設計“搖臂支架”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

哈爾濱理工大學 機械制造工藝學 課程設計說明書 設計課題 設計“搖臂支架”零件的機械加工工藝 規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領： 4000） 班 級 ： 設 計 者 ： 指導教師 ： 評定成績 ： 二一一年十二月 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 1 - 目 錄 設計任務書 2 課程設計說明書正文 3 序言 3 一、零件的分析 4 二 、工藝規(guī)程的設計 5 （一）確定毛坯的制作形式 5 （二）基準的選擇 6 （三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析 6 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 （五）確定 基本工時 1 0 三、專用夾具設計 11 四、課程設計心得體會 1 1 參考文獻 1 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - 機械制造技術(shù)基礎課程設計任務書 設計課題 制定圖 5計鉆 設計要求 1、中批生產(chǎn) 2、選用通用設備 3、采用手動夾緊機構(gòu) 設計內(nèi)容 1、繪制加工工件圖，計算機繪圖； 2、制 定零件的加工工藝過程，填寫零件加工工藝過程卡一張和所有加工工序卡； 3、設計制定的工序夾具，繪制夾具全套圖紙； 4、編寫設計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式書寫； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 序 言 機械加工技術(shù)課程設計是機械加工技術(shù)課程教學的一個不可或缺 的輔助環(huán)節(jié)。 它是學生全面綜合運用本課程及其有關先修課程的理論 和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設計的一次重要實踐。 它對于培 養(yǎng)學生編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力， 為以后搞好畢 業(yè)設計和到工廠從事工藝與夾具設計具有十分重要的意義。 本課程設 計的目的在于： (1)培養(yǎng)學生綜合運用機械制造工藝學及相關專業(yè)課程 (工程材 料與熱處理、 機械設計、 互換性與測量技術(shù)、 金屬切削加工及裝備等 ) 的理論知識，結(jié)合金工實習、生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分 析和解決機械加工工藝問題， 初步具備設計中等復雜程度零件的工藝 規(guī)程的能力。 (2)能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求， 運用夾具設計的基本原理和方 法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設計，初步具備設計保證 加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。 (3)使學生熟悉和能夠應用有關手冊、標準、圖表等技術(shù)資料，指 導 學生分析零件加工的技術(shù)要求和本企業(yè)具備的加工條件， 掌握從事 工藝設計的方法和步驟。 (4)進一步培養(yǎng)學生機械制圖、設計計算、結(jié)構(gòu)設計和編寫技術(shù) 文件等的基本技能。 (5)培養(yǎng)學生耐心細致、科學分析、周密思考、吃苦耐勞的良好 5 習慣。 (6)培養(yǎng)學生解決工藝問題的能力，為學生今后進行畢業(yè)設計和 去工廠從事工藝與夾具設計打下良好的基礎。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 一、零件的分析 （一）零件的作用 支撐搖臂按正常軌跡動作。 （二）零件的工藝分析 零件圖中所有尺寸精度如下： 加工表面 尺寸及偏差(公差 /級 表面粗糙度 m 形位公差 /臂支架底面 20 搖臂支架耳朵端面 54 搖臂支架耳朵表面 12 3 3 4 搖臂支架外圓表面 20 （精度等級查公差配合與測量技術(shù) 得 精度等級查公差配合與測量技術(shù) 而得） 搖臂支架是形狀不規(guī)則的支架類零件，尺寸精度、形位精度要求一般，零件的主要技術(shù)要求分析如下： 1. 4 孔的尺寸精度高，主要是保證里面的鋼珠壓入后孔口收口。 2. 鍛件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強度、硬度及 剛度，在外力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。 3. 兩個 12 的軸是比較重要的，也是以后機械加工各工序的主要定位基準。因此加工此軸的工序是比較重要的。 二、確定生產(chǎn)類型已 知此零件的生產(chǎn)綱 領為 生產(chǎn)類型為中批，所以初步 確定工藝安排為：加工過程工序適當集中；加工設備以通用設備為主，并大量采 用通用夾具和量具。 該零 D D 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比較低，不需要 （該零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比較低，高精度的機床加工，通過銑削，車削，鉆床的粗加工就可以達到加工要求） 高精度的機床加工，通過銑削，車削，鉆床的粗加工就可以達到加工要求） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 二 、工藝規(guī)程的設計 （一） 確定毛坯的制造形式 要確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量，應該先確定一下各個因素。 等級 由搖臂支架的公用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 計算后，搖臂支架的重量約為 步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 對零件圖金星分析計算，可大致確定鍛件外廓包容提的長度、寬度、高度。即 L=54mm，b=32h=53公式（ 2（ 2計算出該鍛件的形狀復雜系數(shù) S=于 。 搖臂支架的材料為 45 鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于 碳素鋼。 所以該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于 根據(jù)該零件的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬于直分模線。 由零件圖可知，各個加工表面的粗糙度 m。 根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列表如下 鍛件重量 /容體重量 /狀復雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 2 項目 /械加工余量 /寸公差 /注 厚度 32 取 寬度 54 取 寬度 25 取 （二） 基準的選擇 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知外圓 12 、孔 4 等均應通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應予以分 析。 定位基準有粗基準和精基準之分 ； 通常先確定精基準，后確定粗基準。 （ 1） 精基準的選擇 在底面加工以后各工序則以該底面為定位精基準，這樣就滿足了基準重合與基準統(tǒng)一的原則。搖臂支架的底面是設計基準，和 . 以及搖臂支架的外圓 20 搖臂支架耳朵的端面做為精基準，可以鉆 3和 4。這樣就實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合。同時也保證了被加工表面的平行度要求 ， 在加工某些面時，可能會出現(xiàn)基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。 （ 2） 粗基 準的選擇 按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準，故此處選擇外圓 20外圓面做粗 基準。 （三）工藝路線的擬定 由特種機械加工技術(shù) 333出對搖臂支架外圓柱、孔 、 特種機械加工技術(shù) 表面的加工方法如下： 加工部位 精度等級 表面粗糙度 m 加工方法 支架底面 削 支架雙耳端面 車 支架雙耳表面 車 磨削 3 4 鉸 支架外圓表面 車 為保證達到零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。 （ 1）遵循“先基準后其他”的原則。首先加工精基準 搖臂支架的底面。 （ 2）遵循“先粗后精”的原則。先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。 （ 3）遵循“先主后次”的原則。先加工主要表面 搖臂支架的底面、搖臂 支架耳朵端面、搖臂支架耳朵表面。 （ 3）遵循“先面后孔”的原則。首先加工各個端面和表面，后加工各個孔。 模鍛成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)。調(diào)制硬度為 241285進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脫碳而對機械加工帶來的不利影響。搖臂支架前臂表面在精加工之前需要進行局部淬火，提高它的耐磨性和在工作中成熟沖擊載荷的能力。 在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清晰和中檢工序。 綜上所述，該搖臂支架的安排順序為：基準加工 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 熱處理 主要表面精加工。 搖臂支架的工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 粗銑搖臂支架底面 臥式銑床 速鋼套式面銑刀 游標卡尺 2 精銑搖臂支架底面 臥式銑床 速鋼套式面銑刀 游標卡尺 3 粗銑搖臂支架耳朵端面 臥式銑床 速鋼套式面銑刀 游標卡尺 4 粗車外圓表面 數(shù)控車床速鋼車刀 千分尺 5 粗車臺階 數(shù)控車床速鋼車刀 千分尺 6 粗車搖臂支架耳朵表面 數(shù)控車床速鋼車刀 游標卡尺 7 粗車各槽倒角 數(shù)控機床速鋼車刀 卡規(guī)深度游標卡尺 8 鉆 3 臺式鉆床 花鉆 卡尺、塞規(guī) 9 鉆、鉸 4 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 10 鉆 2 、 、 四面組合鉆床 麻花鉆 卡尺、塞規(guī) 11 半精車搖臂支架耳朵表面 數(shù)控車床速鋼車刀 游標卡尺 12 精銑搖臂支架耳朵端面 臥式銑床 速鋼套式 面銑刀 游標卡尺 13 去毛刺 鉗工臺 平銼 14 熱處理 耳朵表面局部淬火 淬火機 15 磨削搖臂支架耳朵表面 平面磨床輪 游標卡尺 16 清洗 清洗機 17 壓入鋼球 4，孔口收口 18 終檢 塞規(guī)、百分表等 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 毛坯圖。 搖臂支架材料為 于產(chǎn)品外表面大部分不用加工，所以毛坯選用精密模鍛。該種模鍛的尺寸公差等級為 6 7 級，用查表法確定加工表面的總余量。但由于用查表法所確 定的總余量與成產(chǎn)實際情況有些差距，故還應根據(jù)工廠具體情況進行適當?shù)恼{(diào)整。 現(xiàn)將調(diào)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 總余量 毛坯尺寸 公差 12 的面 12 3+1 16 1 高 53 3+2 58 長 54 2+2 58 銑底面、鉆 孔 兩孔經(jīng)由鉆頭一次鉆出，即可滿足使用設計要求制造工藝與夾具 由制造工藝與夾具表 8，選用硬質(zhì)合金端銑刀，保證尺寸 35用機床：臥式銑床 刀具： 質(zhì)合金端銑刀。 銑削寬度0, 深度, 齒數(shù) z=12,故根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊 后簡稱簡明手冊 （后簡稱 ）表 械制造工藝設計簡明手冊 后簡稱簡明手冊 表 刀具直徑0d=125據(jù)切削用量手冊 （后簡稱切削手冊 ）表 擇刀具前角0 0 后 角0 8 ，副后角 0=10 ，刃傾角：s= 10, 主偏角0, 過渡刃30, 副偏角 。 因為余量較小，故選擇次走 刀即可完成。械制造工藝與夾具 由械制造工藝與夾具 ，鉆 孔用麻花鉆就能滿足要求 取鉆孔的進給量 f=r， 表 11鉆孔時的切削速度 v 得： V=2.0 由此可以算出轉(zhuǎn)速為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 機床實際轉(zhuǎn)速取 n=720r/實際切削速度為： 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 計算鉆削力扭矩及功率，按械制造工藝與機床夾具 (含課程設計與習題 )表 8以得到： 軸向力 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 有上訴計算結(jié)果與機床允許值相比軍允許，確定采用切削量 = r v = 14m / n = 720r / 3. 加工 12 ，切槽 12 可用硬質(zhì)合金車刀加工，可以一次加工出留有余量 可。 硬質(zhì)合金車刀選用型號為 刀具的幾何角度：刀具主偏角90 ，刃傾角s= 前角0 14 ， 后 角0 6 ，副偏角 30 ，副后角0 2 由文獻（ 1）表 7以得到，3f=r,n=720r/則相應的切削速度為 ： 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 用高速鋼鉆頭，進給量 f=r ，切削速度s 3 、擴、鉸 4 采用高速鋼麻花鉆，直徑0d=3選擇切削用量，背吃刀量給量根據(jù)表 8f = r ,由文獻得切削速度5m/按公式計算主軸轉(zhuǎn)速 ：01000 1 0 0 0 3 5 3 7 1 5 . 5 m i 1 4 3cv rn d 擴 4 ，用鋼擴孔鉆，進給量 f =r ，用齒數(shù)為 6的高速鋼鉸刀，進給量f=r。 6. 磨 212 選用陶瓷結(jié) 合劑砂輪，輪寬為 2，精磨淬火鋼工件，回轉(zhuǎn)的圓周速度0m/買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 縱向進給量：=1工作臺單行程的橫向進給量.8 (五 ) 確定基本工時 1. 時間定額計算 計算鉆 的時間定額 1）機動時間 由文獻 (3) 得鉆孔的計算公式： Lt 代入數(shù)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）輔助時間，由文獻 開停車 升降鉆桿 主軸運轉(zhuǎn) 清除鐵屑 卡尺測量 裝卸工件時間有文獻 (3) 表 一分鐘 所以輔助時間 T=()作業(yè)時間BT=(4)常量工作場地時間4)，取 =3 ，則 0T= =5）休息和生理需要時間4) ，取 =3 ，則 =6）準備與終結(jié)時間 簡單件 26買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 - 深度定位 使用鉆模 6假如 設計給定 4000 件，則 eT/n=(26+)/4000=)單件時間8)單件計算時間 eT/n=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 - 三、專用夾具設計 （一） 專用鉆床夾具設計 已知搖臂支架的材料為 45 鋼，毛坯為鍛件，所用機床為臺式鉆床 批量生產(chǎn)，要求為工序 10 設計一個鉆 夾具。 （二）問題的指出 本夾具主要用來鉆 。由于本工序的加工精度不高，在加工本道工序時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 （三）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 1) 確定定位元件 根據(jù)零件圖和和規(guī)定的定位基準，為了減小定位誤差，用底面、一個擋塊和一個 V 型塊限制他的六個自由度。 2) 確定導向裝置 本工序選用可換鉆套作為刀具的導向元件。查表后，確定鉆套高度 H=16屑空間h=4 四、課程設計心得體會 通過對搖臂支架的機械加工工藝及對 3的夾具的設計，使我學到了許多有關 機械加工的知識 ,主要歸納為以下兩個方面： 第一方面：搖臂支架外形較復雜，且其技術(shù)要求高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準 ,是能否保證搖臂支架技術(shù)要求的重要問題之一。對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。 而搖臂支架的機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。搖臂支架的加工路線可以分為三個階段：劃分為粗加工，半精加工和精加工。 第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。 （ 1）、定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。 （ 2）、導向及對刀裝置的設計 ：由于本設計主要設計的是孔夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題。 （ 3）、夾具體設計：搖臂支架的結(jié)構(gòu)特點是比較小，設計時應注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。 （ 5）、定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應該進行定位誤差和穩(wěn)定性買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 的計算，以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。 （ 6）、繪制夾具裝備圖及夾具