设计“摇臂支架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备【毕业论文+CAD图纸全套】

哈尔滨理工大学 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计课题 设计“摇臂支架”零件的机械加工工艺 规程及工艺装备（生产纲领： 4000） 班 级 ： 设 计 者 ： 指导教师 ： 评定成绩 ： 二一一年十二月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 目 录 设计任务书 2 课程设计说明书正文 3 序言 3 一、零件的分析 4 二 、工艺规程的设计 5 （一）确定毛坯的制作形式 5 （二）基准的选择 6 （三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析 6 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 （五）确定 基本工时 1 0 三、专用夹具设计 11 四、课程设计心得体会 1 1 参考文献 1 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 机械制造技术基础课程设计任务书 设计课题 制定图 5计钻 设计要求 1、中批生产 2、选用通用设备 3、采用手动夹紧机构 设计内容 1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制 定零件的加工工艺过程，填写零件加工工艺过程卡一张和所有加工工序卡； 3、设计制定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式书写； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 序 言 机械加工技术课程设计是机械加工技术课程教学的一个不可或缺 的辅助环节。 它是学生全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论 和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。 它对于培 养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力， 为以后搞好毕 业设计和到工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。 本课程设 计的目的在于： (1)培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程 (工程材 料与热处理、 机械设计、 互换性与测量技术、 金属切削加工及装备等 ) 的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分 析和解决机械加工工艺问题， 初步具备设计中等复杂程度零件的工艺 规程的能力。 (2)能根据被加工零件的技术要求， 运用夹具设计的基本原理和方 法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证 加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。 (3)使学生熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，指 导 学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件， 掌握从事 工艺设计的方法和步骤。 (4)进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术 文件等的基本技能。 (5)培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好 5 习惯。 (6)培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进行毕业设计和 去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 一、零件的分析 （一）零件的作用 支撑摇臂按正常轨迹动作。 （二）零件的工艺分析 零件图中所有尺寸精度如下： 加工表面 尺寸及偏差(公差 /级 表面粗糙度 m 形位公差 /臂支架底面 20 摇臂支架耳朵端面 54 摇臂支架耳朵表面 12 3 3 4 摇臂支架外圆表面 20 （精度等级查公差配合与测量技术 得 精度等级查公差配合与测量技术 而得） 摇臂支架是形状不规则的支架类零件，尺寸精度、形位精度要求一般，零件的主要技术要求分析如下： 1. 4 孔的尺寸精度高，主要是保证里面的钢珠压入后孔口收口。 2. 锻件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及 刚度，在外力的作用下，不至于发生意外事故。 3. 两个 12 的轴是比较重要的，也是以后机械加工各工序的主要定位基准。因此加工此轴的工序是比较重要的。 二、确定生产类型已 知此零件的生产纲 领为 生产类型为中批，所以初步 确定工艺安排为：加工过程工序适当集中；加工设备以通用设备为主，并大量采 用通用夹具和量具。 该零 D D 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，不需要 （该零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，高精度的机床加工，通过铣削，车削，钻床的粗加工就可以达到加工要求） 高精度的机床加工，通过铣削，车削，钻床的粗加工就可以达到加工要求） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 二 、工艺规程的设计 （一） 确定毛坯的制造形式 要确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，应该先确定一下各个因素。 等级 由摇臂支架的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 计算后，摇臂支架的重量约为 步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 对零件图金星分析计算，可大致确定锻件外廓包容提的长度、宽度、高度。即 L=54mm，b=32h=53公式（ 2（ 2计算出该锻件的形状复杂系数 S=于 。 摇臂支架的材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 碳素钢。 所以该锻件的材质系数属于 根据该零件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属于直分模线。 由零件图可知，各个加工表面的粗糙度 m。 根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列表如下 锻件重量 /容体重量 /状复杂系数 材质系数 公差等级 2 项目 /械加工余量 /寸公差 /注 厚度 32 取 宽度 54 取 宽度 25 取 （二） 基准的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知外圆 12 、孔 4 等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分 析。 定位基准有粗基准和精基准之分 ； 通常先确定精基准，后确定粗基准。 （ 1） 精基准的选择 在底面加工以后各工序则以该底面为定位精基准，这样就满足了基准重合与基准统一的原则。摇臂支架的底面是设计基准，和 . 以及摇臂支架的外圆 20 摇臂支架耳朵的端面做为精基准，可以钻 3和 4。这样就实现了设计基准和工艺基准的重合。同时也保证了被加工表面的平行度要求 ， 在加工某些面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。 （ 2） 粗基 准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择外圆 20外圆面做粗 基准。 （三）工艺路线的拟定 由特种机械加工技术 333出对摇臂支架外圆柱、孔 、 特种机械加工技术 表面的加工方法如下： 加工部位 精度等级 表面粗糙度 m 加工方法 支架底面 削 支架双耳端面 车 支架双耳表面 车 磨削 3 4 铰 支架外圆表面 车 为保证达到零件的几何形状，尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。 （ 1）遵循“先基准后其他”的原则。首先加工精基准 摇臂支架的底面。 （ 2）遵循“先粗后精”的原则。先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。 （ 3）遵循“先主后次”的原则。先加工主要表面 摇臂支架的底面、摇臂 支架耳朵端面、摇臂支架耳朵表面。 （ 3）遵循“先面后孔”的原则。首先加工各个端面和表面，后加工各个孔。 模锻成型后切边，进行调质。调制硬度为 241285进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脱碳而对机械加工带来的不利影响。摇臂支架前臂表面在精加工之前需要进行局部淬火，提高它的耐磨性和在工作中成熟冲击载荷的能力。 在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清晰和中检工序。 综上所述，该摇臂支架的安排顺序为：基准加工 主要加工表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 热处理 主要表面精加工。 摇臂支架的工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣摇臂支架底面 卧式铣床 速钢套式面铣刀 游标卡尺 2 精铣摇臂支架底面 卧式铣床 速钢套式面铣刀 游标卡尺 3 粗铣摇臂支架耳朵端面 卧式铣床 速钢套式面铣刀 游标卡尺 4 粗车外圆表面 数控车床速钢车刀 千分尺 5 粗车台阶 数控车床速钢车刀 千分尺 6 粗车摇臂支架耳朵表面 数控车床速钢车刀 游标卡尺 7 粗车各槽倒角 数控机床速钢车刀 卡规深度游标卡尺 8 钻 3 台式钻床 花钻 卡尺、塞规 9 钻、铰 4 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 卡尺、塞规 10 钻 2 、 、 四面组合钻床 麻花钻 卡尺、塞规 11 半精车摇臂支架耳朵表面 数控车床速钢车刀 游标卡尺 12 精铣摇臂支架耳朵端面 卧式铣床 速钢套式 面铣刀 游标卡尺 13 去毛刺 钳工台 平锉 14 热处理 耳朵表面局部淬火 淬火机 15 磨削摇臂支架耳朵表面 平面磨床轮 游标卡尺 16 清洗 清洗机 17 压入钢球 4，孔口收口 18 终检 塞规、百分表等 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 毛坯图。 摇臂支架材料为 于产品外表面大部分不用加工，所以毛坯选用精密模锻。该种模锻的尺寸公差等级为 6 7 级，用查表法确定加工表面的总余量。但由于用查表法所确 定的总余量与成产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。 现将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示： 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 12 的面 12 3+1 16 1 高 53 3+2 58 长 54 2+2 58 铣底面、钻 孔 两孔经由钻头一次钻出，即可满足使用设计要求制造工艺与夹具 由制造工艺与夹具表 8，选用硬质合金端铣刀，保证尺寸 35用机床：卧式铣床 刀具： 质合金端铣刀。 铣削宽度0, 深度, 齿数 z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册 后简称简明手册 （后简称 ）表 械制造工艺设计简明手册 后简称简明手册 表 刀具直径0d=125据切削用量手册 （后简称切削手册 ）表 择刀具前角0 0 后 角0 8 ，副后角 0=10 ，刃倾角：s= 10, 主偏角0, 过渡刃30, 副偏角 。 因为余量较小，故选择次走 刀即可完成。械制造工艺与夹具 由械制造工艺与夹具 ，钻 孔用麻花钻就能满足要求 取钻孔的进给量 f=r， 表 11钻孔时的切削速度 v 得： V=2.0 由此可以算出转速为1 11 0 0 0 1 0 0 0 2 0 6 0 6 . 6 m i 1 4 1 0 . 5v rn d 2 1 0 0 0 2 0 1 0 4 4 . 1 7 m i 1 4 6 . 1 机床实际转速取 n=720r/实际切削速度为： 11 3 . 1 4 7 2 0 1 0 . 5 2 3 . 7 4 m i 0 0 1 0 0 0nD 22 3 . 1 4 7 2 0 6 . 1 1 3 . 7 9 m i 0 0 1 0 0 0nD 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 计算钻削力扭矩及功率，按械制造工艺与机床夹具 (含课程设计与习题 )表 8以得到： 轴向力 0 . 70 8 3 3 . 8 5 1 0 . 5 0 . 4 0 . 8 9 3 8 1 1 . 5X F Y d f K N 切削扭矩 3 1 . 9 0 . 8 30 1 0 3 3 3 . 6 4 1 0 . 5 0 . 4 0 . 8 9 1 0 2 0 . 3X M Y M C d f K s 切削功率 332 1 0 2 3 . 1 4 2 0 . 3 1 0 . 1 1 0 1 . 3 K w 有上诉计算结果与机床允许值相比军允许，确定采用切削量 = r v = 14m / n = 720r / 3. 加工 12 ，切槽 12 可用硬质合金车刀加工，可以一次加工出留有余量 可。 硬质合金车刀选用型号为 刀具的几何角度：刀具主偏角90 ，刃倾角s= 前角0 14 ， 后 角0 6 ，副偏角 30 ，副后角0 2 由文献（ 1）表 7以得到，3f=r,n=720r/则相应的切削速度为 ： 3 . 1 4 7 2 0 1 2 2 7 . 1 3m i 0 0 1 0 0 0nD 切槽刀用 工，由表 7， f = r， 1.1 3m / s 22 用高速钢钻头，进给量 f=r ，切削速度s 3 、扩、铰 4 采用高速钢麻花钻，直径0d=3选择切削用量，背吃刀量给量根据表 8f = r ,由文献得切削速度5m/按公式计算主轴转速 ：01000 1 0 0 0 3 5 3 7 1 5 . 5 m i 1 4 3cv rn d 扩 4 ，用钢扩孔钻，进给量 f =r ，用齿数为 6的高速钢铰刀，进给量f=r。 6. 磨 212 选用陶瓷结 合剂砂轮，轮宽为 2，精磨淬火钢工件，回转的圆周速度0m/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 纵向进给量：=1工作台单行程的横向进给量.8 (五 ) 确定基本工时 1. 时间定额计算 计算钻 的时间定额 1）机动时间 由文献 (3) 得钻孔的计算公式： Lt 代入数值 53 0 . 8 1 4 m i 0 0 . 42 2 0 . 8 1 4 m i n 0 . 3 6 8 m i 2）辅助时间，由文献 开停车 升降钻杆 主轴运转 清除铁屑 卡尺测量 装卸工件时间有文献 (3) 表 一分钟 所以辅助时间 T=()作业时间BT=(4)常量工作场地时间4)，取 =3 ，则 0T= =5）休息和生理需要时间4) ，取 =3 ，则 =6）准备与终结时间 简单件 26买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 深度定位 使用钻模 6假如 设计给定 4000 件，则 eT/n=(26+)/4000=)单件时间8)单件计算时间 eT/n=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 三、专用夹具设计 （一） 专用钻床夹具设计 已知摇臂支架的材料为 45 钢，毛坯为锻件，所用机床为台式钻床 批量生产，要求为工序 10 设计一个钻 夹具。 （二）问题的指出 本夹具主要用来钻 。由于本工序的加工精度不高，在加工本道工序时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 （三）确定夹具的结构方案 1) 确定定位元件 根据零件图和和规定的定位基准，为了减小定位误差，用底面、一个挡块和一个 V 型块限制他的六个自由度。 2) 确定导向装置 本工序选用可换钻套作为刀具的导向元件。查表后，确定钻套高度 H=16屑空间h=4 四、课程设计心得体会 通过对摇臂支架的机械加工工艺及对 3的夹具的设计，使我学到了许多有关 机械加工的知识 ,主要归纳为以下两个方面： 第一方面：摇臂支架外形较复杂，且其技术要求高，所以适当的选择机械加工中的定位基准 ,是能否保证摇臂支架技术要求的重要问题之一。对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。 而摇臂支架的机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。摇臂支架的加工路线可以分为三个阶段：划分为粗加工，半精加工和精加工。 第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。 （ 1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。 （ 2）、导向及对刀装置的设计 ：由于本设计主要设计的是孔夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题。 （ 3）、夹具体设计：摇臂支架的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。 （ 5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。 （ 6）、绘制夹具装备图及夹具