摇臂支座的的机械加工工艺规程及钻Φ3mm孔工艺装备设计论文

任 务 书 一、设计题目 :摇臂支座的的机械加工工艺规程及钻 3 工艺装备 设计 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :（中批或大批大量生产） 三、上交材料 1 所加工的 零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4 编 制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5 绘制夹具装配图 （ 1 张 6 绘制 夹具中 1 个零件图（ 装配图 出来后，由指导教师为学生指定需 绘制 的零件图，一般为夹具体）。 1 张 7 课程 设计说明书 ，包括 机械加工工艺规程的编制 和机床夹具设计全部内容。（ 约 5000 ） 1 份 四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l 2 天查资料，绘制零件图。 2第 3 7 天，完成 零件的 工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法 ，编制 机械加工工艺规程 和所加工工序的机械加工工序卡 片 。 3第 8 10 天，完成 夹具 总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13 天，完成 夹具 装配图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的 绘制 。 6第 16 18 天，整理并完成 设计说明书 的编写。 7第 19 天 21 天， 完成图纸和 说明书 的输出打印。 答辩 五、指导 教 师评语 该生 设计的过程 中 表现 ， 设计 内容 反映的基本概念 及计算 ，设计方案 ， 图 纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。 综合评定 成绩： 辽宁工程技术大学课程设计 导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 要 这次设计的是摇臂支 座 3的夹具。 设计 包括零件图、毛坯图、装配图各一张， 以及编制所设计夹具对应的那道工序的 机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 机械制造工 艺学课程设计是我们 在完成生产实习， 学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的 所学理论与生产实践相结合，得到解决问题与分析问题能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计 尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 宁工程技术大学课程设计 3mm to of of is in we of by in on a is in of is a it in an me I of be in of a 宁工程技术大学课程设计 V As in to 辽宁工程技术大学课程设计 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 1 零件的工艺性分析 . 1 臂支座的技术要求 . 1 查摇臂支座的工艺性 . 2 定摇臂支座的生产类型 . 2 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 2 择毛坯 . 2 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 2 3 拟定摇臂支座的工艺路线 . 4 位基准的选择 . 4 面加工方法的确定 . 4 工阶段的划分 . 5 序的集中和分散 . 5 序顺序的安排 . 6 床设备和工艺装备的选用 . 7 工余量，工序尺度和公差的确定 . 8 削用量、时间定额的计算 . 8 4 专用机床设计夹具 . 9 用钻床夹具设计 . 11 题的指出 . 11 定夹具的结构方案 . 11 于定位误差的分析 . 12 5 方案综合评 价与结论 . 12 6 体会与展望 . 12 参考文献 . 15 辽宁工程技术大学课程设计 1 - 1 - 1 零件的工艺性分析 臂支座 的技术要求 加工表面 尺寸及偏差(公差 /精度等级 表面粗糙度 m 形位公差 /臂支座 底面 20 摇臂支座 耳朵端面 54 摇臂支座 耳朵表面 12 3 3 4 摇臂支座 外圆表面 20 摇臂支座在工作中承受多向交变载荷 的作用，要求具有很高的强度。因此，支架材料一般采用高强度碳钢和合金钢；该摇臂支架采用 45 钢。 耳朵表面要求高频淬火处理，硬度为 5256 00 D D D 辽宁工程技术大学课程设计 2 查摇臂支座 的工艺性 分析零件图可知，该零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。主要工作表面加工精度虽然相对较高，但在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量的加工出来。 由此可见，该零件的工艺性较好。 定摇臂支座 的生产类型 摇臂支座属于轻型零件 ，大批量生产。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。 由于摇臂支座在工作过程中要 承受 冲击载荷，为增强其强度和韧性，且根据生产纲领为大量生产，毛坯选用锻件。为提高生产率和锻件的精度，采用模锻方法来制造毛坯。 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2 2知，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。 由摇臂支座的工 用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 辽宁工程技术大学课程设计 3 计算后，摇臂支座 的重量约为 步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 对零件图进行 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=54b=32h=53公式（ 2（ 2计算出该锻件的形状复杂系数 S=于 。 摇臂支座 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 多数都大于等于 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 表 2 2度 54 取 表 2 2度 25 取 表 2 2宁工程技术大学课程设计 4 3 拟定摇臂支座 的工艺 路线 位基准的选择 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。 根据该摇臂支座的技术要求和装配要求，选择摇臂支座 的底面和摇臂支架耳朵的端面作为精基准。零件上的很多表面都可以采用它们作为基准来进行加工。即遵循了“基准统一”的原则。摇臂支座 的底面是设计基准，选用其做精基准定位加工 和 . 以及摇臂支座 的外圆 20臂支座 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。 选择粗基 准，要注意表面是否平整，有没有飞边，毛刺或者其他缺陷。我选择摇臂支座 外圆 20外圆面做粗基准。 面加工方法的确定 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 m 加工方案 备注 摇臂支座 底面 铣 半精铣 表 1 臂支座 耳朵端面 铣 精铣 表 1臂支座 耳朵 车 半精车 表 1宁工程技术大学课程设计 5 表面（淬硬） 磨削 3孔 表 1 4 铰 表 1 表 1 表 1工阶段的划分 该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工和精加工。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工。保证其他加工表面的精度要求。然后钻 和 车摇臂支座 外圆表面和 摇臂支架前臂表面，在半精加工阶段，完成摇臂支座外圆表面和摇臂支座 前臂表面 的半精车，以及各种孔的钻，扩和铰方案。在精加工阶段， 进行摇臂支座 前臂表面的磨削加工。 序的集中和分散 零件选用工序集中的原则安排摇臂支座的加工工序。该摇臂支座 的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短付诸实践，而且由于在一次装家中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 辽宁工程技术大学课程设计 6 序顺序的安排 （ 1）遵循“先基准后其他”的原则。首先加工精基准 摇臂支座的底面。 （ 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 摇臂支座的底面、摇臂支座耳朵端面、摇臂支座 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。摇臂支座 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，该摇臂支座 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 05 粗铣摇臂支座 底面 卧式铣床 速钢套式面铣刀 游标卡尺 10 精铣摇臂支座 底面 卧式铣床 速钢套式面铣刀 游标卡尺 15 粗铣摇臂支座 耳朵端 卧式铣床 速钢套 游标卡尺 辽宁工程技术大学课程设计 7 面 式面铣刀 20 粗车外圆表面 数控车床速钢车刀 千分尺 25 粗车台阶 数控车床速钢车刀 千分尺 30 粗车摇臂支座 耳朵表面 数控车床速钢车刀 游标卡尺 35 粗车各槽倒角 数控机床速钢车刀 卡规深度游标卡尺 40 钻 3 台式钻床花钻 卡尺、塞规 45 钻、铰 4 四面组合钻床 麻花钻、铰刀 卡尺、塞规 50 钻 2 、 、 四面组合钻床 麻花钻 卡尺、塞规 55 半精车摇臂支座 耳朵表面 数控车床速钢车刀 游标卡尺 60 精铣摇臂支座 耳朵端面 卧式铣床 速钢套式面铣刀 游标卡尺 65 去毛刺 钳工台 平锉 70 热处理 耳朵表面局部淬火 淬火机 75 磨削摇臂支座 耳朵表面 平面磨床轮 游标卡尺 80 清洗 清洗机 85 压入钢球 4，孔口收口 90 终检 塞规、百分表等 床设备和工艺装备的选用 1 在大批生产条件下，可以选用高效 的专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。 所选用的通用设备应提出机床型号， 所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合钻床”。 2 工艺装备主要包括刀具和量具，夹具等，在工艺卡片中要简明写出辽宁工程技术大学课程设计 8 它们的名称，如 “钻头”、“ 百分表 ”、“车床夹具” 等。 此摇臂支座 的生产类型为大批生产，所用的夹具均为专用夹具。 工余量，工序尺度和公差的确定 加工 3，根据所给的条件，可一次性钻出。 由表 2查得，钻孔余量 Z 钻 =表 1确定工序尺寸的加工精度等级为，钻： 据 上述 结果，再查标准公差数值表可确定 该 工步的公差值为，钻： 综上所述， 该工序工步的工序尺寸及公差分别为，钻孔： 为所求。 削用量、时间定额的计算 一 工序 40： 钻 3，选用台式钻床 高速钢莫氏锥柄阶梯麻花钻。 由表 5取该工步的每转进给量 f =r。 由表 5照工件材料 的条件选取，切削速度V=20 m 公式 5知， n=1000v/ d 可求得该工序钻头转速n= 2123 r 照台式钻床 主轴转速，取转速 n= 2900 r n=1000v/ d 中，可求出该工序的实际钻削速度 m i n/29001000/ 二 辽宁工程技术大学课程设计 9 根据表 5孔的 基本时间可由公式fn j 21 求得。式中，8 ，因为是盲孔，所以 02l 。 r 2154c 1(c ；进给量 f =r， n= 2900 r 以，j 21 =工序 40 的 其他时间 =xb =6% (at+工序 40 的单件时间 上述 零件工艺规程设计的结果 ,填入工艺文件 . 机械加工工艺过程卡片： 辽宁工程技术大学 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 18 产品名称 零件名称 摇臂支座 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45 钢 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 见附图 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单 件 05 粗铣 粗铣摇臂支座底面 机加 卧式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 10 精铣 精铣摇臂支座底面 机加 卧式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 辽宁工程技术大学课程设计 10 15 粗铣 粗铣摇臂支座耳朵端面 机加 卧式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 20 粗车 粗车外圆表面 机加 数控车床速钢车刀、千分尺 25 粗车 粗车台阶 机加 数控车床速钢车刀、千分尺 30 粗车 粗车摇臂支座耳朵表面 机加 数控车床速钢车 刀、千分尺 35 粗车 粗车各槽倒角 机加 数控车床速钢车刀、卡规、深度游标卡尺 40 钻 钻 3 机加 台式钻床花钻、卡尺、塞规 0 5 钻铰 钻、铰 4 机加 四面组合机床 麻花钻、铰刀卡尺、 塞规 50 钻 钻 2、 机加 四面组合机床 55 半精车 半精车摇臂支座耳朵表面 机加 数控车床速钢锥柄麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规 60 精铣 精铣摇 臂支座耳朵端面 机加 卧式铣床 速钢锥柄麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规 65 去毛刺 钳工去毛刺 机加 钳工台 平锉 70 热处理 摇臂支座耳朵表面局部淬火 机加 淬火机 75 磨削 磨削摇臂支座耳朵表面 机加 平面磨床轮、游标卡尺 80 清洗 清洗加工后的零件 机加 清洗机 85 压球 压入钢球 4口收口 机加 辽宁工程技术大学课程设计 11 90 终检 机加 卡尺、塞规、百分 表 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 4 专用机床设计夹具 用钻床夹具设计 已知摇臂支座的材料为 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 40 设计一个钻床夹具。 题的指出 本夹具主要用来钻 3。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。 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，按基准重合原则选 10H7/位销与 为定位基准。选用可换 定位销（长圆柱销） 限制 4 个自由 度在选用摇臂支架另一只耳朵，即外圆柱面为工件定位基 面。选用长 V 型块，也可以限制限 工件 4 个自由度 ，即工件在沿 X 轴和绕 X 轴方向的运动同时被限定，属于重复定位。 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，确定钻套高度辽宁工程技术大学课程设计 12 H=16屑空间 h=4 于定位误差的分析 本夹具的主要定位元件为 孔面口 ，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。 5 方案综合评价与结论 3的加工精度要求不高，只需要钻即可。在我设计 3到了许多困难，例如，如何选择定位元件等。根据零件图和和规定的定位基准，为了减小定位误差，按基准重合原则选 10 67位销与 为定位基准。选用可换定位销（长圆柱销）限制 4 个自由 度在选用摇臂支座的 另一只耳朵，即外圆柱面为工件定位几面。选用长 V 型块，也可以限制限工件 4 个自由度，即工件在沿 X 轴和绕 X 轴方向的运动同时被限定，属于重复定位。而此夹具没有另设夹紧装置，因为用于钻小孔的夹具，常常不另外再设夹紧装置，这种处理方法可以缩短夹具的制造周期，降低夹具制造成本，又可以节省安装工件的时间，提供生产率。 6 体会与展望 通过对摇臂支座的机械加工工艺及对 3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：摇臂支座外形较复杂，且其技术要求高，所以适当的选 择机械加工中的定位基准 ,是能否保证摇臂支座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。 而摇臂支座的机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。摇臂支座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。 辽宁工程技术大学课程设计 13 （ 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 支座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零件图。 在这次夹具设计的课程设计中，我学会了更多专业知识，培养了实际操作和创新的能力。在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。在 这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。例如，如何完全限制它的六个自由度，怎样使用定位元件更为合理，夹具图怎样绘制更容易让其他人看懂， 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关 零件夹具设计 方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 过而能改，善莫大焉。 在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在 冷岳峰 老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！ 辽宁工程技术大学课程设计 14 课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又 是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道 理 ，给了我很多 方法 ，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了 摇臂支座 的 工艺性 和 复杂性 ；熟悉了常用 机床 、夹具 ；了解了 机床和刀具的使用 方法；以及如何提高 专用夹具 的性能等等，掌握了 夹具和车床 的方法和技术，通过查询资料，也了解了 摇臂支座 的构造及原理。 我认为，在这学期的 课程设计 中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在 设计 课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的 是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦