操纵杆支架机械加工工艺操作说明书.pdf
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1、课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书题题目:目:设计“操纵杆支架”零件的机械加工工艺规程设计“操纵杆支架”零件的机械加工工艺规程目目录录1、零 件 的 分 析.11.1 零件的作用.11.2 零件的工艺分析.12、工 艺 规 程 设 计.12.1 选择毛坯种类并确定制造方法.12.2 基面的选择.12.3 选择加工方法.22.4 制订工艺路线.22.5 工艺路线的分析.22.6 机械加工余量及毛坯尺寸的确定.3(一)确定加工余量.3(三)确定毛坯基本尺寸.3(四)绘制毛坯简图.32.7 确定切削用量及基本工时.4(一)工序 05(粗铣底面 A)切削用量及基本时间的确定.4(二)工序 10(
2、粗铣 36 槽)切削用量及基本时间的确定.6(三)工序 15(钻 3x11)切削用量及基本时间的确定.8(四)工序 20(钻219mm通孔)切削用量及基本时间的确定.10(五)工序 25(精镗20mm孔)切削用量及基本时间的确定.12参考文献.141 1、零、零 件件 的的 分分 析析1.11.1 零件的作用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3-11孔用螺栓固定在底座上,操纵杆用20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。1.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析操纵杆支架共有4组加工表面
3、,分析如下:(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,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。2 2、工、工 艺艺 规规 程程 设设 计计2.12.1 选择毛坯种类并确定制造方法选择毛坯种类并确定制造方法操纵杆支架材料为灰铁件,牌号HT150,零件年产量为10000件,已达大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用精铸件,这从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。2.22.2 基面的选择基面的选择基面选择
4、是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。(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,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。因为铣底面时要保证540.5,所以以2-R20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3-11孔。2.32
5、.3 选择加工方法选择加工方法(1)平面的加工平面加工的方法很多,有车、刨、铣、磨、拉等。由于本零件对所加工表面粗糙度要求都不高。由表5-11,根据GB/T 1804-2000规定,选用中等级(m),相当于IT13级,故可考虑粗车或粗端铣,根据零件的结构特点,选用端铣加工方式。(2)孔的加工孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。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。2-20的要求较高,根据手册表5-48,先用钻头钻孔至19,再用20镗刀加工。2.42.4 制订工艺路线制订工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在
6、生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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。工艺路线方案工序粗精铣底面A。工序钻底面3-11孔。工序铣36槽。工序钻铣2-20孔。工序检查2.52.5 工艺路线的分析工艺路线的分析本方案是先加工出底面,再以底面为基准,加工出底面 3-11孔,36槽,及2-20孔,这种方案基准统一。先加工出底面,后续加工都已底面定位,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。因此,我们选用本方案做为操纵杆支架的加工路线:工序以两个R20外毛坯面做为粗基准,粗精铣底面A。选用X53立式铣床及专用夹具加工。
7、工序以底面为基准,侧边采用辅助支撑,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。选用Z3040钻床及专用钻模。工序以底面及2-11孔,一面两销定位,加工36槽。选用X63卧式铣床及专用夹具加工。工序以一面两销定位,钻铣2-20孔。选用X53立式铣床及专用夹具加工工序终检。2.62.6 机械加工余量及毛坯尺寸的确定机械加工余量及毛坯尺寸的确定(一)确定加工余量(一)确定加工余量操纵杆支架的材料为HT200,抗拉强度b 200MPa,采用砂型机器造型,且为批量生产。由表5-2知,铸钢件采用砂型机器造型时,铸件的尺寸公差为 CT8-CT12级,此处选为CT9级。由表5-3选
8、择加工余量为H级,根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸由表5-4可查得个加工表面余量如下表:表1-1加工表面底面(A面)3-11参考表5-4表5-19加工余量/mm备注粗铣一次完成钻铰完成先用钻头钻孔至无19,再用20镗刀加工36槽表5-40.7粗铣一次完成(二)确定毛坯基本尺寸(二)确定毛坯基本尺寸加工表面的的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取得相应加工余量即可,所得毛坯尺寸如表3-2 所示:表 3-2零件尺寸/mm12112036加工余量/mm0.7001.4毛坯尺寸/mm12.7112037.40.7无2-20孔表5-19(三)确定毛坯基本尺寸(三)确定毛坯基本尺寸由表 5-1,选用 CT7 级
9、查的各铸件加工尺寸公差如表3-3 所示:表 3-3毛坯尺寸/mm12.737.4公差/mm0.781标注结果0.390.512.70.3937.40.5(四)绘制毛坯简图(四)绘制毛坯简图根据以上内容及砂型铸件的有关标准与规定,绘制毛坯简图,如图3-1:如图 3-1毛坯简图2.72.7 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时(一一)工序工序 0505(粗铣底面(粗铣底面 A A)切削用量及基本时间的确定)切削用量及基本时间的确定1.切削用量本道工序是粗铣端面,已知加工材料为HT200,b 200MPa,机床为 XA5032 型立式铣床,所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀,其参数d 80,孔径
10、D 27,宽L 36,齿数z 10。根据表oooo5-26 确定铣刀角度,选择前角010,后角012,主偏角r 50,螺旋角10。已知铣削宽度aw92mm,铣削被吃刀量ap 0.7mm。(1)确定每齿进给量af根据表 5-13 知 XA5032 型立式铣床的主电机功率为7.5kw,查表 5-24 知当工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时,其每齿进给量af 0.2 0.3mm/z。由于本工序被吃刀量和铣削宽度较小,故选择最大的每齿进给量。af 0.3mm/z(2)选择铣刀磨钝标准和耐用时度根据表 5-28,用高速钢镶齿端铣刀粗加工铸剑时,选择铣刀后刀面磨损极限值为2.0mm,查表5-29 知铣
11、刀直径 d=80mm 时,经插值的端铣刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标准所经历的总切削时间。(3)确定切削速度和工作台每分钟进给量vf查表 5-30 知,高速钢铣刀铣削速度为15 25m/min,则所需铣床主轴转速范围是1000vn 38.2 63.7r/mind根据 XA5032 机床的标准主轴转速,由表5-13 选取 n=60r/min,则实际铣削速度为v 工作台每分钟进给量为80601000m/min 15.04m/minvffnafzn0.31060mm/min180mm/min根据表 5-13 中工作台标准纵向进给量,选取vf
12、150mm/min,则实际每齿进给量为afvfzn150 0.25mm/z1060(4)校验机床功率由表 5-31 和表 5-32 知,铣削力Fz和铣削功率Pm计算公式如下:FzCFaPafqFxFyFawzuFd0nPmwFkFZ(N)Fzv(kW)60103式中Cv 650,xF1.0,yF 0.72,uF 0.86,wF 0,qF 0.86。所以,铣削梨为FzCFaPafqFxFyFawzuFd0nwFkFZ6500.710.250.72920.86101890.8(N)800.86PmFzv1891.115.08 0.47(kW)3360106010XA5023 铣床主电机功率为 7.
13、5kW。故选用切削用量合适。最后的切削用量为aP 0.7mmaf 0.3mmvf 60mm/minv 0.25m/s2.基本时间tm根据表 5-33 知,r 90的端铣刀对铣削的基本时间为otm式中,lwl1l2vflw工件铣削部分长度,单位为mm;l1切入行程长度,单位为mm,l1 0.5(d0d0 aw)22aP;tanrl2切出行程长度,单位mm;vf工作台每分钟进给量,单位为mm/min。已知vf 60mm/min,lw 92mm。由表 5-34 查的切入切出行程长度l1l2 22mm。所以,基本时间为tm901.5min60(二)工序(二)工序 1010(粗铣(粗铣 3636 槽)切
14、削用量及基本时间的确定槽)切削用量及基本时间的确定1.切削用量本道工序是粗铣端面,已知加工材料为HT200,b 200MPa,机床为 XA5032 型立式铣床,所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀,其参数d 80,孔径D 27,宽L 36,齿数z 10。根据表oooo5-26 确定铣刀角度,选择前角010,后角012,主偏角r 50,螺旋角10。已知铣削宽度aw92mm,铣削被吃刀量ap 0.7mm。(1)确定每吃进给量af根据表 5-13 知 XA5032 型立式铣床的主电机功率为7.5kw,查表 5-24 知当工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时,其每齿进给量af 0.2 0.3mm/z。由于
15、本工序被吃刀量和铣削宽度较小,故选择最大的每齿进给量。af 0.3mm/z(2)选择铣刀磨钝标准和耐用时度根据表 5-28,用高速钢镶齿端铣刀粗加工铸剑时,选择铣刀后刀面磨损极限值为2.0mm,查表5-29 知铣刀直径 d=80mm 时,经插值的端铣刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标准所经历的总切削时间。(3)确定切削速度和工作台每分钟进给量vf查表 5-30 知,高速钢铣刀铣削速度为15 25m/min,则所需铣床主轴转速范围是1000vn 38.2 63.7r/mind根据 XA5032 机床的标准主轴转速,由表5-13 选取 n=6
16、0r/min,则实际铣削速度为v 工作台每分钟进给量为80601000m/min 15.07m/minvffnafzn0.31060mm/min180mm/min根据表 5-13 中工作台标准纵向进给量,选取vf150mm/min,则实际每齿进给量为afvfzn150 0.25mm/z1060(4)校验机床功率由表 5-31 和表 5-32 知,铣削力Fz和铣削功率Pm计算公式如下:FzCFaPafqFxFyFawzuFd0nwFPmkFZ(N)Fzv(kW)36010式中Cv 650,xF1.0,yF 0.72,uF 0.86,wF 0,qF 0.86。所以,铣削梨为FzCFaPafqFxF
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