操纵杆支架加工工艺及夹具设计

XX 学院

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

二〇一五年五月五十三日

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01.012-支架底面。由零件要求分析可知，保证0266-外侧端面和01.012-底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02

66-两侧面进行铣削加工同时成型。因其粗糙度为Ra12.5，可通过粗铣、半精铣来满足。对于钻04.00113φ-孔时，主要以操纵杆支架的21.002.020+-φ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

ABSTRACT

Enable producing the target in process of production raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.

At present, part of the processing of domestic have begun to close to the machine tool, but also need to clamp the workpiece, that is to say, although the technology has been greatly improved but his nature has not changed much, on the flip side, because of his skill and precision is high, so a high quality tool holder of machine tools is an absolute necessity. As everyone knows, because our technology in the unceasing development, technical requirements for processing of the knife is also more and more high, before an ordinary lathe is clamped four tool, and now there is a large number of will not meet the work requirements, therefore, tool holder part can clamp the tool also needs our staff to develop.

KEYWORDS:fixture multi-function; Die forging links; Group technology;clipping tight

目录

摘要..................................................................... I ABSTRACT............................................................. II 第一章绪论. (1)

第二章零件的分析...................................................... V 2.1零件的作用....................................... 错误！未定义书签。

2.2零件的工艺分析.................................................... V 第三章确定毛坯，绘制毛坯图、零件图............................... VII

3.1确定毛坯的制造形式及材料........................................ VII 3.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.......................... VII 第四章工艺规程设计 ................................................ VIII

4.1定位基准的选择................................................. VIII 4.2制定工艺路线..................................................... IX 4.3选择加工设备及刀、夹、量具....................................... XI 4.4 确定切削用量及基本工时........................................... XI 4.4.1粗、精铣底部端面........................................... XI

4.4.2粗、精铣

1.0

12

-端面，保证厚度至尺寸......................... XI

4.4.3粗铣

2.0

66

-两侧端面.......................................... XI

4.4.4精铣

2.0

66

-两侧端面.......................................... XI

4.4.5粗铣

25

.0

36

-内侧端面......................................... XI

4.4.6精铣

25

.0

36

-内侧端面......................................... XI

4.4.7粗铣

13

.0

23

-内侧端面......................................... XI

4.4.8钻、绞

21

.0

02

.0

20+

-

φ

内孔至尺寸 .................................. XI

4.4.9 钻、绞

04

.0

11

3+

+

-φ

内孔至尺寸................................ XI

第五章钻孔夹具设计 ................................. 错误！未定义书签。

5.1定位基准的选择........................................................................................................................... XX

5.2定位元件的设计.......................................................................................................................... X XI

5.3切削力及夹紧力的计算............................................................................................................. X XII

5.4钻套的设计............................................................................................................................... XXIII

5.5夹紧装置的设计....................................................................................................................... XXIV

小结.................................................................. XXV 致谢.................................................................. XXV 参考文献 ............................................................ XXVII

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

2.1 夹具的发展史

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。。

2.2 零件的工艺分析

（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02.066-的铣削加工，025.036-内侧端面的铣削加工以及

04.00113++-φ、21.002.020+-φ内孔的钻、绞削加工。21.002.020+-φ内孔钻、绞削加工。其中∮30H7内孔的表面粗糙度要求为m Ra μ2.3，∮60H11内孔表面粗糙度要求为m Ra μ3.6，其余加工表面的粗糙度均为m Ra μ5.12。

以下是该操纵杆支架的零件图。

图1-1 操纵杆支架零件图主视图

图1-2 操纵杆支架左视图

第三章确定毛坯，绘制毛坯图、零件图

3.1 确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HT200，需表面电镀处理，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。

3.2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

3.2.1

2.0

66

-外侧端面的加工余量

根据工序要求，操纵杆支架的

2.0

66

-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7-23。其余量值规定为2.1~6.5mm，现取5mm。表7-27粗铣时厚度偏差取-0.28mm。

半精铣：参照《实用机械制造工艺设计手册》表7-24。其余量值规定为0.8~1.0mm，现取1mm。

毛坯的基本尺寸为70+2.5+2.5=75mm。

根据《实用机械制造工艺设计手册》表2-5，铸件尺寸公差等级选用CT7，可得毛坯尺寸公差为1.6mm。

毛坯的名义尺寸为：66+3+3=72mm

毛坯最小尺寸为： 72-0.8=71.2mm

毛坯最大尺寸为： 72+0.8=72.8mm

粗铣后最大尺寸为 72-1-1=∮74mm

精铣后最小尺寸为72-3-3=66mm

操纵杆支架计铣尺寸与零件图尺寸相同，即

2.0

66

-。

3.2.2、

25

.0

36

-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7-13，其余量值为2.0mm;

精铣：参照《实用机械制造工艺设计手册》表7-13，其余量值为0.3mm。

毛坯的基本尺寸分别为：

毛坯基本尺寸为36+3+3=42；

根据《实用机械制造工艺设计手册》表2-5，HT200尺寸公差等级选用CT7，可得毛坯尺寸公差为1.1mm 。

毛坯名义尺寸为36+3+3=42；

毛坯最大尺寸为42+0.55=42.25；

毛坯最小尺寸为42-0.55=41.45；

粗铣工序尺寸为38；

精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即025.036-；

3.2.3、013.023-两端面的加工余量

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7-13，其余量值为2.5mm ；

毛坯的基本尺寸分别为：

毛坯基本尺寸为23+3+3=29mm ；

根据《实用机械制造工艺设计手册》表2-5，HT200尺寸公差等级选用CT7，可得毛坯尺寸公差为1.1mm 。

毛坯名义尺寸为29-2-1.3-0.3=25.7mm ；

毛坯最大尺寸为25.7mm +0.55=26.25mm ；

毛坯最小尺寸为25.7m 013.023-45mm ；

第四章 工艺规程设计

4.1 定位基准的选择

4.1.1、粗基准的选择：

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21.002

.020+-φ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。

4.1.2、精基准的选择：

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

大，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。

4.2、制定工艺路线

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C3。由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c ?-9080的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚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m g 200。

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92X74

人工时效处理

工序30粗、精铣底部端面

粗、精铣01.012-端面，保证厚度至尺寸

粗铣02.066-两侧端面

精铣02.066-两侧端面