钻床3) 工序 加工36槽:X63卧式铣床4) 工序 钻镗2-20孔:X53立式铣床3.7.2 选择夹具对于成批生产零件,大多采取专用机床家俱。在确保加工质量、操作方便、满足高效前提下,也可部分采取通用家俱。本机械加工工艺规程中全部工序均采取了专用机床家俱,需专门设计、制造。3、刀具选择在操纵杆加工中,采取了铣、钻、镗、等多个加工方法,和之相对应,初选刀具情况以下:1) 工序 铣底面A:采取成全部成量工具面铣刀刀柄及立装式立铣刀,刀具直径160。刀片材料P/K,型号LZ1282,适用加工材料为铸铁
12、等。2) 工序 加工底面上3-11工艺孔:钻头选择高速钢钻头,直径10.5,铰刀选择高速钢机用铰刀11H93) 工序 钻镗2-20孔:采取钻镗形式,先用19高速钢钻头钻出底孔,再用20镗刀精加工。4) 工序 加工36槽:选择可调式三面刃铣刀,直径120,刀片767,加工铸铁件。3.8 确定切削用量和基础时间工序 铣底面A(1)加工条件工件材料:HT200,铸件加工要求:粗精铣底面A。机床:XK7150数控铣床。刀具:采取成全部成量工具面铣刀刀柄及立装式立铣刀,刀具直径160。刀片材料P/K,型号LZ1282,适用加工材料为铸铁等。(2)计算切削用量毛坯加工余量为3mm左右,依据组合机床切削用量
13、计算表911,Vc选60m/min,f=0.3 mm/r。(3)确定机床主轴转速n=VcX1000 XDc=60x1000 3.14x160=119r/min按机床说明书,和119r/min相近机床转速为95r/min所以实际切削速度v=47.728r/min(4)计算切削工时t =4.2min工序 以底面为基准,侧边采取辅助支撑,加工底面上3-11工艺孔。(1)加工条件工件材料:HT200,铸件。加工要求:钻铰3-11孔。机床:Z3040钻床。刀具:钻头选择高速钢钻头,直径10.5,铰刀选择高速钢机用铰刀11H9(2)计算切削用量 先用10.5钻头钻底孔。依据组合机床切削用量计算表111选择
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