操縱桿支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂

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1、目 錄 第一節(jié) 序言……………………………………………………………2 第二節(jié) 零件分析………………………………………………………2 2. 1 零件的功用分析………………………………………………2 2. 2 零件的工藝分析………………………………………………2 第三節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定………………………………………3 3. 1 確定生產(chǎn)類型…………………………………………………3 3. 2 確定毛坯制造形式……………………………………………3 3. 3 選擇定位基準(zhǔn)…………………………………………………3 3. 4 選擇加工方法……………

2、……………………………………3 3. 5 制定工藝路線…………………………………………………4 3. 6 確定加工余量及毛坯尺寸……………………………………5 3. 7 工序設(shè)計(jì)………………………………………………………6 3. 8 確定切削用量和基本時(shí)間……………………………………7 結(jié)論 ……………………………………………………………………12 致謝 ……………………………………………………………………13 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………13 第一節(jié) 序 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)大學(xué)所學(xué)

3、的《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》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。通過機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該得到下述各方面鍛煉： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論知識(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，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 2、通過對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(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。

4、 第二節(jié) 零件分析 2.1 零件的功用分析 本次課程設(shè)計(jì)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(shí)依靠利用36槽軌跡不會(huì)引起偏差。 2.2 零件的工藝分析 從零件圖上可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號(hào)的表面有平面、內(nèi)孔、槽等。從而操縱桿支架共有4組加工表面： （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，表面粗超度為Ra3.2um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

5、，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。 第三節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定 3.1 確定生產(chǎn)類型 操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號(hào)HT250，零件年產(chǎn)量為10000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平。 3.2 確定毛坯制造形式 毛坯選擇的正確與否，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)制造成本也有很大的影響，因此加工零件之前應(yīng)首先選用正確合適的毛坯。 由于灰鑄鐵不能選用鍛造的方式得到，根據(jù)操縱桿支架的形狀復(fù)雜，故毛坯類型應(yīng)選用鑄造方式得到。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。

6、3.3 選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準(zhǔn)，可以確保加工質(zhì)量，縮短工藝過程，簡(jiǎn)化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。 （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)殂姷酌鏁r(shí)要保證540.5，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

7、擇為底面及3-Φ11孔。 3.4 選擇加工方法 （1）平面的加工 平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對(duì)于本支架，底端面的粗糙度要求Ra25um，精度要求較低，故選擇端銑加工方式。 （2）孔的加工 孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。對(duì)于本支架，3-Φ11的孔為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。2-Φ11的孔，由于精度要求較為嚴(yán)格，因此選用立式銑床鉆銑加工。 （3）槽的加工 槽的加工方式有銑、磨、電火花等。對(duì)于本支架，考慮到經(jīng)濟(jì)性的要求，選用銑床加工。36槽的表面粗糙度要求Ra12.5um，公差等級(jí)為12級(jí)，精度要求較低，故選擇粗銑加工方式即可。 3.5 制定工藝

8、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 Ⅰ 鉆銑2-Φ20孔。 Ⅱ 粗精銑底面A。 Ⅲ 鉆底面3-Φ11孔。 Ⅳ 銑36槽。 Ⅴ 檢查 （2）工藝路線方案二 Ⅰ 粗精銑底面A。 Ⅱ 鉆底面3-Φ11孔。 Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。 Ⅳ 銑36槽。 Ⅴ 檢查 （3）工藝路線方案三 Ⅰ 粗精銑底

9、面A。 Ⅱ 銑36槽。 Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。 Ⅳ 鉆底面3-Φ11孔。 Ⅴ 檢查 上述三個(gè)工藝方案的特點(diǎn)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。方案二是先加工出底面，再以底面為基準(zhǔn)，加工出底面3-Φ11孔，2-Φ20孔及36槽，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-Φ20孔，最后以36槽與Φ20做定位基準(zhǔn)加工3-Φ11孔。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

10、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： Ⅰ 以兩個(gè)R20外毛坯面做為粗基準(zhǔn)，粗精銑底面A。 Ⅱ 以底面為基準(zhǔn)，側(cè)邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11孔，其中2個(gè)孔做為后續(xù)工藝定位孔，按工藝尺寸加工。 Ⅲ 以一面兩銷定位，鉆銑2-Φ20孔。 Ⅳ 以底面及2-Φ11孔，一面兩銷定位，加工36槽。 Ⅴ 終檢。 3.6 確定加工余量及毛坯尺寸 （一）確定加工余量 “操縱桿支架”零件材料為灰

11、鑄鐵，硬度HB163-229HBW，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用精鑄件毛坯。根據(jù)查表知，灰鑄鐵采用砂型鑄造機(jī)器造型時(shí)，灰鑄鐵尺寸公差為CT8—CT12級(jí)，此處選為CT9級(jí)。又根據(jù)查表選擇加工余量為G級(jí)，根據(jù)機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸查表知各加工表面加工余量如下表所示： 加工表面 加工余量/mm 備注 底面 2.2 粗銑一次完成 36的槽 2.2 粗銑一次完成 3-Φ11 無 鉆、 鉸完成 2-Φ20孔 無 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸完成 （二）確定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示： 零件尺寸/mm 單邊

12、加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 12 2.2 14.2 36 2.2 31.6 Φ11 0 0 Φ20 0 0 （三）確定毛坯尺寸公差 各鑄件加工尺寸公差如下表所示： 毛坯尺寸/mm 公差/mm 按“對(duì)稱”標(biāo)注 結(jié)果/mm 14.2 1.6 0.8 14.20.8 1.8 0.9 31.60.9 （四）繪制毛坯簡(jiǎn)圖 根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄造的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，繪制毛坯簡(jiǎn)圖，如下圖所示： 3.7 工序設(shè)計(jì) （一）選擇加

13、工設(shè)備： 選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。初步選擇各工序機(jī)床如下： 工序05 銑底面：數(shù)控銑床 工序10 15 20加工底面3—Φ11工藝孔：搖臂鉆床 工序25 30 35 40加工2-Φ20孔：臺(tái)式鉆床 工序45加工36槽：立式銑床 （二）選擇夾具： 對(duì)于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機(jī)械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了專用機(jī)床家具，需專

14、門設(shè)計(jì)、制造。 （三）選擇刀具： 在操縱桿的加工中，采用了銑、鉆、擴(kuò)、鉸、等多種加工方式，與之相對(duì)應(yīng)，初選刀具的情況如下： 工序05 銑底面：采用面銑刀來進(jìn)行加工，銑削深度為ap=2.2mm，銑削寬度約為12mm，通過查表得：選用高速鋼鑲齒套式面銑刀，滿足要求的銑刀直徑d=80mm，孔徑D=27mm，寬L=36mm，齒數(shù)Z=10。 工序10 15 20加工底面3—Φ11工藝孔：采用錐柄麻花鉆頭完成加工工序，工序10采用d=10.5的高速鋼錐柄麻花鉆鉆孔，工序15采用d=10.8的錐柄擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，工序20采用d=11的鉸刀鉸孔。 工序25 30 35 40加工2-Φ20孔：工序20采用

15、直柄麻花鉆完成加工工序，工序25采用d=19的高速鋼直柄麻花鉆鉆孔，工序30采用d=19.5的錐柄擴(kuò)孔鉆，工序35采用d=19.75的鉸刀鉸孔，工序40采用d=20的鉸刀精鉸孔。 （四）選擇量具： 選擇量具的原則是根據(jù)被測(cè)量對(duì)象的要求，在滿足測(cè)量精度的前提下，盡量選用操作方便、測(cè)量效率高的量具。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具，可以用游標(biāo)卡尺。同時(shí)在條件允許的情況下，也可以設(shè)計(jì)專用量規(guī)，以量規(guī)的通端和止端測(cè)量零件加工的極限偏差，這可以顯著的提高測(cè)量效率。 3.8 確定切削用量和基本時(shí)間 （一）工序30（擴(kuò)2—Φ20mm的通孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序是擴(kuò)2—Φ20

16、mm孔，已知工件材料：HT200，硬度200，鑄件。所用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=19.5mm，L=238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(shí)，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 ，故可取=0.25mm。 （2）確定進(jìn)給量 按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑=19.5mm，工件材料為 鑄鋼且時(shí)，根據(jù)表5-50，進(jìn)給量取值范圍為0.70~0.86mm/r。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量，查表5-51，選取0.8。 （3）確

17、定切削速度 根據(jù)表5-52的計(jì)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(duì)切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐用度，得修正系數(shù)；工件材料，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 =14.22 =232.24 根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取，實(shí)際切削速度速為 =15.3 （4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-55，查得轉(zhuǎn)矩和切削功率計(jì)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

18、 所以鉆孔時(shí)的轉(zhuǎn)矩為 =N.m=57N.m 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(shí)間 由表5-57得鉆孔的基本時(shí)間為 式中，——工件切削部分長(zhǎng)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(gè)孔所用的基本時(shí)間為 =0.78min （二）工序35（鉸2—Φ20的孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序是鉸孔，已知工件材料：HT200，硬度163—229HBW，鑄件。機(jī)床為搖臂鉆床，所選

19、用d=20、L=238的錐柄高速鋼鉸刀，查表得其幾何參數(shù)為。 1.切削用量 （1）確定背吃刀量： mm （2）確定進(jìn)給量： 按照加工要求決定進(jìn)給量。鉸刀直徑20mm，工件材料為HT200時(shí)，根據(jù)表知：鉸刀進(jìn)給選取mm/r。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）計(jì)算和選擇切削速度： 計(jì)算公式為： 式中 -切削適度/（m/min） 查表得： 根據(jù)刀具耐磨度T=45min，得修正系數(shù);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)；與鉸孔切削深度有關(guān)的系數(shù)； 鉆孔深度≦，得與鉆孔深度有關(guān)的系數(shù)；鋼件狀態(tài)為熱軋的，得鉆孔時(shí)鋼料狀態(tài)有關(guān)

20、的系數(shù)；則有： 所以： =24.89 即： 401.35 根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由查表選取n=400r/min， 實(shí)際切削速度為：24.8 （4）校驗(yàn)機(jī)床功率： 查表得轉(zhuǎn)矩T和切削功率滿足要求，故切削用量可以用。 2.基本時(shí)間 由表得鉆孔的基本時(shí)間為 式中，—工件切削部分長(zhǎng)度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=66mm, ==7.56mm 取 所以，加工2個(gè)孔所用基本時(shí)間為 =2=1.91min （三）工序40（鉸2—Φ20的孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序是鉸孔，已知工件材料：HT200，硬度1

21、63—229HBW，鑄件。機(jī)床為搖臂鉆床，所選用d=19.75、L=238的錐柄高速鋼鉸刀，查表得其幾何參數(shù)為。 1.切削用量 （1）確定背吃刀量： mm （2）確定進(jìn)給量： 按照加工要求決定進(jìn)給量。鉸刀直徑19.75mm，工件材料為HT200時(shí)，根據(jù)表知：鉸刀進(jìn)給選取mm/r。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 （3）計(jì)算和選擇切削速度： 計(jì)算公式為： 式中 -切削適度/（m/min） 查表得： 根據(jù)刀具耐磨度T=45min，得修正系數(shù);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)；與鉸孔切削深度有關(guān)的系數(shù)； 鉆孔深度≦，得與

22、鉆孔深度有關(guān)的系數(shù)；鋼件狀態(tài)為熱軋的，得鉆孔時(shí)鋼料狀態(tài)有關(guān)的系數(shù)；則有： 所以： =21.7 即： 345.7 根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由查表選取n=400r/min， 實(shí)際切削速度為：25.12 （4）校驗(yàn)機(jī)床功率： 查表得轉(zhuǎn)矩T和切削功率滿足要求，故切削用量可以用。 2.基本時(shí)間 由表得鉆孔的基本時(shí)間為 式中，—工件切削部分長(zhǎng)度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=66mm, ==9mm 取 所以，加工2個(gè)孔所用基本時(shí)間為 =2=3.9min 結(jié) 論 這次課程設(shè)計(jì)讓我們熟悉和掌握了零件產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到加

23、工的一套完整工藝路線，確定了操縱桿支架從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時(shí)的工藝過程，這需要綜合我們前階段所學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等多門課程的知識(shí)，同時(shí)還要運(yùn)用數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)以及設(shè)計(jì)手冊(cè)上的標(biāo)準(zhǔn)。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到各個(gè)方面的問題，由于人為操作，外界誤差，在理論上正確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題，使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不合格。因此在設(shè)計(jì)中就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而且要考慮到更換容易，維修簡(jiǎn)單。這次的工藝流程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則、步驟和方法，提高了對(duì)零件機(jī)械加工中影響質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的因素進(jìn)行

24、綜合分析的能力。這次課程設(shè)計(jì)是我們熟悉出身社會(huì)的工作實(shí)踐，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 致 謝 這次的課程設(shè)計(jì)中遇到很多難題，通過老師的細(xì)心指導(dǎo)在圖書館查閱資料，最終解決了困難，順利完成這次課程設(shè)計(jì)，感謝廖京川老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)和幫助。廖京川老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，使我受益匪淺，終生難忘。廖京川老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)工作兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)和鞭策我認(rèn)真學(xué)習(xí)、努力工作。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。 參考文獻(xiàn) [1]王 棟，李大磊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010. [2]張茂.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010. [3]胡鳳蘭.互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)（第二版）.北京：高等教育出版社，2010. [4]楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 13 / 13文檔可自由編輯打印