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河南科技大学机械制造技术基础课程设计题目：操纵杆支架机械加工工艺规程及2-Φ20孔夹具设计班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：2015.06.19任务书一、设计题目:操纵杆支架机械加工工艺规程及2-Φ20孔夹具设计二、原始资料(1)被加工零件的零件图1张(2)生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1．所加工的零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程卡片1套4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字）1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1．第l～2天查资料，绘制零件图。2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。5．第14～15天，零件图的绘制。2目录6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、成绩评定优秀良好中等及格不及格满分得分勤奋好勤奋积平时表不勤奋，态学，善于极，态度比较勤奋不够勤奋10现度不端正思考认真方案合理方案合方案一方案基本方案不合图纸质新颖，表理，图纸般，图纸合理，图理，图纸不40量达规范比较规范基本规范纸欠规范规范内容全内容一内容基本说明书内容全内容不全，面，基本般，准确全面，有20质量面，准确错误较多准确性一般小错误回答问题回答问题回答问题回答问题答辩回答错误30准确流利比较准确基本准确欠准确总分100综合评定成绩：□优秀、□良好、□中等、□及格、□不及格指导教师日期3目录摘要本次课程设计的研究目的是：通过这次课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到分析问题和解决问题能力的初步培养，另外也为以后做好毕业设计，走上工作岗位进行一次综合训练。研究方法有：阅读《机械制造技术基础课程设计指导书》了解各项设计步骤的具体内容；参考设计实例，熟悉设计的流程和相关工艺计算方法的应用；查阅设计手册，掌握工具和参数的选用方法。结果：完成了给定零件的机械加工工艺规程设计和指定工序的专用机床夹具设计。结论：一个零件的生产，在设计的过程要考虑到许多因素，我们要成为一个优秀的设计者，就必须熟悉设计过程的方方面面，并且理论结合实践，积累丰富的实践经验，这样才能在设计的过程中游刃有余。全套图纸加9532972564目录AbstractTheresearchpurposeofthiscoursedesignis:throughthiscoursedesign,combininglearningtheoryandproductionpractice,cultivatewiththeabilitytoanalyzeandsolveproblems,andalsoforaftergraduationdesign,conductacomprehensivetrainingtobegoingtowork.Researchmethodsare:readingmechanicalmanufacturingtechnologyfoundationcoursedesignguidetounderstandthespecificcontentofthevariousdesignsteps;Referencedesignexample,familiarwiththeprocesscalculationmethodindesignprocessandapplication;Consultthedesignmanual,masterthetoolsandtheselectionofparametermethod.Results:thecompletedagivenpartsmachiningprocessplanningdesignandspecifiesthespecialmachinetoolfixturedesignprocess.Conclusion:apartoftheproduction,inthedesignprocessshouldconsidermanyfactors,wewanttobeagooddesigner,youmustbefamiliarwithallaspectsofthedesignprocess,andthetheorycombinedwithpractice,accumulatedtherichpracticalexperience,suchabilityintheprocessofdesign.目录1机械加工工艺规程的制订…………………………………11.1零件的分析…………………………………………11.1.1零件的作用………………………………………11.1.2零件的技术要求………………………………11.1.3零件的工艺性………………………………21.1.4零件的生产类型………………………………21.2确定毛坯…………………………………………21.2.1确定毛坯的种类……………………………21.2.2确定铸件加工余量及形状……………………31.2.3绘制铸件毛坯图.........................31.3工艺规程设计…………………………………………41.3.1选择定位基准……………………………………41.3.2选择加工方法……………………………………41.3.3制定工艺路线…………………………………41.3.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定…………51.3.5设备及工装的选用……………………………61.3.6确定切削用量及时间定额…………………62机床夹具设计………………………………………112.1定位基准的选择……………………………………112.2定位元件的设计………………………………122.3确定导向装置……………………………………1262.4确定夹紧机构……………………………………142.5定位误差分析……………………………………142.6钻削力与夹紧力的计算……………………………152.7夹具体设计及操作的简要说明……………………16方案综合评价与结论………………………………17体会与展望……………………………………………17参考文献………………………………………………1811机械加工工艺规程的制定1.1零件的分析1．1．1零件的作用题目所给定的零件是汽车换挡部分的操纵杆支架，它的主要作用是固定操纵杆，使其在行驶过程中牢固可靠。零件上的3-Φ11孔用螺栓固定在底座上，操纵杆用Φ20的定位销固定在支架上，并且在换挡时依靠利用36槽轨迹不会引起偏差。1．1．2零件的技术要求操纵杆支架共有4组加工表面，分析如下：（1）支架底面（2）2-Φ20孔（3）36槽（4）3-Φ11孔2操纵杆支架零件技术要求表加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/μm形位公差mm支架底面252-Φ20孔IT12~IT133.236槽IT1212.53-Φ11孔IT912.5该零件外形较小、形状特殊、结构简单，属典型的支座类零件。为实现换挡的功能，其2-Φ20孔，公差要求较严格，但其它加工面公差要求较低，并且无位置度要求，但是为了满足装配性能，根据现场实际，在加工过程中要制定工艺基准，并制定出工艺公差，利用工艺基准来加工后续工序。1．1．3零件的工艺性分析零件图可知，支架的底面、槽壁均要求切削加工。底座铸造时中心较低，可减少切削加工面积，且底座无位置精度要求。2-Φ20孔外壁有角度，钻削时需防止钻偏。3-Φ11孔仅作为螺栓的通过孔，精度要求不高。故整个零件可用普通加工设备加工，最后精铰2-Φ20孔。1．1．4零件的生产类型根据课程设计指导书上课程设计的要求，生产纲领为中批或大批生产，这里取中批生产。另外，根据零件的重量查表可知该零件为轻型零件。1.2确定毛坯1．2．1确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第38页表2.2-3,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。1．2．2确定铸件加工余量及形状查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，查《机械制造技术基础课程设计指导书》第24页表2-4，得要求的铸件机械加工余量为3mm，因无特别规定，所以要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件。选零件的最大截面即底面为分型面。所以各个加工面的铸件机械加工余量如下表所示：加工表面加工余量等级加工余量说明支架底面H3mm----2-Φ20孔H----实心铸造36槽H3×2mm双侧加工3-Φ11孔H----实心铸造1．2．3绘制铸件毛坯图41.3工艺规程设计1．3．1选择定位基准（1）粗基准的选择：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的工件，则应以与加工表面相对位置精度要求较高的不加工表面做粗基准。因为铣底面时要保证54±0.5所以以2-Φ20外圆表面为粗基准。（2）精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度并使工件装夹方便。在选择时主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。精基准选择为底面及3-Φ11孔。1．3．2选择加工方法根据操纵杆支架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《机械制造技术基础课程设计指导书》第10页和第11页，确定加工件各表面的加工方法如下表：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/μm加工方案备注支架底面25粗铣-精铣表1-82-Φ20孔IT12~IT133.2钻-扩-铰表1-736槽IT1212.5粗铣表1-83-Φ11孔IT912.5钻-铰表1-71．3．3制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。现初步给出两种工艺路线方案如下：方案一：1.检查毛坯是否有裂纹2.粗铣-精铣底面3.钻-铰3-Ф11孔4.粗铣36槽5.钻-扩-铰2-Φ20孔6.检验是否合格方案二：1.检查毛坯是否有裂纹2.粗铣-精铣底面3.粗铣36槽4.钻-铰3-Ф11孔5.钻-扩-铰2-Φ20孔6.检验是否合格方案二是把钻3-Ф11孔的加工安排到后面,这样会导致铣36槽等工序缺少必要的定位基准(缺少精基准).所以最终选择方案一为加工工艺路线。1．3．4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定加工表面加工内容工序余量公差工序尺寸支架底面CT12=5.6R=54+3+5.6/2=59.8粗铣4.80.46精铣1.0+0.33-Φ11孔钻Φ10.510.50.18铰0.50.04336槽CT12=5R=36+2X3+5/2=44.5粗铣8.50.2562-Φ20孔钻Φ18180.18扩1.80.13铰0.20.0521．3．5设备及工装的选用工序号工序内容机床设备刀具量具1检2粗铣-精铣底面X51立式铣床面铣刀游标卡尺3钻-铰3-Ф11孔Z3040摇臂钻床Ф10.5钻头Ф11铰刀卡尺，塞规4粗铣36槽X63卧式铣床可调式三面刃铣刀游标卡尺5钻-扩-铰2-Φ20孔Z525立式钻床麻花钻，扩孔钻，铰刀卡尺，塞规6检1．3．6确定切削用量及时间定额工序2粗铣-精铣底面加工条件：工件材料：HT200,铸造;机床：X51立式铣床；刀具：镶齿套式面铣刀。（1）粗铣工步1)背吃刀量的确定因为粗铣的工序余量为4.8mm，所以=4.8mm.2)进给量的确定由表5-7，按机床功率为≤5k