摇臂支架零件的机械加工工艺及钻Φ10.5mm孔夹具夹具设计【优秀机械课程毕业设计论文】
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摇臂
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mm
妹妹
夹具
设计
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论文
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-
文档包括:
说明书一份。
工序卡五张。
工艺卡一张。
图纸共3张，如下所示
A3-夹具装配图.dwg
A3-夹具体图.dwg
A4-零件图.dwg
- 内容简介：
-
哈尔滨理工大学荣成学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 8301 产品名称 零件名称 摇臂支架 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 10 钻削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛 坯可制件数 每台件数 锻件 58 58 32 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 卧式铣床 工序工时 准终 单件 工步 号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 r/削速度1 进给量 /背吃 刀量/进给 次数 工时 /机动 单件 1 钻 10.5 钻夹具 190 75 1 描 图 2 钻 6.1 190 75 1 3 描 校 4 底图号 5 6 装订号 设 计 （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 哈尔滨理工大学荣成学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 8301 产品名称 零件名称 摇臂支架 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 车削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件 数 每台件数 锻件 58 58 32 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 准终 单件 工步 号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 r/削速度1 进给量 /背吃 刀量/进给 次数 工时 /机动 单件 1 车外圆及台阶面 三抓卡盘 500 75 3 描 图 2 车槽、倒角 500 3 3 描 校 4 底图号 5 6 装订号 设 计 （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 哈尔滨理工大学荣成学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 8301 产品名称 零件名称 摇臂支架 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 钻削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛 坯可制件数 每台件数 锻件 58 58 32 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 准终 单件 工步 号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 r/削速度1 进给量 /背吃 刀量/进给 次数 工时 /机动 单件 1 钻直径为 3 的孔 钻床夹具 190 75 1 描 图 2 3 描 校 4 底图号 5 6 装订号 设 计 （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 哈尔滨理工大学荣成学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 8301 产品名称 零件名称 摇臂支架 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 钻削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛 坯可制件数 每台件数 锻件 58 58 32 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 虎钳 工序工时 准终 单件 工步 号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 r/削速度1 进给量 /背吃 刀量/进给 次数 工时 /机动 单件 1 钻两个直径为 2 的孔 虎钳 190 75 025 1 描 图 2 3 描 校 4 底图号 5 6 装订号 设 计 （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 哈尔滨理工大学荣成学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 8301 产品名称 零件名称 摇臂支架 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 金工 热处理 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 件数 每台件数 锻件 58 58 32 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 淬火机 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 准终 单件 工步 号 工 步 名 称 工 艺 装 备 主轴 转速 r/s 切削速度1 进给量 /背吃 刀量/进给 次数 工时 /机动 单件 1 局部淬火 描 图 2 3 描 校 4 底图号 5 6 装订号 设 计 （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 工厂 机械工艺过程卡片 产品型号 零件图号 8301 产品名称 零件名称 摇臂支架 共 1 页 第 1 页 材料牌号 45 毛坯 种类 锻件 毛坯外形 尺寸 58 58 32 每毛坯可 制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 /终 单件 1 模锻 模锻 锻工 100擦压力机 2 铣削 粗铣摇臂支架底面 机加 卧 式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 3 铣削 精铣摇臂支架底面 机加 卧式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 4 铣削 粗铣摇臂支架耳朵端面 机加 卧式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 5 车削 粗车外圆表面 机加 车床 速钢车刀、千分尺 6 车削 粗车台阶 机加 车床 速钢车刀、千分尺 7 车削 粗车摇臂支架耳朵表面 机加 车床 速钢车刀、游标卡尺 8 车削 粗车各槽倒角 机加 机床 速钢车刀、卡规、深度游标卡尺 9 钻削 钻 3 ,m 机加 台式钻床 柄麻花钻、卡尺、塞规 10 钻铰 钻铰 4加 台式钻床 花钻、铰刀卡尺、塞规 11 钻削 钻 2 、 、 机加 台式钻床 花钻、卡尺、塞规 12 车削 半精车摇臂支架耳朵表面 机加 车床 速钢车刀、游标 卡尺 13 铣削 精铣摇臂支架耳朵端面 机加 卧式铣床 速钢套式面铣刀、游标卡尺 14 钳工 钳工去毛刺 机加 钳工台 平锉 描图 15 热处理 摇臂支架耳朵表面局部淬火 机加 淬火机 16 磨 削 磨削 摇臂支架耳朵表面 机加 平面磨床 轮、游标卡尺 描校 17 钳工 清洗加工后的零件 机加 清洗机 底图号 18 钳工 压入钢球 4口收口 机加 19 检验 质检室 装订号 设 计 （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 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 ： 机 设 09 - 1 设 计 者 ： 蒋声龙 指导教师 ： 陶 福 春 评定成绩 ： 二一一年十二月 哈尔滨理工大学课程设计 - 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 哈尔滨理工大学课程设计 - 2 - 哈尔滨理工大学 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； 班 级 ： 机 设 09设 计 者 ：蒋声龙 指 导 教 师 ： 陶 福 春 教研室 主任 ： 陶 福 春 2011 年 11 月 28 日 哈尔滨理工大学课程设计 - 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。 哈尔滨理工大学课程设计 - 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 /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。 D D 哈尔滨理工大学课程设计 - 5 - 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） 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。 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 哈尔滨理工大学课程设计 - 6 - 宽度 54 取 宽度 25 取 （二） 基准的选择 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。 哈尔滨理工大学课程设计 - 7 - （ 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 哈尔滨理工大学课程设计 - 8 - 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 （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 哈尔滨理工大学课程设计 - 9 - 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 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/ 哈尔滨理工大学课程设计 - 10 - 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/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= = 哈尔滨理工大学课程设计 - 11 - 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=、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 哈尔滨理工大学课程设计 - 12 - 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。
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