操縱桿支架機械制造工藝及鉆孔夾具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

機械加工工序卡 產(chǎn)品型號 CA6140 零（部）件圖號 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 操縱桿支架 工序號 工序名稱 材料牌號 2 鉆孔 HT150 毛坯種類 毛坯外 形尺寸 每件毛坯 可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3063 1 夾具編號 夾具名稱 工序工時 8s 工步 號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 切削速度 (m/min) 進給量（mm/min） 背吃刀量 （mm） 進給次數(shù) 1 鉆10.5孔 高速鋼鉆頭 630 20.77 0.2 10.5 1 2 鉸孔φ10.5到φ11孔 高速鋼機用鉸刀Φ11 200 6.9 0.5 0.5 1 3 4 編 制 朱偉源 日 期 2019.6.10 標(biāo)準(zhǔn)化 日 期 校 核 朱偉源 日 期 2019.6.13 標(biāo) 準(zhǔn) 日 期 幅 面 A4 電子文件名 共（ 1 ）頁 第（ 1 ）頁 1 壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 操縱桿支架機械制造工藝及鉆孔夾具設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 系 別： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 起止時間： 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名及職稱 蹇永良 設(shè)計題目 操縱桿支架機械制造工藝及鉆孔夾具設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容 1、 產(chǎn)品零件圖1張 2、 產(chǎn)品毛坯圖1張 3、 機械加工工藝過程卡片1份 4、 機械加工工序卡片1張 5、 夾具設(shè)計裝配圖（1號圖）1份 6、 夾具零件圖：夾具體零件圖1張 7、 課程設(shè)計說明書1份 注：零件年產(chǎn)量5000臺/年 進度安排 1、 零件工藝審查，選擇毛坯并繪制毛坯圖（1天）。 2、 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計： 1） 選擇加工方法和方案，擬定工藝路線（1天）。 2） 進行工序設(shè)計計算（2天） 3） 填寫工藝過程卡和鉆加工工序卡（2天） 3、 夾具設(shè)計： 1） 設(shè)計鉆孔工序的鉆床夾具機構(gòu)方案，繪制夾具設(shè)計裝配圖草圖（2天）。 2） 繪制夾具裝配圖，1#圖幅1張（2天）。 3） 繪制夾具體零件圖1張（2天）。 4、 編寫課程設(shè)計說明書10頁（2天） 5、 課程設(shè)計答辯（1天） 主要參考文獻 1、 黃健求《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)第二版》機械工業(yè)出版社 2、 崇凱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》化學(xué)工業(yè)出版社 序言 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們?nèi)跁髮W(xué)所學(xué)的《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《機械制造裝備設(shè)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(xùn)練，并且為我們以后做好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。 這次設(shè)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(shè)計，決定設(shè)計第二道工序——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(shè)計出來的鉆模板要保證3-Φ11的孔間距及孔徑。 由于本人設(shè)計水平所限錯誤和欠妥之處懇請老師批評指正。 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(shè) 計 7 2.1 選擇毛坯種類并確定制造方法 7 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 10 3、夾具的設(shè)計 13 3.1問題的提出 13 3.2夾具設(shè)計 13 4、設(shè)計感言： 14 參考文獻 15 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）3-Φ11孔 此零件外形較小，圖中除2-Φ20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。 1.3 確定毛坯 （1）確定毛坯種類： 零件材料為HT150。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇精鑄件毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41 頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。 （2）確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差： （參考《指南》P10-11，P120-123。步驟：求零件最大輪廓尺寸→查表5-5選擇毛坯鑄件的機械加工余量等級→查表5-4求出鑄件機械加工余量RMA→查表5-1選取鑄件公差等級CT→查表5-3求鑄件尺寸公差→計算毛坯基本尺寸P120→制作毛坯尺寸公差與加工余量表P11） 項目 底面（A面） 3-Φ11孔 2-Φ20孔 36槽 公差等級CT 10 10 10 10 加工面基本尺寸 12 Φ11 Φ20 36 鑄件尺寸公差 2.2 2.2 2.4 2.6 機械加工余量等級 F F F F 機械加工余量RMA 0.7 0 0 1.4 毛坯基本尺寸 12.7 Φ11 Φ20 37.4 2.工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 2.1 毛坯種類的選擇與設(shè)計 操縱桿支架材料為灰鑄鐵，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，故可采用精鑄件作為生產(chǎn)類型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是允許的。 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?；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(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)該進行尺寸換算。精基準(zhǔn)選擇為底面A及3-Φ11孔。 2.3 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 鉆銑2-Φ20孔。 工序Ⅱ 粗精銑底面A。 工序Ⅲ 鉆底面3-Φ11孔。 工序Ⅳ 銑36槽。 工序Ⅴ 檢查 （2）工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗精銑底面A。 工序Ⅱ 銑36槽。 工序Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。 工序Ⅳ 鉆底面3-Φ11孔。 工序Ⅴ 檢查 2.4 工藝路線的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工出2-Φ20孔，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-Φ11孔及36槽。方案二先加工出底面，再以底面為基準(zhǔn)，加工出36槽及2-Φ20孔，最后以36槽與Φ20做定位基準(zhǔn)加工3-Φ11孔，這種方案基準(zhǔn)統(tǒng)一。兩種方案相比較，可以看出，方案一中，先以毛坯底面為粗基準(zhǔn)，加工出2-Φ20孔，再以2-Φ20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。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(zhǔn)，粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具加工。 工序Ⅱ 以底面A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Ⅲ 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Ⅳ 以底面A為基準(zhǔn)，側(cè)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Z3063鉆床及專用鉆模。 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≦120，確定底面毛坯機械加工余量為3mm。粗精銑一次加工完成到尺寸。 （2）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。10.5高速鋼鉆頭鉆出10.5的孔，再高速鋼機用鉸刀鉸11的孔。 （3）36槽 根據(jù)手冊表5-5，確定毛坯余量3mm。粗精銑一次完成。 （4）2-Φ20孔 根據(jù)手冊表5-58，先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工。 2.6 確定切削用量及時間定額 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—是指但見時間定額 Tj—是指基本時間（機動時間） ，通過計算求得 Tf—是指輔助時間，一般?。?5~20）%；Tj 與 Tf 和稱為作業(yè)時間 Tb—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(zhǔn)備與終結(jié)時間，大量生產(chǎn)時，準(zhǔn)備與終結(jié)時間忽略不計 N—是指一批零件的個數(shù) 工序Ⅰ 銑底面A （1）加工條件 工件材料：HT150，鑄件 加工要求：粗精銑底面A。 機床：XK714G數(shù)控銑床。 刀具：采用成都成量工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑φ160。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=Vc1000 πDc=60x1000 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=47.728r/min （4）計算切削工時 t =4.2min 工序Ⅱ 以底面及Φ11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：銑36槽。 機床：X63臥式銑床。 刀具：選用可調(diào)式三面刃銑刀，直徑Φ120,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 πXDc=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Ⅲ 以一面兩銷定位，鉆鏜2-Φ20孔 （1）加工條件 工件材料：HT150，鑄件。 加工要求：鉆銑2-Φ20孔。 機床：X53立式銑床。 刀具：采用鉆鏜的形式，先用Φ19高速鋼鉆頭鉆出底孔，再用Φ20鏜刀精加工。 ① 先用Φ19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 πD=1000x40 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Φ20成型鏜刀進行鏜孔 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 πD=1000x70 3.14x20.=581r/min 按機床選取n=600 r/min 實際切削速度v=37.68 m/min （3）計算切削工時 鉆削時間：t =2.3 min 鉸削時間：t =1.2 min 總切削時間：t=3.5 min 工序Ⅳ 以底面為基準(zhǔn)，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11工藝孔。 （1）加工條件 工件材料：HT150，鑄件。 加工要求：鉆鉸3-Φ11孔。 機床：Z3063鉆床。 刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑Φ10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀Φ11H9 （2）計算切削用量 ① 先用Φ10.5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 =1000x20 3.14x10.5=606r/min 按機床選取n=630r/min 實際切削速度v=20.77 m/min ② 用Φ11H9鉸刀進行鉸孔 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 =1000x6 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 鉸削一孔：t= 1.8min 總切削時間：0.72 3+1.8 3=7.5min 工序Ⅴ 檢查 3、夾具的設(shè)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(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第四道工序——鉆底面孔系。本夾具將用于Z3063鉆床。刀具為一把Φ10.5的高速鋼鉆頭，Φ11H9的高速鋼機用鉸刀，對工件的3-Φ11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-Φ11的孔成，孔加工通，先用Φ10.5的鉆頭粗鉆后再用Φ11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應(yīng)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(zhǔn)。 3.2夾具設(shè)計 （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)計出來的鉆模板要保證3-Φ11的孔間距及孔徑，還要照顧到毛坯36H12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 (見《切削手冊》表3.28) 其中，=650，=3.1mm，=1.0，=0.08mm，=0.72，=40mm(在加工面上近似測量值)，=0.86，=225mm，=0.86，=0，z=20 所以 由于是垂直銑削，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=K1K2K3K4。 其中K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.15 K3為刀具鈍化系數(shù)1.1 K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。 所以 F′=KFH=1.5×1.15×1.1×1.1×1456=3197.5N Wk=------防止工件繞軸線轉(zhuǎn)動所需夾緊力 （為摩擦系數(shù)，為90） （4）夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)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(shè)計第二道工序——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)計感言： 這次的課程設(shè)計，我們真正的做了一次設(shè)計人員，由方案的出臺、查表、計算到夾具的設(shè)計，都由我們自己獨立思考親自操作完成的。在這次課設(shè)過程中，漸漸能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)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(shù)基礎(chǔ)》、制圖的課本知識，第一次感受到了運用所學(xué)的知識來指導(dǎo)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(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高我們結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也算是為以后的工作提前進行了適應(yīng)。程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。 更重要的是，在此過程當(dāng)中，可以總結(jié)出許多經(jīng)驗。我們明確了做為一個工程技術(shù)人員應(yīng)該具有的認真、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，更應(yīng)重視團隊合作，1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(shè)計是如此短暫，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 1．趙家奇．機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書． 第 2版，機械工業(yè)出版社，2000.10. 2．艾興,肖詩綱．切削用量簡明手冊．第3版， 機械工業(yè)出版社，1997.8 3．曾志新,呂明．機械制造技術(shù)基礎(chǔ)．武漢理工出版社，2001.7 4．李益民．機械制造工藝設(shè)計簡明手冊．機械工業(yè)出版社，1993.4 5．王明珠．工程制圖學(xué)及計算機繪圖．國防工業(yè)出版社，1998.3。 17 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 零件圖號 產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 操縱桿支架 共 頁 第 頁 材料牌號 HT150 毛坯種類 精鑄件 毛柸外形尺寸 ?12.7× 37.4mm 每毛坯可制造件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時 準(zhǔn)件 單件 1 粗精銑底面A 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。 XK7150數(shù)控銑床 立裝式立銑刀，游標(biāo)卡尺 2 銑36槽 以底面A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 X63臥式銑床 可調(diào)式三面刃銑刀，卡尺 3 中檢 卡尺，塞規(guī) 4 鉆銑2-Φ20孔 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。 X53立式銑床 高速鋼鉆頭，Φ20鏜刀 5 鉆鉸3-Φ11孔 以底面A為基準(zhǔn)，側(cè)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Z3063鉆床及專用鉆模。 Z3063鉆床 高速鋼鉆頭，高速鋼機用鉸刀Φ11H9，,卡尺 6 終檢 塞規(guī)，百分表，卡尺