轉(zhuǎn)向臂機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計

目錄TOC\o"1—7"\h\u一、生產(chǎn)類型的確定 1HYPERLINK\l”_Toc23322"二、零件的分析 1HYPERLINK\l”_Toc20790”1、零件的作用 22、零件的工藝分析 2HYPERLINK\l”_Toc14581”2．1、以φ16mm孔的中心線加工表面 2_Toc15969”2.3、轉(zhuǎn)向臂技術(shù)零件要求表 2HYPERLINK\l”_Toc18822"三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 21、求最大輪廓尺寸 33、求鑄件尺寸公差 3HYPERLINK\l”_Toc2017”4、求機械加工余量等級 3HYPERLINK\l”_Toc693”5、求RMA（要求的機械加工余量） 3HYPERLINK\l”_Toc54”6、求毛坯基本尺寸 3HYPERLINK\l”_Toc1705”7、畫毛坯圖（見A3圖紙） 41、定位基準的選擇 42、擬定加工方法和加工方案 4HYPERLINK\l”_Toc13618"2．1、工藝路線： 4五、選擇加工設(shè)備及刀具、量具 51、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 51．1、選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床 5HYPERLINK\l”_Toc5720"1．2、選擇刀具,根據(jù)不同的工序選擇刀具 5_Toc24642"2、確定工序尺寸 7HYPERLINK\l”_Toc10743"2．1、面的加工(所有面） 7六、確定切削用量及基本時間 7HYPERLINK\l”_Toc18921”工序號04: 7HYPERLINK\l”_Toc29691"七、夾具設(shè)計 11HYPERLINK\l”_Toc10292"7.1夾具設(shè)計的基本要求和步驟 11_Toc21925"7.2夾具設(shè)計 127。2。1選擇夾具 12HYPERLINK\l”_Toc9460”7.2。2問題的提出 12HYPERLINK\l”_Toc7294"7.2。3定位基準的選擇 137。2.4定位元件的選擇 13HYPERLINK\l”_Toc6552”7.2。5導向元件 14_Toc20810"7。2.7定位誤差分析 15_Toc2673"八、鳴謝 17HYPERLINK\l"_Toc1707”九、參考文獻 17一、零件生產(chǎn)類型的確定由原始資料可知:年產(chǎn)量Q=5000臺/年零件數(shù)量n=1件/臺備品率α=3％廢品率β=0。5%N=Qn（1+α）(1+β）=5000＊1＊（1+3％）（1+0.5%）=5176件/年所以是大批量生產(chǎn)。二、零件的分析1、零件的作用據(jù)資料所示，該轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。2、零件的工藝分析由零件圖可知:φ16、φ9。3的孔中心線是主要的設(shè)計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組：2．1、以φ16mm孔的中心線加工表面這一組加工表面包括:銑φ26mm單側(cè)端面、鉆φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。2．2、以φ9。3mm孔的中心線加工表面這一組加工表面包括:銑φ20mm兩端面、鉆φ9。3mm的孔、锪φ16mm的頭。概括：由于φ16、φ9。3的孔中心線位置精度不高，又φ16mm內(nèi)孔的精度比φ9。3mm內(nèi)孔的精度較高。所以由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組,再加工第二組。由參考文獻中有關(guān)面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。2。3、轉(zhuǎn)向臂技術(shù)零件要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度表面粗糙度Ra/um形位公差/mm尺寸32mm中A端面32IT1212。5尺寸26mm中前端面B26IT1212。5尺寸26mm中后端面C26IT1212。5Φ16mm孔IT71.6Φ9.3mm孔Φ9。3±0.1IT1212.5Φ8.5mm孔Φ8。5IT1425三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為可鍛鑄鐵（KT35—10），大批量生產(chǎn)。按《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》第五章第一節(jié)可確定：1、求最大輪廓尺寸長133.5mm、寬48.9mm、高49.15mm，故最大輪廓尺寸為133。5mm.2、選取公差等級CT由<課程設(shè)計指導教程〉P27表2-1，鑄造方法按機械造型、鑄件材料按鑄鐵，得CT范圍8～12級。取為10級。3、求鑄件尺寸公差根據(jù)加工表面的基本尺寸和逐漸公差等級CT=10級，查表2—3得:公差帶相對于基本尺寸對稱分布。4、求機械加工余量等級查表2-5，得機械加工余量等級范圍為E～G,取為F級.5、求RMA（要求的機械加工余量）對所有加工表面取同一個數(shù)值,由表2-4查最大輪廓尺寸為133。5mm，機械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1.5mm.6、求毛坯基本尺寸依零件圖可知：Φ16、φ9。3、φ8.5孔徑較小,鑄成實心.A面屬單側(cè)加工，由式（2-1)得R=F+RMA+CT/2=32+1。5+2.8/2=34.9mmB、C面屬兩側(cè)加工，由式（2-2）得R=F+2RMA+CT/2=26+2×1.5+2.6/2=30。3mm根據(jù)數(shù)據(jù)可得：轉(zhuǎn)向臂鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表（3-1）表(3—1)項目A面B、C面Φ16孔Φ9。3孔Φ8。5孔公差等級CT1010——-加工面基本尺寸3226-—-鑄件尺寸公差2。82。6—-—機械加工余量等級FF———RMA1。51。5-——毛坯基本尺寸34。930.3000畫毛坯圖（見A3圖紙）四、工藝路線擬定1、定位基準的選擇粗基準：為保證工件重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準。為互為基準,以φ20mm端面為粗基準.即B、C面。精基準：精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，稱為基準重合的原則.采用基準重合原則可以避免由定位基準與設(shè)計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使兩孔互為基準，選φ16的孔作為精基準。擬定加工方法和加工方案2．1、工藝路線：①、銑φ16mm孔的端面，即φ26mm圓柱A面②、銑φ9。3mm孔的兩端面,即φ20mm圓柱B、C面③、鉆、擴、粗鉸、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°④、鉆φ8。5mm孔⑤、鉆φ9。3mm孔⑥、刮平B、C面φ16mm,兩端入體1mm五、選擇加工設(shè)備及刀具、量具由于生產(chǎn)類型為大批量,故加工設(shè)備以通用機床為主，輔以少量專用機床,其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備1．1、選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床工序號02：銑φ26mm圓柱A面.因為工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床。工序號03：銑φ20mm圓柱B、C面。因為互為基準，工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇X62臥銑銑床.工序號04：鉆、擴、粗鉸、精鉸孔φ16mm,倒角1×45°。選用Z535立式鉆床。工序號05、06:鉆孔φ8.5mm、φ9.3mm.由于內(nèi)孔的粗糙度、精度要求不高，可以一次性鉆通孔達到加工要求。故選Z525立式鉆床.工序號07：刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。1．2、選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具①、銑刀：根據(jù)資料查《機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導教程》表3—31：選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式端面銑刀。銑刀直徑：d=80mm，齒數(shù)Z=10mm。查《金屬機械加工手冊》，得銑刀幾何參數(shù)：Kr=60°，λ=12～15°②、鉆、擴、粗、精鉸孔φ16mm，倒角1×45°。選用麻花鉆等專用刀具。③、刮平面φ16mm，選用專用锪刀1．3選擇量具本零件屬于成批生產(chǎn),一般情況下盡量采用通用量具.根據(jù)零件的表面的精度要求,尺寸和形狀特點,參考相關(guān)資料，選擇如下：①、選擇加工面的量具根據(jù)資料：查表3—48得,用分度值為0。02mm的三用游標長尺測量，測量范圍0mm～150mm,公稱規(guī)格為150×0。02.②、選擇加工孔的量具根據(jù)資料:由于孔的加工精度要求不同，分別有IT7—IT8、IT12-IT13、大于IT13.所以選擇分度值0。01mm，測量范圍分別為25mm～50mm、25mm～50mm、5mm～30mm的內(nèi)徑千分尺.確定工藝過程方案見下表（4-1)表（4-1）工序號工序內(nèi)容機床設(shè)備刀具量具01正貨處理145~204HBS02銑φ26mm圓柱A面X62臥銑銑床端面銑刀三用游標長尺03銑φ20mm圓柱B、C面X62臥銑銑床端面銑刀三用游標長尺04鉆、擴、粗鉸、精鉸孔φ16mm,倒角1×45°Z535立式鉆床鉆頭擴孔鉸刀內(nèi)徑千分尺05鉆孔φ8.5mmZ525立式鉆床麻花鉆等專用刀具內(nèi)徑千分尺06鉆孔φ9。3mmZ525立式鉆床麻花鉆等專用刀具內(nèi)徑千分尺07刮平B、C面φ16mm，兩端入體1mmZ525立式鉆床平底锪鉆三用游標長尺08去毛刺鉗工臺銼刀09終檢四面組合機床擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)2、確定工序尺寸2．1、面的加工（所有面）①、A面：根據(jù)加工長度為34.9mm，毛坯余量為2。9mm。查表,得：單側(cè)加工的量為1.9mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1。0mm，再加工的量為1。0mm即可。②、B、C面:根據(jù)加工長度為30。3mm，毛坯余量為4。3mm。查表，得:兩側(cè)加工的量為1。65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側(cè)再加工的量為0。5mm即可。2．2、孔的加工①、φ16mm的孔毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間.查表2-20得：鉆孔：φ15mm2Z=0。95mm擴孔:φ15.85mm2Z=0。1mm粗鉸：φ15.95mm2Z=0。05mm精鉸：φ16mm②、φ8.5mm的孔毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。查表，得:鉆孔φ8。5mm即可.③、φ9.3mm的孔毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。查表，得：鉆孔φ9。3mm即可。六、確定切削用量及基本時間工序號04：本工序為鉆φ16mm深32mm的孔。包括：鉆、擴、粗鉸、精鉸孔、倒角1×45°。根據(jù)資料選用Z535立式鉆床加工，選標準高速鋼直柄機用鉸刀：r=0、ɑ=15°、Kr=45°。①、鉆孔：⑴確定進給量f因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查《機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導教程》表5-25得:f=0.61～0.75mm/r由表5-27取得f=0。72mm/r⑵選擇鉆頭磨損標準及耐用度查表5—130：鉆頭后刀面的最大磨損量為0。8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。⑶確定切削速度V查表5—27得:C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0。125、取k=1.0且d=15mma=7。5mm按公式計算:∴V=22。061m/min n=22。061×1000/3。14×15=468。4r/min根據(jù)查表4—10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min=6。67r/s則V=3。14×15×6。67/1000=0。314m/s⑷鉆孔基本時間T=(l+l+l）/f式中l(wèi)=32mm、取l=l=5mm,f=0。72mm/r、n=6.67r/s則T=(32+5+5）/0。72×6。67=8。75s取T=9s(5)鉆孔的輔助時間根據(jù)《課程設(shè)計指導教程》第五章第二節(jié)所訴，輔助時間T與基本時間T的關(guān)系為T=（0.15~0.2）T，取T=0.15T,得T=0。15×9s=1.35s（6）鉆孔其他時間的計算T+T+（T/m）=9％×(9+1。35)s=0.93s(7）單間時間定額的計算T=（9+1.35+0。93）s=11.28s②、擴孔:⑴確定進給量f因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查表5—25得：f=0.9～1。1mm/r由表5-27取得f=0.96mm/r⑵選擇擴孔鉆磨損標準及耐用度查表5—130:擴孔鉆后刀面的最大磨損量為0.8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=30min.⑶確定切削速度V查表5-27得：C=27。9、z=0。2、x=0。1、y=0。4、m=0.125、取k=1.0且d=15。85mma=0.425mm按公式計算：∴V=34。964m/minn=34。964×1000/3.14×15.85=702.5r/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=750r/min=12。5r/s則V=3.14×15。85×12.5/1000=0。622m/s⑷鉆孔基本時間T=（l+l+l)/f式中l(wèi)=32mm、取l=2mm、l=3mm,f=0。96mm/r、n=12。5r/s則T=（32+2+3）/0.96×12。5=3.1s取T=4s(5）鉆孔的輔助時間根據(jù)《課程設(shè)計指導教程》第五章第二節(jié)所訴，輔助時間T與基本時間T的關(guān)系為T=(0.15—0.2）T，取T=0.15T,得T=0。15×4s=0.60s（6）鉆孔其他時間的計算T+T+(T/m）=9％×（4+0.60)s=0。42s（7）單間時間定額的計算T=(4+0。6+0.42）s=5。02s③、粗鉸：⑴確定進給量f因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查表5—32得:f=1.5~3.0mm/r由表取得f=1.60mm/r⑵選擇鉸刀磨損標準及耐用度查表5-130:鉸刀后刀面的最大磨損量為0.8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=60min.⑶確定切削速度V查表5—29得：C=23.2、z=0.2、x=0。1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0且d=15.95mma=0。05mm按公式計算：∴V=12.611m/minn=12。611×1000/3。14×15。95=251。8r/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=275r/min=4.58r/s則V=3。14×15。95×4.58/1000=0.229m/s⑷鉆孔基本時間T=(l+l+l)/f式中l(wèi)=32mm、l=2mm、查表,取l=13mm,f=1。60mm/r、n=4。58r/s則T=（32+2+13）/1。60×4。58=6.4s取T=7s（5)鉆孔的輔助時間根據(jù)《課程設(shè)計指導教程》第五章第二節(jié)所訴，輔助時間T與基本時間T的關(guān)系為T=（0。15—0.2）T，取T=0。15T,得T=0。15×7s=1.05s（6）鉆孔其他時間的計算T+T+(T/m）=9%×（7+1.05）s=0。72s（7）單間時間定額的計算T=（7+1.05+0.72）s=8。77s④、精鉸：⑴確定進給量f因為深度為32mm較大,宜采用自動進給。查表5—32得：f=1.5～3.0mm/r查表,取得f=1。60mm/r⑵選擇鉸刀磨損標準及耐用度查表5-130:鉸刀后刀面的最大磨損量為0。8mm。鉆頭直徑d=15mm、則T=60min。⑶確定切削速度V查表5—30得:C=23.2、z=0。2、x=0.1、y=0.5、m=0。3、取k=1.0且d=16mma=0.025mm按公式計算：∴V=13.491m/minn=13.491×1000/3.14×16=268。5r/min根據(jù)查表4-10選取Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=275r/min=4.58r/s則V=3.14×16×4.58/1000=0.230m/s⑷鉆孔基本時間T=(l+l+l)/f式中l(wèi)=32mm、取l=2mm、l=4mm,f=1.60mm/r、n=4.58r/s則T=(32+2+4）/1.60×4。58=5.2s取T=6s(5）鉆孔的輔助時間根據(jù)《課程設(shè)計指導教程》第五章第二節(jié)所訴，輔助時間T與基本時間T的關(guān)系為T=（0。15-0。2)T,取T=0。15T，得T=0.15×6s=0.90s（6）鉆孔其他時間的計算T+T+（T/m）=9％×(6+0。90）s=0。62s（7）單間時間定額的計算T=(6+0。90+0.62）s=7。52s⑤、倒角1×45°綜上所述，工序4的單間計算時間：T=T+T+T+T=11。28s+5.02s+8.77s+7.52s=32。59s七、夾具設(shè)計7.1夾具設(shè)計的基本要求和步驟7。1。1基本要求對機床夾具的基本要求是保證工件加工工序的精度要求,提高勞動生產(chǎn)率,降低工件的制造成本,保證夾具有良好的工藝性和勞動條件。在這些基本條件中，有一些是有矛盾的，例如，提高工序的精度，夾具的制造成本就要提高,隨著工件制造精度的不斷提高,對夾具本身也提出更高的精度，那末，工件制造成本也將提高。因此，必須綜合考慮零件批量和制造成本.7.1.2設(shè)計步驟1。設(shè)計準備首先應(yīng)分析、研究工件的結(jié)構(gòu)特點、工藝要求、工件的材料生產(chǎn)批量以及本工序的技術(shù)要求。然后,了解所使用機床的規(guī)格、性能、精度及使用刀具、量具的規(guī)格，了解本廠工人的技術(shù)要求等。2。方案的確定在經(jīng)過設(shè)計準備階段后，擬定設(shè)計方案。1)確定夾具類型。2）確定工件定位方案，選擇相應(yīng)的定位裝置。3)確定夾緊方式，選擇夾緊裝置.4)確定刀具調(diào)整方案,選擇合適的導向元件及對刀元件。5）考慮各種裝置、元件的布局,確定夾具的總體結(jié)構(gòu)。在設(shè)計時，同時構(gòu)思幾套方案，繪出草圖，經(jīng)過分析、比較選出最佳方案。3。夾具的精度分析為保證夾具設(shè)計的正確性,必須對夾具精度進行分析，驗證夾具公差≤（1/3～1/5）工件允許公差.4。繪制夾具總圖夾具總圖應(yīng)遵循國家制圖標準來繪圖，總圖比例除特殊情況外，一般按1∶1繪制，以保證良好的直觀性。主視圖應(yīng)取操作者實際工作時的位置，以作為裝配夾具時的依據(jù)并供使用時參考?？倛D中的視圖應(yīng)盡量少，當必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和整體結(jié)構(gòu)，表示出各種裝置、元件相互位置關(guān)系等。繪制總圖的順序一般可采用:1）用雙點劃線繪出工件輪廓外形，并顯示出加工余量。2）把工件輪廓線視為“透明體”，按照工件的形狀及位置依次繪出定位、導向、夾緊及其它元件或裝置。3）繪出夾具體，形成一個夾具整體。4）確定并標注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求。如標注輪廓尺寸,裝置、檢驗尺寸及公差,主要元件、裝置之間的相互位置精度要求等。5)總圖上標出夾具名稱、零件編號，填寫夾具零件明細表和標題欄。6）繪制夾具零件圖夾具總圖中非標準零件都需繪制零件圖.零件圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求都必須滿足總圖的要求.7。2夾具設(shè)計7。2。1選擇夾具本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。經(jīng)過決定，設(shè)計第4道工序的工裝夾具，工序4的夾具為鉆擴鉸φ16孔的鉆夾具。7.2.2問題的提出在給定的零件中，對本序加工的主要考慮尺寸，由于公差要求較低,因此,本