扭杆（座）机械加工工艺及夹具设计-钻2—Φ12.5两孔、车Φ29.4孔
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扭杆
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毕业论文- 0 -目 录序 言 .1第一章 零件的分析 .21.1 零件的作用 .21.2 零件的工艺分析 21.2.1 结构分析 21.2.2 加工别面技术要求 2第二章 工艺规程设计 .42.1 确定毛坯的制造形式 .42.2 确定的机械加工余量 .42.3 基面的选择的选择 .4第三章 制定工艺路线 .53.1 工艺路线 1 .53.2 工艺路线 253.3 具体的加工路线如下 .6第四章 确定切削用量及基本工时 .74.1 工序：铣扭杆上平面 .74.1.1. 选择刀具 .74.1.2. 决定铣削用量 .7毕业论文- 1 -4.2 工序：钻 2-12.5 孔 .842.1 工步一钻孔至 12.5 .84.3 工序：铣 28 平面 84.3.1. 选择刀具 .84.3.2. 决定铣削用量 .84.4 工序：铣 44 端面 94.41. 选择刀具 94.4.2. 决定铣削用量 .94.5 工序 XII:钻孔 26.5 .104.6 工序 XIX :车孔 29.4 114.6.1.加工条件 .114.6.2计算切削用量 114.7 工序 XIXI：拉花键 12第五章 夹具设计 135.1 钻床夹具设计 135.1.1 问题的提出 .135.1.2 定位基准的选择 .135.1.3 切削力及夹紧力计算 .135.1.4 定位误差分析 145.1.5 夹具设计及操作简要说明 .155.2 车床夹具 16毕业论文- 2 -总 结 .18致 谢 19参 考 文 献 20毕业论文- 0 -序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。扭转杆的加工工艺规程及其钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。毕业论文- 1 -第一章 零件的分析1.1 零件的作用扭转杆作用待查1.2 零件的工艺分析1.2.1结构分析从扭转杆的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以28外圆底面为中心的加工面 这一组加工面包括：2-12.5及其端面 2. 以2-12.5及其端面这组加工面主要是其余的各个端面和孔1.2.2 加工别面技术要求扭转杆共有两组加工表面，他们相互间 有一定的位置要求。现分述如下：.铣上平面1. 铣上平面铣上平面来保证钻 2- 12.5 孔和锪平面毕业论文- 2 -2. 铣圆端面铣圆端面来保证钻 26.5 孔和车 29.41 和拉花键毕业论文- 3 -第二章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 40Cr，考虑到扭杆在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 确定的机械加工余量1上下平面加工余量 1.5mm2.两孔尺寸 2-12.5 上偏差 0.35 下偏差 03. 28 铣上下平面加工余量 1.52.3 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，扭转杆较不规则，所以粗基准比较容易选择。（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，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为粗基准）来选取。精基准的选择。精基准选择的原则有：基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则和自为基准原则。在选择时，主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。本零件中加工工序以 2- 12.5 孔和加工 29.41 孔 做专用夹具设计1. 以 28 外圆底面为中心的加工面 这一组加工面包括：2-12.5及其端面 2. 以2-12.5及其端面这组加工面主要是其余的各个端面和精基准的选择，选择已经加工好的 2-12.5 作为精基准。毕业论文- 4 -第三章 制定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成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 3.1 工艺路线 1工序：锻造。工序：正火处理工序：喷丸工序：铣上下端面工序：钻孔工序：检验工序：锪平面工序：铣平面工序：检验工序 X：钻孔，倒角工序 XI：检验工序 XII：热处理工序 XIII;喷丸工序 XIV：扩孔工序 XV：检验工序 XVI：车内孔工序 XVII：拉花键工序 XVIII：车止口工序 XIX：检验3.2 工艺路线 2 工序：锻造。工序：正火处理工序：喷丸工序：铣上下端面工序：钻孔工序 VI：锪平面毕业论文- 5 -工序 VII：铣平面工序：钻孔，倒角工序 X：扩孔工序 XI：车内孔工序 XII：拉花键工序 XIII; 车止口工序 XIV：检验工艺路线1和工艺路线2的不同之处在于，方案一在加工完几道工序后就做一步检验，而方案二则是做完后一次检验，这样的就有弊端，在检验的过程中万一出现不符合要求的工件，将无法进行控制，而方案一在检验的过程中如果发现不符合要求的零件，可以及时的修补或者作为废品处理，这样能减少工件的废品率，适合于批量生产，因此综合考虑我们选择方案一3.3 具体的加工路线如下工序：锻造。工序：正火处理工序：喷丸工序：铣上下端面工序：钻孔工序：检验工序：锪平面工序：铣平面工序：铣圆端面工序 X：检验工序 XII：钻孔，工序 XIII;倒角工序 XIV：检验工序 XV：热处理工序 XVI;喷丸工序 XVII：扩孔工序 XVIII：检验工序 XIX：车内孔工序 XIXI：拉花键工序 XIXII：车止口工序 XIXIII：检验毕业论文- 6 -第四章 确定切削用量及基本工时4.1 工序：铣扭杆上平面4.1.1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d350min/125v4z4.1.2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 map5.2）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0fzmin/39.17510rdvns按机床标准选取 1450wnin/3.190431vw当 1450r/min 时nrmzfwm /160452.按机床标准选取 fm3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l8l51l32in0.47321fntwm毕业论文- 7 -4.2 工序：钻 2-12.5 孔42.1 工步一钻孔至 12.5确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 14 孔时属于低刚度md5.120rm/47.039.零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.029.5.根据 Z525 机床说明书，现取 rf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v以min/6.458.120rdvnws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为i/7rin/718.41035.nvw切削工时： ， ， ，则机动工时为ml3l9ml2in537.02.47521fnltwm4.3 工序：铣 28 平面4.3.1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d350min/125v4z4.3.2. 决定铣削用量毕业论文- 8 -4）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 map5.15）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0fzmin/39.17510rdvns按机床标准选取 1450wnin/3.190431vw当 1450r/min 时nrmzfwm /160452.按机床标准选取 fm6）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l28l51l32in078.431fntwm4.4 工序：铣 44 端面4.41. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d0min/125v4z4.4.2. 决定铣削用量7）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 map5.18）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。毕业论文- 9 -根据表查出 ，则齿/2.0mfzin7965110rdvns按机床标准选取 750wn/min/7.101vw当 750r/min 时nrzfwm /607542.按机床标准选取 mf9）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l4l51ml32in09.7321fntwm4.5 工序 XII:钻孔 26.5确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的 ，f MPab80时， 。由于本零件在加工 26.5 孔时属于低刚md5.260rm/47.039.度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则rf /35.029.5.0根据 Z525 机床说明书，现取 rf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/25v以min/94.635.1201rdvnws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为in/7rin/16.510.6nvw毕业论文- 10 -切削工时： ， ， ，则机动工时为ml30l91ml32in5.2.67521fnltwm4.6 工序 XIX :车孔 29.4工序 1 粗车 29.4 及内圆柱面，4.6.1.加工条件工件材料：HT15-33 b=220MPa 模铸加工要求：车削 29.4mm 内面机床：CA6140 卧式车床 刀具：采用刀片的材料为 YT15，刀杆尺寸 16x25mm , =90 , =15 ,2K0=12 , =0.5mm04.6.2计算切削用量粗车 29.4mm 内圆计算切削速度，按切削手册表 1.27,切削速度的计算公式为(寿命 T=60min)(m/min)vyxpmckfaTCvv其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 见切削手册表 1.28,即vCvxvyvk=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskvkrvB所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxvc35.015.02.464)确定机的主轴转速ns= = 504r/minWdc29.68按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 504r/min 相近的机床转速为 480r/min及 600r/min。现选取 =480r/min。wn毕业论文- 11 -所以实际切削速度 v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1L= =30mm , =2mm, =0, =02011l2l3tm= = =0.074(min)fnlw31l0.9484.7 工序 XIXI：拉花键机床 L2110A 拉床工序切削用量及基本工时的确定：拉宽 21.5 的键槽单面升齿，根据有关手册，确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为 0.06mm，拉削速度为 0.06m/m切削工时 zvfklZtb10式中： 单面余量为 3.5bzL 拉削长度 61考虑校准部分 的长度系数取 1.2K 考虑机床反行程系数 ，取 1.4V 拉削速度拉刀单面升齿zfZ 拉刀同时工作齿数 plzP 拉刀齿距 5.1063.)5.12(lp所以拉刀同时工作齿数 z=l/p=29/10.5=5.8拉削工时 3.9.042.xt车止口的切削用量 及基本工时的计算如车 29.4 内孔，在此不再累述毕业论文- 12 -第五章 夹具设计5.1 钻床夹具设计5.1.1 问题的提出 本夹具主要用于钻 212.5 两孔，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。5.1.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度，在加工 12.5 之前，我们上端面已经加工好，因此我们可以采用已经加工好的上端面为定位基准，采用一面一 V 行块一辅助螺栓，一个端面限制 3 个自由度，V 行块限制 2 个自由度辅助螺栓限制了一个自由度，这样空间的 6 个自由度都已经限制完了，我们就可以开始加工工件了。5.1.3 切削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）6.08.2HBDfF钻削力矩 式（5-3）91T式中： 10.5Dmmaxaxmin187491733B代入公式（5-2）和（5-3）得12frNXF16470 .08.1.9.059T本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。毕业论文- 13 -5.1.4 定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差 yj（式 5-5） min11XDd式中： 圆柱销孔的最大偏差1d 圆柱销孔的最小偏差D圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min代入（式 5-5）得： =yj min11Xd0.9.16= .25(2) 转角误差（式 5-6）LDdDdtg2min2min11 式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙min 削边销孔的最大偏差2d 削边销孔的最小偏差D 削边销定位孔与定位销最小配合间隙2minX其中： )2(min1i XLgx则代入（式 5-6）得：0.9.60.9.04.6235tg则： .21毕业论文- 14 -5.1.5 夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了构型压板夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。装配图附图如下夹具体附图如下毕业论文- 15 -5.2 车床夹具5.2.1：问题的提出 本夹具主要用于加工 29.4 孔，因为 29.4 孔，粗糙度为 1.6，其他没有任何位置度和垂直度要求，定位要求高，因此我们在保证加工精度的前提下还要考虑提高生产效率的。5.2.2：定位基准的选择加工 29.4 孔时我们采用已经加工好的 2-12.5 孔及其端面，采用一个圆柱销，一个削边销定位，即经典的一面 2 销定位。把空间的 6 个自由度限制完。5.2.3：定位误差分析 定位误差同钻孔，在此不再累述，详情请参看钻孔部分定位误差5.2.4、车床切削力的计算查表 1-2-3 圆周力： pckfaF75.092径向力： p75.09.3轴向力： pckf4.01其中： xsprompkk毕业论文- 16 -查机床夹具手册表 1-2-4 ，nmpBk)150(表 1-2-5 8.,.,4.0FnnFfpc表 1-2-6 0.1,150 spsrpkrr KKK由上得：F c=725N，F p=459N，F f=695N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册 （表 1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm, 作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用5.2.5：夹具的简要操作说明我们采用一面 2 销定位，采用移动压板压紧，当我们加工完毕后我逆时针旋转螺母，松开压板，然后向后移动压板，既可以取下工件， ，这样装卸方便，夹紧迅速，适合于批量生产。装配图附图如下车夹具体附图如下毕业论文- 17 -毕业论文- 18 -总 结毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 SolidWorks 2010、CAXA 电子
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