操纵杆支架加工工艺及夹具设计 【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 院 本科毕业论文（设计） 题目 操纵杆支架加工工艺及夹具设计 作者 学院 机械工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 指导教师 二一五 年 五 月 五十三 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本次设计的主要内容是操纵杆支架加工工艺及夹具设计，操纵杆支架主要是与其它零件配对使用，其主要加工表面及控制位置为 0266两侧面和 架底面。由零件要求分析可知，保证 0266外侧端面和 座厚度尺寸的同时应该尽量保证其垂直度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以底面粗定位夹紧加工后，对 0266两侧面进行铣削加工同时成型。因其粗糙度为 通过粗铣、 半精铣来满足。对于钻 孔时，主要以操纵杆支架的 内孔定位，控制其自由度，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。 本文的研究重点在于通过对操纵杆支架的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的操纵杆支架零件。 关键词： 操纵杆支架；加工余量；工艺；夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of At of of to to to is to on of is so a is an As in of is an is is a of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 . I . 一章 绪论 . 1 第二章 零件的分析 . V . 错误 !未定义书签。 . V 第三章 确定毛坯 ，绘制毛坯 图 、零件图 . . 序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 四章 工艺规程设计 . . . 、量具 . 定切削用量及基本工时 . 粗、精铣底部端面 . 粗、精铣 0 端面，保证厚度至尺寸 . 粗铣 0 两侧端面 . 精铣 0 两侧端面 . 粗铣 0 内侧端面 . 精铣 0 内侧端面 . 粗铣 0 内侧端面 . 钻、绞 内孔至尺寸 . 钻、绞 内孔至尺寸 . 第五章 钻孔夹具设计 . 错误 !未定义书签。 位基准的选择 . 位元件的设计 . 削力及夹紧力的计算 . 套的设计 . 紧装置的设计 . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 . 谢 . 考文献 . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 第一章 绪论 本文首先对操纵杆支架的零件进行分析，通过对操纵杆支架进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这 些方法和步骤进行了操纵杆支架的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 第二章 零件的分析 具的发展史 题目所给的零件是操纵杆支架，而操纵架一般是铸造件，上面钻或铣有直孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。本课题的任务就是”操纵杆支架加工工艺及夹具“这个课题。 件的工艺分析 （ 1）以主视图为主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 操纵杆支 架外侧面 0 的铣削加工， 0 内侧端面的铣 、 内孔 的钻、绞削加工。 内孔钻、绞削 加工 。 其中 30表面粗糙度要求为 60孔 表面粗糙度要求为 其余加工表面的粗糙度均为 以下是该操纵杆支架的零件图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1操纵杆支架零件图主视图 图 1操纵杆支架左视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三章 确定毛坯，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料 “操纵杆支架”零件材料采用铸造。法兰材料为 表面电镀处理，生产类型 为大批量生产，采用铸造毛坯。 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用铸造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 外侧端面的加工余量 根据工序要求，操纵杆支架的 0 外侧端面 的加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 5 表 7 半精铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 1 毛坯的基本尺寸为 70+5 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 66+3+3=72坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 72+铣后最大尺寸为 72 74铣后最小尺寸为 726纵杆支架计铣尺寸与零件图尺寸相同，即 0 。 0 内侧端面的加工余量 根据工序要求，该孔的加工分为粗铣、半精铣两个工序完成，各工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精铣：参照实用机械制造工艺设计手册 表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 36+3+3=42； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 据实用机械制造工艺设计手册表 2得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 36+3+3=42； 毛坯最大尺寸为 42+ 毛坯最小尺寸为 粗铣工序尺寸为 38； 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 0 ； 0 两端面的加工余量 根据工序要求，两端面的加工只要粗铣、半精铣两个工序完成，各工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 23+3+3=29 根据实用机械制造工艺设计手册表 2得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺 寸为 45 第四章 工艺规程设计 位基准的选择 基准的选择 ： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证操纵杆支架的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择操纵杆支架的主要面作为定位基准。即以操纵杆支架的两个端面上的内孔 作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另 一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。 基准的选择： 从保证操纵杆支架孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证操纵杆支架零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从操纵杆支架零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 ，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面， 虽然它是操纵杆支架箱体的装配基准，但因为它与操纵杆支架箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。操纵杆支架体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铣削好的顶面为基准来加工底面。第二个工序是铣削加工操纵杆支架零件的四侧端面及倒角 于顶平面加工完成后一直到操纵杆支架体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基 准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。 按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。 因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定操纵杆支架加工工艺路线如下； 方案一： 铸造毛坯 92工时效处理 工序 30 粗、精铣底部端面 粗、精铣 0 端面，保证厚度至尺寸 粗铣 0 两侧端面 精铣 0 两侧端面 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X 粗铣 0 内侧端面 精铣 0 内侧端面 粗铣 0 内侧端面 精铣 0 内侧端面 钻、绞 内孔至尺寸 钻、绞 内孔至尺寸 去毛刺倒棱角。 验收、入库 方案二： 铸造毛坯 92工时效处理 粗、精铣底部端面 粗、精铣 0 端面，保证厚度至尺寸 粗铣 0 内侧端面 精铣 0 内侧端面 粗铣 0 内侧端面 精铣 0 内侧端面 粗铣 0 两侧端面 精铣 0 两侧端面 钻、绞 内孔至尺寸 钻、绞 内孔至尺寸 去毛刺倒棱角。 验收、入库 方案三： 铸造毛坯 92工时效处理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 、精铣底部端面 粗铣 0 两侧端面 精铣 0 两侧端面 粗、精铣 0 端面，保证厚度至尺寸 粗铣 0 内侧端面 精铣 0 内侧端面 粗铣 0 内侧端面 精铣 0 内侧端面 钻、绞 内孔至尺寸 钻、绞 内孔至尺寸 去毛刺倒棱角。 验收、入库 其中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 择加工设备及刀、夹、量具 由图样分析，该图 样需要铣削底面和两侧面，在这里我们在铣端面时选用端面铣刀。而钻削加工时我们可以选择直柄麻花钻头，量具可选用 0 75测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺等。 确定切削用量及基本工时 、精铣底部端面 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 于是就有：铣刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相 关手册可知 m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0 于是就有机床的切削速度： 0 0 0 00 = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 铣削的长度 l 的计算： 3 计算刀具的切入长度 1l ：k 2302)32(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间：m mf 、精铣 0 端面，保证厚度至尺寸 本 工序为 粗、精铣 0 端面 的工序 ,我们选择机床：铣床 率P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械制造工艺 、金属切削机床设计指导表 5 可知：机床功率足够。 铣 0 两侧端面 （ 1）、铣削宽度的选择 查机械制造工艺设计简明手册表 27有 半精铣 1 2 这里取 （ 2）、铣削每齿给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 有 （ 3）、铣削深度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 29 有 （ 4）、铣削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 30 有 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 2 / m i 1 4 6 0 （ 5） 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 3 1 6 1 9 2 9 2 1 . 615951 3 1 2251580a z nL l l ll a D 所以， 1595 1 . 7 3 m i 1 . 6 （ 6）计算铣削力 查机械制造工艺设计手册表 3 25有 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 3 6 0 0 . 5 1 652 N 铣 0 两侧端面 机床： 床 刀具：硬质合金钢刀具 削深度进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 粗铣 0 内侧端面 切削深度给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 。 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 1/35.0 机床主轴转 速 n ，由式（ ： m 11 0 0 01 0 0 00n ，取 00 实际切削速度 V ，由式（ ： 0 0 3 0 0 00 工作台每分钟进给量m 0 53 0 035.0 式（ 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ： 2(1 式（ 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m i mj 铣 0 内侧端面 切削深度,进给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 ：m 3.0 机床主轴转速 n ，由式（ m 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 作台每分钟进给量式（ ： m 035.0 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m mj 切削深度给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 8/3.0 机床主轴转速 n ，由式（ ： m 81 0 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量式（ ： m 02 5 028.0 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m i mj 铣 0 内侧端面 切削深度,进给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册 表 ：m 3.0 机床主轴转速 n ，由式（ m 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量式（ ： m 035.0 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m mj 切削深度给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 8/3.0 机床主轴转速 n ，由式（ ： m 81 0 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量式（ ： m 02 5 028.0 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m i mj 、绞 内孔至尺寸 工件材料为 铁。孔的直径为 20面粗糙度 工机床为 工工序为钻，加工刀具为：钻孔 18 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故 ( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表。查式钻床说明书，取 0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参考文献 7表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由参考文献 7表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r ， 195 / m ， 7 / m 相应地 4732， 5 1 T N m， 、绞 内孔至尺寸 工 件材料为 铁。孔的直径为 11面粗糙度 工机床为 工工序为钻，加工刀具为：钻孔 11 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故 ( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表。查式钻床说明书，取 0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参考文献 7表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由参考文献 7表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r ， 195 / m ， 7 / m 相应地 4732， 5 1 T N m， 第五章 钻孔夹具的设计 本夹具主要用来钻底面 孔，所考 虑的要确定定位基准面和定位基准中心，钻孔要考虑使用钻套，夹紧装置要考虑用手动还是自动夹紧方式。 位基准的选择 根据钻孔夹具的定位方式相同，也采用一面两孔定位，一面即为加工好的内部底面，两孔选择 2- 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对阶梯式定位销进行设计。 由加工工艺孔工序简图可计算出两工艺孔中心距 g 82 202 57 22 由于两工艺孔有位置度公差，所以取其尺寸公差为 所以两工艺孔的中心距为 ，而两工艺孔尺寸为 。 根据削边销与圆柱销的设计计算过程如下： 定位销中心距基准孔中心距图 5定位元件示