轉向臂加工工藝及鉆φ8.5孔夾具設計【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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（2）能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，提高結構設計能力。（3）培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力。（4）進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。2設計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等）：本次設計要求編制一個中等復雜程度零件（不少于10道工序，見附圖）的機械加工工藝規(guī)程，并設計其中一道工序的專用夾具，繪制相關圖紙，撰寫設計說明書。必須以負責的態(tài)度對待自己所作的技術決定、數(shù)據(jù)和計算結果。注意理論與實踐的結合，以期使整個設計在技術上是先進的，在經(jīng)濟上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。 具體內(nèi)容如下： （1）根據(jù)零件圖，確定生產(chǎn)類型（一般為中批或大批生產(chǎn)），對零件進行工藝分析。 （2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖。 （3）擬訂零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸，計算某一代表工序的工時定額。 （4）填寫工藝文件：工藝過程卡片（或工藝卡片）、工序卡片。 （5）設計指定工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖12張。 （6）撰寫設計說明書。3設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：1制定零件在中批生產(chǎn)條件下的機械加工工藝規(guī)程，畫零件圖，毛坯圖，填寫工藝卡片、工序卡片。2專用夾具設計。設計某道工序的專用夾具。3撰寫課程設計說明書一份（A4紙）。 4主要參考文獻：1崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社，2006.122張龍勛. 機械制造工藝學課程設計指導書及習題.北京:機械工業(yè)出版社，2006.13孟少農(nóng)，機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1991.94艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社5李益明.機械制造工藝設計簡明手冊.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版6 趙家奇，機械制造工藝學課程設計指導書2版.北京:機械工業(yè)出版社，2000.107 李云，機械制造及設備指導手冊. 北京:機械工業(yè)出版社，1997.85設計成果形式及要求：提供課程設計說明書一份，要求內(nèi)容與設計過程相符，且格式要符合規(guī)定要求；被加工零件的零件圖1張；毛坯圖1張；夾具裝配圖1套；夾具主要零件圖（通常為夾具體）1張；機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片1套。6工作計劃及進度：2010年1月4日1月6日 分析研究被加工零件，畫零件圖； 1月7日1月10日 工藝設計：選擇加工方案、確定工藝路線，畫毛坯圖，填寫工藝卡片；1月11日1月18日 夾具設計，畫夾具裝配圖及夾具主要零件圖；1月19日1月21日 編寫課程設計說明書1月22日 答辯系主任審查意見： 簽字： 年 月 日目 錄1零件生產(chǎn)類型的確定 12零件分析 12.1零件的作用 12.2零件的工藝分析 13選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖 23.1求最大輪廓尺寸 23.2選取公差等級CT 23.3求鑄件尺寸公差 23.4求機械加工余量等級 23.5求RMA 23.6求毛皮尺寸 34工藝路線擬定 34.1定位基準的選擇 34.2擬定加工方法和加工方案 45選擇加工設備及刀具、夾具、量具 55.1選擇加工設備及工藝設備 55.2確定工序尺寸 66確定切削用量及基本時間 66.1工序號02 76.2工序號03 86.3工序號04 96.4工序號05 116.5工序號06 126.6工序號07 137心得體會 138參考文獻 14機械加工工藝規(guī)程設計一、 生產(chǎn)類型的確定由原始資料可知是中批量生產(chǎn)類型。二、 零件的分析1、零件的作用據(jù)資料所示，該轉向臂的作用和方向盤、轉向拉桿一起配合使用，從而達到控制轉向輪的轉向角度。2、零件的工藝分析由零件圖可知：16、9.3的孔中心線是主要的設計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組：21、 以16mm孔的中心線加工表面 這一組加工表面包括：銑26mm單側端面、鉆16mm的孔、倒角145、鉆8.5mm的孔。22、 以9.3mm孔的中心線加工表面 這一組加工表面包括：銑20mm兩端面、鉆9.3mm的孔、锪16mm的沉頭。概括：由于16、9.3的孔中心線位置精度不高，又16mm內(nèi)孔的精度比9.3mm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，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。三、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為可鍛鑄鐵（KT35-10）,中批量生產(chǎn)。按機械制造技術基礎課程設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 由表5-1，鑄造方法按機械造型、鑄件材料按可鍛鑄鐵，得CT范圍812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5-3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5-5，得機械加工余量等級范圍為EG，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5-4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：16、9.3、8.5孔徑較小，鑄成實心。 A面屬單側加工，由式（5-1）得 R=F+RMA+CT/2=32+1.5+2.8/2=34.9mm B、C面屬兩側加工，由式（5-2）得 R=F+2RMA+CT/2=26+21.5+2.6/2=30.3mm 根據(jù)數(shù)據(jù)可得：轉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16孔9.3孔8.5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FFRMA1.51.5毛坯基本尺寸34.930.30007、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，應選重要表面為粗基準。為互為基準，以20mm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16的孔作為精基準。2、擬定加工方法和加工方案21、工藝路線：、銑16mm孔的端面，即26mm圓柱A面、銑9.3mm孔的兩端面，即20mm圓柱B、C面、鉆、擴、粗鉸、精鉸孔16mm，倒角145、鉆8.5mm孔、鉆9.3mm孔、刮平B、C面16mm，兩端入體1mm22、確定工藝過程方案見下表（4-1）表（4-1）工序號工序內(nèi)容簡要說明01正貨處理145204HBS改善材料加工性能02銑26mm圓柱A面先加工面03銑20mm圓柱B、C面04鉆、擴、粗鉸、精鉸孔16mm，倒角145后加工孔05鉆孔8.5mm06鉆孔9.3mm07刮平B、C面16mm，兩端入體1mm08去毛刺09終檢五、選擇加工設備及刀具、夾具、量具由于生產(chǎn)類型為中小批量，故加工設備以通用機床為主，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、選擇加工設備與工藝設備11、選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床工序號02：銑26mm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20mm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16mm，倒角145。選用Z535立式鉆床。 工序號05、06：鉆孔8.5mm、9.3mm。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16mm，兩端入體1mm。粗糙度要求不高，宜采用Z525立式鉆床。12、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。專用夾具見附圖。13、選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具、銑刀：根據(jù)資料查表5-103：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表14-64，得銑刀幾何參數(shù)：Kr=60，=1215、鉆、擴、粗、精鉸孔16mm，倒角145。選用麻花鉆等專用刀具。刮平面16mm，選用專用锪刀。14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，參考相關資料，選擇如下：、選擇加工面的量具根據(jù)資料：查表5-108得，用分度值為0.02mm的三用游標長尺測量，測量范圍0mm150mm，公稱規(guī)格為1500.02。、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25mm50mm、25mm50mm、5mm30mm的內(nèi)徑千分尺。2、確定工序尺寸21、面的加工（所有面）、A面：根據(jù)加工長度為34.9mm，毛坯余量為2.9mm。查表5-49：單側加工的量為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。、B、C面：根據(jù)加工長度為30.3mm，毛坯余量為4.3mm。查表5-49：兩側加工的量為1.65mm。經(jīng)粗加工后的加工余量為1.0mm，兩側再加工的量為0.5mm即可。22、孔的加工、16mm的孔毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT7-IT8之間。查表5-15、5-42得： 鉆孔：15mm 2Z=0.95mm 擴孔：15.85mm 2Z=0.1mm 粗鉸：15.95mm 2Z=0.05mm 精鉸：16mm、8.5mm的孔毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求介于IT12-IT13之間。查表5-15得：鉆孔8.5mm即可。、9.3mm的孔 毛坯為實心，孔內(nèi)粗糙度要求大于IT13。查表5-15得： 鉆孔9.3mm即可。六、確定切削用量及基本時間 1、工序號02： 本工序為銑26mm端面。已知工件材料為可鍛鑄鐵（KT35-10），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，Kr=60。且已知銑削寬度a=26mm。銑削深度a=2.9mm，選用機床X62臥式銑床。、確定每齒進給量f根據(jù)已知資料所知：X62臥式銑床功率為7.5KW。查表5-146得：硬質(zhì)合金牌號YG8的每齒進給量為0.20.29mm/z。取f=0.2、選擇銑刀磨損標準及耐用度查表5-148得：銑刀后刀面的最大磨損量為1.5mm。銑刀直徑d=80mm、耐用度T=180 min、確定切削速度Vc和每齒進給量f根據(jù)資料所知：取f=0.20mm/z 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min查表2-17.有C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0則由表2-17的公式算得Vc=173.930 m/minnc=173.931000/3.1480=692.4 r/min根據(jù)查表5-75選取X62臥式銑床的主軸轉速n=750r/min=12.5r/s V=3.148012.5/1000=3.14 m/s 工作臺每分鐘進給量為f=0.201060=120 mm/min 查表5-76，選f=118 mm/min 則實際的每齒進給量f=118/1060=0.197 mm/z、檢查機床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=26mm、a=2.9mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計算F=135.5 N P=135.53.14/1000=0.425 KW 7.5 KW可知機床功率能夠滿足要求、基本時間 查表2-28：(d對稱銑削) T=(l+l+l)/ f Kr=60 0.18mm/z、 Z=10、 d=80mm、a=26mm、a=2.9mm、T=180 min查表2-17.有C=548、q=0.22、x=0.17、y=0.32、u=0.22、p=0、m=0.33、k=1.0則由表2-17的公式算得Vc=194.379 m/minnc=194.3791000/3.1480=773.80 r/min根據(jù)查表5-75選取X62臥式銑床的主軸轉速n=750r/min=12.5r/s V=3.148012.5/1000=3.14 m/s 工作臺每分鐘進給量為f=0.201060=120 mm/min 查表5-76，選f=118 mm/min 則實際的每齒進給量f=118/1060=0.197 mm/z、檢查機床功率 根據(jù)資料所知：f=0.197mm、c=491、 x=1.0、y=0.75、u=1.1、Z=10、a=20mm、a=2.15mm、d=80mm、n=750 r/min、q=1.3、w=0.2、K=1.0 計算F=75.4 N P=75.43.14/1000=0.237 KW 7.5 KW可知機床功率能夠滿足要求、基本時間（兩端加工） 查表2-28：(d對稱銑削) T=2(l+l+l)/ f Kr=6090 且式中l(wèi)=20mm、l=13mm、l=2mm、f=118 mm/min T=2（20+13+2）/118=0.59 min=35.4 s 取T=36 s 每端走刀2次：T=236=72 s 3、工序號04： 本工序為鉆16mm深32mm的孔。包括：鉆、擴、粗鉸、精鉸孔、倒角145。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、=15、Kr=45。 、鉆孔：確定進給量f 因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查表5-127得：f=0.610.75 mm/r 由表5-66取得f=0.72 mm/r 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。確定切削速度V 查表2-13得：C=16.4、z=0.22、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15mm a=7.5mm 按公式計算： Vc =22.061 m/min nc=22.0611000/3.1415=468.4 r/min根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉速n=400 r/min=6.67 r/s 則V=3.14156.67/1000=0.314 m/s鉆孔基本時間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= l=5mm,f=0.72 mm/r、n=6.67r/s 則T=（32+5+5）/0.726.67=8.75s 取T=9s、擴孔：確定進給量f 因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查表5-128得：f=0.91.1 mm/r 由表5-66取得f=0.96 mm/r 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。確定切削速度V 查表2-13得：C=27.9、z=0.2、x=0.1、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=15.85mm a=0.425mm 按公式計算： Vc =34.964 m/min nc=34.9641000/3.1415.85=702.5 r/min根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉速n=750 r/min=12.5 r/s 則V=3.1415.8512.5/1000=0.622 m/s鉆孔基本時間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=3mm,f=0.96 mm/r、n=12.5r/s 則T=（32+2+3）/0.9612.5=3.1 s 取T=4s、粗鉸：確定進給量f 因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查表5-129得：f=1.53.0 mm/r 由表5-66取得f=1.60 mm/r 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。確定切削速度V 查表2-13得：C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=15.95mm a=0.05mm按公式計算： Vc =12.611 m/min nc=12.6111000/3.1415.95=251.8 r/min根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉速n=275 r/min=4.58 r/s 則V=3.1415.954.58/1000=0.229 m/s鉆孔基本時間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、l= 2mm、查表2-27取l=13mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s 則T=（32+2+13）/1.604.58=6.4 s 取T=7s、精鉸：確定進給量f 因為深度為32mm較大，宜采用自動進給。查表5-129得：f=1.53.0 mm/r 由表5-66取得f=1.60 mm/r 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。確定切削速度V 查表2-13得：C=23.2、z=0.2、x=0.1、y=0.5、m=0.3、取k=1.0 且d=16mm a=0.025mm按公式計算： Vc =13.491 m/min nc=13.4911000/3.1416=268.5 r/min根據(jù)查表5-65選取Z535立式鉆床的主軸轉速n=275 r/min=4.58 r/s 則V=3.14164.58/1000=0.230 m/s鉆孔基本時間 T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=32mm、取l= 2mm、l=4mm,f=1.60 mm/r、n=4.58r/s 則T=（32+2+4）/1.604.58=5.2 s 取T=6s 、倒角145 4、工序號05： 本工序為鉆8.5mm深8mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標準高速鋼直柄麻花鉆：d=8.5mm、Kr=45。確定進給量f 由于孔徑和深度較小，宜采用手動進給可達到加工要求。參考值取f=0.28 mm/r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=8.5mm、則T=35min。確定切削速度V、n查表2-13、2-14得：C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=8.5mm a=4.25mm f=0.28mm/r 按公式計算： Vc =29.9 m/min nc=29.91000/3.148.5=1120 r/min根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉速n=960 r/min=16 r/s 則V=3.148.516/1000=0.427 m/s基本時間 鉆8.5mm深8mm的通孔:T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=8mm、取l= l=4mm,f=0.28 mm/r、n=16r/s T=（8+4+4）/0.2816=3.6s 取T=4s5、工序號06： 本工序為鉆9.3mm深26mm的孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標準高速鋼直柄麻花鉆,一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm、Kr=45。確定進給量f 由于深度較大，宜采用自動進給可達到加工要求。查表5-127：f=0.470.57mm/r 。由表5-66，按Z525選取f=0.48 mm/r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=9.3mm、則T=35min。確定切削速度V、n查表2-13、2-14得：C=16.4、z=0.25、x=0、y=0.4、m=0.125、取k=1.0 且d=9.3mm a=4.65mm f=0.48mm/r 按公式計算： Vc =24.656 m/min nc=24.6561000/3.149.3=844.33 r/min根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉速n=680 r/min=11.33 r/s 則V=3.149.31.33/1000=0.33 m/s基本時間 鉆9.3mm深26mm的通孔:T=(l+l+l)/ fn 式中l(wèi)=26mm、取l=5mm、 l=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/s T=（26+5+4）/0.4811.33=6.4s 取T=7s6、工序號07： 本工序為刮平16mm深1mm的沉頭孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標準高速鋼帶導柱直柄平底锪鉆,一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm、Kr=45。確定進給量f由于深度較小，采用手動進給。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=16mm、則T=60 min。確定切削速度V、n查表5-140、5-66：按Z525 暫取f=0.13mm/r 查得Vc =1225 m/min取Vc =18 m/min nc=181000/3.1416=358.28 r/min根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉速n=272 r/min=4.53 r/s 則V=3.14164.53/1000=0.228 m/s刮平兩端基本時間 T=2(l+l)/ fn 式中l(wèi)=1mm、取l=1mm，f=0.13 mm/r、n=4.53r/s T=2（1+1）/0.134.53=6.8s 取T=7s七、心得體會根據(jù)轉向臂工藝規(guī)程及夾具設計要求，在本設計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達到了圖紙所提出的技術條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。在設計過程中須做到謹慎、有理可依的風格，同時依據(jù)夾具設計原理和相關資料可以了解到該設計中的夾具設計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結構簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次畢業(yè)設計是成功的。八、參考文獻 機械制造技術課程設計指導北京理工大學出版社，2009.8機械制造工藝學機械工業(yè)出版社，2006.1金屬機械加工上?？茖W技術出版社（第四版），2006.10機械工程材料機械工業(yè)出版社，2002.2互換性與測量技術國防工業(yè)出版社，2003.10- 14 -