转向臂零件的工艺规程及夹具设计（全套含CAD图纸）
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学院 机械加工工序卡片 产品型号 转向臂 零件图号 产品名称 转向臂 零件名称 转向臂 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 20 钻扩铰 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗铣 26 右端面 面铣 刀 ，量具 770 15 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 工 艺 过 程 卡 产品型号 零（部）件图号 共 1 页 产品名称 转向臂 零（部）件名称 转向臂 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 中批量生产 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 设 备 工 艺 装 备 工 时 名称、型号 编号 夹 具 辅具 刀、量具 准终 单件 10 正火 正火处理 145204 20 铣 粗铣 26 右端面 热 30 铣 粗铣 20 两侧端面 金 立式铣床 用夹具 游标卡尺 面铣刀 50 钻 钻孔 15 扩孔 粗铰 精铰 16 角 1*45 . 金 立式 钻床 爪自定心卡盘 内径千分尺 钻头 扩孔钻 铰刀 30 钻 钻孔 8.5 立式 钻床 用夹具 内径千分尺 钻头 1440 钻 钻孔 9.3 立式 钻床 用夹具 内径千分尺 钻头 1440 钻 刮平 16 两侧端面，两端入体 1 立式 钻床 用夹具 游标卡尺 平底锪钻 1440 去毛刺 去除全部毛刺 金 钳工台 虎钳 立 锉刀 30 检查 按零件图样要求全面检查 编 制 审 核 会 签 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标 记 处数 更改文件号 签 字 日 期 高卉林 - 1 - 学 课 程 设 计 说 明 书 转向臂零件的工艺规程及夹具设计 - 1 - 目录 第 1 章 机械加工工艺规程设计 . - 1 - 产类型的确定 . - 1 - 件的分析 . - 1 - 件的作用 . - 1 - 件的工艺分析 . - 1 - 择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 . - 2 - 艺路线拟定 . - 3 - 位基准的选择 . - 3 - 定加工方法和加工方案 . - 4 - 择加工设备及刀具、夹具、量具 . - 4 - 择加工设备与 工艺设备 . - 5 - 定工序尺寸 . - 6 - 定切削用量及基本时间 . - 6 - 第 2 章 铣右端面夹具设计 . - 14 - 计要求 . - 14 - 具设计 . - 14 - 定位基准的选择 . - 14 - 切削力及夹紧力的计算 . - 14 - 向键与对刀装置设计 . - 16 - 位误差的分析 . - 17 - 具设计及操作的简要说明 . - 18 - 结 论 . - 19 - 参考文献 . - 20 - 致 谢 . - 22 - - 1 - 第 1 章 机械加工工艺规程设计 产类型的确定 由原始资料可知是中批量生产类型。 件的分析 件的作用 据资 料所示， 该转向臂的作用和方向盘、转向拉杆一起配合使用，从而达到控制转向轮的转向角度。 件的工艺分析 由零件图可知： 16、 零件的主要加工面可分为两组： 2 1、 以 16 - 2 - 这一组加工表面包括：铣 26侧端面、钻 16孔、倒角1 45 、钻 2 2、 以 这一组加工表面包括：铣 20端面、钻 16 概括：由于 16、 16孔的精度比 孔的精度较高。所以由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 根据零件材料确定毛坯为可锻铸铁（ ,中批量生产。按机械制造技术基础课程设计指南第五章第一节可确定： 1、 求最大轮廓尺寸 长 最大轮廓尺寸为 2、 选取公差等级 表 5造方法按机械造型、铸件材料按可锻铸铁，得 12级。取为 10 级。 3、 求铸件尺寸公差 根据加工表面的基本尺寸和逐渐公差等级 0级，查表 5公差带相对于基本尺寸对称分布。 4、 求机械加工余量等级 查表 5机械加工余量等级范围为 E G，取为 5、 求 求的机械加工余量） 对所有加工表面取同一个数值，由表 5械加工余量等级为 - 3 - 6、 求毛坯基本尺寸 依零件图可知： 16、 径较小，铸成实心。 右端面 属单侧加工，由式（ 5 R=F+T/2=32+=、 两侧加工，由式（ 5 R=F+2T/2=26+2 =据数据可得： 转向臂铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表（ 3 表（ 3 项目 右端面 B、 16孔 公差等级 0 10 加工面基本尺寸 32 26 铸件尺寸公差 机械加工余量等级 F F 毛坯基本尺寸 0 0 7、画毛坯图（见 艺路线拟定 位基准的选择 粗基准：为保证工件重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。为互为基准，以 20 B、 精基准： 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使两孔互为基准，选 16的孔作为精基准。 - 4 - 定加工方法和加工方案 2 1、工 艺路线： 、铣 16的端面，即 26端面 、铣 的两端面，即 20柱 B、 、钻、扩、粗铰、精铰孔 16角 1 45 、钻 、钻 、刮平 B、 C 面 16端入体 1 2、确定工艺过程方案见下表（ 4 表（ 4 工序号 工序内容 简要说明 01 正货处理 145 204善材料加工性能 02 粗铣 26 先加工面 03 粗铣、精铣两侧端面 04 钻孔 15 铰孔 16 倒角 1 45 后加工孔 05 钻孔 6 钻孔 7 刮平 16 端入体 18 去毛刺 09 终检 择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床， - 5 - 其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成 . 择加工设备与工艺设备 1 1、选择机床，根据不同的工序选择机床 工序号 02：铣 26柱 右端面 。因为工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 工序号 03：铣 20柱 B、 C 面。因为互为基准，工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 工序号 04：钻、扩、粗铰、精铰孔 16角 1 45。选用 式钻床。 工序号 05、 06：钻孔 于内孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性钻通孔达到加工要求。故选 式钻床。 工序号 07：刮平 B、 C 面 16端入体 1糙度要求不高，宜采用 1 2、选择夹具 本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。专用夹具见附图。 1 3、选择刀具，根据不同的工序选择刀具 、铣刀：根据资料查表 5择硬质合金镶齿套式端面铣刀。铣刀直径： d=80数 Z=10金属机械加工手册表 14铣刀几何参数：0， =12 15 、钻、扩、粗、精铰孔 16角 1 45。选用麻花钻等专用刀具。 刮平面 16用专用锪刀。 1 4选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下： 、选择加工面的量具 根据资料：查表 5分度值为 量范围 0150称规格为 150 、选择加工孔的量具 根据资料：由于孔的加工精度要求不同，分别有 于以选择分度值 量范围分别为 2550255050 - 6 - 定工序尺寸 2 1、面的加工（所有面） 、 右端面 ：根据加工长度为 坯余量为 表 5侧加工的量为 粗加工后的加工余量为 加工的量为 、 B、 据加工长度为 坯余量为 表 5侧加工的量为 粗加工后的加工余量为 侧再加工的量为 2 2、孔的加工 、 16毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于 表 55 钻孔： 15 2Z=孔： 2Z=铰： 2Z=铰： 16、 毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于 表 5 钻孔 、 毛坯为实心，孔内粗糙度要求大于 表 5 钻孔 定切削用量及基本时间 1、 工序号 02： 本工序为铣 26面。已知工件材料为可锻铸铁（ ，选择硬质合金镶齿套式端面铣刀。铣刀直径： d=80数 Z=100。且已知铣削宽度 6削深度 用机床 式铣床。 、确定每齿进给量 根据已知资料所知： 式铣床功率为 表 5质合金牌号 z。取 、选择铣刀磨损标准及耐用度 查表 5：铣刀后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 d=80用度 T=180 - 7 - 、确定切削速度 根据资料所知：取 z z、 Z=10、 d=806mm、T=180 表 548、 0、 m=由表 2m/1000/80=692.4 r/据查表 562卧式铣床的主轴转速 n=750r/s V=80 000=m/s 工作台每分钟进给量为 =10 60=120 mm/表 5 =118 mm/实际的每齿进给量 118/10 60=mm/z 、检查机床功率 根据资料所知： 491、 =10、 6d=80n=750 r/M F C =算 000=W z、 Z=10、 d=806mm、T=180 表 548、 0、 m=由表 2m/1000/80=r/据查表 562卧式铣床的主轴转速 n=750r/s V=80 000=m/s 工作台每分钟进给量为 =10 60=120 mm/表 5 =118 mm/实际的每齿进给量 118/10 60=mm/z 、检查机床功率 根据资料所知： 491、 =10、 0d=80n=750 r/M F C =算 000=W W 可知机床功率能够满足要求 、基本时间（两端加工） 查表 2( 2(l+l1+ 0 90 且式中 l=2032 =118 mm/ 2（ 20+13+2） /118=5.4 s 取 36 s 每端走刀 2次： 2 36=72 s - 9 - 3、 工序号 04： 本工序为钻 16 32孔。包括：钻、扩、粗铰、精铰孔、倒角1 45。根据资料选用 式钻床加工，选标准高速钢直柄机用铰刀： 0、 0 =15、 5。 、钻孔： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=mm/r 由表 5f=mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=60 确定切削速度 V 查表 2： 0、 m= 且 d=15 公式计算： m/1000/15=468.4 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=400 r/r/s 则 V=15 000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、取 5mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+5+5） / 取 9s 、扩孔： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=1.1 mm/r 由表 5f=mm/r 选择扩孔钻磨损标准及耐用度 查表 5孔钻后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=30 确定切削速度 V 查表 2： m= - 10 - 且 d= 公式计算： m/1000/02.5 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=750 r/2.5 r/s 则 V=000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、取 23mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+2+3） /.1 s 取 4s 、粗铰： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=3.0 mm/r 由表 5f=mm/r 选择铰刀磨损标准及耐用度 查表 5刀后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=60 确定切削速度 V 查表 2m= 且 d= 公式计算： m/1000/51.8 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=275 r/r/s 则 V=000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、 2表 2 13mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+2+13） /.4 s 取 7s 、精铰： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5 f=- 11 - mm/r 由表 5f=mm/r 选择铰刀磨损标准及耐用度 查表 5刀后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=60 确定切削速度 V 查表 2m= 且 d=16 公式计算： m/1000/16=268.5 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=275 r/r/s 则 V=16 000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、取 24mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+2+4） /.2 s 取 6s 、 倒角 1 45 4、 工序号 05： 本工序为钻 8孔。根据资料选用 式钻床加工，选标准高速钢直柄麻花钻： d=5。 确定进给量 f 由于孔径和深度较小，宜采用手动进给可达到加工要求。参考值取f=mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d= T=35 确定切削速度 V、 n 查表 220、 m= 且 d=f=r 按公式计算： 29.9 m/1000/120 r/据查表 5525立式钻床的主轴转速 - 12 - n=960 r/6 r/s 则 V=16/1000=m/s 基本时间 钻 8 (l+l1+、取 4mm,f=mm/r、 n=16r/s （ 8+4+4） /16= 取 4s 5、 工序号 06： 本工序为钻 6据资料选用 标准高速钢直柄麻花钻 ,一次加工通孔可以满足加工要求： d=r=45。 确定进给量 f 由 于深度较大，宜采用自动进给可达到加工要求。查表 5f=r 。 由表 5 f=mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d= T=35 确定切削速度 V、 n 查表 220、 m= 且 d=f=r 按公式计算： m/1000/r/据查表 5525立式钻床的主轴转速 n=680 r/r/s 则 V=000=m/s 基本时间 钻 26 (l+l1+、取 4mm,f=mm/r、 n=s （ 26+5+4） / 取 7s 6、 工序号 07： - 13 - 本工序为刮平 16据资料选用 式钻床加工，选标准高速钢带导柱直柄平底锪钻 ,一次加工通孔可以满足加工要求： d=5。 确定进给量 f 由于深度较小，采用手动进给。 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=16 T=60 确定切削速度 V、 n 查表 55 取 f=r 查得 12 25 m/ 18 m/ 8 1000/16=r/据查表 5525立式钻床的主轴转速 n=272 r/r/s 则 V=16 000=m/s 刮平两端基本时间 2(l+ 式中 l=1 f=mm/r、 n=s 2（ 1+1） / 取 7s - 14 - 第 2 章 铣右端面夹具设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为铣右端面的专用夹具，本夹具将用于 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 具设计 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 采用平面为基准，限制 3个自由度，然后 用 种 挡销定位能限制 3个自由度。 切削力及夹紧力的计算 刀具： 面 铣刀（硬质合金） - 15 - 根据机械加工工艺手册可查得： 铣削力计算公式为 圆周分力 1 . 0 0 . 7 5 0 . 8 8 0 . 8 709 . 8 1 9 6 . 7 p f e F zF z a a a Z d k式（ 3 查表可得：0 50d Z 92ea /fa m m z代入公式（ 3 0 . 7 5 0 . 8 79 . 8 1 9 6 . 7 1 . 5 0 . 0 8 9 2 6 5 0 1 . 0 6 =查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为：F / 0 / 0 . 8 0 . 8 3 9 2 9 . 5 1 3 1 4 4 N 0 . 7 5 0 . 7 5 3 9 2 9 . 5 1 2 9 4 7 . 5 N 6 3 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力 平衡。 即： （ ） 3144 104800 . 3 计算出的理论夹紧力 F 即： 取 k=2 2 1 0 4 8 0 2 0 9 6 0 查参考文献 51 2 26可 知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 )夹具采用 螺旋夹紧机构， 由上述计算易得： W 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构 。 - 16 - 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 80定向键结构如图所示： 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=25向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差 D 25 0 14 6 15 6 24 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成后加工，所以选用对刀块。 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： - 17 - 标记 四周倒圆图 平塞尺图 塞尺尺寸为： 表 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 位误差的分析 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 与机床 夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示： 由 参考文献 5可得： 定位误差 ： 11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 1，2 m i n 0 4 夹紧误差 ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： - 18 - 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。 - 19 - 结 论 通过这次的课程设计，我们系统地回顾了相关专业的大学，也深深意识到学习的重要性，认识到设计是一种学习的方式。在设计过程中，我们使用的系统设计方法和相关设计软件（如 熟悉设计相关的信息（包括手册，标准和规范）和实证估计有了一定程度的提高，在计算机和方便的参考书籍和手册的情感设计和帮助。 通过这次课程设计，机械制造过程更系统的了解一般的过程，学习和掌握整个设计过程中，有一个科学的设计方法是更严格的。课程设计的基本理论知识，可以学习使用，定位和夹紧工件加工的正确的解决方案，选择合理的设计方案，进行必 要的计算，效率高的项目的设计以满足高质量的要求，基于降低成本基本理论知识，进行必要的计算设计，高质量，高效率夹具，成本低。清晰的过程，了解情况之前，机床刀具和加工，课程设计有很大的收获我的。但也有许多地方都在辛苦的工作。 但教师思想教育比平常更多，认为他们的社会责任感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，我不提醒自己，要形成良好的习惯的高度负责，一丝不苟。 在设计和分析使我感到更多的设计思路，提高我们的学习能力，和我们讨论的问题，所以我要了解分析更清晰，使我受益不浅。通过这次的课程设计，我深深感到，做任何事都 要有耐心，细心。课程设计的过程，许多计算有时会让我感到心烦意乱；有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。 - 20 - 参考文献 1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具， 1982. (1) 2 孙已德，机床夹具图册 M，北京：机械工业出版社， 1984： 20 3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册 M，贵阳：贵州任命出版社， 1983： 42 4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社， 1992 。 5 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷 M，北京： 机械工业出版社， 1991。 6 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册 M，上海：上海科学技术出版社， 1979。 7 李洪，机械加工工艺师手册 M，北京：机械工业出版社， 1990。 8 马贤智，机械加工余量与公差手册 M，北京：中国标准出版社， 1994。 9 上海金属切削技术协会，金属切削手册 M，上海：上海科学技术出版社， 1984。 10 周永强，高等学校课程设计指导 M，北京：中国建材工业出版社， 2002。 11 薛源顺 ,机床夹具设计 (第二版 ) M,机械工业出版社 ,12 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计 M，重庆：重庆大学出版社，1995。 13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册 M，上海：上海科学技术出版社， 1980。 14 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册 M，银州：宁夏人民出版社，1991。 15 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量 M，中国计量出版社，2000： 9 16 哈尔滨工业大学 ,哈尔滨市教育局 ,专用机床夹具设计与制造 ,黑农江人民出 版社 ,17 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社， 2005： 4 18 984. 19 973. 20 984 . - 21 - 21 of - 22 - 致 谢 课程设计是大学知识的综合运用，相关的专业知识，是知识在实践中的应用。通过本次课程设计，使我的专业知识是在原有的基础上巩固和提高，也不能没有老师和同学的帮助。分析设计是在老师的指导下完成的，在分析过程中，阴长城的老师给了我很大的鼓励，在设计和分析使我感到更多的设计思路，提高我们的学习能力，和我们讨论的问题，所以我要了解分析更清晰，使我受益不浅。通过这次的课程设计，我深深感到，做任何事都要有耐心，细心。课程设计的过程，许多计算有时会让我感到心烦意乱；有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。但 教师思想教育比平常更多，认为他们的社会责任感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，我不提醒自己，要形成良好的习惯的高度负责，一丝不苟。 本课程设计是在老师的指导下完成的。老师让我受益不浅，他渊博的知识，严谨的风格，高度的责任感。在做设计的过程中也遇到了很多问题，老师给了我很多的关心和帮助，并总是问指导我们的设计过程。 通过这次的课程设计，我深深感到，做任何事都要有耐心，细心。设计的过程，许多计算有时会让我感到心烦意乱；有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。但教师思想教育比平常更多，病人，认为他们的社会责任 感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，我不提醒自己，要形成良好的习惯的高度负责，一丝不苟。说实话，课程设计真是有点累了。然而，其设计结果，课程设计仔细回味的旅程，一个罕见的成功立刻让我昏昏欲睡。顿消。虽然这是我刚学的第一个走，一点在我的生命中的成功，但它让我觉得更成熟了。 因为课程的时候，很多人应该知道的地方都没有时间去仔细地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因为方向，将用最少的精力去做事情，这工作，我的人生。因为在实际生产生活，工作是千差万别的，只有找到自己最喜欢的，最有前途的工作，有更多的热心人士， 但也是最有可能在自己的岗位上做出一定的贡献。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 - 学 课 程 设 计 说 明 书 转向臂零件的工艺规程及夹具设计 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 - 目录 第 1 章 机械加工工艺规程设计 . - 1 - 产类型的确定 . - 2 - 件的分析 . - 2 - 件的作用 . - 2 - 件的工艺分析 . - 2 - 择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 . - 3 - 艺路线拟定 . - 4 - 位基准的选择 . - 4 - 定加工方法和加工方案 . - 5 - 择加工设备及刀具、夹具、量具 . - 5 - 择加工设备 与工艺设备 . - 6 - 定工序尺寸 . - 7 - 定切削用量及基本时间 . - 7 - 第 2 章 铣右端面夹具设计 . - 15 - 计要求 . - 15 - 具设计 . - 15 - 定位基准的选择 . - 15 - 切削力及夹紧力的计算 . - 15 - 向键与对刀装置设计 . - 17 - 位误差的分析 . - 18 - 具设计及操作的简要说明 . - 19 - 结 论 . - 20 - 参考文献 . - 21 - 致 谢 . - 23 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 - 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 - 第 1 章 机械加工工艺规程设计 产类型的确定 由原始资料可知是中批量生产类型。 件的分析 件的作用 据资 料所示， 该转向臂的作用和方向盘、转向拉杆一起配合使用，从而达到控制转向轮的转向角度。 件的工艺分析 由零件图可知： 16、 零件的主要加工面可分为两组： 2 1、 以 16购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 - 这一组加工表面包括：铣 26侧端面、钻 16孔、倒角1 45 、钻 2 2、 以 这一组加工表面包括：铣 20端面、钻 16 概括：由于 16、 16孔的精度比 孔的精度较高。所以由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零 件的结构工艺性也是可行的。 择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 根据零件材料确定毛坯为可锻铸铁（ ,中批量生产。按机械制造技术基础课程设计指南第五章第一节可确定： 1、 求最大轮廓尺寸 长 最大轮廓尺寸为 2、 选取公差等级 表 5造方法按机械造型、铸件材料按可锻铸铁，得 12级。取为 10 级。 3、 求铸件尺寸公差 根据加工表面的基本尺寸和逐渐公差等级 0级，查表 5差带相对于基本尺寸对称分布。 4、 求机械加工余量等级 查表 5机械加工余量等级范围为 E G，取为 5、 求 求的机械加工余量） 对所有加工表面取同一个数值，由表 5械加工余量等级为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 - 6、 求毛坯基本尺寸 依零件图可知： 16、 径较小，铸成实心。 右端面属单侧加工，由式（ 5 R=F+T/2=32+=、 式（ 5 R=F+2T/2=26+2 =据数据可得： 转向臂铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表（ 3 表（ 3 项目 右端面 B、 16孔 公差等级 0 10 加工面基本尺寸 32 26 铸件尺寸公差 机械加工余量等级 F F 毛坯基本尺寸 0 0 7、画毛坯图（见 艺路线拟定 位基准的选择 粗基准：为保证工件重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。为互为基准，以 20 B、 精基准： 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使两孔互为基准，选 16的孔作为精基准。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 - 定加工方法和加工方案 2 1、工艺路线： 、铣 16的端面，即 26、铣 的两端面，即 20柱 B、 、钻、扩、粗铰、精铰孔 16角 1 45 、钻 、钻 、刮平 B、 C 面 16端入体 1 2、确定工艺过程方案见下表（ 4 表（ 4 工序号 工序内容 简要说明 01 正货处理 145 204善材料加工性能 02 粗铣 26 先加工面 03 粗铣、精铣两侧端面 04 钻孔 15 铰孔 16 倒角 1 45 后加工孔 05 钻孔 6 钻孔 7 刮平 16 端入体 18 去毛刺 09 终检 择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 - 其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成 . 择加工设备与工艺设备 1 1、选择机床，根据不同的工序选择机床 工序号 02：铣 26柱右端面。因为工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 工序号 03：铣 20柱 B、 C 面。因为互为基准，工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 工序号 04：钻、扩、粗铰、精铰孔 16角 1 45。选用 式钻床。 工序号 05、 06：钻孔 于内孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性钻通孔达到加工要求。故选 式钻床。 工序号 07：刮平 B、 C 面 16端入体 1糙度要求不高，宜采用 1 2、选择夹具 本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。专用夹具见附图。 1 3、选择刀具，根据不同的工序选择刀具 、铣刀：根据资料查表 5择硬质合金镶齿套式端面铣刀。铣刀直径： d=80数 Z=10金属机械加工手册表 14铣刀几何参数：0， =12 15 、钻、扩、粗、精铰孔 16角 1 45。选用麻花钻等专用刀具。 刮平面 16用专用锪 刀。 1 4选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下： 、选择加工面的量具 根据资料：查表 5分度值为 量范围 0150称规格为 150 、选择加工孔的量具 根据资料：由于孔的加工精度要求不同，分别有 于以选择分度值 量范围分别为 2550255050 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 - 定工序尺寸 2 1、面的加工（所有面） 、右端面：根据加工长度为 坯余量为 表 5侧加工的量为 粗加工后的加工余量为 加工的量为 、 B、 据加工长度为 坯余量为 表 5侧加工的量为 粗加工后的加工余量为 侧再加工的量为 2 2、孔的加工 、 16毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于 表 55 钻孔： 15 2Z=孔： 2Z=铰： 2Z=铰： 16、 毛坯为实心，孔内粗糙度要求介于 表 5 钻孔 、 毛坯为实心，孔内粗糙度要求大于 表 5 钻孔 定切削用量及基本时间 1、 工序号 02： 本工序为铣 26面。已知工件材料为可锻铸铁（ ，选择硬质合金镶齿套式端面铣刀。铣刀直径： d=80数 Z=100。且已知铣削宽度 6削深度 用机床 式铣床。 、确定每齿进给量 根据已知资料所知： 式铣床功率为 表 5质合金牌号 z。取 、选择铣刀磨损标准及耐用度 查表 5：铣刀后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 d=80用度 T=180 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8 - 、确定切削速度 根据资料所知：取 z z、 Z=10、 d=806mm、T=180 表 548、 0、 m=由表 2m/1000/80=692.4 r/据查表 562卧式铣床的主轴转速 n=750r/s V=80 000=m/s 工作台每分钟进给量为 =10 60=120 mm/表 5 =118 mm/实际的每齿进给量 118/10 60=mm/z 、检查机床功率 根据资料所知： 491、 =10、 6d=80n=750 r/M F C =算 000=W z、 Z=10、 d=806mm、T=180 表 548、 0、 m=由表 2m/1000/80=r/据查表 562卧式铣床的主轴转速 n=750r/s V=80 000=m/s 工作台每分钟进给量为 =10 60=120 mm/表 5 =118 mm/实际的每齿进给量 118/10 60=mm/z 、检查机床功率 根据资料所知： 491、 =10、 0d=80n=750 r/M F C =算 000=W W 可知机床功率能够满足要求 、基本时间（两端加工） 查表 2( 2(l+l1+ 0 90 且式中 l=2032 =118 mm/ 2（ 20+13+2） /118=5.4 s 取 36 s 每端走刀 2次： 2 36=72 s 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 10 - 3、 工序号 04： 本工序为钻 16 32孔。包括：钻、扩、粗铰、精铰孔、倒角1 45。根据资料选用 式钻床加工，选标准高速钢直柄机用铰刀： 0、 0 =15、 5。 、钻孔： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=mm/r 由表 5f=mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=60 确定切削速度 V 查表 2： 0、 m= 且 d=15 公式计算： m/1000/15=468.4 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=400 r/r/s 则 V=15 000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、取 5mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+5+5） / 取 9s 、扩孔： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=1.1 mm/r 由表 5f=mm/r 选择扩孔钻磨损标准及耐用度 查表 5孔钻后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=30 确定切削速度 V 查表 2： m=购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 11 - 且 d= 公式计算： m/1000/02.5 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=750 r/2.5 r/s 则 V=000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、取 23mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+2+3） /.1 s 取 4s 、粗铰： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=3.0 mm/r 由表 5f=mm/r 选择铰刀磨损标准及耐用度 查表 5刀后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=60 确定切削速度 V 查表 2m= 且 d= 公式计算： m/1000/51.8 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=275 r/r/s 则 V=000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、 2表 2 13mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+2+13） /.4 s 取 7s 、精铰： 确定进给量 f 因为深度为 32采用自动进给。查表 5f=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 12 - mm/r 由表 5f=mm/r 选择铰刀磨损标准及耐用度 查表 5刀后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=15 T=60 确定切削速度 V 查表 2m= 且 d=16 公式计算： m/1000/16=268.5 r/据查表 5535立式钻床的主轴转速 n=275 r/r/s 则 V=16 000=m/s 钻孔基本时间 (l+l1+、取 24mm,f=mm/r、 n=s 则 （ 32+2+4） /.2 s 取 6s 、 倒角 1 45 4、 工序号 05： 本工序为钻 8孔。根据资料选用 式钻床加工，选标准高速钢直柄麻花钻： d=5。 确定进给量 f 由于孔径和深度较小，宜采用手动进给可达到加工要求。参考值取f=mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d= T=35 确定切削速度 V、 n 查表 220、 m= 且 d=f=r 按公式计算： 29.9 m/1000/120 r/据查表 5525立式钻床的主轴转速 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 13 - n=960 r/6 r/s 则 V=16/1000=m/s 基本时间 钻 8 (l+l1+、取 4mm,f=mm/r、 n=16r/s （ 8+4+4） /16= 取 4s 5、 工序号 06： 本工序为钻 6据资料选用 标准高速钢直柄麻花钻 ,一次加工通孔可以满足加工要求： d=r=45。 确定进给量 f 由于深度较大，宜采用自动进给可达到加工要求。查表 5f=r 。 由表 5 f=mm/r 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d= T=35 确定切削速度 V、 n 查表 220、 m= 且 d=f=r 按公式计算： m/1000/r/据查表 5525立式钻床的主轴转速 n=680 r/r/s 则 V=000=m/s 基本时间 钻 26 (l+l1+、取 4mm,f=mm/r、 n=s （ 26+5+4） / 取 7s 6、 工序号 07： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 14 - 本工序为刮平 16据资料选用 式钻床加工，选标准高速钢带导柱直柄平底锪钻 ,一次加工通孔可以满足加工要求： d=5。 确定进给量 f 由于深度较小，采用手动进给。 选择钻头磨损标准及耐用度 查表 5头后刀面的最大磨损量为 钻头直径 d=16 T=60 确定切削速度 V、 n 查表 55 取 f=r 查得 12 25 m/ 18 m/ 8 1000/16=r/据查表 5525立式钻床的主轴转速 n=272 r/r/s 则 V=16 000=m/s 刮平两端基本时间 2(l+ 式中 l=1 f=mm/r、 n=s 2（ 1+1） / 取 7s - 15 - 第 2 章 铣右端面夹具设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 下面即为铣右端面的专用夹具，本夹具将用于 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 具设计 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 采用平面为基准，限制 3个自由度，然后用 个自由度。 切削力及夹紧力的计算 刀具：面铣刀（硬质合金） 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 16 - 根据机械加工工艺手册可查得： 铣削力计算公式为 圆 周分力 1 . 0 0 . 7 5 0 . 8 8 0 . 8 709 . 8 1 9 6 . 7 p f e F zF z a a a Z d k式（ 3 查表可得：0 50d Z 92ea /fa m m z代入公式（ 3 0 . 7 5 0 . 8 79 . 8 1 9 6 . 7 1 . 5 0 . 0 8 9 2 6 5 0 1 . 0 6 =查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为：F / 0 / 0 . 8 0 . 8 3 9 2 9 . 5 1 3 1 4 4 N 0 . 7 5 0 . 7 5 3 9 2 9 . 5 1 2 9 4 7 . 5 N 6 3 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生 的摩擦力平衡。 即： （ ） 3144 104800 . 3 计算出的理论夹紧力 F 即： 取 k=2 2 1 0 4 8 0 2 0 9 6 0 查参考文献 51 2 26可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 螺旋夹紧力 ：0 4 7 4 8 )夹具采用 螺旋夹紧机构， 由上述计算易得： W 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 17 - 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 80定向键结构如图 所示： 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=25向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差 D 25 0 14 6 15 6 24 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成后加工，所以选用对刀块。 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 18 - 标记 四周倒圆图 平塞尺图 塞尺尺寸为： 表 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 位误差的分析 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示： 由 参考文献 5可得： 定位误差 ： 11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 1，2 m i n 0 4 夹紧误差 ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 19 - 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差：通常不 超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 20 - 结 论 通过这次的课程设计，我们系统地回顾了相关专业的大学，也深深意识到学习的重要性，认识到设计是一种学习的方式。在设计过程中，我们使用的系统设计方法和相关设计软件（如 熟悉设计相关的信息（包括手册，标准和规范）和实证估计有了一定程度的提高，在计算机和方便的参考书
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