郑 州 科 技 学 院
机械制造工艺学课程设计任务书
题目：设计“操纵杆支架”零件的机械加工工艺规程及夹具设计 内容： 1.零件图 1张
2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程卡 1份 4.机械加工工序卡 1份 5.夹具设计装配图 1张 6.夹具体零件图 1张 7.课程设计说明书 1份
班 级： 机制本9班 姓 名： 张 飞 腾 学 号： 201333265 指 导 教 师： 杨 晨 教研室主任：
2016 年 4 月 13 日
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目录
1、零 件 的 分 析 ......................................................................................................................... 3
1.1 零件的作用 ........................................................................................................................ 3 1.2 零件的工艺分析 ................................................................................................................ 3 2、工 艺 规 程 设 计 ................................................................................................................... 3
2.1 选择毛坯种类并确定制造方法 ........................................................................................ 3 2.2 基面的选择 ........................................................................................................................ 3 2.3选择加工方法 ..................................................................................................................... 4 2.4 制订工艺路线 .................................................................................................................... 4 2.5 机械加工余量及毛坯尺寸的确定 .................................................................................... 5
（一）确定加工余量 ....................................................................................................... 5 （二）确定毛坯基本尺寸 ............................................................................................... 5 （三）绘制毛坯简图 ....................................................................................................... 5 2.6工序设计 ............................................................................................................................. 6
(一)选择加工设备与工艺设备 ........................................................................................ 6 2.7 确定切削用量及基本工时 ................................................................................................ 7
(一) 工序05（粗铣底面A）切削用量及基本时间的确定 ......................................... 7 （二）工序10（粗铣36槽）切削用量及基本时间的确定 ........................................ 9 （三）工序15（钻3xΦ11）切削用量及基本时间的确定 ........................................ 11 （四）工序20（钻2??19mm通孔）切削用量及基本时间的确定 ....................... 14 （五）工序25（精镗?20mm孔）切削用量及基本时间的确定 ............................. 16
3、夹具设计 ................................................................................................................................... 19
3.1 接受设计任务、明确加工要求 ...................................................................................... 19 3.2 确定定位方案、选择定位元件 ...................................................................................... 19 3.3 确定加紧方案、设计夹紧机构 ...................................................................................... 20 3.4 确定导向方案和导向元件 .............................................................................................. 20 3.5 夹具体设计 ...................................................................................................................... 21 设计心得......................................................................................................................................... 22 参考文献......................................................................................................................................... 23
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1、零 件 的 分 析
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3XΦ11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。
1.2 零件的工艺分析
操纵杆支架共有4组加工表面，分析如下： （1）2XΦ20孔， （2）支架底面 （3）36槽 （4）3XΦ11孔
此零件外形较小，图中除2XΦ20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、工 艺 规 程 设 计
2.1 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。
2.2 基面的选择
基面选择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
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为铣底面时要保证54±0.5，所以以2XR20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3XΦ11孔。
2.3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 1800-2009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。3XΦ11为工艺孔，加工时按工艺尺寸加工，直接在零件上钻铰完成。2XΦ20的要求较高，根据手册表5-49，先用钻头钻孔至Φ19，再用Φ20镗刀加工。
2.4 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05 粗铣底面。 工序10 粗铣36槽。 工序15 钻底面3×Φ11孔。 工序20 钻2×Φ19孔。 工序25 精镗2×φ20孔 工序30 去毛刺 工序35 检查
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2.5 机械加工余量及毛坯尺寸的确定
（一）确定加工余量
操纵杆支架的材料为HT150，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选择加工余量为F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） 参考 表5-4 加工余量/mm 1 成 3XΦ11 2XΦ20孔 表5-19 表5-19 11 5 钻铰完成 先用钻头钻孔至Φ19，再用Φ20镗刀加工 36槽 表5-4 1 成 粗铣一次完备注 粗铣一次完（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/mm 12 Φ11 Φ20 加工余量/mm 1 11 5 毛坯尺寸/mm 13 Φ11 Φ15 （三）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：
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(完整版)操纵杆支架机械加工工艺说明书
