拐臂設(shè)計說明書

1、目 錄一、零件的分析1零件的作用1零件的工藝分析1二、工藝規(guī)程的設(shè)計3確定毛坯的制造形式3確定機(jī)械加工余量3確定毛坯尺寸4三、定位基準(zhǔn)的選擇61.精基準(zhǔn)的選擇62.粗基準(zhǔn)的選擇6五、工序順序的安排71.機(jī)械加工順序72.熱處理工序7六、機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選用8七、制定工藝路線8八、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定9九、加工表面的切削用量和加工工時的確定10一、零件的分析零件的作用該零件主要結(jié)構(gòu)由兩個拐臂片和軸套組成，上面有兩耳朵組成，該零件主要起扭矩、轉(zhuǎn)矩的作用。零件的工藝分析拐臂在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，拐臂材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；該拐臂采用鑄

2、鋼ZG40Cr。調(diào)質(zhì)處理，硬度為220270HB。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(jī)床加工，通過銑削，車削，鉆床的粗加工就可以達(dá)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(jì)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。加工表面尺寸及偏差公差/精度等級表面粗糙度拐臂兩端面IT1212.5拐臂下端面IT103.2拐臂上叉表面IT106.3孔IT81.6孔IT1012.5槽IT106.3孔IT86.3孔IT1212.5小圓臺IT1212.5拐臂共有三組加工表面1. 外圓的中心軸線為基準(zhǔn)的加工表面。這一組加工

3、表面包括：外圓左端面、車孔（工藝尺寸）、擴(kuò)孔至及內(nèi)孔口倒角。2.以孔（工藝尺寸）的中心軸線為基準(zhǔn)加工表面。這一組加工表面包括：外圓右端面，擴(kuò)孔至及內(nèi)孔口倒角。銑上叉兩平面及小圓臺。銑槽寬。鉸、鉆孔，孔倒。3. 以、孔定位切割內(nèi)齒銑兩面斜邊。 二、工藝規(guī)程的設(shè)計確定毛坯的制造形式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，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(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。該零件的材料為ZG40Cr.因此選用鑄造，考慮到該零件的形狀復(fù)雜，各個加工部位之間的位置都要靠鑄造保證，鑄造要求比較高，

4、因此選用金屬模。由于零件為中批生產(chǎn)，從提高生產(chǎn)效率、保證加工精度上考慮，選用金屬模鑄也是正確的。確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖確定機(jī)械加工余量參見資料知，鑄件尺寸公差及機(jī)械加工余量按GB/T6414-1999確定。根據(jù) <<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表3-6，（毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級）。選擇鑄鋼的等級為F。根據(jù) <<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表3-4，（大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級），查的CT=8, 根據(jù) <<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表3-3,（鑄件尺寸公差）確定毛坯尺寸 分析零件，除的外圓表面為

5、以外，其余表面，因此這些表面的毛坯尺寸只需要將零件的尺寸加上所查的余量值即可。則毛坯尺寸如下表1-1所示。零件尺寸雙面加工余量鑄件尺寸1.5 1.524.51.636.52591.5表1-1三、定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。因此基準(zhǔn)的選擇要盡可能正確、合理，這樣可以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。否則，就會使加工工藝過程中出現(xiàn)許多問題，影響加工質(zhì)量，造成報廢，影響生產(chǎn)的順利性。選擇鑄件基準(zhǔn)面應(yīng)符合下列原則1）鑄件的基準(zhǔn)面應(yīng)選擇在鑄件的非加工表面上，以保證鑄件的非加工表面，加工表面之間的尺寸精度。如果鑄件上有多個非加工表面，應(yīng)根據(jù)簡化鑄件的鑄造工藝和保證鑄件加工時定位，夾緊可

6、靠等原則，合理的選擇。2）鑄件的基準(zhǔn)面應(yīng)盡可能選在鑄件的外表面上。如果鑄件內(nèi)腔尺寸精度要求較高時，則基準(zhǔn)面應(yīng)選在由同一個型芯成形的內(nèi)表面上；3）鑄件的內(nèi)外表面均需要加工時，基準(zhǔn)面最好選在加工余量小、尺寸精度高的表面上。這樣可避免零件由于加工余量不夠、加工精度達(dá)不到要求而造成的超差報廢?；写只鶞?zhǔn)和精基準(zhǔn)之分通常先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求。粗車拐臂外圓左端面和車孔（工藝尺寸），在半精加工階段，完成拐臂上叉表面和拐臂斜邊表面的半精銑，以

7、及各種孔的鉆，鉸方案。在精加工階段，對孔進(jìn)行鉸削加工。1.精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該拐臂的技術(shù)要求和裝配要求，選擇孔的中心軸線和花鍵孔的中心軸線為精基準(zhǔn)。零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)來進(jìn)行加工。即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則?；ㄦI孔的中心軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位鉆、鉸、鉆孔孔 。 這樣就實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合。同時也保證了被加工表面的精度要求。2.粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)，要注意表面是否平整，有沒有飛邊，毛刺或者其他缺陷。我選擇搖外圓的外圓面做粗基準(zhǔn)。表面加工方法的確定加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案的端面IT1212.5粗車的孔IT1212.5粗鏜槽IT106.3粗銑半精銑孔

8、IT86.3粗車半精車拐臂下端面IT106.3粗銑半精銑孔IT1212.5鉆孔IT81.6鉆半精鉸精鉸復(fù)鉸圓臺IT1212.5粗銑拐臂上叉表面IT106.3粗銑半精銑四、工序的集中和分散零件選用工序集中的原則安排拐臂的加工工序。該拐臂的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)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。五、工序順序的安排1.機(jī)械加工順序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則。首先加工精基準(zhǔn)拐臂的底面。（2）遵循“先粗后精”的原則。先安排粗加工工序，然后再安排加

9、工工序。（3）遵循“先主后次”的原則。先加工主要表面拐臂的底面、拐臂耳朵端面、拐臂耳朵表面。（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.熱處理工序鑄造成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)。調(diào)制硬度為220270HB，并進(jìn)行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面印脫碳而對機(jī)械加工帶來的不利影響。 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，該拐臂的安排順序為：基準(zhǔn)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。六、機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選用1 在大批生產(chǎn)條

10、件下，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)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。此拐臂的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所用的夾具均為專用夾具。七、制定工藝路線工序一：銑除澆口，要求過渡自然。工序二：調(diào)質(zhì)處理220-270HB。工序三：表面噴丸。工序四：1.按左圖夾的外圓，車左端平面至筋 車床鏜孔（工藝尺寸）,鏜孔至深,內(nèi)孔倒角。 2.以孔定位車端面長，鏜孔至深,內(nèi)孔倒角。 機(jī)床型號：CA6140臥式車床 選擇刀具：硬質(zhì)合金刀具YG6 工件裝夾: 用專用夾具裝夾工序五：1.銑上叉左側(cè)平面保持、銑小圓臺保持尺寸18。 2.調(diào)面銑叉右側(cè)平面保持

11、，銑小圓臺保持尺寸9。3.以孔及左端定位，銑槽寬。 機(jī)床型號： X53K立式銑床 選擇刀具：選取硬質(zhì)合金端銑刀，選取高速鋼直柄立銑刀，刀齒為三齒。 工件裝夾:用專用夾具裝夾工序六：以孔定位鉆、鉸、鉆孔，孔倒角。 機(jī)床型號：Z525立式鉆床 選擇刀具：標(biāo)注高速鋼麻花鉆、標(biāo)注高速鋼鉸刀。 工件裝夾: 用專用夾具裝夾工序七：以、孔定位切割內(nèi)齒，留余量0.1。工序八：復(fù)拉花鍵。工序九：以、孔定位銑兩面及斜邊至尺寸，保持深及，銑四處越程槽及。 機(jī)床型號： X53K立式銑床 選擇刀具：選取高速鋼直柄立銑刀，刀齒為三齒。 工件裝夾:用專用夾具裝夾工序十:鍍鋅。工序十一：復(fù)鉸孔 機(jī)床型號：Z525立式鉆床 選

12、擇刀具：標(biāo)注高速鋼鉸刀。 工件裝夾: 用專用夾具裝夾工序十二：終檢八、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定的端面工序名稱工序余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差粗車255js12毛坯 59js13 的半圓工序名稱工序余量（mm）基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差粗 鏜1.553.8H12毛 坯 H13工序名稱工序余量（mm）基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差半精銑 0.235js10 粗銑0.635.4js12 毛坯 36.6 js13工序名稱工序余量（mm）基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差半精銑 0.223js10粗銑0.623.4js12毛坯24.6 js13槽工序名稱工序余

13、量（mm）基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差半精銑 粗銑 毛坯 孔工序名稱工序余量（mm）基本尺寸（mm）經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差半鏜車0.25H10粗鏜0.5H12 毛坯 H13工序名稱工序余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差復(fù)鉸0.05H8半精鉸0.15H9鉆11.8H12孔工序名稱工序余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差鉆H12拉花鍵工序名稱工序余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差拉花鍵01H8 九、加工表面的切削用量和加工工時的確定工序三粗車的端面確定最大大加工余量：Z=0.1mm，可一次切除，選擇CA6140車床，刀具選擇YG15車刀，刀桿規(guī)格16×25mm，= ，= ，=，=

14、0.5 mm。確定進(jìn)給量:：根據(jù)<< 機(jī)械加工工藝師手冊>>27-2，根據(jù)CA6140機(jī)床的進(jìn)給量，選用1） 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>27-23，2） 確定主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)CA6140取機(jī)床轉(zhuǎn)速710r/min3） 確定切削速度： 工時的計算 根據(jù)<<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表5-1（車削加工計算）選擇圓環(huán)的端面車削，查得相關(guān)數(shù)據(jù)如下:切刀的切入長度見表5-3切刀的超出長度見表5-3附加長度見表5-6進(jìn)給次數(shù)圓環(huán)的大徑圓環(huán)的小徑 鏜孔（工藝尺寸）粗鏜孔（工藝尺寸）確定最大大加工余量：Z=0.5mm，可一次

15、切除，根據(jù)<<機(jī)械加工工藝師手冊>>20-77，選擇鏜刀塊，YG8,刀桿規(guī)格16×16mm。選擇CA6140車床，確定進(jìn)給量:：根據(jù)<< 機(jī)械加工工藝師手冊>>29-14，根據(jù)CA6140機(jī)床的進(jìn)給量，選用4） 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>29-14，取5） 確定主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)CA6140取機(jī)床轉(zhuǎn)速，6） 確定切削速度： 工時的計算 根據(jù)<<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表5-1（車削加工計算）選擇鏜孔，查得相關(guān)數(shù)據(jù)如下:加工長度切刀的切入長度見表5-3切刀的超出長度見表5-3附

16、加長度見表5-6進(jìn)給次數(shù) 半精鏜孔（工藝尺寸）確定最大大加工余量：Z=0.25mm，可一次切除，根據(jù)<<機(jī)械加工工藝師手冊>>20-77，選擇鏜刀塊，刀桿規(guī)格16×16mm。選擇CA6140車床，確定進(jìn)給量:：根據(jù)<< 機(jī)械加工工藝師手冊>>29-14，根據(jù)CA6140機(jī)床的進(jìn)給量，選用7） 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>29-14，取8） 確定主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)CA6140取機(jī)床轉(zhuǎn)速，9） 確定切削速度： 工時的計算 根據(jù)<<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表5-1（車削加工計算）選擇

17、鏜孔，查得相關(guān)數(shù)據(jù)如下:加工長度切刀的切入長度見表5-3切刀的超出長度見表5-3附加長度見表5-6進(jìn)給次數(shù) 粗銑上叉表面及小圓臺1.銑刀直徑 根據(jù)<<機(jī)械加工工藝手冊>>表2.1-32及硬質(zhì)合金端銑刀YT15標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5342-1985,選擇銑刀直徑，齒數(shù)。2.銑削用量1）背吃刀量：由于加工余量為，故可以一次走刀內(nèi)完成，取。2）確定每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-73，得每齒進(jìn)給量，取。3）確定銑削速度及銑削功率。根據(jù)表2.1-75、表2.1-76，銑刀后刀面最大磨損限度為，刀具壽命。根據(jù)給定條件，查表2.1-90，得確定主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)X51取機(jī)床轉(zhuǎn)速，確定切削速度：確

18、定每分鐘進(jìn)給量： , 根據(jù)X51,取工時的計算根據(jù)<<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表5-15加工長度切刀的切入長度見表5-3切刀的超出長度見表5-3進(jìn)給次數(shù)半精銑上叉表面及小圓臺1.銑刀直徑 根據(jù)<<機(jī)械加工工藝手冊>>表2.1-32及硬質(zhì)合金端銑刀YT15標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5342-1985,選擇銑刀直徑，齒數(shù)。2.銑削用量1）背吃刀量：由于加工余量為，故可以一次走刀內(nèi)完成，取。2）確定每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-73，得每齒進(jìn)給量，取。3）確定銑削速度及銑削功率。根據(jù)表2.1-75、表2.1-76，銑刀后刀面最大磨損限度為，刀具壽命。根據(jù)給定條件，

19、查表2.1-90，得確定主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)X51取機(jī)床轉(zhuǎn)速，確定切削速度：確定每分鐘進(jìn)給量： , 根據(jù)X51,取工時的計算根據(jù)<<金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊>>表5-15加工長度切刀的切入長度見表5-3切刀的超出長度見表5-3進(jìn)給次數(shù)鉆、鉸孔工序七:鉆3mm盲孔1）確定最大大加工余量：Z=3mm，可一次切除，選擇Z525鉆床，刀具選擇3mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭；2）確定進(jìn)給量：根據(jù)28-10，f=0.08-0.10mm/r,再根據(jù)28-14，查得f=0.10mm/r;3)計算切削速度，查表28-14得 v=20m/min;4)確定主軸轉(zhuǎn)速：，查Z525機(jī)床參數(shù)n=1360r/min,實際切削速度：工時的計算r/min4mm孔：鉆4mm孔：1)確定最大大加工余量：Z=3.8mm，可一次切除。 2)確定進(jìn)給量：根據(jù)表28-10，f=0.08-0.10mm/r,根據(jù)Z525機(jī)床參數(shù)：取f=0.10mm/r，v=22m/min, 3)確定主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)Z525機(jī)床參數(shù)：n