機械設(shè)計課程設(shè)計搖臂支架的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

1、遼寧工程技術(shù)大學課 程 設(shè) 計題 目： 搖臂支架的機械加工工藝規(guī)程及工藝 裝備設(shè)計班級： 姓名： 指導教師： 完成日期： 一、設(shè)計題目(學生空出，由指導教師填寫)二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產(chǎn)類型:大批大量生產(chǎn)三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 毛坯圖 1張(3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張(4) 夾具裝配圖 1張(5) 夾具體零件圖 1張(6) 課程設(shè)計說明書(50008000字) 1份四、四、進度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝

2、過程綜合卡片 5天(3) 工藝裝備設(shè)計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天(4) 編寫說明書 3天(5) 準備及答辯 2天五、指導教師評語成 績： 指導教師日期摘要這次設(shè)計的是搖臂支架3mm孔的夾具。包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。機械制造工藝學課程設(shè)計是我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的

3、大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次實際的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。abstractthe rocker is designed to support the fixture 3 mm hole. including parts map, rough map, one of the assembly, machining process card and the card with a process. according to the nature of pa

4、rts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical jiagongyuliang. finalizing the road map process, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.machinery manufacturing technology curriculum design is finished we learn

5、 all the basic course of the university, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a theory with practical training, therefore, in our four years

6、 of university life occupy an important position.for me personally, i hope that through the curriculum design of their future will be engaged in the work of a real training exercise from its own analysis, problem-solving abilities. as capacity constraints, there are still many deficiencies in the de

7、sign, ask teachers to give guidance.目 錄摘要iabstractii1 零件的工藝性分析11.1 搖臂支架的技術(shù)要求11.2 審查搖臂支架的工藝性11.3 確定搖臂支架的生產(chǎn)類型22 確定毛坯、繪制毛坯簡圖22.1 選擇毛坯22.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量23 擬定搖臂支架的工藝路線33.1 定位基準的選擇33.2 表面加工方法的確定43.3 加工階段的劃分53.4 工序的集中和分散53.5 工序順序的安排53.4 機床設(shè)備和工藝裝備的選用73.5 加工余量，工序尺度和公差的確定73.6 切削用量、時間定額的計算74 專用機床設(shè)計夾具94.1 專用

8、鉆床夾具設(shè)計94.2 問題的指出94.3 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案104.4 關(guān)于定位誤差的分析105 方案綜合評價與結(jié)論106 體會與展望10參考文獻121 零件的工藝性分析1.1 搖臂支架的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差(mm)公差/mm及精度等級表面粗糙度ra/m形位公差/mm搖臂支架底面20it113.2搖臂支架耳朵端面54it76.3搖臂支架耳朵表面12it80.8 0.1100 d3mm孔3it1212.54mm孔 0.018，it86.310.5mm孔10.5it1212.56.1mm孔6.1it1212.5搖臂支架外圓表面20it126.30.05 d搖臂支架在工作中承受多向交變載荷的作

9、用，要求具有很高的強度。因此，支架材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；該搖臂支架采用45鋼。 耳朵表面要求高頻淬火處理，硬度為5256hrc。1.2 審查搖臂支架的工藝性 分析零件圖可知，該零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。主要工作表面加工精度雖然相對較高，但在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保證質(zhì)量的加工出來。 由此可見，該零件的工藝性較好。1.3 確定搖臂支架的生產(chǎn)類型 搖臂支架屬于輕型零件，大批量生產(chǎn)。2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1 選擇毛坯毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，

10、可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。由于搖臂支架在工作過程中要成熟沖擊載荷，為增強其強度和韌性，且根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，毛坯選用鍛件。為提高生產(chǎn)率和鍛件的精度，采用模鍛方法來制造毛坯。2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量由表2-10表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量，應(yīng)該先確定一下各個因素。1.公差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。2.鍛件重量計算后，搖臂支架的重量約為0.23kg，初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.4kg.3.鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)

11、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=32mm，h=53mm。由公式（2-3）和（2-5）可計算出該鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)s=0.526。屬于s級。4.鍛件材質(zhì)系數(shù)搖臂支架的材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼。所以該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬于m級。5.鍛件分模線形狀根據(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。6.零件表面粗糙度由零件圖可知，各個加工表面的粗糙度ra大多數(shù)都大于等于3.2m。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/kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差

12、等級0.40.76sm普通級項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注厚度321.52.0 (取2.0)1.4表2-11表2-13寬度541.52.0 (取2.0)1.6表2-11表2-13寬度251.52.0 (取2.0)1.2 表2-10表2-133 擬定搖臂支架的工藝路線3.1 定位基準的選擇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.精基準的選擇根據(jù)該搖臂支架的技術(shù)要求和裝配要求，選擇搖臂支架的底面和搖臂支架耳朵的端面作為精基準。零件上的很多表面都可以采用它們作為基準來進行加工。即遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。搖臂支架的底面是設(shè)計基準，選用其做精基準定位加工10.

13、5mm孔和.mm孔以及搖臂支架的外圓20mm。搖臂支架耳朵的端面做為精基準，可以鉆3mm孔和4mm孔。這樣就實現(xiàn)了設(shè)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。2.粗基準的選擇 選擇粗基準，要注意表面是否平整，有沒有飛邊，毛刺或者其他缺陷。我選擇搖外圓20mm的外圓面做粗基準。3.2 表面加工方法的確定加工表面尺寸精度等級表面粗糙度ra/m加工方案備注搖臂支架底面it113.2粗銑半精銑表1-8搖臂支架耳朵端面it76.3粗銑精銑表1-8搖臂支架耳朵表面（淬硬）it80.8粗車半精車磨削表1-63mm盲孔it1212.5鉆表1-74mm孔it136.3鉆鉸表1-710.5mm孔

14、it1212.5鉆表1-76.1mm孔it1212.5鉆表1-73.3 加工階段的劃分該零件加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工，半精加工和精加工。在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工。保證其他加工表面的精度要求。然后鉆10.5mm孔和6.1mm孔。粗車搖臂支架外圓表面和搖臂支架前臂表面，在半精加工階段，完成搖臂支架外圓表面和搖臂支架前臂表面的半精車，以及各種孔的鉆，擴和鉸方案。在精加工階段，進行搖臂支架前臂表面的磨削加工。3.4 工序的集中和分散零件選用工序集中的原則安排搖臂支架的加工工序。該搖臂支架的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工夾具，

15、以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短付諸實踐，而且由于在一次裝家中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。3.5 工序順序的安排1.機械加工順序（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。2.熱處理工序模鍛成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)。調(diào)制硬度為241285hbs，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬

16、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。3.輔助工序在半精加工后，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(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機床設(shè)備刀具量具1粗銑搖臂支架底面臥式銑床x60高速鋼套式面銑刀游標卡尺2精銑搖臂支架底面臥式銑床x60高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x60高速鋼

17、套式面銑刀游標卡尺4粗車外圓表面數(shù)控車床ck6108a高速鋼車刀千分尺5粗車臺階數(shù)控車床ck6108a高速鋼車刀千分尺6粗車搖臂支架耳朵表面數(shù)控車床ck6108a高速鋼車刀游標卡尺7粗車各槽倒角數(shù)控機床ck6108a高速鋼車刀卡規(guī)深度游標卡尺8鉆3mm孔臺式鉆床z4006a麻花鉆卡尺、塞規(guī)9鉆、鉸4mm孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)10鉆2-2mm孔、10.5mm孔、6.1mm孔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ck6108a高速鋼車刀游標卡尺12精銑搖臂支架耳朵端面臥式銑床x60高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

18、磨削搖臂支架耳朵表面平面磨床m7120a砂輪游標卡尺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3.4 機床設(shè)備和工藝裝備的選用1 在大批生產(chǎn)條件下，可以選用搞笑的專用設(shè)備和組合機床，也可以選用通用設(shè)備。2 工藝裝備主要包括刀具和量具，夾具等，在工藝卡片中要簡明寫出它們的名稱，如百分表等。此搖臂支架的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所用的夾具均為專用夾具。3.5 加工余量，工序尺度和公差的確定加工3mm孔，根據(jù)所給的條件，可一次性鉆出。3.6 切削用量、時間定額的計算一.切削用量的計算工序8： 鉆3mm孔，選用臺式鉆床z4006a ，高速鋼莫氏錐柄階梯麻花鉆。1.背刀吃量的確定 =1.5m

19、m2.進給量的確定 由表5-21，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 =0.13mmr。3.鉆削速度的計算 由表5-21，按照工件材料的條件選取，切削速度v=20 mmin。由公式5-1可知，n=1000v/可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n= 2123 rmin。參照臺式鉆床z4006a的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n= 2900 rmin.再將此轉(zhuǎn)速代入公式n=1000v/中，可求出該工序的實際鉆削速度二.時間定額的計算1.基本時間的計算 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式求得。式中，因為是盲孔，所以。；進給量 =0.13mmr，n= 2900 rmin，所以，=0.133min=7.96s.2.輔助時間的計算=0.15

20、=0.157.96=1.2s3.其他時間的計算工序8的其他時間=6%(+)=0.55s4.單件時間 的計算工序8的單件時間 =7.96s+1.2s+0.55s=9.71s將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果,填入工藝文件.機械加工工藝卡片210*297遼寧工程技術(shù)大學機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件型號產(chǎn)品名稱零件名稱搖臂支架共頁第頁材料牌號45鋼毛坯種類鍛件毛皮外形尺寸每毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時準終單件1粗銑粗銑搖臂支架底面機加臥式銑床x60高速鋼套式面銑刀、游標卡尺2精銑精銑搖臂支架底面機加臥式銑床x60高速鋼套式面銑刀、游標卡尺3粗銑粗銑搖臂支架

21、耳朵端面機加臥式銑床x60高速鋼套式面銑刀、游標卡尺4粗車粗車外圓表面機加數(shù)控車床ck6108a高速鋼車刀、千分尺5粗車粗車臺階機加數(shù)控車床ck6108a高速鋼車刀、千分尺6粗車粗車搖臂支架耳朵表面機加數(shù)控車床ck6108a高速鋼車刀、游標卡尺7粗車粗車各槽倒角機加數(shù)控機床ck6108a高速鋼車刀、卡規(guī)、深度游標卡尺8鉆鉆3mm孔,ra=12.5m機加臺式鉆床z4006a直柄麻花鉆、卡尺、塞規(guī)9.71s9鉆、鉸鉆鉸4mm機加四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)10鉆鉆2-2mm孔、10.5mm孔、6.1mm孔機加四面組合鉆床麻花鉆、卡尺、塞規(guī)11半精車半精車搖臂支架耳朵表面機加數(shù)控車床ck610

22、8a高速鋼車刀、游標卡尺12精銑精銑搖臂支架耳朵端面機加臥式銑床x60高速鋼套式面銑刀、游標卡尺13去毛刺鉗工去毛刺機加鉗工臺平銼14熱處理搖臂支架耳朵表面局部淬火機加淬火機15磨削磨削搖臂支架耳朵表面機加平面磨床m7120a砂輪、游標卡尺16清洗清洗加工后的零件機加清洗機17壓球壓入鋼球4mm，孔口收口機加18終檢塞規(guī)、百分表等設(shè)計日期審核日期標準化日期會簽日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期4 專用機床設(shè)計夾具4.1 專用鉆床夾具設(shè)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z4006a，大批量生產(chǎn)，要求為工序8設(shè)計一個鉆床夾具。4.2 問題的指出本夾

23、具主要用來鉆3mm孔。由于本工序的加工精度不高，在加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。4.3 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，按基準重合原則選10定位銷與10.1mm孔為定位基準。選用可換定位銷（長圓柱銷）限制4個自由度在選用搖臂支架另一只耳朵，即外圓柱面為工件定位幾面。選用長v型塊，也可以限制限工件4個自由度，即工件在沿x軸和繞x軸方向的運動同時被限定，屬于重復(fù)定位。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=16mm，排屑空間h=4mm。4.4 關(guān)于定位誤差的分析 本夾具的主要

24、定位元件為孔面口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。5 方案綜合評價與結(jié)論3mm孔的加工精度要求不高，只需要鉆即可。在我設(shè)計3mm孔的夾具過程中，遇到了許多困難，例如，如何選擇定位元件等。根據(jù)零件圖和和規(guī)定的定位基準，為了減小定位誤差，按基準重合原則選10定位銷與10.1mm孔為定位基準。選用可換定位銷（長圓柱銷）限制4個自由度在選用搖臂支架另一只耳朵，即外圓柱面為工件定位幾面。選用長v型塊，也可以限制限工件4個自由度，即工件在沿x軸和繞x軸方向的運動同時被限定，屬于重復(fù)定位。而此夾具沒有另設(shè)夾緊裝置，因為用于鉆小孔的夾具，常常不另外再設(shè)夾緊裝置，這種處理

25、方法可以縮短夾具的制造周期，降低夾具制造成本，又可以節(jié)省安裝工件的時間，提供生產(chǎn)率。6 體會與展望通過對搖臂支架的機械加工工藝及對3mm孔的夾具的設(shè)計，使我學到了許多有關(guān)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(fù)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(guān)于夾具的設(shè)計方法及其步驟。（1）、定位方案的設(shè)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(shè)計：由于本設(shè)計主要設(shè)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(shè)計：搖臂支架的結(jié)構(gòu)特點是比較小，設(shè)計時應(yīng)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(yīng)該進行定位誤差和